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

史延慧教授介绍，实验基于咪唑的双齿配体（1,4-双咪唑基苯（1）和1,3-双咪唑基苯（2））及三齿配体（1,3,5-三咪唑基苯（3））通过[2+2]及[2+3]配位驱动自组装与三种金属钌中心（[Ru2(µ-η4-OO∩OO)(h6-p-cymene)2](O3SCF3)2(OO∩OO =草酸根（oxa（4）），2,5-二氧基-1,4-苯醌（dobq（5））和5,8-二氧基-1,4-萘醌（donq（6）））反应，合成了6个四核矩形金属环7-12及3个六核三棱柱金属笼子13-15。生命科学学院张鹏副教授通过MTT实验发现配合物9,12和15对所测试的癌细胞系都有很高的抗癌活性，比顺铂更优，与阿霉素相当。文章探讨了细胞内摄取的效率是如何影响配合物9,12和15对癌细胞的细胞毒性和选择性的，结果发现化合物9的积累水平在三种配合物中最高，即与A549中的最低IC50值一致（1.14 μM）。为研究抗癌机制，测量了滴定ctDNA到钌配合物的溶液中的紫外-可见光谱，得出配合物9,12和15与双链ctDNA的结合能力是通过静电结合方式作用的。这种结合方式通常是由带正电的药物分子与DNA中带负电的磷酸部分相互作用导致的，而化合物9具有与ctDNA作用的最高结合常数Kb。

我国现在运行的压水堆核电厂发电效率约为 33％，核燃料放出热量的 2/3被作为废热排入海中，造成热污染；较先进的火力电厂的发电效率也仅 40％左右。而水作为人类最宝贵的不可替代的自然资源，水短缺问题正日益影响着全球的生态环境和社会、经济发展。海水淡化技术是解决水资源紧缺问题的一条有效 途径，世界各国也越来越重视这种新技术。低温多效蒸发海水淡化（LT-MED）技术预处理简单，工作温度低，传热效率高，系统操作弹性大，并可有效地利用锅炉等余热或其它低位热能，电厂实现水电联产，成为海水淡化的主流技术之一。 针对日产万吨级 LT-MED 设备国产化，开展了相关基础研究，对 LT-MED 蒸发器的水平管结构、材料及布置形式，在低温低压、管内外均发生相变条件下进行了传热和流动的试验研究，获得了水平管降膜蒸发的基础数据，并确定了管外海水喷淋参数和管内蒸汽参数对传热特性及管内流动阻力特性的影响，得到了传热准则关联式和阻力计算关联式；建立了低温多效海水淡化装置单效蒸发器的热力计算模型，运用实验关联式，考虑了海水喷淋密度、温度、盐度，以及管内蒸汽流量、压力对传热系数的影响，也考虑了水和海水的物性随温度或盐度的变化。研发的计算程序可获得蒸发器内部流动与传热各参数的分布，结果与黄骅电厂工程实际符合良好。还研发了 TVC-MED 热力计算，该程序可用于蒸发器和 MED 系统的结构设计和运行参数优化，具有重要的实用价值和学术价值。为我国自行设计、开发高效水平管降膜蒸发器奠定了理论和实验基础。 

兰州大学资源环境学院，西部教育部重点实验室勾晓华教授团队利用“协调区域气候降尺度试验”CORDEX-CORE框架中使用的德国区域气候模式REMO在三个不同CMIP5全球气候模式驱动下生成的25km分辨率的模拟数据集，基于观测资料对区域气候模式在历史时期1971—2000年的模拟性能进行评估的基础上，预估了祁连山地区2011—2100年在RCP2.6和RCP8.5情景下年平均和季节气温和降水的变化。