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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
华北电力大学 2023-07-13
 酶催化可控释放一氧化氮生物材料制备方法
该材料具有良好的加工性,能制备成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及静电纺丝纤维膜等多种产品。由于一氧化氮能够可控按需释放,CS-NO及其复合材料可用于治疗糖尿病下肢缺血、皮肤损伤和心梗疾病。
南开大学 2021-04-10
一种硝酸酯可降解生物活性材料及其制备方法与应用
本发明涉及生物活性材料领域,尤其涉及一种硝酸酯可降解生物活性材料及其制备方法与应用。许多血管疾病都与血管内皮细胞衍化释放的舒张因子一氧化氮(NO)的代谢有关系。NO是一种可以通过细胞膜扩散的气体自由基,其最主要的功能是作为心血管系统的生理性调节分子,具有:1)调节血管张力和心肌收缩力,参与动脉血压及器官组织血流量的调节、2)维持血管内皮完整、促进血管新生、3)抑制平滑肌细胞粘附、增殖和迁移、4)抑制血小板在局部的粘附、聚集和白细胞在血管内皮的粘附从而抑制血栓的形成等作用。一氧化氮的重要生理功能,为心血管材料的制备与修饰提供了新视角。本发明的目的在于提供一种硝酸酯可降解生物活性材料及其制备方法与应用,本发明提供的硝酸酯可降解生物活性材料具有缓释气体小分子物质NO的功能。本发明提供了一种硝酸酯可降解生物活性材料,为端羟基可降解聚合物的端羟基共价连接M基团或N基团所得的硝酸酯聚合物、
南开大学 2021-04-10
诱导重大缺血性疾病治疗性血管新生纳米生物材料的研制
如何有效治疗缺血性心脑血管疾病是目前国内外现代医学面临的重大医学难题,现有医疗手段往往只起到延缓病程的作用,例如现有针对脑梗死 (cerebral infarction, CI,又称缺血性脑卒中)的治疗方法大部分是疏通血管,但对于超过超早期溶栓治疗时间窗(<3h)的大多数患者,梗死区域的血管问题难以有效解决,因此修复梗死病灶的难度很大,临床治疗效果甚微。项目立题的创新性即在于:绕开疏通病变血管的传统治疗模式,将自组装纳米技术与治疗性血管新生相结合,制备治疗性血管新生纳米生物材料。着眼于在病变的缺血组织中促进血管新生和成熟,从而达到改善缺血性组织器官的血供,最终实现修复缺血组织器官功能的治疗目的。本课题研发思路,目前国内外尚属空白。 本项目的优点在于通过治疗性血管新生纳米生物材料的干预,在缺血组织器官局部范围内建立促血管新生和新生血管成熟的局部诱导体系,一方面避免了传统治疗性血管新生中血管新生因子在体内的半衰期短,基因转染效率低下等弊端,显著提升治疗效果;另一方面治疗性血管新生纳米生物材料针对的是缺血性组织器官的局部干预,避免了刺激其他组织、器官的病理性血管形成,如促进血管损伤后动脉粥样硬化的产生,甚至肿瘤的发生, 从而提高治疗性血管新生的安全性。
四川大学 2016-04-20
郑州大学材料科学与工程学院在碳复合能源催化方面取得新进展
研究团队以硼(B)掺杂碳为载体,通过电子供体硼(B)对铱 (Ir) 的“原子束缚工程”以及对Ir活性中心电子结构的调控,获得高活性HER催化剂Ir@NBD-C,且Ir的用量仅占商用催化剂的1/4。
郑州大学 2022-06-08
山东峰泉新材料有限公司
山东峰泉新材料有限公司 2024-09-23
山东乾佑新材料有限公司
山东乾佑新材料有限公司 2025-04-07
超临界CO2萃取天然物质活性成分
传统的提取物质中有效成份的方法,如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,其工艺复杂、产品纯度不高,而且易残留有害物质。超临界流体萃取是一种新型的分离技术, 它是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。CO2- SFE技术由于温度低, 且系统密闭, 可大量保存对热不稳定及易氧化的挥发性成分, 为中药挥发性成分的提取分离提供了目前最先进的方法。用超临界CO2萃取法可以从许多种植物中提取其有效成分,而这些成分过去用化学方法是提取不出来的。这项技术除了用在化工、医药等行业外,还可用在烟草、香料、食品等方面。如食品中,可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因,可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素及银杏叶、紫杉中的有价值成分。可见这项技术在未来具有广阔的发展前景。 超临界流体萃取的特点 1.萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不存在物料的相变过程,不需回收溶剂, 操作方便;不仅萃取效率高,而且能耗较少,节约成本。  