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工业煤粉锅炉高效清洁燃烧技术
目前全国在用工业锅炉约 58 万台，其中燃煤锅炉约 48 万台，占工业锅炉总容量的 83%左右，每年消耗原煤约 6 亿吨左右。我国燃煤工业锅炉设计效率为72%-80%，接近国际水平，但其运行效率平均在 67%-72%，比国外先进水平低 10-15 个百分点。工业锅炉能源消耗和污染排放均居全国工业行业第二，是仅次于火电厂的第二大煤烟型污染源，量大面广的燃煤工业锅炉是节能减排的重中之重。工信部在《工业节能“十二五”规划》中明确的九大行业节能降耗路线图将工业锅炉窑炉节能改造工程被列为九大重点节能工程之首，明确提出：“区分锅炉运行效率和使用燃料等情况，重点推进中小型工业燃煤锅炉节能技术改造。淘汰结构落后、效率低、环境污染重的旧式铸铁锅炉；采用在线运行监测、等离子点火、粉煤燃烧、燃煤催化燃烧等技术因地制宜对燃煤锅炉进行改造”。工业锅炉作为节能环保产业的重要组成部分之一，机遇与挑战并存，在日趋激烈的市场竞争环境下需要进一步攻克新技术，努力提高工业锅炉热效率，推进工业锅炉科技进步。采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。煤粉锅炉是大型电站锅炉应用的主要技术，其与链条炉相比具有热效率高、煤质适应性广，易于自动化的优点，且可以采用高效的脱硫除尘和 NOx 控制技术，实现高效洁净燃烧的目的（相对传统工业锅炉而言），因此工业锅炉采用煤粉燃烧具有很大的开发潜力。
西安交通大学
2021-04-11
绿色高效稀土基催化燃烧催化剂及高端催化燃烧装备
成果简介： 本团队经过近十年的研发，突破多项关键技术，开发出具有自主知识产权的绿色、高效、廉价稀土基催化剂，可以替代贵金属催化剂（国内外），大幅度降低生产成本，总体上达到国际先进水平，具有极强的市场竞争力，也符合“中国制造2025”稀土资源高端产业战略布局。 构建了稀土（Ce，L
南京工业大学
2021-01-12
2000Nm3/h回转窑用大推力长火焰高速射流天然气燃烧器
燃烧器结构从内到外依次包括中心天然气辅助喷嘴通道，中心稳燃直流风通道，环形天然气主喷嘴通道，内旋流高速空气通道（旋流角25度），外轴向高速直流风通路。经过精确的空气动力学设计，可以实现理想的火焰温度、速度、强度和刚度，天然气流量可在100---2700Nm3/h内调节，具有自主知识产权。 燃烧器提高了天然气的喷射压力（320---390m/s）和喷射速度（2000m3/h），以提高火焰强度和刚性。燃料压力、流量实际调节比可达1：36。火焰的形状、温度、强度和刚性在整个火焰长度都能高效热交换，不形成局部过热，不出现峰值温度。一方面有利于熟料结粒，熟料矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘；另一方面有利于形成致密稳定的烧成带窑皮，延长耐火砖使用寿命。 天然气喷嘴由单一大直径喷嘴改为较小直径的多孔喷射平行流多喷嘴。可以加强与一次风和二次助燃风的掺混，强化燃烧，提高燃烧速度和效率，提高火焰的温度，缩短根部黑头长度。 燃烧器采用了火焰稳定器技术，防脱火效果显著；采用了“拢焰罩”技术，有利于形成细长体刚性火焰，使窑体温度分布合理，火焰峰值温度降低。该燃烧器具备了低过剩空气系数下完全燃烧的性能，因而可以在过剩空气系数1.1下操作，可以节约的天然气将可达到总量的10%。 主要性能指标：1. 燃料：天然气（或中高热值煤气）；2. 天然气压力/流量：天然气设计压力50kPa，中心天然气辅枪出力500Nm3/h，环形天然气主枪出力1500Nm3/h，主、辅枪共同工作出力2000Nm3/h；3. 用途：用于回转窑供热（窑钢板内径：3.5m，耐火材料内径3m）；4. 工艺温度：1400℃，最高温度：1600℃；5. 安装位置：安装在窑罩后部，火焰直接进回转窑，伸进窑筒内的火管长度4.5m（窑罩端面至喷火口）；6. 助燃风温度：一次风不超过总量的10%，来自净风机,压力25---50KPa，常温，二次风:不小于总量的90%，来自冷却机,温度:～800℃； 其中： P气：为燃烧器喷枪前天然气表压力，单位:KPa V辅：为中心辅喷枪的天然气流量，单位:Nm3/h V主：为环形主喷枪的天然气流量，单位:Nm3/h V总：为主、辅喷枪共同工作的天然气流量，单位:Nm3/h
