随着世界经济的发展，对清洁能源的需求，尤其对氢气特别是高纯氢气的需求越来越大。氯碱工业副产氢气量很大, 通过对氯碱厂副产氢气进行分离提纯，开发了制取高纯氢的新工艺及设备。采用变温和变压相结合的再生工艺，强化了再生效果。在吸附剂再生过程中，分段加热吸附剂，既保证了再生效果又减少了再生气的用量。研究表明，此工艺的运用能大大提高副产氢气的分离效率，所得产品氢的体积分数可达到99.999%以上。氢气纯度：99.999%以上、含氧量小于0.5ppm、含水量小于5ppm，其他指标均能达到国标高纯氢参数指标。氯碱厂、钨钼材料厂、石英玻璃厂、多晶硅生产厂及相关生产企业。 目前多晶硅厂引进一套氢气回收净化系统需要上亿元，而我们设计的装置只要几百万的成本，全套设备也只有进口设备的十分之一的投资，是我国走自主创新、替代进口的理想技术产品。

近年来，随着人们生活水平的不断提高，空气污染问题日益受到公众的重视。由于人们在室内度过的时间远远多于室外，在室外大气污染尚不能得到及时治理的情况下，研究室内（包括居室、办公室、车辆等环境）的空气污染状况及其净化措施，以期创造一个优美的小环境，不仅显得尤为重要，而且切实可行。

本项目在国家自然科学基金、国家火炬计划等支撑下，由基础研究、工程 设计单位成立协同创新团队，提出了新型极板湿式静电烟气深度净化技术新思 路。对柔性阳极和亲水改性固体阳极的水膜形成机理、内在动力特性、静电场 作用机制、清灰机理以及材料稳定可靠性等方面展开了基础研究，建设了不同 烟气处理量的小试、中试和小型工业化试验装置，完成了技术关键参数规律性 试验和系统集成，初步形成了以“新型极板”为核心的专利群。 研究成果已应用在燃煤电站 100MW、300MW、600MW 等不同规模机组， 取得了显著的社会、环境、经济效益。2013 年 8 月 19 日，由中国电机工程学会 组织的鉴定委员会对本项目的核心成果之一“新型湿式静电除尘除雾技术研究及 应用”进行了鉴定。认为项目组“提出了一种浸润织物阳极静电除尘除雾工艺用 于燃煤烟气末端 PM2.5 多污染物的综合治理方法”，“采用了自主研发的具有绝 缘、疏水、耐腐蚀特性的有机纤维织物作为柔性阳极材料，替代传统金属阳极 合金材料”，“研发了适用于织物阳极的经纬限位表面张紧工艺，研制的柔性阳 极板实现了表面水膜分布均匀，具备自清灰特性，降低了喷淋用水量”，“研制 了新型湿式静电除尘除雾装置，完成了系统集成”，“项目研究成果工艺新颖， 具有原创性，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景，达到国际先进水平， 其中，在新型电极材料研究及应用方面居国际领先水平”。

近年来，随着人们生活水平的不断提高，空气污染问题日益受到公众的重视。由于人们在室内度过的时间远远多于室外，在室外大气污染尚不能得到及时治理的情况下,研究室内（包括居室、办公室、车辆等环境）的空气污染状况及其净化措施,以期创造一个优美的小环境,不仅显得尤为重要,而且切实可行。 

