本成果基于先进材料技术、微纳制造工艺的电容式微机械超声传感器（CMUT）与压阻式MEMS压力传感器，信号处理智能算法、无线信号传输及微系统集成的多项研究成果，进行了跨尺度多相流浓度与超声衰减及压力分布的物理场耦合谱图像数值模型，优化超声/压力频率、功率及尺度等多参数设计，构建了阵列式多频谱超声-压力融合RMF瞬态浓度计算方法，实现多维、多参数RMF流型辨识与流量在线监测能力，设计RMF浓度超声-压力融合检测微系统，形成了“气固两相粉尘扩散浓度”“气液两相冷凝剂加注质量”在线监测解决方案。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 气/固/液多相流混合现象广泛存在于工业生产中，北京理工大学娄文忠教授团队针对当前工业粉尘爆炸、粉尘防护、新冠疫苗低温贮藏装置的冷凝剂高效安全加注，推进国家“公共安全”“节能减排”重大需求，创新性提出超声-压力复合的气/固/液混合多相流流型/流量精准检测微系统的研制。 基于先进材料技术、微纳制造工艺的电容式微机械超声传感器（CMUT）与压阻式MEMS压力传感器，信号处理智能算法、无线信号传输及微系统集成的多项研究成果，进行了跨尺度多相流浓度与超声衰减及压力分布的物理场耦合谱图像数值模型，优化超声/压力频率、功率及尺度等多参数设计，构建了阵列式多频谱超声-压力融合RMF瞬态浓度计算方法，实现多维、多参数RMF流型辨识与流量在线监测能力，设计RMF浓度超声-压力融合检测微系统，形成了“气固两相粉尘扩散浓度”“气液两相冷凝剂加注质量”在线监测解决方案。 该方案采用了多项先进的专利技术，具有体积小、功耗低、精度高、响应速度快等特点，当前已有相关实验数据支撑，同时结合无线组网技术及物联网技术，具备构建“粉尘爆炸评估系统”“冷凝剂远程监测”条件。

技术简介：气液分离器有若干个旋流分离器、进料分配管、气体收集箱、集液罐及相应的监测控制器件、机架等组成。 旋流分离器的基本结构为一个圆锥形腔体，有一个切向进口和两个轴向出口。它是一种利用离心沉降原理将非均相体系中具有不同密度的相分离的机械分离设备。气液混合物以一定的速度从切向入口进入旋流分离器，从而在旋流分离器内高速旋转，产生离心力场。在离心力的作用下，密度大的相——水被甩向四周，并顺着壁面向下运动，作为底流排出。密度小的相——气体流到中间并向上运动，最后作为溢流排出。这样，用旋流分

