本项目属于科技部863能源领域科技专项，针对褐煤水分高、热值低、易自燃，不便于长 途运输等特点，直接用水介质替代循环油溶剂，CO或合成气替代纯氢气，开发了褐煤加氢液 化新技术，较传统的煤直接加氢液化工艺，可以减少褐煤干燥和CO变换等工序，具有显著的 技术优势。褐煤的提质加工利用已经受到各界广泛关注，正在积极开发有关技术，可见本技术 的成功开发具有广阔的市场应用前景。 实验对比研究了褐煤加氢液化中CO气氛和H2气氛的供氢性能差异，如在四氢萘作为溶剂 400℃时，氢气初压3MPa下的液化转化率为89.3%，油气产率为79.2%；而CO初压3MPa下的液 化转化率为94.1%，油气产率为73.9%；相对应的沥青质前者仅为10.1%，后者为20.2%，两者 相差一倍，表明CO气氛在加氢过程中产生的新生态氢有利于煤第一步裂解生成沥青质等大分 子，其加氢的活性高于气态氢，这进一步证实了煤加氢理论。由于褐煤自身含有丰富的含氧 官能团，气相CO中与水或水蒸气存在相互作用，促进褐煤的加氢转化效果，通过对褐煤加氢 液化工艺参数 (如水煤比、液化温度、气体初压和停留时间) 的考察，获得了比较合适的液化 反应条件为，在CO初压为4MPa，温度380℃下，胜利褐煤的液化转化率达76.6%，油气产率达 63.6%，达到了预期目的。 本项目已经完成实验室小试，比较系统地研究了煤种、催化剂和工艺参数对褐煤制油的影 响规律，具备开展试验放大的技术条件。

本发明提供了一种长循环寿命的钒基固溶体贮氢合金，该合金解决了钒基固溶体贮氢合金在吸放氢循环过程中贮氢量衰减较快的问题。该贮氢合金属钒基BCC型，化学式为VaTibCr(100-b-c-d-e)FecAldSie，式中，50≤a≤60，15≤b≤25，1≤c≤15，0＜d≤2，0＜e≤1(a，b，c，d，e均为原子百分含量)。该合金生产方法简单，在氢的贮存、运输以及燃料电池等方面具有广泛的应用前景。

高品质氢需求增长，石化炼厂中加氢裂化、柴油加氢、 汽油加氢等工艺对高品质氢的需求日益增长，某石化公司加氢装置总能力约 1700 万吨/年；关键系统备用电源储备石化炼厂中控制系统、火气系统、报警系 统等关键系统的备用电源储备可防止发生意外，确保安全。

中试阶段/n利用多孔聚合物易于合成、密度低、比表面积高等特点，通过引入 吸附氢活性点，大幅度提高目前聚合物的储氢能力，从而满足氢能源动 力汽车的使用要求。获得高表面积（≥3000 m2/g）超交联多孔聚合物的 制备工艺，储氢性能达到 5.0 wt%，77 K@15 bar; 3.0 wt%, 77 K@ 1bar， 并实现在 20 MPa 下高效储氢，该储氢材料在同等条件下相比目前已实际 应用的储氢材料更安全；得到更低成本的储氢材料，实现成本控制在已 经实际应用的碳纤维材料 70%的水平；首次实现超

1 成果简介本成果的技术原理是：天然气与氢气按一定比例混合后，形成天然气与氢气的混合燃料（ Hydrogen enriched Compressed Natural Gas，简称 HCNG）。根据 HCNG 燃料的特点，内燃机选择“ HCNG 燃料进气道电控喷射+稀薄燃烧+氧化催化器”的技术方案，采用一系列专利技术对 HCNG 内燃机燃烧排放进行控制和优化，可实现 HCNG 内燃机的高效率和低排放。 上图 天然气掺氢（ HCNG）发动机 通过多年研究和关键技术攻关， 我们成功研发了超低排放、高效率的 HCNG 发动机。经国家汽车质量监督检验中心（襄樊）检测：掺氢 20%的 HCNG 发动机排放达到欧 V、并满足 EEV（环境友好型汽车）排放标准， HCNG 发动机当量燃料消耗率比原天然气发动机（排放达国 III）低 7%， 而动力性保持不变。以吴承康院士为组长的专家组对该成果鉴定为“国际先进水平”，国家能源局在全国优先推广该成果。该成果获 2011 年北京市科学技术一等奖。2 应用说明研发的 4 辆 12 米低地板 HCNG 城市客车在北京奥运会期间成功示范运行，运行情况良好，可靠性达到产品要求。 目前， 客车已在北京及贵州六盘水累计运行里程超过 20 万公里。 2014 年 3 月，扬州高邮市启动全球最大规模 HCNG 公交车示范项目。预计到 2014 年底，高邮市将有 50 辆 HCNG 公交车投入商业运行， 1 座 HCNG 加气站、 1 座 HCNG 燃料制备工厂建设并运行。3 效益分析HCNG 燃料公交车百公里气耗约为 45 标准立方米（价格为 4.4 元/标准立方米）， 12 米低地板柴油公交车百公里油耗约为 40 升（柴油价格为 7.6 元/升）。按公交车每天运行 220公里、每年运行 330 天计算，则每辆车每年可节省燃料费用 7.24 万元。每辆车每年可减少二氧化碳排放 400 吨、减少氮氧化物排放 3 吨。 我国 1000 多家焦化厂每年焦炉气产量相当于 9000 万吨石油（按燃料低热值计算）。HCNG 汽车燃料可以焦炉气为原料，即大幅提升了焦炉气的附加值，又降低了汽车排放。若我国 1%焦炉气作为车用 HCNG 的原料，车用 HCNG 燃料的年销售额达 70 亿元，利税愈20 亿元。4 合作方式转让或者联合推广。5 项目所属行业领域先进制造。

