物质表面性质多参数联合分析仪，可实现对物质表面电位、比表面积、表面电荷密度、表面电场强度和 表面电荷数量的同时测定。在这些参数分析中，目前市场上只有zeta电位仪和比表面积分析仪来完成表面电 位和比表面积的测定。但用zeta电位法测定表面电位，只具定 性的意义；而比表面积仪依据惰性气体吸附法而不适合用于液 相介质和膨胀性物质的比表面积测定。其他参数目前市面上还 没有进行测定的仪器岀现。特别重要的是，该仪器所实现的界 面性质联合测定首次考虑了界面附近离子量子涨落放大效应的 新型表面分析仪，因此该仪器在界面分析中具有突破性意义。可以预见，该仪器将广泛应用于科学研究和工业控制之中，因 而具有十分广阔的市场潜力。

危险废物的危害巨大，极易导致中毒、致癌、致畸等，影响人类健康；同时，还破坏生态 环境，严重制约可持续发展。随着工业的发展，整个社会排放的危险废物日益增多，全世界每科技成果汇编 年的危险废物产生量可达上亿吨。传统的填埋、堆肥农用和焚烧方法容易产生二次污染。依托 现代煤化工的高温气化技术是一种先进的化学处理工艺，气化炉内温度可达1000摄氏度以上， 单炉日处理负荷可达1000吨以上，产生的合成气附加值高 (可生产城市燃气、制化学品和发电 等) 。高温气化技术可以实现危险废物的大规模、高效减量化、无害化处理和资源化利用。