项目成果/简介: 简 介 一、项目背景 自20世纪80年代我国有色金属工业提出“优先发展铝工业”的战略发展方针以来，我国铝工业有了长足的发展，电解铝工业的发展更是突飞猛进。经过近30多年坚持不懈的努力，实现了跨越式发展。从引进“日轻”160kA预焙槽技术到自主开发280kA特大型铝电解槽的开发成功，使电解铝整体技术与装备水平进入世界先进行列。目前，500kA~600kA以上超大型电解槽已实现了工业规模化推广应用。40年来由于技术的进步，电解铝单位能耗下降1000kWh/tAl。 （1）高耗能仍是主要特点。尽管铝工业技术上取得了极大的进步，然而时至今日，铝电解的能量利用率仍然仅仅50%，大约有一半的能量都以热量形式散发在大气中（图1）。作为高耗能产业电解铝工业的节能减排仍将是今后相当一个时期的核心任务。  （2）电解铝是碳排放大户。进入21世纪以后，中国电解铝产量的增长速度明显加快，从2000年的279.41万吨增加至2020年3731.7万吨，连续多年成为世界第一原铝生产大国，同时电解铝的节能减排受到广泛关注。2020年，电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨，约占全社会二氧化净排放总量的5%。 （3）对供电质量要求高，不利于可再生能源电力发展。作为用电大户的铝冶炼企业，传统技术不具备调峰能力，这是由于其核心装备铝电解槽是在预设的热平衡条件下设计的，任何偏离预设热平衡的电力供给都可能导致严重过热或冻结。由于这一限制，现代铝电解槽的运行对供电质量要求相当苛刻（95%一级负荷），因此，作为用电大户的电解铝行业，基本没有调峰能力，对供电系统的适应性和灵活性小。 国际能源署发布的《电力系统转型现状2018》指出：电力系统灵活性已经成为全球优先发展方向。铝冶炼企业急需增加调峰能力，不仅可以适应未来新能源比例逐渐提升带来的电网供电波动，而且能主动调峰成为电力系统灵活电源点运行。 2020年12月16日，习近平主席在2020年中央经济工作会议上指出，要做好碳达峰、碳中和工作，要抓紧制定2030年前碳达峰行动方案。2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议中强调，“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局”，指出“要构建清洁安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。” “双碳目标”的提出，给电解铝行业提出了新的课题。开展大型铝电解槽能量平衡及余热回收技术的工业系列化应用，通过国内外技术的集成创新，形成一整套的生产工艺技术和先进的装备，大幅提高电解铝行业的能源利用率，对于实现电解铝行业“双碳目标”具有重大历史性意义。 二、技术简介及工作基础 郑州轻冶科技股份有限公司与郑州大学在15年研究成果积累的基础上，从2017年开始，在铝电解槽能量流优化及输出端节能（余热回收）领域联合国内外多家企业和科研单位，启动郑州市协同创新重大专项，目前“铝电解槽能量流优化与输出端节能（余热回收）技术及成套工业系统（HORRS系统）”已完成工业化试验，进入工业化示范运行阶段。 开创了电解铝工业输入端与输出端“双端节能”的先河，并为进一步工业应用奠定了基础。 1、主要内容 建立独立的铝电解能量流在线优化调节模型（HORR技术），实现控制变量与控制目标的“解耦”，为进一步实现电解铝“输入端节能”的极限优化工艺生产奠定了基础，进一步降低电能消耗； 成功研制了电解铝专用“高效集热装置”，通过国际合作开发成功国际领先的核心技术，并实现了关键设备的量产。在此基础上，进一步开发了铝冶炼过程散热回收系统（HORRS系统），实现大幅节能；铝电解槽能量利用率可由原来的不到50%提升到60%。 研制铝电解槽多参数传感器与快速检测分析系统，并开发了铝电解槽数字化基础上的能量平衡智能化系统； 采用能量流调节系统，为电解铝柔性生产提供了技术保障，初步实现了利用电解铝厂巨大电能容量协助当地电网实现蓄能调峰运行，调峰能力达到±20%。 2、当前工作进展 2019年起，在河南中孚实业股份有限公司4台400kA大型铝电解槽上，开展了“铝电解槽能量流优化及智能调控技术开发”协同创新重大专项工业示范应用。2021年3月11日，首台400kA电解槽余热已成功与巩义示城市供热网实现互联，回收利用热量约占电解槽总耗能8~10%，预计到2021年5月底，全部4台电解槽将整体投运。 三、经济及社会效益 （1）技术指标 本项目工业试验完成后，可实现电流效率≧94%；槽电压低于3.9V，折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后，铝电解槽可实现蓄能调峰20%，有利支持新能源电力负荷的消纳，减小新能源电源增加后带来的峰谷差，为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业（火-电-铝）的特点，将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖；夏季并入配套发电厂会热系统，用于发电；也可用于根据产业园区布局，可为周边工业用户（如铝加工、氧化铝厂等）提供工业生产用热源或大规模工业制冷，实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算： 年可节电250亿kWh； 年可减排：2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量：675亿kWh。效益分析: （1）技术指标 本项目工业试验完成后，可实现电流效率≧94%；槽电压低于3.9V，折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后，铝电解槽可实现蓄能调峰20%，有利支持新能源电力负荷的消纳，减小新能源电源增加后带来的峰谷差，为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业（火-电-铝）的特点，将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖；夏季并入配套发电厂会热系统，用于发电；也可用于根据产业园区布局，可为周边工业用户（如铝加工、氧化铝厂等）提供工业生产用热源或大规模工业制冷，实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算： 年可节电250亿kWh； 年可减排：2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量：675亿kWh。知识产权类型:发明专利知识产权编号:202010575520.0 202010575597.8 202021168838.9技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与国（境）外合作获得政府支持情况:省级以下计划/专项类别:郑州市协同创新重大专项获得经费:1000.00万元自筹资金:1000.00万元自筹资金来源:企业自筹

