成果与项目的背景及主要用途： 鉴于我国东部地区尤其是京津冀地区严重雾霾天气的频繁出现，国家提高了对燃煤锅炉及燃煤电厂烟气净化的要求，尤其是烟气脱硫标准。针对这个情况，天津大学采用先进的离子液技术对烟气进行脱硫。 技术原理与工艺流程简介： 脱硫用的离子液体是以有机阳离子、无机阴离子为主，添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液；该吸收剂（R）对 SO２气体具有良好的吸收和解吸能力，其脱硫机理为：SO2 + H2O + R ←→ RH+ + HSO3-低温下反应从左向右进行，二氧化硫被吸收剂吸收，高温下反应从右向左进行，二氧化硫从吸收剂中再生出来，达到脱除和回收烟气中 SO2 的目的。 技术水平及专利与获奖情况： 与传统石灰石石膏法的比较：技术先进性：国内领先，独树一帜 ①脱硫效率高：> 99% （可达< 10mg/Nm3）。 ②对进气含硫量不敏感：从 800 ppm 到 14% 的含硫量运行成本稳定，不随含硫量的上升而增加，对使用煤无限制。 ③能耗低，利用废热：再生塔对所用蒸汽要求低，只需利用火电厂废热。 ④工艺流程简单，无酸碱腐蚀：无石灰浆制备系统，系统为弱酸性气液相环境。系统不需高压喷嘴，无磨损，无腐蚀。 ⑤系统运行可靠：工艺流程科学、精练、简洁，可实现高达三年无系统故障，不需停车检修。 ⑥运行简便：容易维护易掌握，降低运行难度、调试时间和维修费用，降低风险。 应用前景分析及效益预测： （1）环保实效性 ①无二次污染：场地无粉尘, 无强噪声，无新生固体、气体和液体排放物。 ②吸收液可再生，循环使用，损耗低。 ③副产国内资源相对贫缺的副产品： 副产品为 99%干基的 SO2，可作为液体二氧化硫、硫酸、硫磺或其它硫化工产品的优良原料。 ④环保前瞻性：在脱除 SO2、NOX、Hg、As 同时（部分离子液离子交换再生脱 NOX、Hg、As），不释放 NH3、CO2,符合环保发展趋势。 （2）经济可行性 ①节约运力：无需常规的大量运输，无需规划运输/堆仓用地。 ②能耗较低：电耗低，可采用废热实现再生。 ③占地面积小：大幅减少烟气脱硫设施的土地使用面积。 ④脱硫设施运行费用较低，且不随烟气中硫含量上升而明显增加。 ⑤与传统方法相比，综合经济指标具有明显优势。 ⑥所有设备均可实现国产化。 应用领域：化工、环保领域（煤化工企业、钢厂、电厂等）。 合作方式及条件：具体面谈

西安科技大学自 2007 年开始就对煤田火区动态演化规律及控制新技术着手开始研究，目前此项技术已经成熟并在全国开始推广应用。该成果于 2011 年 12 月 29 日由中国煤炭工业协会经会议鉴定，达到国际先进水平；成果于 2012 年 9 月获陕西省科学技术进步一等奖，该项目申请专利 6 项。煤田火区识别、控制及治理技术与开发的装备在四川省攀枝花市宝鼎矿区 4# 煤层露头火灾治理工程、新疆温宿博孜敦 4# 煤层火区综合治理工程、中煤平朔一号井工矿上窑火区治理工程和内蒙古古拉本煤田火区灭火工程等多项防灭火项目中应用。  

黏性土孔隙喉道狭窄、连通性差、渗透性差，存在着相间的表面性质和作用（包括吸附作用、水化膜作用、盐组分渗吸作用、边界层作用、各种界面作用）在外荷载作用下的孔隙水压力消散缓慢，且消散规律无法利用现有土工设备实验得到等问题。 本成果提供一种测试黏性土中孔隙水压力消散规律的实验装置及方法，整套测试装置包括渗流测试系统（含数据采集软件）、固结压力施加系统和水压施加系统。其中渗流测试系统包括工作平台和设置在工作平台上的渗流筒，渗流筒侧面不同高度位置处设有水压传感器，上部设有固结压力和水压施加系统，底部设有泄水孔，所有进出水口连有测试仪表和传感器，且所有传感器均与计算机数据采集系统相连接。基于该装置和测试方法可得到复杂受力条件下的黏性土孔隙水压力消散规律。 对于黏性土渗透方面的参数获得，相关室内试验主要有渗透实验和固结实验两项，而这两项试验难以反映孔隙水压力的消散情况，如渗透实验存在不能给土体施加不同的固结压力和所施加的水压较小的问题，固结试验得不到土体中的孔隙水压力。 本成果能灵活改变固结压力和水压，模拟土样所处的实际压力环境，并直接测定土体中孔隙水压力的消散规律和渗透系数大小，解决了现有土工试验的不足。