成果介绍 成果名称：多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术 成果参与单位：江苏科环新材料有限公司、深圳能源环保股份有限公司、上海康恒环境股份有限公司 成果完成人：曲作鹏 知识产权情况：已申请专利87项，其中已授权发明专利17项，已授权实用新型专利27项 针对我国新能源与环保科技的重大战略，以解决垃圾与生物质发电锅炉高温防腐的实际需求为目标，本项目拟搭建应用于生物质与垃圾电站锅炉腐蚀防护的高频感应熔焊系统技术平台，在多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备等受热面，开发完成镍基自熔合金高温涂层的技术体系，包括涂层材料与工艺，形成针对各类客户群体的系列解决方案。 随着近年来我国生物质和垃圾电站的迅猛发展，锅炉高温腐蚀问题日益突出，传统热喷涂技术由于易脱落、孔隙率高而应用受限，前期用得较普遍的Inconel625合金堆焊，也逐渐暴露出由稀释率高引起的高温防腐性能受限等问题。因此，开发新型高温防腐涂层技术已迫在眉睫。本项目在国家“十三五”重点研发计划等项目的支持下，经过十余年的集智攻关，于2019年初研发成功了高频感应熔焊高温腐蚀防护涂层技术，取得了系列创新性成果：首次在国内构建了生物质与垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，开发了在水冷壁管排表面制备耐镍基自熔合金高温薄涂层的技术体系，解决了城市垃圾与生物质电站锅炉高温腐蚀防护的技术瓶颈，打破了发达国家的技术封锁，形成了系列针对城市垃圾与生物质焚烧发电锅炉高温防腐的不同客户群体的解决方案。 我国西部特别是新疆地区的高硫高钠盐等高腐蚀性煤在燃烧过程中产生高浓度硫化物和钠盐等腐蚀性气体，造成水冷壁、过热器受热面的高温腐蚀、尾部烟道空气预热器低温腐蚀和受热面结焦等，特别是对燃烧器区域水冷壁管来说，如果没有防护涂层只能使用1—2年。传统的热喷涂，由于结合强度低孔隙率高，很少应用；普通高频感应熔焊虽然有效，但寿命难以超过5年；目前用得最多的是堆焊高温合金，但一般五年后就逐渐会发生涂层脱落和管壁减薄甚至爆管的现象，非计划停炉维修给企业造成了极大的经济负担。针对我国西北地区高硫高钠盐燃煤发电锅炉受热面对高温防腐的迫切需求，本项目拟开发感应熔焊与超音速喷射复合金属陶瓷涂层技术，从服役寿命、使用性能到性价比等方面都优于堆焊，以期彻底终结困扰我国燃煤行业多年的高腐蚀性气体对锅炉管道造成的严重腐蚀的防护难题。 创新点 1、首次在国内构建垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，自主开发了在水冷壁管排表面制备耐高温涂层的防腐技术体系，打破了发达国家对核心技术的封锁，突破了垃圾电站锅炉涂层防护系统核心技术瓶颈，形成了整体防腐的焚烧解决方案。 2、首次在国际上成功研发镍基自熔合金与金属陶瓷梯度复合涂层的防护技术，发明了基于重熔与喷射一体化的高温全域防腐全套技术，锅炉的高温腐蚀防护性能与服役寿命显著提升。 3、创新锅炉管道镶嵌陶瓷瓦的长效防护方法，发明了多项陶瓷高效低成本加工技术，填补了国际上硬脆材料特种加工技术的空白，突破了垃圾焚烧发电锅炉高频感应熔焊系统核心技术瓶颈。 市场前景 磨损与腐蚀是工业生产中的共性问题，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各种机械零件失效的一半以上由于磨损，每年因金属磨损、腐蚀造成的直接经济损失约达７万亿美元。垃圾焚烧电站锅炉受热面腐蚀问题，非常普遍，其腐蚀机理主要是所焚烧的垃圾中含有Cl,S以及碱金属等元素，造成Cl，S化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。据“十三五”规划，2020年焚烧处理能力占无害化处理比例50%，预计复合增长率不低于20%，垃圾焚烧规模呈快速增长态势，截至2018年，中国已运行的垃圾焚烧厂约为380座，处理能力约为37万吨/日，中国在建的垃圾焚烧厂约为200～250座，处理能力约为20～25万吨/日，中国垃圾处理“起步晚、起点低、发展快”，垃圾焚烧发展极快，2025年行业总规模估计超过100万吨/日，垃圾焚烧发电站超过2000家。余热锅炉高温防腐蚀涂层市场规模100亿以上，年增长率在20%以上，且防腐蚀涂层是消耗品，平均3—5年为一个周期。 另外，该技术不仅可以用于垃圾焚烧电厂，团队在农机刀片耐磨、水泥建材行业耐磨、机械重工表面硬化耐磨处理、钢轨耐磨涂层、高端球阀防腐、燃气轮机热障涂层、海上风电盐雾腐蚀、军工等领域的新产品、新技术也逐步成熟，走向规模化应用市场。 应用案例 深圳能源环保公司宝安老虎坑垃圾焚烧发电厂4号、5号、6号锅炉项目，工程地址：深圳市宝安区松岗镇老虎坑，业主单位：深能环保宝安垃圾焚烧发电厂。 获奖情况 2021年中国商业联合会科学技术奖 一等奖 2021年河北省科技技术奖 二等奖 2019年CCTV中国十大创业榜样 2019年第八届中国创新创业大赛 优秀企业奖 2019年第七届创业江苏科技创业大赛 三等奖 2019年“创客中国”江苏省中小企业创新大赛 优胜奖 2019年 淮安市第四届企业科技创新大赛 一等奖

HCRG一XA超导热管余格回收器是德煤、油、气锅炉（密炉）余热回收的专用设备，安装在锅炉（密炉）烟口或烟通中，将烟气余热回收后加热空气，热风可用作锅炉（密炉）助憾和干燥物料。其结构如下翻所示；四周管箱，中间后板将上下两侧通道期开，热管为全翅片管，可单极热管更换，工作时，高温湘气流经回收器下部冲期热管，此时热管吸热，端气放热温度下降，热管将吸收的热量传至上部，将流经热管上部的冷空何加热，此时热管放热，空气吸热温度上升。