该项目针对聚酯行业引进装置能耗高、竞争力弱的背景展开，结合实际工业反应器及其生 产、操作状况，在理论分析、实验研究和计算的基础上，开发了酯化过程宏观反应动力学模型 和缩聚过程的宏观反应动力学模型。通过采集的数据对模型进行进一步的校核和不断地修正， 获得了全面良好反映聚酯装置特性的模型。通过模型寻优，对操作参数进行较小的调节，根据 调整后的装置具体生产情况，对模型进行进一步的验证和校核，并在新的操作点周围的一个新 的较小的范围内对模型进行进一步的寻优。采用这种逐步外延的寻优技术，使装置平稳地移到 最优操作点上，在提高等级品率、降低能耗的同时保证生产的顺利进行。该项目通过系统的信 息采集、信息处理对系统进行优化，并在工业装置上实施，具有投资小、收益高的特点，尤其 适用于旧的聚酯生产系统信息化改造。同时，该项目的技术也可推广到相关聚合物过程的节能 降耗等过程优化项目中。该项目已在洛阳石化、上海石化等企业得到应用，流程热媒用量下降 8%以上，创造了1813万元/年的经济效益。该项目所包含的相关技术获2008年中国石化集团科 技进步三等奖、2008年国际工业博览会高校展区优秀展品奖。 该项成果具有国际先进性，可直接推广应用到国内其他聚酯装置。此外，该成果中的建模 技术、优化技术等亦可以推广应用到其他石油化工生产过程中，采用自动化技术提升传统产业 生产技术水平，推动我国石化工业科技进步，为信息化带动工业化，实现社会生产力的跨越式 发展，提供强有力的示范作用。

蒸发浓缩、结晶、干燥等是化工、医药、食品、环保等多个行业最为普遍采用的工艺过程之一，众多企业花费在蒸发、干燥环节的成本占到总成本的50%以上，均迫切需要寻找一种高效节能的蒸发技术。 MVR是国际上最先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。该项技术一直被北美和欧洲等一些发达国家掌握。 技术特征 MVR系统是一项高效节能的技术，较常规的单效蒸发设备而言，可节省标准煤85％以上，比三效蒸发技术节能65%以上。