北京航空航天大学
2021-04-13
低温甲醇洗循环甲醇脱硫技术
技术简介： 针对低温甲醇洗循环甲醇中硫含量高且不能定性定量的的问题进行微量硫 的定性和定量研究。首先采用已知物质比对的方法对回流甲醇和预洗甲醇中的各 主要硫化物进行定性，之后再采用标准物质曲线法进行定量。之后采用普通精馏 和萃取精馏的方法对外采的回流甲醇或预洗甲醇进行脱硫处理，回收甲醇总硫含 量可以达到 2mg/kg 以下。 33天津大学科技成果选编 34 宁夏宝丰能源集团股份有限公司正在建设年处理量 6 万吨的循环甲醇脱硫装 置。 应用前景分析： 可以很好的解决水煤气低温甲醇洗循环甲醇总硫超标的问题，解决合成气硫 含量超标使合成催化剂使用寿命缩短的难题。在煤化工行业有很好的应用前景。 课题组可以提供成熟的低温甲醇洗循环甲醇脱硫工艺包。 经济效益预测： 随着环境保护意识的提高，含硫废甲醇的销售及运输越来越难，目前处理每 吨废甲醇的收益在 1500 元左右。年生产 100 万吨甲醇厂回收废甲醇的效益在 4500 万元左右。 技术成熟度:产业化项目 应用领域:煤化工
天津大学
2021-04-11
柴油机高效清洁燃烧技术及应用
柴油机的燃烧以扩散燃烧为主，其燃烧速率决定于混合气形成快慢。大连理工大学隆武强教授团队发明了双层分流燃烧室和高扰动喷油嘴，结合缸内气体流动控制，有效地改善喷射油束的雾化效果和空间分布，从而提高燃油与空气混合的速度和均匀度，形成完整的柴油机高效清洁燃烧技术。
双层分流燃烧室如图 1所示，燃烧室的活塞顶面开口直径大、凹坑深度浅、唇口突出且位置靠下，使燃油在燃烧室内产生分层流动与燃烧，加快油气混合速率，提高空间利用率。可降低油耗4%左右。
高扰动喷嘴如图 2所示，每组喷孔由两个子喷孔组成，呈“V”字形，子喷孔内的燃油在喷油嘴内部交汇。高扰动喷油嘴两个子喷孔内的流动汇聚时产生强烈的动量交换，即扰动，这个过程将一部分平均流动能转化为湍流动能，而湍流动能的急剧增加可以有效地增加雾化质量。如图 3所示，高扰动喷油嘴液相喷雾贯穿距受环境温度影响更大，蒸发速率更快，这种提高蒸发速率减小液相贯穿距的效果与提高喷射压力的作用相同。高扰动喷嘴能强化液体燃料破碎，控制喷雾贯穿距，提高燃油经济性、降低NOx及Soot排放。
高效清洁燃烧技术获得多项国内外发明专利（美国发明专利-US10662866B2，美国发明专利-US10563569B2，日本发明专利-特许第6527875号，中国发明专利-ZL201210152367.6，中国发明专利-ZL201410061414.5，中国发明专利-ZL200810012342.X，中国发明专利-ZL03143790.7，中国发明专利-ZL03143789.3，中国发明专利-ZL200410097761.X，中国发明专利-ZL201110428301.0），与国内外多家柴油机厂商合作，取得了良好的社会效益和经济效益。
大连理工大学
2021-05-10
富氧燃烧高效低成本运行关键技术
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
化石燃料燃烧产生的CO2是温室气体的主要来源。开发具有CO2捕集功能的新型化石燃料燃烧技术是实现“2030碳达峰、2060碳中和”愿景目标的关键。富氧燃烧技术采用大规模空分系統所产生的氧气(纯度>95%)代替助燃空气，同时采用烟气再循环调节炉膛内的介质温度和传热特性，可实现烟气中CO2高浓度富集，便于CO2的分离与捕集。该技术可以降低烟气CO2排放(约90%)，同时易于实现NOx、SOx等污染物的协同控制。在国家重点研发计划的资助下，华中科技大学牵头十余家著名大学、研究所和企业围绕富氧燃烧CO2捕集技术开展合作研究，系统掌握了富氧燃烧碳捕集技术的着火/燃烧、辐射传递等基础理论，揭示了新型燃烧技术的原理和规律；突破了富氧燃烧专用锅炉、燃烧器、氧注入器、烟气冷凝器、低能耗三塔空分系统等一批新型关键技术和装备的设计原理及其放大设计规则，发明了“空气燃烧-富氧燃烧”兼容设计成套装备并完成了技术放大验证，为低成本规模化CO2捕集技术的工业化应用奠定了基础。
