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我国的化石能源结构是以煤为主、石油和天然气为辅，这是由于各种化石能源的贮藏量的不同而造成的。目前为止，已探明的煤炭储量为1.5万亿吨，按年采20亿吨，可开采750年，而石油储量为16000万吨，仅占世界总量的3%左右，可开采年限只有20.6年；天然气的消费仅占2.1%。煤的利用主要是利用其燃烧热，一般用于直接燃烧，因此热值较低的煤，如裼煤等，其利用途径受到较大的限制；另一方面，煤炭在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等气体。二氧化硫会导致酸雨，进而污染环境，是要严格控制排放的对象；二氧化碳是最主要的温室气体，也需对其排放进行控制。因此，以煤作为燃料的利用方式存在有很大的不足。而甲烷（CH4，天然气的主要组成）是一种高能值、零排放的清洁燃料和化工原料，其利用过程具有高效性和环境友好性，是未来能源发展的主要方向之一。到目前为止，我国天然气的开发与利用在能源消费结构中所占的比重较小，而且储量也不富足，但我国生物质的贮量相当巨大，作为潜在的物质资源宝库是人类未来的能量、食物和化学原料的重要来源。随着石油、煤炭等化石资源的日益枯竭，在当前大力发展多元能源的形势下，如何利用以碳和氢为主要成分的煤和生物质制取CH4替代天然气和作为化工原料，改变我国当前的能源消费结构，既有效利用资源，又发展洁净能源，实现能源的有效替代并同时解决环境问题，是当前的研究重点和热点。超临界水部分氧化制技术以生物质或劣质煤为原料，采用超临界水部分氧化技术，通过发生一系列的氧化还原反应生成氢气或甲烷，可以实现部分替代天然气。目前，本技术已申请国家发明专利多项。

本发明公开了一种燃烧后CO2捕集系统的多模型预测控制方法，该预测控制方法以基于化学吸附的燃烧后CO2捕集系统为被控对象，贫液阀门开度和汽轮机低压缸抽汽阀门开度为系统控制输入量，CO2捕集率和再沸器温度为系统输出量；首先基于子空间辨识方法，利用系统运行产生的数据，在不同工况点处建立系统的局部状态空间模型；接着使用间隙度量的方法调研被控对象的非线性分布；进而在合适的局部工况点处建立预测控制器，并设计隶属度函数将其加权组合，建立燃烧后CO2捕集系统多模型预测控制系统。本发明的方法具有良好的全局非线性控制能力，能够有效适应系统大范围变工况的需求，快速追踪CO2捕集率设定值，提高CO2捕集系统深度快速灵活运行的水平。

我们作为国内首家同时具备二氧化碳电还原的催化剂工业级制备与电解池技术的企业，首次完成二氧化碳还原商业化模式探索，在国内国际面向多个下游企业销售二氧化碳还原装置的核心部件催化剂与膜电极。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 天津费曼动力科技有限公司 企业法人 胡峥 注册时间 2021.5.8 注册所在省市 天津 组织机构代码 MA07BB206 经营范围 一般项目：技术服务、技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广；新兴能源技术研发；电子专用材料研发；新材料技术研发；新材料技术推广服务；数据处理服务；互联网数据服务；大数据服务；会议及展览服务；业务培训（不含教育培训、职业技能培训等需取得许可的培训）；电池销售；化工产品销售（不含许可类化工产品）；电子元器件批发。（除依法须经批准的项目外，凭营业执照依法自主开展经营活动） 企业地址 天津海河教育园区新慧路1号管理中心二区301-21KJ45室 获投资情况 天使轮尽调中 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 胡峥 理学院/化学 2020/2023 李惠 理学院/化学 2018/2023 任倩倩 理学院/化学 2019/2024 张裕 理学院/化学 2020/2025 吕建欣 理学院/化学 2020/2023 苑颂源 理学院/化学 2020/2023 刘畅 理学院/化学 2020/2023 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 胡适 理学院/化学 研究员/教授 材料物理化学 郑喆 校团委 双创部部长 创新创业比赛 五、项目简介 目前世界碳中和的主题逐渐成为重要的课题，欧美国家已经开始针对碳排放企业征收碳税，我国也将“双碳”目标写入能源科技发展路线图，这使得电催化二氧化碳还原在国内国际均具有十分庞大的市场。同时二氧化碳还原的各种产品（如：CO，甲酸，乙烯等）作为大宗化学品也具有较高的经济价值。我们作为国内首家同时具备二氧化碳电还原的催化剂工业级制备与电解池技术的企业，首次完成二氧化碳还原商业化模式探索，在国内国际面向多个下游企业销售二氧化碳还原装置的核心部件催化剂与膜电极，致力于进一步打通上下游技术壁垒，在未来三年内完成国内电催化二氧化碳还原上下游生态圈的建立。