简  介 一、项目背景 自20世纪80年代我国有色金属工业提出“优先发展铝工业”的战略发展方针以来，我国铝工业有了长足的发展，电解铝工业的发展更是突飞猛进。经过近30多年坚持不懈的努力，实现了跨越式发展。从引进“日轻”160kA预焙槽技术到自主开发280kA特大型铝电解槽的开发成功，使电解铝整体技术与装备水平进入世界先进行列。目前，500kA~600kA以上超大型电解槽已实现了工业规模化推广应用。40年来由于技术的进步，电解铝单位能耗下降1000kWh/tAl。 （1）高耗能仍是主要特点。尽管铝工业技术上取得了极大的进步，然而时至今日，铝电解的能量利用率仍然仅仅50%，大约有一半的能量都以热量形式散发在大气中（图1）。作为高耗能产业电解铝工业的节能减排仍将是今后相当一个时期的核心任务。   （2）电解铝是碳排放大户。进入21世纪以后，中国电解铝产量的增长速度明显加快，从2000年的279.41万吨增加至2020年3731.7万吨，连续多年成为世界第一原铝生产大国，同时电解铝的节能减排受到广泛关注。2020年，电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨，约占全社会二氧化净排放总量的5%。 （3）对供电质量要求高，不利于可再生能源电力发展。作为用电大户的铝冶炼企业，传统技术不具备调峰能力，这是由于其核心装备铝电解槽是在预设的热平衡条件下设计的，任何偏离预设热平衡的电力供给都可能导致严重过热或冻结。由于这一限制，现代铝电解槽的运行对供电质量要求相当苛刻（95%一级负荷），因此，作为用电大户的电解铝行业，基本没有调峰能力，对供电系统的适应性和灵活性小。 国际能源署发布的《电力系统转型现状2018》指出：电力系统灵活性已经成为全球优先发展方向。铝冶炼企业急需增加调峰能力，不仅可以适应未来新能源比例逐渐提升带来的电网供电波动，而且能主动调峰成为电力系统灵活电源点运行。 2020年12月16日，习近平主席在2020年中央经济工作会议上指出，要做好碳达峰、碳中和工作，要抓紧制定2030年前碳达峰行动方案。2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议中强调，“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设总体布局”，指出“要构建清洁安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。” “双碳目标”的提出，给电解铝行业提出了新的课题。开展大型铝电解槽能量平衡及余热回收技术的工业系列化应用，通过国内外技术的集成创新，形成一整套的生产工艺技术和先进的装备，大幅提高电解铝行业的能源利用率，对于实现电解铝行业“双碳目标”具有重大历史性意义。 二、技术简介及工作基础 郑州轻冶科技股份有限公司与郑州大学在15年研究成果积累的基础上，从2017年开始，在铝电解槽能量流优化及输出端节能（余热回收）领域联合国内外多家企业和科研单位，启动郑州市协同创新重大专项，目前“铝电解槽能量流优化与输出端节能（余热回收）技术及成套工业系统（HORRS系统）”已完成工业化试验，进入工业化示范运行阶段。 开创了电解铝工业输入端与输出端“双端节能”的先河，并为进一步工业应用奠定了基础。 1、主要内容 建立独立的铝电解能量流在线优化调节模型（HORR技术），实现控制变量与控制目标的“解耦”，为进一步实现电解铝“输入端节能”的极限优化工艺生产奠定了基础，进一步降低电能消耗； 成功研制了电解铝专用“高效集热装置”，通过国际合作开发成功国际领先的核心技术，并实现了关键设备的量产。在此基础上，进一步开发了铝冶炼过程散热回收系统（HORRS系统），实现大幅节能；铝电解槽能量利用率可由原来的不到50%提升到60%。 研制铝电解槽多参数传感器与快速检测分析系统，并开发了铝电解槽数字化基础上的能量平衡智能化系统； 采用能量流调节系统，为电解铝柔性生产提供了技术保障，初步实现了利用电解铝厂巨大电能容量协助当地电网实现蓄能调峰运行，调峰能力达到±20%。 2、当前工作进展 2019年起，在河南中孚实业股份有限公司4台400kA大型铝电解槽上，开展了“铝电解槽能量流优化及智能调控技术开发”协同创新重大专项工业示范应用。2021年3月11日，首台400kA电解槽余热已成功与巩义示城市供热网实现互联，回收利用热量约占电解槽总耗能8~10%，预计到2021年5月底，全部4台电解槽将整体投运。 三、经济及社会效益 （1）技术指标 本项目工业试验完成后，可实现电流效率≧94%；槽电压低于3.9V，折合吨铝节电800~1000kWh以上,电解铝能量利用率提升8~10% 实现电解槽调峰运行 该技术应用后，铝电解槽可实现蓄能调峰20%，有利支持新能源电力负荷的消纳，减小新能源电源增加后带来的峰谷差，为国家构建新型电力系统提供支撑。 实现电解铝厂与区域、城市融合发展 根据电解铝行业（火-电-铝）的特点，将回收余热资源供入城市供热系统用于冬季居民采暖；夏季并入配套发电厂会热系统，用于发电；也可用于根据产业园区布局，可为周边工业用户（如铝加工、氧化铝厂等）提供工业生产用热源或大规模工业制冷，实现余热资源的高效利用。 社会效益 按照未来推广应用2500万吨计算： 年可节电250亿kWh； 年可减排：2492.5万吨二氧化碳; 年可消纳新能源电量：675亿kWh。