华中科技大学
2022-07-27
微通道甲醇重整制氢反应器
该反应器可在较低工作温度下实现甲醇高效重整制氢，在275oC下可以实现94%以上的甲醇转化率，重整气中H2含量为74%，CO2含量为25%，CO含量为1%。经过36小时连续测试后性能稳定。单片反应器输出功率约12W。该反应器可与蒸发器进行集成，用于为小型便携式燃料电池堆栈供燃料气。相关研究结果已发表SCI论文两篇，所申请发明专利处于实质审查阶段。成熟度：已有样品技术创新类型：改革创新期望技术合作方式：技术入股
哈尔滨工业大学
2021-04-14
甲醇直接制乙醇
2012年，国内甲醇产能超过5000万吨，甲醇产能严重供大于求，开发甲醇下游产品具有广 阔的市场前景。2011年我国燃料乙醇产量约200万吨，燃料乙醇的需求在不断增长，预计2015 年，按照国内目前使用的E10 (汽油中掺混10%的乙醇) 标准计算，对燃料乙醇的需求将达1000 万吨。我国对乙醇的潜在消费需求，为甲醇直接制氢技术带来了良好的市场机遇。目前的甲醇 价格持续低迷，而乙醇需求增长潜力巨大，而目前粮食乙醇的发展受到限制，甲醇制乙醇技术 将带来显著的经济效益及社会效益，对替代传统的粮食发酵路线，缓解石油资源紧缺的矛盾， 提高我国能源安全，具有重要的战略意义和深远影响。
华东理工大学
2021-04-13
劣质固体燃料清洁高效燃烧与能源转换利用技术
针对劣质固体燃料难利用、难着火和难燃尽等问题，对劣质燃料燃烧技术和能源转换的关键问题进行了系列创新研究和工业应用。构建了一整套低品位劣质固体燃料清洁燃烧与高效利用的技术体系，实现了劣质煤、煤矸石、污泥、市政固体废弃物等劣质燃料的高效能源转换，技术达到了国际先进水平，显著提高了能源利用效率，取得了很好的经济效益和社会效益。创新点主要有： 1）提出了劣质固体燃料清洁高郊燃烧及能源化利用方法; 2）系统地研究了劣质固体燃料热解及燃烧特性; 3）提出了适合于劣
重庆大学
2021-04-14
富氧燃烧高效低成本运行关键技术与示范
本成果提出了一种富氧燃烧高效低成本运行关键技术与其对应示范装置。着眼于发展经济、安全和可靠的富氧燃烧技术需求，本成果重点围绕两个关键科学技术问题：
(1)基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧火焰组织、传热调控与污染抑制原理；
(2)基于静/动态仿真的富氧燃烧系统集成优化和控制技术，组织共性技术研发和工程示范。
本成果建立了常压与加压富氧燃烧条件下的分级燃烧、传热和污染物控制理论，开发了常压富氧燃烧的分级燃烧系统，研制了加压富氧燃烧的燃烧、换热及返料等关键装备，突破了酸性气体共压缩纯化等共性关键技术，掌握了常压富氧燃烧的系统集成、优化与控制方法，并提升富氧燃烧大型化设计能力。
其中，运用富氧压缩S/N/Hg一体化脱除技术，SO₂/NOx/Hg脱除率分别达到99%，93%和98%；35MWth富氧燃烧工业示范连续运行168h，锅炉燃烧效率90.68%，烟气中CO₂浓度71-82%，NOx浓度（等效空气燃烧）110mg/Nm³。相比空气工况，富氧工况下脱汞效率（以ESP前为基准）和ESP除尘效率进一步提升。
图1 应城35MWth富氧燃烧工业示范装置平面图
图2 应城35MWth富氧燃烧工业示范系统及现场实时运行
【技术优势】
与现有的其它碳捕集技术，包括燃烧前、燃烧后碳捕集技术，富氧燃烧碳捕集技术的改造成本更低，系统效率更高、生成成本更低、投资与碳减排成本更低。
华中科技大学
2023-05-08