一、 项目简介采用流态化技术处理气体（液体）/颗粒（粉体）物料，具有气（液）固接触效率高，传质传热性能好等优点，在石油、煤、无机/有机化工、制药、环保、水处理等领域得到了广泛的研究和应用。根据被处理物料的加工时间、气（液）固比等处理条件不同，可分别采取鼓泡床、湍动床、循环流化床等操作形式。对于一种特定的物料体系，在采用流态化技术全面投入工业应用之前，需要对物料性质（包括粒度分布、骨架密度、堆积密度、休止角、介质粘度、熔点、沸点等）进行全面分析，然后根据物料加工过程工艺特点确定合适的装置结构，再对物料的基础流态化特性（包括起始流化速度、起始鼓泡速度、起始湍动速度、噎塞速度等）及操作工况（进料量、操作速度、物料循环量）下设备压降、密度、温度、停留时间、混合与分级、传质传热效率、分离效率等进行综合实验测试，以此为依据进行工业规模的装置设计及指导工业操作。本项目可以针对物料处理体系及加工工艺特点，研发合理的流态化装备，并对其物料物性、流体力学特性、装置结构性能等进行综合实验测试，根据测试结果为新装备的工业设计和操控、新技术的工业应用提供基础参数和指导，也可为原有设备改造提供可靠依据。二、 项目技术成熟程度项目组对FCC催化剂、煤粉、石油焦、半焦、石英砂、树脂、刚玉球、含盐废水等不同特性物料的流态化性能及相关流态化装备性能进行过系统的实验测试，物料粒度范围从30μm~5mm不等，流态化装备涉及鼓泡床、湍动床、快速床、移动床、喷动床及各种装备上相关的分布装置、分离装置等，介质涉及气-固、气-液、液-固、气-液-固体系，相关实验结果为新技术的实施推广提供了大量基础数据。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）在大量实验研究并借鉴已有实施项目经验的基础上，本项目已形成如下成果：鉴定项目：[1] 外循环多相流化床换热器的颗粒循环和分布研究. 河北省教育厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110367，成果水平：国际先进.[2] 液固三相流化床蒸发器总体优化及应用研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110265，成果水平：国际先进.[3] 高效半干法烟气脱硫剂制备工艺研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.01，证书编号：20110266，成果水平：国际先进.[4] 锅炉烟气喷动床脱硫除尘工艺及设备研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.06，证书编号：20111588，成果水平：国际先进.[5] 带导流管的多喷嘴矩形喷动床烟气脱硫设备研究. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.06，证书编号：20111589，成果水平：国际先进.[6] 新型高效立体传质并流塔板的研究开发. 河北省科技厅，鉴定时间：2011.10，证书编号：20112669，成果水平：国际先进.专利技术：[1] 一种克服换热设备水平管路颗粒沉积的构件和方法，中国发明专利，专利号：ZL 200910245134.9.（已获授权）[2] 一种多功能集成设备精制介酸的方法，中国发明专利，专利号：ZL 200910245133.4. （已获授权）[3] 一种降低耦合反应器提升管出口返混的气固分布器. 中国发明专利，申请号：201210405627.6. （已公开）[4] 一种降低串联组合流化床提升管出口返混的气固分布器. 中国发明专利，申请号：201210405649.2. （已公开）[5] 多孔球状反应装置及操作方法. 中国发明专利，申请号：2012101155697.4，申请日：2012.04.19. （已公开）[6] 一种烟气同时脱硫脱硝综合实验装置及其操作方法. 中国发明专利，申请号：201210115569.3. （已公开）[7] 多室双管程蒸发器，中国实用新型专利，专利号：ZL 201020609305.X. （已获授权）[8] 多孔球状反应装置. 中国实用新型专利，专利号：ZL 201220167080.6. （已获授权）[9] 一种烟气同时脱硫脱硝综合实验装置. 中国实用新型专利，专利号：ZL 201220167161.6. （已获授权）[10] 一种提升管与床层耦合反应器的分布器. 中国实用新型专利，申请号：201220542989.5. （待授权）[11] 一种串联组合流化床提升管出口的分布器. 中国实用新型专利，申请号：201220543000.2. （待授权）项目获奖：[1] 组合型颗粒分布装置的颗粒分布性能与结构优化. 河北省科技进步奖三等奖（证书编号：2008JB3122-3），2009年3月.四、 市场前景（应用领域、市场分析等）本项目可广泛应用于石油、煤、无机/有机化工、制药、环保、水处理等领域，在满足高效节能、低碳环保的前提下，可为企业新技术开发、旧有装置改造提供实验测试及技术支持，进而提高企业的技术装备水平和经济效益。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）规模与投资需求依据企业要求而不同。（1）从装备选型与性能测试角度，需要研究设计新型装备，并针对具体物料进行相关性能测试，本项目组可提供场地和人员，企业投资约为5~30万元；（2）从旧有装置改造角度，需要对装置现存问题进行分析，研究设计合理的装置结构，并对其性能进行测试，再结合后续加工、安装，本项目组可提供场地和研究设计人员，并辅助联系加工单位，企业投资约为50~300万元；从直接利用本项目相关技术成果角度，本项目组可提供研究设计人员，并辅助联系加工单位，企业需提供场地和操作人员5~10人，投资约为100~500万元。（内容字体为宋体、四号字）六、 生产设备装备性能测试设备，项目组可进行开发设计；生产设备依据各具体物料体系及加工过程特点而定，主要以流态化操作设备为主，并辅以风机、泵、测量及控制仪表等。七、 效益分析实施本项目的效益体现在如下几个方面：（1）可以提高企业的技术创新能力及装备操作水平；（2）可以提升企业的装备运行周期与生产效率，提高企业的经济效益；（3）可以降低企业的废气、废液、废渣排放水平，具备显著的环保效益。八、 合作方式（1）项目组独立承担；（2）与企业合作研发。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）王德武：天津红桥区河光荣道8号北工业大学化工学院300信箱，022-60204482，13752711488，wangdewu@hebut.edu.cn；张少峰：天津红桥区河光荣道8号北工业大学化工学院300信箱，022-60204596，13132081566，shfzhang@hebut.edu.cn。