该项目针对聚酯行业引进装置能耗高、竞争力弱的背景展开，结合实际工业反应器及其生产、操作状况，在理论分析、实验研究和计算的基础上，开发了酯化过程宏观反应动力学模型和缩聚过程的宏观反应动力学模型。通过采集的数据对模型进行进一步的校核和不断地修正，获得了全面良好反映聚酯装置特性的模型。通过模型寻优，对操作参数进行较小的调节，根据调整后的装置具体生产情况，对模型进行进一步的验证和校核，并在新的操作点周围的一个新的较小的范围内对模型进行进一步的寻优。采用这种逐步外延的寻优技术，使装置平稳的移到最优操作点上，在提高等级品率、降低能耗的同时保证生产的顺利进行。该项目通过系统的信息采集、信息处理对系统进行优化，并在工业装置上实施，具有投资小、收益高的特点，尤其适合旧的聚酯生产系统信息化改造。同时，该项目的技术也可推广到相关聚合物过程的节能降耗等过程优化项目中。该项目已在洛阳石化、上海石化等企业得到应用，流程热媒用量下降8%以上，创造了1813万元/年的经济效益。该项目所包含的相关技术获2008年中国石化集团科技进步三等奖、2008年国际工业博览会高校展区优秀展品奖。该项成果具有国际先进性，可直接推广应用到国内其他聚酯装置。此外，该成果中的建模技术、优化技术等亦可以推广应用到其他石油化工生产过程中，采用自动化技术提升传统产业生产技术水平，推动我国石化工业科技进步，为信息化带动工业化，实现社会生产力的跨越式发展，提供强有力的示范作用。登记计算机软件著作权1项；“聚酯装置节能降耗技术”获2008年中国国际工业博览会中国高校展区优秀展品奖三等奖。获中国石化集团科技进步三等奖1项。

该项目针对聚酯行业引进装置能耗高、竞争力弱的背景展开，结合实际工业反应器及其生产、操作状况，在理论分析、实验研究和计算的基础上，开发了酯化过程宏观反应动力学模型和缩聚过程的宏观反应动力学模型。通过采集的数据对模型进行进一步的校核和不断地修正，获得了全面良好反映聚酯装置特性的模型。通过模型寻优，对操作参数进行较小的调节，根据调整后的装置具体生产情况，对模型进行进一步的验证和校核，并在新的操作点周围的一个新的较小的范围内对模型进行进一步的寻优。采用这种逐步外延的寻优技术，使装置平稳的移到最优操作点上，在提高等级品率、降低能耗的同时保证生产的顺利进行。该项目通过系统的信息采集、信息处理对系统进行优化，并在工业装置上实施，具有投资小、收益高的特点，尤其适合旧的聚酯生产系统信息化改造。同时，该项目的技术也可推广到相关聚合物过程的节能降耗等过程优化项目中。该项目已在洛阳石化、上海石化等企业得到应用，流程热媒用量下降8%以上，创造了1813万元/年的经济效益。该项目所包含的相关技术获2008年中国石化集团科技进步三等奖、2008年国际工业博览会高校展区优秀展品奖。 该项成果具有国际先进性，可直接推广应用到国内其他聚酯装置。此外，该成果中的建模技术、优化技术等亦可以推广应用到其他石油化工生产过程中，采用自动化技术提升传统产业 生产技术水平，推动我国石化工业科技进步，为信息化带动工业化，实现社会生产力的跨越式发展，提供强有力的示范作用。