本团队先后承担了北京市自然科学基金项目二项、国家自然基金项目二项以及国际合作项目一项。针对氢燃料汽车的氢储存问题，目前研发出了新型镁基复合储氢材料，其储氢量（达 6.0wt.%以上）已经超过美国能源部所要求的储氢量指标（5.5wt.%），具备了实际应用价值。在全固态锂离子电池材料研究领域，本团队还与加拿大西安大略大学孙学良院士合作，开展新型全固态锂离子电池材料研究。目前通过界面改性显著提高了全固态锂离子电池的高倍率放电性能及寿命，相关成果发表在《ACS AppliedMaterials & Interfaces》等期刊上。一种高容量储氢材料；一种高容量长寿命全固态锂离子电池材料的改性技术。

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。

团队选择通过聚焦离子束加工和晶带轴明场成像技术（zone-axis diffraction contrast STEM）在扫描透射电镜下对空气和高压氢气环境下（40MPa）相同应力强度因子范围的低碳钢疲劳裂纹尖端附近的位错组织进行了观察，并对其种类、形态和特征尺寸进行了定性和定量分析。研究结果显示，氢气环境中的金属受到的破坏其实是从内部组织的变化开

特征 / 优点  采用通用电源低压运行，提高安全性  LED照明  提供如下: - 三堰组 - 三电极组 - 一套清晰的亚克力流动可视化模型 描述 Armfield氢气泡流动可视化系统结构紧凑，安装在台架上，独立安装，只需要注水并连接到主电源。它包括一个流动池，一个独立的电子控制台和一套全面清晰的亚克力流动可视化模型。流动罐的顶部由玻璃增强塑料(GRP)制造，以确保耐用性，并包含一个宽的、浅的工作部分，以及一个平坦的黑色亚克力床，用于流动可视化研究。一股水流以变速平稳地流过工作区段。这是通过使用独特的流体驱动单元，结合流动矫直器实现的。在卸料端设置一组堰条可改变工段的深度。该设备配备了许多亚克力模型，如机翼截面和不同直径的圆柱体。这些可以定位在工作区里，以显示这些形状周围的流动效果。用户定义的模型也可以使用。一个照明模块，放置在工作区的一侧的水中，在水面下产生一束宽光束，照亮氢气泡，以帮助可视化的流动模式。氢气泡是由位于水面下的铂/铱精细阴极线产生的，阴极线与水流方向垂直。金属丝保持绷紧由一个叉holder(供应在三个宽度)，并在需要的位置由三脚架与可调的支持。普通的自来水也可以产生氢气泡，但该装置也提供了格劳伯盐(硫酸钠)用于研究。电子控制台为流量罐提供所有必要的电气服务，并集成了氢气气泡发生器。所有工作参数都显示在液晶显示屏上。控制包括水泵，光源和氢气气泡发生器。通过调整阴极线的电流，可以改变氢气泡的大小。发电机通过改变电源电压来补偿回路电阻的变化，自动保持电流在要求的值。如果需要，发生器可以产生连续的气泡流。然而，为了辅助可视化和定量测量，气泡可以在一系列脉冲中“打开”和“关闭”，脉冲和空间是独立和连续可变的，在显示器上显示时间。   技术规格 脉冲发生器 0 到 4750ms (开和关阶段) 光源 48高强度发光二极管 3 x 电极 35mm, 50mm  75mm 宽 阴极类型 铂/铱 沉淀池容量 20升     1 套清晰的丙烯酸流动可视化模型在保护容器组成 2 x 直线导轨 (330mm 长) 2 x 直线导轨的间隔块 2 x 具有放射状末端的块 4 x Cylinders (6mm, 12mm, 18mm 和25mm 直径) 1 x 机翼部分 1 x端部为弧形的平板 2 x 矩形块 (70mm x 40mm x 20mm) 1 x 弯板 2 x 阶梯形支柱   总体尺寸 电子控制台 长 0.31m 宽 0.26m 高 0.10m 流槽 长         0.845m 宽 0.40m 高 0.225m (tank only) 包装和运输规格 体积 1.2m³ 毛重 150Kg