空冷技术是富煤缺水地区火力发电的关键技术，但气象、环境条件对空冷机组的性能存在显著的复杂影响；同时，空冷系统本身也具有典型的多尺度特征，探索空冷机组的安全高效运行和优化设计方法，实现火力发电的节能节水，是动力工程领域面临的前沿和挑战性课题。 从实验研究条件、多尺度数值计算模拟仿真和现场热力性能试验等不同角度，建立了迄今最为全面和完善的空冷系统性能研究环境，为开展适合我国北方自然环境条件的电站空冷技术研究提供了良好的支撑条件；完整揭示出大型火电空冷系统的性能特征和特性机理。开发了空冷单元空气流场的优化组织、空冷岛环境风场诱导强化技术和装置，提出风机群分区优化运行技术，解决了空冷技术受制于环境风场和极端气温不利影响带来的机组运行热效率偏低的核心难题。开发了空冷凝汽器用系列化新型高性能翅片管传热元件；提出具有自主知识产权、适合我国北方气象环境条件的新型间接空冷系统；结合我国国情，提出新的空冷凝汽器性能评价准则。显著提高了空冷选型和系统设计关键参数的优化水平，从源头上保障了空冷机组的优化设计和高效运行。 近5年来，实验室研究人员在该方向发表国内外学术期刊论文近50篇，被相关研究引用250余次，获授权发明专利5项。成果的主要技术内容通过了教育部科技成果鉴定，并先后获2009年教育部科技进步一等奖和2011年国家科技进步二等奖。项目成果在火电行业近百台大型空冷机组中得到应用，可使机组供电煤耗降低4.5-7g/kWh。项目成果的推广应用，可使火电行业形成年节约标准煤500万吨的能力，具有显著的经济、社会效益。

在磁约束聚变等离子体实验中，聚变反应和辅助加热产生的快粒子可以激发多种阿尔芬本征模。相关的非线性波-粒子相互作用可以显著改变快粒子输运过程，从而影响等离子体运行。阿尔芬本征模引起的快粒子输运增强往往伴随着周期为亚毫秒量级的快速扫频现象。张桦森等人的工作从第一性原理出发，通过大规模并行计算动理学模拟，在环形等离子体位形中第一次在不包括外部源（sources）和汇（sinks）的情况下观察到了快速重复的扫频现象，并对此提出了新的物理解释。这一研究结果有助于我们对等离子体中的无碰撞输运过程的深入理解。相关工作今年7月10日发表在美国《物理评论快报》（Physics Review Letters)上。这一工作得到了国家磁约束核聚变能研究专项、973项目、教育部985计划项目以及国家自然科学基金等的资助。国家超算天津中心为研究提供了技术支持，部分计算在天河一号上完成。

海洋微藻生物固定燃煤烟气中 CO2 的性能与机理研究，该研究的 2 篇论 文入选 ESI 高被引论文，受到世界范围内相关研究领域科研工作者的关注。

火电厂烟气脱硫系统是典型的多变量、非线性和大迟延被控对象。本系统综合利用基于小波分析的动态数据校正技术、基于扩增状态空间模型的多变量约束区间预测控制技术和不可测扰动补偿技术，通过控制氧化风机转速、循环泵转速和吸收剂流量，确保脱硫塔出口SO2浓度满足排放限值，同时把浆液pH控制在最优的范围内。 现场应用结果表明，该系统可以在确保SO2达标排放的同时降低运行成本，使吸收剂耗量减少10%左右。

成果介绍火电厂烟气脱硫系统是典型的多变量、非线性和大迟延被控对象。本系统综合利用基于小波分析的动态数据校正技术、基于扩增状态空间模型的多变量约束区间预测控制技术和不可测扰动补偿技术，通过控制氧化风机转速、循环泵转速和吸收剂流量，确保脱硫塔出口SO2浓度满足排放限值，同时把浆液pH控制在最优的范围内。技术创新点及参数现场应用结果表明，该系统可以在确保SO2达标排放的同时降低运行成本，使吸收剂耗量减少10[[[[%]]]]左右。

活性氨烟气脱硝系统是一种既具有 SCR 技术高的脱硝率和 SNCR 技术投资、 运行费用低的优势，而又区别于单纯的 SNCR 和 SCR 技术的新的脱硝方式，它 是以高反应活性的活性氨为还原剂，在 400-800℃，无催化条件下与 NOx 发生 还原反应，从而达到脱硝的目的，具有重大的理论突破和应用技术突破，其克 服了 SCR 技术的催化剂投资大、烟气成分影响大、运行成本高的缺点，克服了 SNCR 技术的反应温度高、还原剂与烟气混合差、脱硝效率低、氨气逸出量大 的系列缺点。 活性氨脱硝系统只需建立活性氨发生装置及其计量喷射系统，系统结构简 单，设备投资少，占地面积小，对锅炉（窑炉）工况的影响小，具有脱硝效率 高、运行成本低和适用范围广的特点，对于解决我国目前的脱硝难题具有重要 的现实意义，适用于多种工业锅炉和工业窑炉的烟气脱硝。