"我国是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化学品的消费、生产大国，但一直不掌握先进的生物基乙烯、乙烯法醋酸乙烯及VAE生产关键技术。开发具有自主知识产权以生物质为原料的大规模生产技术，对我国相关产业的技术提升、实现大宗化学品的生物制造及可持续发展具有重要意义。主要科技创新如下： 1．开发出高空速、水蒸气协同的乙醇制乙烯反应工艺，空速达750h-1（GHSV），转化率大于99.6%，选择性大于98%，并有效抑制了催化剂积碳。与国外技术相比较，原料乙醇消耗降低2.7%，蒸汽消耗降低11.4%。 2．探明了CO在Pd-Au催化剂上与表面吸附氧的作用及转化规律，修正了醋酸乙烯生产关键原料乙烯的质量控制指标，CO浓度由小于5mL/m3放宽至小于500 mL/m3，使乙烯低温精制过程能耗降低40%以上。 3．开发出沸腾水移热固定床反应器壳方结构，提出了放大准则并用于醋酸乙烯合成反应器设计与制造；探明了氧气混合过程安全机制，开发出本质安全型氧混器并实现工程应用。实现了关键设备的自主创新。 4．开发出以复配聚乙烯醇等为表面活性剂、过氧化氢为氧化剂的VAE生产技术，生产出具有优异性能的VAE新产品。

成果的背景及主要用途： 作为国家中长期科学技术发展的 11 个重点领域之首的能源领域，发展高效 洁净超(超)临界燃煤发电机组是实现节能减排的重要途径，而蒸汽温度和压力的 提高使得高温管道等设备的服役环境更加恶劣，特别在最薄弱的焊接接头部位， 频繁的早期失效事故引起的机组非计划停运往往造成巨大的经济损失，甚至导致 严重的人员伤亡。因此，对设备进行科学准确的评估与预测，避免突发性的早期 失效，是保证机组安全运行的关键。 技术原理与工艺流程简介： 该项目在国家自然科学基金委、天津市科委及电力行业的大力支持下，针对 超(超)临界机组关键高温设备，探明了耐热钢焊接细晶区 IV 型开裂、焊缝内部 埋藏裂纹、插套焊接头振动疲劳开裂等典型早期失效的产生机理，并提出了耐热 钢焊接工艺、现场局部热处理规范、插套焊焊接工艺与焊趾熔修用焊接材料等相 应的延寿技术；开发了在役高温设备实时老化性能的微创测试技术与设备，建立 了基于蠕变损伤累积的剩余寿命评估技术；揭示了残余应力和拘束水平对蠕变裂 纹扩展行为的影响机制，建立了定量考虑这两者影响的高温缺陷寿命预测模型， 丰富了高温寿命评估方法。与国内外同类技术相比，该项目提出的寿命预测模型 的精度大大提高，延寿技术更科学、全面、有效。 技术水平及专利与获奖情况： 经专家鉴定，达到了国际先进水平。该项目共申请国家发明专利 11 项（已 授权 4 项）、获软件著作权 3 项；发表论文 31 篇，其中 SCI 论文 12 篇，EI 论 文 9 篇，并多次在国内外学术会议上做大会报告。 应用前景分析及效益预测： 该项目推动了我国超(超)临界机组高温部件寿命评估与延寿技术的发展，解 决了超(超)临界机组目前面临的早期失效难题，不仅可保证机组的安装质量，而 83天津大学科技成果选编 且减少了不必要的返修，减少机组因非计划停运和检修周期超期带来的巨大发电 损失，对机组的安全经济运行具有重要意义。 应用领域：新技术 技术转化条件： 近三年来，该项目开发的寿命评估软件与延寿技术在全国 10 个省市的 16 个电厂得到应用，经济效益达 2.3 亿元，取得了显著的社会经济效益。 合作方式及条件：根据具体情况面议

垃圾焚烧烟气具有高污染性和成分复杂性，开发高效的垃圾焚烧尾气净化技术与工艺受到国内外研究者的高度重视。本技术成果包括：（1）新型锥形半干法喷雾脱酸塔构建；（2）廉价吸附剂开发及吸附剂喷射装置优化；（3）垃圾焚烧炉内SNCR脱硝优化及炉后低温SCR脱硝联合脱硝；（4）半干法-湿法耦合型垃圾焚烧超低排放净化系统集成。该成果获教育部科技进步二等奖。

