新能源学院赵学波教授领衔的氢能团队在具有工业应用前景的丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂研究方面取得新进展，相关论文《含硼金属有机框架化合物衍生的球形超结构氮化硼纳米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在国际化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表。我校2016级博士生曹磊、新能源学院代鹏程副教授为该论文共同第一作者，新能源学院赵学波教授、代鹏程副教授、昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。 丙烯是极为重要的大宗化工基础原料，后续衍生出的众多有机化工产品在建筑、汽车、包装纺织等领域有广泛应用。近年来随着丙烯下游产业规模的迅速扩张，传统的丙烯来源已无法满足市场需求，因而亟需开发新的丙烯来源。丙烷氧化脱氢制丙烯具有底物转化率高、工艺能耗低和无积碳不易失活等优势，极具工业应用前景。但是由于产物丙烯容易与氧化剂发生过度氧化，降低了目标产物的选择性，从而让丙烷氧化脱氢工艺一直无法达到工业化的要求。因此，开发一种高效催化剂，抑制过度氧化，提升产物中丙烯的选择性是推动丙烷氧化脱氢发展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烃选择性最高的丙烷氧化脱氢催化剂，但是单程烯烃收率离工业化需求仍有一定差距。通过可控合成提高活性物种在氮化硼表面的含量和分散度是一种提升催化性能的有效途径。构建分层的三维结构，尤其是基于二维氮化硼纳米片为基本单元的球状三维结构，有助于提高边缘活性物种的含量。除丰富的边缘活性位点外，特殊的三维球状结构促使反应混合气沿着球面进行有效地扩散并充分与活性位接触，提高催化剂的催化活性。然而迄今为止，如何控制氮化硼纳米片自组装形成三维球状超结构仍是一个充满挑战性的工作。 针对上述问题，研究人员以金属有机框架化合物（MOFs）为前驱体，通过溶剂热转换的方式制备了三维球形超结构MOFs纳米片（SS-MOFNSs），并进一步以SS-MOFNSs为自牺牲模板，制备了球形超结构氮化硼纳米片（SS-BNNSs）催化剂。 SS-BNNSs在丙烷氧化脱氢反应中表现出了优异的催化性能，510 ºC的操作温度下，产物中烯烃的收率达到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），远超商业化的氮化硼纳米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面积的氮化硼纤维（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通过系统的表征可以发现，SS-BNNSs表面富含B-OH，让催化剂无须活化就可以直接催化反应进行，同时特殊的结构优势提高了活性物种的分散度，利于反应气与活性位点快速接触和产物丙烯的迅速脱附，提升了产物丙烯的单程收率。SS-BNNSs自组装的构造过程和结构优势带来的性能提升拓宽了催化剂的设计思路。 该研究成果获得审稿专家充分肯定，审稿专家一致认为该工作提出的含硼MOFs衍生三维超结构氮化硼纳米片具有很好的创新性，其作为丙烷氧化脱氢催化剂表现出的高烯烃收率在工业应用方面具有较大潜力，为丙烷氧化脱氢催化剂的研究提供了新的参考。

化学化工学院娄永兵教授课题组在国际顶级期刊《ACS Nano》上发表题为“MoS2-Stratified CdS-Cu2‒xS Core−Shell Nanorods for Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production”（二硫化钼层化硫化镉−硫