通过物理与化学技术的交叉，成功地研制开发出了结构可控的气敏性材料，通过气 体分子的选择性吸附，材料发生颜色的可逆性变化。这种气致变色灵巧窗节能材料集智 能化控制、光学特性智能化调节、节能、装饰、隔热、保温于一体，可广泛应用于建筑、 汽车、宇宙飞船等作为高能效阳光控制节能窗户。结合室外阳光传感器和/或室内温度 传感器，对通过窗户的阳光能进行智能化控制，特别适应于现代智能建筑大厦的发展, 为现代窗户系统的设计和制造提供了全新解决方法，而且还可广泛应用于信息显示与储 存、气体传感器等方面。

气凝胶是一种有着纳米多级结构的特殊多孔材料，由于其独特的结构和诸多优越的性能，在许多领域有着广泛的应用前景。目前制约其工业化生产和应用的最大瓶颈就是其极差的力学性能，因此获得高模量的气凝胶是研究人员一直以来努力的目标。聚酰亚胺气凝胶作为一种力学性能较好，热稳定性高，隔热性能好的有机气凝胶近年来受到人们的广泛关注。通常线性聚酰亚胺气凝胶是通过等摩尔的初始单体二酐和二胺合成，其主要缺点在于样品收缩大，热、力学性能差强人意。收缩大是聚酰亚胺气凝胶制备过程中较难解决的问题，较大的收缩导致气凝胶的密度一般较高。由于隔热材料的热导率这一性能和材料的密度是紧密相关的，通常密度低意味着隔热效果更好，因而降低聚酰亚胺气凝胶的密度是提升其隔热性能的有效手段。同时，较低的密度也会导致材料的模量下降，影响其力学性能。所以，获得低密度、高模量，也就是高比模量的聚酰亚胺气凝胶是正真提升其应用价值的核心问题。相较之下，交联型的聚酰亚胺气凝胶有着更为优异的性能，这是由于在其凝胶网络中引入了某些功能化的胺类，也叫交联剂。交联剂的引入使得聚酰亚胺聚合物链通过共价键进行结合，形成丰富的三维网络结构，可以极大降低样品的密度和热导率，同时提升其热、力学性能。然而，交联剂的售价异常昂贵，或是需要通过复杂的合成工艺获得，这一瓶颈极大地限制了交联型聚酰亚胺气凝胶的大规模生产和应用。因此，采用更为廉价易得的交联剂获得低收缩、低密度、低热导的聚酰亚胺气凝胶成为研究学者们亟待解决的一个难点。本团队的相关科技成果提供了一种适用范围广、成本低廉、反应周期短、可能工业放大的低密度、高模量交联型聚酰亚胺气凝胶材料的制备方法以及一种适用范围广、成本低廉、反应周期短、可能工业放大的低密度交联型聚酰亚胺气凝胶类材料的低成本制备方法。 聚酰亚胺气凝胶作为一种力学性能较好，热稳定性高，隔热性能好的有机气凝胶近年来受到人们的广泛关注。该技术研制了一种适用范围广、成本低廉、反应周期较短、可能工业放大的交联型聚酰亚胺气凝胶材料的制备方法。

高校科技成果尽在科转云

哈工大航天学院复合材料与结构研究所赫晓东教授团队承担的“发动机气瓶热防护”项目，成功研制出一种轻质高效柔性绝热复合防护结构，该柔性绝热复合防护结构应用于长征五号运载火箭二级发动机，3次助力长征五号成功飞天。研究团队采用材料微结构连续调控优化设计方法，充分发挥纤维材料性能特点，研制出了纤维分布特殊、密度小、隔热性能优异，并具备三维曲面贴合、阻燃及不吸潮等特点的轻质绝热柔性热防护材料。发动机气瓶组件及气瓶支架均采用该柔性热防护结构，在长达30分钟的辐射传热和羽流形成的对流传热耦合工况下，发动机气瓶壳体的表面温升不超过35℃，解决了长征五号二级发动机舱内热防护难题。