针对大型复杂曲面工件的喷砂/喷涂工艺算法研发和软件开发，采用去示教+在线编程方式，通过前端智能传感装置（主要是低成本激光或立体视觉系统）获取工件数模，然后后端采用自动编程方式优化生成最优的喷涂工作路径，以适合目前喷砂/喷涂工艺所面对的小批量、多品种、非标准产品的生产需要，提高机器人喷涂/喷砂系统的自动化、智能化编程水平。具体技术指标： (1) 研发实现了一种基于激光或立体视觉扫描的喷涂/喷砂工件快速建模方法，实现了对复杂喷涂/喷砂工件表面的在线感知和高精度建模（表面建模精度0.1mm以内），以引导自动编程； (2) 针对大面积、大曲率、多孔洞等复杂工件曲面，研究实现了一种表面分割分层处理的自动化喷涂/喷砂轨迹生成方法，无需进行人工示教，可根据喷枪模型和曲面数模自动生成表面优化作业轨迹，且涂层加工精度在正负10%以内，表面覆盖率在90%以上； (3) 研发了一套面向复杂喷涂/喷砂作业的多机器人在线智能编程系统软件，并进行了初步应用验证，且可对覆盖率、作业时间等喷涂性能进行实时评估，从而为产业化提供了工程基础。

以米胚芽为原料，制备出富含γ-氨基丁酸（GABA）的功能性配料（GABA≥ 20.6g/100g）；以米糠为原料富集 GABA，产品中 GABA≥10g/100g；以高浓度 GABA 和碎米为原料制备营养大米（GABA≥500mg/100g）；制备得到 GABA≥100mg/100g 的发芽糙米，是普通发芽糙米中 GABA 含量的 2-3 倍。 创新要点 米胚内源性 GAD 激活技术、酶反应定向调控技术、固定化酶技术、和高效分 离技术、活性保持技术和低温挤压技术 

通过 8 个纵向课题和多个产学研横向联合研发，建立了果蔬食品速冻加工过 程品质调控新技术理论体系和技术平台；针对不同的出口需求，已应用该系列技 术开发了蔬菜、水果和食用菌三大类高品质果蔬速冻加工创新产品，较好地解决 了高效果蔬速冻食品加工中普遍存在的冻前保鲜、速冻、冻藏、解冻等过程中品质变劣快、不稳定的难题。在国内外相关重要刊物上发表论文 61 篇，出版相关 著作 2 本。5 个子课题通过了同行专家鉴定或验收。 创新要点 真空渗透冻前处理技术；超声波速冻技术；液氮深冷速冻技术；玻璃态冻藏 技术；高压、超声波和电解冻技术。 

本项目获 2019 年国家技术发明二等奖 淀粉加工用酶是食品工业用量最大的酶制剂。目前我国淀粉加工关键酶制剂匮乏或被国外垄断，导致一些淀粉加工技术难以实现或优势不足，因此亟需开发 具有自主知识产权的酶制剂，构建淀粉加工关键酶共性技术的研发体系。 

近年来，挥发性有机物(VOCs)与恶臭气体污染越来越引起人们的重视。VOCs 与恶臭气体的处理技术包括催化氧化、吸附、生物处理、低温等离子等。其中，废气生物处理的 原理是利用微生物的代谢作用将废气中含有的烃类、硫化氢或氨等有毒有害物质转化为无害 的水、二氧化碳、硫酸盐或硝酸盐等物质，从而实现废气净化的目的。废气生物处理技术在 国外已经有 50 多年的研究和应用历史，在美国、欧洲各国、日本和韩国均得到广泛应用。 国内从 20 世纪 90 年代开始研究废气生物处理技术，目前已广泛应用于不同行业(尤其是污 水处理行业)恶臭和 VOCs 气体处理。国内外的研究与应用成果表明:与其他技术相比，生 物处理技术具有效率高、投资运行费用低、工艺运行维护方便、二次污染小等突出优点，尤 其适用于低浓度 VOCs 和恶臭气体处理。本研究所是国内较早开展废气生物控制技术研究的单位之一。多年来，针对废气生物处 理技术领域的核心关键技术和科学问题，开展了系统研究和开发，在新工艺开发(紫外光氧 化+生物过滤)和反应器结构优化、新型填料开发、高效菌种筛选和培育、营养盐配方和填 料层堵塞控制等方面取得了大量创新性的研究成果，并已成功应用于污水厂恶臭气体、喷涂 废气和炼胶废气处理。目前，我们在该领域已获得省部级奖 2 项(华夏建设科学技术奖一等 奖、二等奖)，获得国家发明专利 4 项，发表论文 60 余篇。