本实用新型公开了一种气液两相射流反应器，包括反应器筒体，在反应器筒体顶部设有液体喷射装置，液体喷射装置包括进液口和伸入反应器筒体内的缩径式喷嘴；在反应器筒体上部设有排气口；在反应器筒体的内壁设有多个挡板；在反应器筒体下部设有进气口和循环液进口，进气口与位于缩径式喷嘴下方的气体分布器连通；在反应器筒体底部设有排液口。本实用新型还公开了一种气液两相射流反应系统，包括气液两相射流反应器、蒸发器、闪蒸罐。本实用新型气液两相射流反应器系统，利用高速液体射流的剪切作来破碎气泡，实现气液两相的高效分散混合，具有流程简洁、反应器结构简单、气液混合效果好等优点，适用于甲醇羰基化生成醋酸或醋酸甲酯羰基化生产醋酐。

成果创新点 页岩气、致密气、煤层气调查评价 1、通过一系列参数井及探井建设，重点围绕安徽两淮 煤系地层开展页岩气和煤层气等合探共采关键技术研究， 获取煤系地层展布特征、有机地化、储层物性和含气性等 关键参数，确定有效含气目的层段及其气体组合类型，进 而确定有综合勘查开发潜力的煤系层位。 2、立足“三气合采”，在充分挖掘勘探资料潜力的基 础上，系统研究煤系天然气形成和聚集条件，分析煤层气、

页岩气、致密气、煤层气调查评价1、通过一系列参数井及探井建设，重点围绕安徽两淮煤系地层开展页岩气和煤层气等合探共采关键技术研究，获取煤系地层展布特征、有机地化、储层物性和含气性等关键参数，确定有效含气目的层段及其气体组合类型，进而确定有综合勘查开发潜力的煤系层位。2、立足“三气合采”，在充分挖掘勘探资料潜力的基础上，系统研究煤系天然气形成和聚集条件，分析煤层气、页岩气、致密砂岩气及碳酸盐岩气的共生组合特点和发育规律，优选煤系天然气共探共采有利区。

项目简介 1、在石油化工、石油加工（石油加氢裂化、渣油加氢脱硫等）、化肥（合成氨等）、 海水淡化、制冷空分、水泥、钢铁冶金、污水处理等工业流程中存在大量富含中高压余 能的液体或汽（气）液两相流体，目前大多通过减压阀等减压或直接排放，能源浪费巨 大，环境污染严重。 2、对于低、中余压流体介质，开发有液力透平泵、透平膨胀机、全流螺杆动力机等 进行能量回收及动力转换；对于中高余压流体介质，开发有双作用活塞式能量回收机、 双螺杆马达、水力马达等进行能量回收及动力转换。 性能指标 流量：5.0～

该测试系统可实现手动/全自动高精度高压气体吸脱附过程中重要参数和曲线的测试。配有专用的 LabVIEW 测控软件，所使用的管路 1/4 寸钢管，带旋片式真空泵，加热装置为开式炉，样品管为 316 不锈钢，样品容量为 0-1g(Mg)。在镍氢电池，储氢材料，二氧化碳捕获，氚工程，页岩气，煤层气，催化剂，吸附制冷等领域有广阔的应用前景。

成果描述：本发明公开了采用气液两相天然气为燃料的内燃机燃料输送方法，将液态压缩天然气源和气态压缩天然气源通过绝热输送至一绝热共轨，在绝热共轨中完成混合后经一电控喷油器输送至气缸：进入绝热共轨(5)的燃料有液路和气路两路：液路由液态压缩天然气瓶(1)通过绝热低压管(2)和绝热压力泵(10)输送至绝热共轨(5)；气路由气态压缩天然气气瓶(7)通过相应管阀进入绝热共轨(5)。本发明使气液两相天然气在进入气缸时发生闪蒸沸腾，并在不同工况进行两相天然气的气液组分实时设计控制。因燃烧的是气液两相天然气，故CO、CO2、PM排放低，无NMHC；采用压缩过程喷射，HC排放低；缸内温度低，NOX排放低；具有极低的排放性。市场前景分析：新能源交通工具技术领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。

本发明公开了采用气液两相天然气为燃料的内燃机燃料输送方法，将液态压缩天然气源和气态压缩天然气源通过绝热输送至一绝热共轨，在绝热共轨中完成混合后经一电控喷油器输送至气缸：进入绝热共轨(5)的燃料有液路和气路两路：液路由液态压缩天然气瓶(1)通过绝热低压管(2)和绝热压力泵(10)输送至绝热共轨(5)；气路由气态压缩天然气气瓶(7)通过相应管阀进入绝热共轨(5)。本发明使气液两相天然气在进入气缸时发生闪蒸沸腾，并在不同工况进行两相天然气的气液组分实时设计控制。因燃烧的是气液两相天然气，故CO、CO2、PM排放低，无NMHC；采用压缩过程喷射，HC排放低；缸内温度低，NOX排放低；具有极低的排放性。