华东理工大学与浙江联顺筑养实业集团有限公司共同承担的国家863计划项目课题“粉煤 空气气化制备燃气新技术开发”，依托浙江联顺筑养实业集团有限公司，开发具有完全自主知 识产权的日处理75吨煤级、低成本和全热回收粉煤空气气化制备燃气新技术。该技术具有煤种 适应性强、流程简单和开停车操作方便等特点和优势，该技术主要特点包括： (1) 气化装置开停车时间短，操作简单，安全性高； (2) 碳转化率高，燃气中飞灰含量低； (3) 连续、稳定、准确和可控的高含水量中等固气比粉煤输送。 171资源与环境工程学院科技成果 172 (4) 采用空气气化，省去了昂贵的氧气制备系统。 (5) 气化工艺洁净，环境友好。 建成日处理煤量75 吨粉煤空气气化示范装置，以神府煤为原料基准，采用富氧空气，气 化压力常压，气化装置实现8小时连续运行，达到的主要技术指标为： (1) 空气煤比≤3100Nm3 空气/1000 kg煤； (2) 有效气成分CO+H2+CH4≥38%； (3) 碳转化率≥94~96%； (4) 燃气高热值≥5000 kJ/Nm3；

煤炭气化，即在一定温度、压力下利用气化剂与煤炭反应生成洁净合成气（以CO、H2的混合物为主），是实现煤炭洁净利用的关键技术，可为煤基化学品（合成氨、甲醇、烯烃等）、整体煤气化联合循环发电（IGCC）、煤基多联产、直接还原炼铁等系统提供龙头技术，为现代能源化工、煤化工、冶金等行业的技术改造和节能降耗提供技术支撑。 单喷嘴粉煤加压气化技术属高效、节能、环保的气流床气化技术。干煤粉经位于气化炉顶部的喷嘴弥散后进入气化炉内（气化炉可采用耐火砖衬里，也可采用水冷壁衬里），与氧气反应生成以含CO、H2和CO2等气体为主的合成气。从气化炉出来的粗合成气经新型洗涤冷却室、混合器、旋风分离器和水洗塔等设备的洗涤和冷却后进入后序工段；气体洗涤设备内的黑水则经高温热水塔进行热量回收和除渣后成为灰水再返回气体洗涤设备内，全气化系统实现零排放。 该技术煤种适应性广，如果采用水冷壁衬里，则可气化灰熔点超过1500℃煤种，具有广阔的应用前景。 该技术工艺指标先进，以耐火砖衬里气化炉、北宿精煤进料为例，其合成气中（CO+H2）含量约90%，碳转化率不低于98%，与水煤浆进料相比，比氧耗降低16%～21%、比煤耗2%～4%。该技术生产强度大，专利实施许可费低。

热管式生物质气化炉是将高温热管技术引入生物质气化炉中，实现生物质的间接气化，使得生成的燃气中不含氮气，热值可达15MJ/Nm3。试验结果表明与用空气直接供热气化的气化炉气体组分和热值比较，用热管式生物质气化炉间接供热得到的气体组分中H2的含量很高，约是用空气直接供热气化的10倍，热值是用空气直接供热气化的2～3倍。用所开发的热管式生物质气化炉建立小规模分布式热电联产系统，合理利用生物质能，解决我国分散地区的热、电供应问题。已申请了两项发明专利，目前均已授权。旋转热管生物反应器是采用回路热管的技术原理，依靠热管吸热段上的热管浆叶来实现吸热。热管浆叶和热管搅拌轴是相通的，两者组合的旋转热管本身是一个等温体，当热管浆叶围绕搅拌轴旋转时，在釜内形成圆筒形的液体等温层，并通过布置多层热管浆叶，就可实现整个釜内的温度均匀性。优点是吸热桨叶单元占用空间小，强化管外反应器内介质的传热传质，提高反应器内传热效率和生物反应效率，同时实现节能减排目的。已申请了一项发明专利，目前已授权。