①基于海洋微藻多糖筛选，建立了海洋微藻多糖的分离纯化工艺 从10种海藻微藻中，筛选到多糖含量较高的四爿藻4种海洋微藻。进一步，建立了它们多糖的热水浸提法和微波萃取法工艺，初次发现2种提取方法在它们多糖提取中的优劣。在此基础上，测定多糖结构、硫酸基和糖醛酸等活性基团含量，筛选到球等鞭金藻和小球藻多糖。随后，初次建立了它们多糖的分离纯化工艺，制备到5种新的纯多糖。这些纯多糖具有中等强度的体外抗氧化和抗菌活性，填补了国内外研究空白。 ②建立了抑藻活性物质的筛选方法，建立了7种大型海藻抑藻活性物质的分离纯化工艺 从40种大型海藻中筛选目标物，获得浒苔等7种大型海藻。在此基础上，建立了它们抑藻活性物质的分离纯化工艺，填补了国内外研究空白，并制备到52种，其中50种是初次从大型海藻中分离得到。进一步，研究了42种抑藻活性物质对7种赤潮微藻的抑藻活性。针对每种赤潮微藻，获得了1种以上的比重铬酸钾更有抑藻优势的活性物质。

本项目创造性提出符合中药特点的制药工业大脑模型，将中药传统工艺与最新智能技术相融合，改革中药粗放型生产制造方式，建成符合高效能生产优质中成药要求的中药智能制造平台，成为信息化、网络化、智能化制造中成药的开拓者，为中药制药企业高效营运、提质降本、高质量发展提供了关键核心技术体系，实现了科学、严谨、智能、精准管控中药制药过程的技术跨越。   关键技术1：中药制药关键物料属性智能辨识技术 本项目在中医药理论指导下，将现代医学分子实验方法与知识网络分析等智能技术相融合，科学认知中成药临床优势特色和中药产品质量属性。 研发了3种辨识方剂化学物质的新方法，整合方剂药材组成、化学成分、中医证候和临床疗效等知识单元，从方-药-病-证入手，提出三个层次的知识关联网络构建方法。根据“病证结合、方证对应、理法方药一致”研究理念，构建了涵盖药材-证候、药材-疾病、成分-疾病三个层次的方剂关联知识网络。在此基础上，整合中医遣方用药规律、现代分离分析与高通量筛选技术，发展了基于知识发现的方剂活性物质智能认知新策略，研究发现小青龙汤类方宣肺平喘、助阳解表功效物质组以及一系列具有潜在抗病毒活性的方剂活性物质，不仅为诠释方剂组方的科学内涵提供了技术工具，也为智能认知中成药质量属性探索了新路。 以中医气血理论认识心脑血管疾病及2型糖尿病的共同特征，针对疾病发生发展的关键病理环节，以糖脂代谢、血管功能、血液流变等为重点，构建心脑血管疾病共有生物分子网络模型；创新设计靶向PTP1B等关键靶点的荧光探针，用于辨识具有抗脂质累积、改善胰岛素抵抗等生物效应的中药活性物质，在此基础上建立了“成分-靶点-通路-疾病”多层次网络整体分析方法。 以芪参益气滴丸、冠心宁片、丹红注射液等品种为研究载体，通过系统总结中成药化学、生物及临床应用信息，梳理中药生产制造中所涉及的知识实体类、实体类属性及属性数据来源，并详细描述各类实体间的关系，从而构建中药制药知识图谱，科学认知中成药临床特色和中成药质量属性。   关键技术2：中药产品质量多属性同时检测技术 本项目发明了可同时检测中药质量及其生物活性成分的方法以及中药产品化学属性与生物属性同时检测法，并建立了基于深度学习与计算视觉的中药理化属性与生物属性高光谱同时检测法，实现了中药化学-生物属性融合检测、化学-生物-物理属性融合检测以及生物活性多重检测，为多方位快速检测中药产品质量开辟了技术新路。 创新设计中药化学-生物融合检测原理，通过在能够特异性识别生物靶标的肽段上修饰易离子化的标签分子，合成制备靶向质谱响应探针，用于多靶标高灵敏同步检测，再使用DART-MS对中药质谱指纹图谱与多靶酶活性进行融合检测，从而建立了基于质谱响应探针的中药质量多属性同时检测法，可快速、灵敏、准确地同时检测中药产品化学成分一致性与生物活性，相关研究成果发表在国际分析技术领域顶级期刊《Analytical Chemistry》（IF=6.7）。 