成果与项目的背景及主要用途： 本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术 途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到 节能、减排、增效、降耗的综合效果。 本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计 算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的 能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化 操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、 降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。 大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收， 本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守 恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外 部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的 20天津大学科技成果选编 21 能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度 考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。 随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生 了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 主要包括： 1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 2. 工艺系统优化 3. 化工能量系统分析与集成优化 4 Total Site 能量系统优化 该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、 食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可 控制在 1 年以内，也可根据工厂要求控制在 3 年以内。 技术原理与工艺流程简介： （1） 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 采用数学及计算机技术对现场采集的数据进行分析，修正模型参数，建立与 现场操作数据基本吻合的机理模型，寻求对工艺及设备的深刻理解，诊断系统及 设备的潜力和瓶颈。 通过计算机模拟与标定计算，诊断装置与设备的潜力及存在的瓶颈因素，通 过少量的改造或操作优化，实现装置扩产或节能。 （2） 工艺系统优化 反应系统：采用夹点技术，有效利用反应热。对于吸热反应，则实现有效供 热。 精馏系统：优化精馏塔序列及回流比、采出量，采用夹点技术实现精馏塔内 部及外部能量系统的集成优化，以及多效精馏、热泵精馏、隔壁精馏等技术的优 化运用。 换热网络优化：通过夹点技术分析节能潜力，优化换热网络。对冷系统和热 系统采用。 设备强化：采用计算机模拟技术优化工艺操作及设备选型，通过选用高效分天津大学科技成果选编 离、换热、蒸汽回收装置实现设备强化。设备强化同时带来最小换热温差的变化， 进而，通过夹点技术，实现设备强化后的反应系统、精馏系统及换热网络的再优 化。部分装置的优化效果可达 40%以上。本技术若用于工艺包效果会更好。 （3） 化工能量系统分析与集成优化 含换热网络优化和蒸汽动力系统优化二项内容。通过夹点分析和换热网络优 化技术，实现对用热及用冷过程的优化，对新过程，一般可节能 2040%，对已 有过程，一般可节能 1030%。蒸汽动力系统优化含锅炉系统，蒸汽储能，热电 联产，燃料系统等的优化，节能效果在 1030%范围。 （4） Total Site 能量系统优化 以夹点技术为核心，从各装置的工艺优化入手，首先实现能量需求侧的优化， 然后对各装置进行夹点分析和换热网络优化，使能量回收达到最优，然后考虑各 装置之间的能量优化，最后是公用工程系统的能量优化。最终，做到全系统的能 量优化。Total Site 能量系统优化是工厂能量优化的最佳解决方案，可显著提高 系统能效。 技术水平及专利与获奖情况： 该技术具有近 30 年的研究历史，数千套装置的工业实践，是美国国家能源 署首推的过程工业节能减排先进技术。 本项目组自 2008 年与英国曼彻斯特大学过程集成中心（CPI）展开合作，在 近 20 年过程模拟优化研究基础上，消化吸收 CPI 的过程集成技术，经过 10 余个 工厂，近 30 套不同工业装置（涉及石油化工、煤化工、精细化工、食品工业、 制药工业、电力等过程）的工业实践，积累了丰富经验。 优化过的典型工业过程有： 20 万吨/年二甲醚装置优化 60 万吨/年煤制甲醇过程优化 10 万吨/年水玻璃生产过程优化 10 万吨/年白炭黑生产过程优化 2 万吨/年大豆制油过程优化 2 万吨/年大豆蛋白生产过程优化 22天津大学科技成果选编 120 万方/天天然气处理过程优化 150 万吨/年常减压装置优化 20 万吨/年催化裂化装置优化 4 万吨/年气分及 MTBE 装置优化 2 万吨/年 HFC125 装置优化 应用前景分析及效益预测： 系统优化的目标是降低能耗和企业的生产成本，同时，带来节能减排的社会 效益。 节能减排势在必行，系统优化是帮助企业提高技术水平，实现节能减排的有 效技术途径。 应用领域：石油化工、煤化工、精细化工、食品、制药、电力等行业 合作方式及条件：面议