在中国北方地区，由于缺水原因，火电机组的发展受到了很大的限制，许多新建电厂由于用水指标紧缺，往往不得不采用投资大、运行成本高、脱硫效率较低的干法脱硫系统。一台600MW机组干法脱硫系统初投资就达7-8亿元，而脱硫效率很高的湿法脱硫系统只需1.2-1.5亿元。所以，研究大幅度减少湿法脱硫系统耗水，非常必要，具有巨大的应用背景。 烟气通过脱硫塔一般为饱和状态，将带走大量水分。对于湿法脱硫系统，由饱和烟气带到大气中的水量占整个系统耗水量的90%以上。降低脱硫后的烟气温度，饱和湿烟气将发生冷凝，可以回收大量水分，大幅度减少系统耗水，甚至实现湿法脱硫零补水。但由于脱硫塔出口烟温一般为50℃左右，存在低温腐蚀问题，同时对冷凝换热器结构及传热系数，凝结水回收效率，低品位热量回收利用方式等问题还缺少系统的研究，因此目前国内外还没有在大型燃煤机组上成熟运用此项技术的先例。西安交通大学能动学院在近几年的课题中，探索了从燃煤电厂烟气中回收水分的可能性，并取得了详细的试验数据，可为本课题的工业示范应用提供支持。 本课题将通过实验研究脱硫塔出口烟气水分及热量回收过程的影响因素及规律，并对工业实施方案中的具体问题进行分析，为湿法脱硫系统节水工程提供理论与实验基础。

技术创新性和领先性 与国内外其他垃圾分选技术相比，本技术方案主要具备以下技术优势及创新新： (1) 针对我国垃圾特点的工艺路线选择及参数优化。本技术方案针对我国垃圾含水率高、热值低的特点，通过将前处理技术与工艺路线相结合，充分地利用了工艺流程中的余热、余气、余能。并且通过选择富氧作为反应介质，提高气化反应速率和能量转化效率。 (2) 通过对垃圾气化熔融的核心装置进行了创新设计，使得系统高效、稳定。由于我国垃圾成分复杂，国外已有的系统装置易出现“水土不服”，本技术通过综合分析，优化设计，开发出适合我国垃圾状况的垃圾气化炉、飞灰旋风熔融炉等核心装备。 (3) 通过集成优化并有机结合多种环保技术实现整个处理过程的绿色环保。本技术有机结合炉内脱氯、高温燃烧、飞灰熔融固化的手段，实现了二恶英的低成本控制；通过重金属分区固化、增加助融剂等手段提高飞灰熔融过程中重金属的熔固率，实现了整个系统重金属排放的低成本控制；通过优化反应参数、有机结合炉内脱硫脱氯、SNCR 等技术，实现了低成本的脱硫脱氯脱硝。 （2）技术成熟度 （3）市场及效益分析 以日处理 300 吨城市生活垃圾的垃圾气化熔融处理系统为例，投资额约为 1亿元，每吨垃圾可获得毛收入约 580 元，刨去运行成本 285 元，每吨可获得净利润 295 元。综合下来，单台气化炉每年可获利约 2600 万元， 3 年多即可收回投资。 （4）合作条件 (1) 有独立承担民事责任能力的企业法人，具有良好的信誉基础和积极向上的事业激情。 (2) 有相应的投资能力，并且具备一定的市场开拓能力。 (3) 有一定的启动资金和市场经验，具备较强的品牌经营意识。

本实用新型涉及一种含焦油高温煤气分级冷凝回收装置，包括Ⅰ级、Ⅱ级冷却塔以及两者之间的煤气管道，所述冷却塔设有换热机构，底部设有焦油收集池，所述换热机构包括至少一层剑鞘管束层，所述剑鞘管束层穿设在冷却塔，两端分别连通换热介质管的入口和出口。该装置能够有效地防止换热装置表面粘结焦油，从而避免因焦油搭桥而堵塞设备。

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研究，特别开展了 Mg 纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的 Mg 纳米线。结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制 Mg 纳米 10线的长度和直径。测试结果显示，Mg 纳米线降低了脱附能垒，改善了热力学和动力学性能。实验结果显示，直径为 30-50nm 的 Mg 纳米线具有良好的可逆储放氢性能。 研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授权发明专利 2 项。

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研究，特别开展了Mg纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的Mg纳米线。结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制Mg纳米线的长度和直径。测试结果显示，Mg纳米线降低了脱附能垒，改善了热力学和动力学性能。实验结果显示，直