首次将微流控芯片应用于中成药质量评价，针对心脑血管疾病相关的两个关键靶酶（凝血酶与血管紧张素转化酶），发明并研制出多功能的微流控芯片，将其用于评价芪参益气滴丸等中成药的生物活性，实现了对正常与异常批次产品的准确识别，且效果优于色谱指纹图谱方法。这种微流控芯片不仅可用于评价中药产品生物活性，而且能够同时筛选出中药产品内具有酶抑制活性的化合物。 将新一代人工智能技术与高光谱分析技术相融合，用于智能处理高光谱（可见光和短波近红外）数据，研制出一种可同时检测中药注射剂化学、生物及物理质量属性的在线分析方法。该方法包括一个端到端的多输出深度学习模型和一种新的双尺度异常检测算法，前者以光谱数据为输入，可同时测定多个化学成分含量和生物活性指标；后者通过对图像数据进行边缘检测、角点检测以及曲率计算，能检测出最小直径为60 μm的可见异物，实现了总黄酮、总内酯、抗氧化活性、抗凝血活性、色度及可见异物的同时检测。   关键技术3：中药制药过程多维度智能感知技术 本项目建立了中药制药过程多维度智能感知技术，从不同方位表征制药过程物料信息与时变特性，为智能认知制药过程规律提供关键信息。 采用高光谱和高速摄像等技术获取不均匀药材表面上光学数据，优选数据融合及分类方法，依靠计算机视觉准确感知药材真伪、产地、质量等级；进一步与常规液相色谱检测等技术相结合，从物理性状、指标成分和大类成分等多个维度综合精准感知药材品质。针对致病微生物快速检测，研制了基于SERS的生物传感器，利用拉曼光谱仪快速检测中药产品中微生物，攻克微生物检测时间长、灵敏度低的现场感知难题。 针对提取过程等中药制药关键工序中有效成分时变信息检测，采集并比对正常及异常工况时的提取动态光谱数据，采用机器学习算法建立监测模型，在线实时获取过程中有效成分提出情况，通过提取数据积累，不断提升模型精度，准确感知提取过程工艺品质。 为有效降低异常工况发生率，提出中药制药过程轨迹监测方法，采用Hotelling T2、DModX和主成分得分等多维统计量综合表征过程状态，快速灵敏感知制药过程状态异常；根据状态特征控制后续工况操作参数，提前排除潜在扰动因素，保持过程轨迹始终处于控制限内，攻克了中药生产制造状态无法测控的难题，并成功应用于丹红注射液生产现场。 运用所建立的适用于中药复杂体系并体现整体观的中药制药过程多维度智能感知技术，将制药分析技术从以往的“检测指标成分”创新发展为“监控制药过程状态”，科学测判中药制药过程状态一致性，开创了中药制药过程一致性管控的技术先河。   关键技术4：中药制药过程智能认知与优化技术 本项目在中医药理论指导下，聚焦中药先进制药与信息化融合中的重大技术挑战，创造性提出符合中药特点的制药工业大脑模型以及中成药生产制造知识图谱构建方法，建立了制药过程智能认知与优化技术，打通“信息孤岛”，从而能利用中药工业大数据来发现中药制药知识，提升中药制造智能化程度。 建立药材关键性质和关键过程参数范围与过程产物品质之间的定量关系，明确制药过程对药材质量波动的承受能力大小，建立与之相匹配的投料药材质控标准；进而采用不同批号药材按比例混匀投料等均一化质控手段严控药材关键指标成分含量波动在预设质控标准范围内，显著减少原料批次间差异，从制药过程源头保障了中药质量。   创建了风险分析和统计分析相结合的中药制药关键工艺单元辨析及工艺关键参数辨识技术，提出加权决定系数法综合制药工艺对有效成分含量、风险物质限量和生产效率等的多目标需求，自主开发计算机软件并获软件著作权，为精准设定制药过程控制目标参数提供了有效认知工具。