2.压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近,温度压力的微小变化,都会引起CO2密度显著变化,从而引起待萃物的溶解度发生变化,可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定,改变温度可将物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离;因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染,萃取流体可循环使用,真正实现生产过程绿色化。  3.萃取温度低, CO2的临界温度为31.265℃ ,临界压力为 7.18MPa, 可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散,完整保留生物活性,而且能把高沸点,低挥发渡、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。  4. 临界CO2 流体常态下是气体, 无毒, 与萃取成分分离后, 完全没有溶剂的残留, 有效地避免了传统提取条件下溶剂毒性的残留。同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染, 100%的纯天然。 5.超临界流体的极性可以改变, 一定温度条件下, 只要改变压力或加入适宜的夹带剂即可提取不同极性的物质, 可选择范围广。超临界流体萃取技术的应用 本课题组现已完成:(1)从甜橙皮中萃取甜橙油(2)从银杏浸膏中萃取银杏内酯(3)发酵液制得乳酸钙中萃取还原糖、蛋白质(4)发酵液制得乳酸钙中萃取重金属离子 本课题组可承接: 紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等有价值组分的提纯或回收。 在超临界流体技术中,超临界流体萃取技术与天然药物现代化关系密切。SFE对非极性和中等极性成分的萃取,可克服传统的萃取方法中因回收溶剂而致样品损失和对环境的污染,尤其适用于对温热不稳定的挥发性化合物提取;对于极性偏大的化合物,可采用加入极性的夹带剂如乙醇、甲醇等,改变其萃取范围提高抽提率。
武汉工程大学 2021-04-11
《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》发布
5月7日,教育部官网发布《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》。《方案》提到,支持部分基础条件好、特色鲜明的综合高校和行业高校,先行建设一批碳达峰碳中和领域新学院、新学科和新专业,在探索、总结经验基础上,引领带动全面加强碳达峰碳中和人才培养。要加快紧缺人才培养,加快储能和氢能相关学科专业建设;加快碳捕集、利用与封存相关人才培养;加快碳金融和碳交易教学资源建设。
教育部 2022-05-07
中草药碳点抗病毒研究
近日,国际学术期刊Small刊载了华中农业大学理学院梁建功教授课题组和动科动医学院肖少波教授课题组合作发表的题为“Glycyrrhizic‐Acid‐Based Carbon Dots with High Antiviral Activity by Multisite Inhibition Mechanisms”的研究论文,该研究合成了具有高生物相容性及高抗病毒活性的甘草酸碳点,并揭示了碳点的抗病毒机制。中草药在抗病毒领域具有广阔的应用前景,在最近爆发的新型冠状病毒肺炎的治疗过程中,中草药的参与度超过80%。然而,单一成分的中草药抗病毒效果往往不高,且存在一定的毒副作用,如何进一步提高中草药的抗病毒效果,降低其毒副作用,成为该领域需要解决的一个关键科学问题。甘草酸碳点抗病毒机制示意图该研究利用水热合成技术,成功将中草药甘草的活性成分——甘草酸转化为具有良好生物相容性及高的抗病毒活性的甘草酸碳点(Gly-CDs)。研究发现,Gly-CDs不仅可与病毒多靶点结合从而抑制病毒的入侵过程,还可通过刺激细胞天然免疫信号通路、抑制活性氧、调控细胞内宿主限制性因子等途径抑制病毒的复制过程,其对病毒的最大抑制效果可达5个滴度以上。Gly-CDs对猪繁殖与呼吸综合征病毒(动脉炎病毒科)、猪伪狂犬病毒(疱疹病毒科)及猪流行性腹泻病毒(冠状病毒科)均具有良好的抑制效果。华中农业大学理学院/资环学院博士研究生童婷为论文第一作者,梁建功教授、肖少波教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(31490602, 31772785)及国家重点研发计划(2016YFD0500105)等基金的资助。
华中农业大学 2021-04-10
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