气瓶出厂时必须对其疲劳性能进行抽检，是安全监察规程中要求的强制检验项目，对于保证气瓶的安全持久使用具有重要意义。本系统即是为此目的开发出的微机测控气瓶疲劳试验系统。 本软件能够实现以下功能： 1.对试验过程中的数据实现自动采集、处理、分析和保存； 2.实时显示压力－时间和温度－时间曲线； 3.通过控制高压油泵和电磁阀，实现对试验过程升压－保压－泄压－保压循环的自动控制； 4.对硬件装置的异常情况提供预警和保护； 5.自动生成试验报告和电子文档，提供试验记录的可追溯性查询； 6.提供在线帮助系统。

真空井点降水方法，可应用于地下水位较高的施工环境中，已成为土方工程、软土 加固、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施。这种方法通过将基土水分疏干，促 使土体固结，提高地基强度，进而减少了基底土隆起、土坡土体侧向位移与沉降，可消 除流砂、稳定边坡。真空降水基本原理是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量 的滤水管（井），在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽取地下水，使井 点周围的地下水位下降，形成降水漏斗，从而使大面积原有地下水位降低，并且在工作 过程当中要保持每天 24 小时连续抽水，使地下水位降低并使降落曲线保持稳定。因此， 真空降水技术以其成本较低、设备简单、容易进行施工操作等优点，得到了广泛应用。 但是降水效率仍然是现实设计施工中急需解决的问题。对于透水较弱的地基来说，其降 水速率很慢，往往会影响到其加固效果和工期。根据上海地区过去进行的野外抽水试验 总结资料，当降低水位深度大于 10m 且土层渗透系数小于 0.1m/d 时，常见降水方法均 不能达到要求。为此，本专利技术在传统真空降水技术基础上，向深层土体注入压力气 体，增强驱水压力梯度，提高降水速率，扩展真空降水技术的适用范围。 图 1 示意了注气在真空降水工程中的应用原理。从装置上看，该降水新方法是在传 统的真空降水方法的基础上，增设一种用于向土体内部注入压力气体的装置，形成一种 新型的注气式真空降水方法。该处理方法仅仅在原有的真空降水系统基础上增设了注气 系统，所以其实施较为方便。其降水系统主要由两部分组成：注气系统和传统的真空降 水系统。真空降水系统主要由真空泵 5、井点管 6、滤头 7 组成，注气系统主要由供气 装置 1、注气管 2、注气嘴 3 和贯入头 4 组成。注气嘴（白色段）与贯入头（灰色段） 均为可拆卸的，注气管、注气嘴和贯入头顺次相接，贯入头利于注气装置插入土体。注 气嘴直径比两端的注气管、贯入头都小，中间细、两头粗，这可避免在注气装置贯入土 体过程中土体把注气嘴的注气孔堵塞。注气管插入土体的深度由注气嘴的位置要求决定。 由于气体容易往上走，所以埋设中，注气嘴位置应当低于井点管底部，其深度差异一般 取井点管间距的 0.5～2.0 倍。注气系统的目的是提高真空降水效率，所以注气管与井 点管在平面布置上尽可能错开布置，注气管安装在井点管之间的中心位置。 图 1(a)示意了注气式真空降水系统的操作原理。当压力气体注入到土体内部时，气 体会在土中向四周扩散，占据土中孔隙，将土中的水推向远处。图中深灰色部分表示土 层中含水较多的区域。由于井点管底部附近有着了较大的负压，所以注入土体中的气体 更容易往井点管方向扩散，同时迫使该区段的土中水快速向井点管移动，实现快速排水。 如果适当增加注气压力，那么土体还可能产生劈裂，出现放射状的微细裂缝，这将加大 土体的透水性，加速土中水向井点管移动，从而提高了排水效率。同时，由于源源不断 地向土体内部注入压力气体，所以势必在注气嘴附近形成较大区域的非饱和土区域，这 将十分有利于地基强度的增加。