本发明公开了一种耦合有ＣＯ２储能单元的超临界ＣＯ２布雷顿循环发电系统，由布雷顿循环发电单元和ＣＯ２储能单元组成；布雷顿循环发电单元包括高温回热器、燃烧室、透平、发电机、低温回热器、冷却器Ｉ和压缩机Ｉ；ＣＯ２储能单元包括低压储气室、冷却器ＩＩ、压缩机ＩＩ和高压储气室。本发明发电系统中ＣＯ２储能单元可将不稳定的能源以超临界ＣＯ２的形式储藏起来，在用电需求高的时候，将储藏的高温高压超临界ＣＯ２经布雷顿循环稳定做功供电，很好的实现电能的稳定输出，因此耦合了ＣＯ２储能单元的本发明布雷顿循环发电系统可以进一步的节约能源，降低弃风弃光率，提高昼夜负荷调节稳定性，实现节能减排。

（专利号：ZL 201210413882.5） 简介：本发明公开了一种提高O2/CO2气氛下煤粉燃烧性能且降低NOx生成的方法，属于煤粉高效低污染燃烧领域。本发明将平均粒径在20微米以下的超细煤粉与平均粒径为70~90微米的普通粒径煤粉在O2/CO2气氛下混合燃烧，超细煤粉的混合质量百分比为10%~40%，超细煤粉中的挥发分质量百分比>15%，在不增加O2/CO2中O2浓度前提下，采用超细煤粉与普通粒径煤粉混合燃烧，使得超细煤粉颗粒

我国煤炭资源丰富， 原煤可采储量占世界的12.8%， 排名世界第三位。煤炭是我国能源结构的重要支撑， 因此煤炭清洁转化对我国能源产业发展以及环境保护具有重要意义。超临界流体（supercritical fluid， 简称SCF）是指温度、压力均高于其临界温度和临界压力的流体。SCF 兼具气体和液体的优点，其密度接近液体，具有较大的溶解能力；其粘度接近气体，具有很强的流动性能；其扩散系数接近气体，具有很高的扩散速度；此外，超临界流体绿色、环保、无污染、可回收利用，尤其是超临界水和超临界二氧化碳，价廉易得。北京化工大学化工学院将超临界技术开发应用于煤炭、化工材料、医疗制药、环境保护、食品卫生等领域。在煤炭方面用于煤发电、煤气化、煤液化、煤干燥等行业，不仅可以实现煤炭的高效转化，更为重要的是，能够有效减少环境污染，实现资源利用的可持续发展。 超（超） 临界发电技术是通过提高锅炉中蒸汽初参数，改善热循环效率，从而达到提高发电效率的目的。超临界煤催化气化技术是指煤在超临界气化剂（通常为水） 的作用下经过一系列的化学反应过程， 产生出富含氢气、一氧化碳、甲烷等混合气体的过程。超临界催化气化主要特点是气化合成气中氢气含量高， 特别适用于煤制氢项目， 能够有效降低后续制氢装置能耗， 提高制氢效率。煤液化技术是煤炭清洁利用的重要途径， 也是缓解我国石油供需矛盾的一项可行有效的技术。目前工业上比较成熟的煤液化技术主要是直接液化和间接液化。使用超临界技术对煤进行液化， 是指将煤炭粉碎到一定粒度后， 用处于超临界状态的溶剂将煤中可溶性物质（绝大多数有机质） 提取出来得到气体、液体和固体的方法。煤液化生成的气体作为高热值的燃烧气体使用； 液体可加氢精制成柴油或经过提纯得到高价值化工产品； 固态残煤可以作为廉价的吸附剂。超临界煤液化实现了温和、绿色环保条件下煤炭的全面综合利用， 提高了经济效益。超临界干燥技术利用超临界流体扩散系数高的特点， 使其快速地进入被干燥物体的内部， 温和、高效地与水分子进行交换起到干燥物料的作用， 并且不破坏干燥物形状和结构。因此， 超临界流体干燥技术在煤干燥方面有重要的应用价值。

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超临界二氧化碳对有机物的溶解性随溶质极性、分子量、密度等不同而不同，容易溶解非极性或极性弱、分子量小的有机物。分散染料一般分子极性弱，分子量也不大，因而易溶于超临界二氧化碳。溶于超临界二氧化碳的染料分子是杂乱分散的。因此在这种状态下染色，染浴中的染料活泼，能快速到达纤维表面，接着能较容易地渗入到纤维内部，从而达到染料上染纤维的目的。该项技术的原理在于气体在超临界状态下形成的流体密度低，染料能自动溶解且具有较高的扩散性；染料在超临界二氧化碳中的溶解度随着流体密度的增加而增加，由压力和温度来控制二氧化碳流体密度从而控制染料在超临界二氧化碳流体中的溶解度；提高温度来降低流体的密度和染料在溶液中的数目，促进染料扩散到纤维中去。因此该系统控制参数可比常规水相工艺较为快速的进行调节。该工艺无需助剂，二氧化碳无毒，可循环使用；残留的染料可以粉末状态回收，无废水和废弃物，无需染色后处理和染后烘燥，可节能?0%左右。该工艺染色速度比传统工艺快好几倍，染色效率高。

截至2013年3月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座，污水处理能力约1.45亿立方米/日，较2012年底新增污水处理厂111座，新增处理能力约300万立方米/日。产生含水率80%的污泥超过2000万吨。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥的产量以每年10%的速度在增长，将很快突破3000万吨。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水处理厂污泥量急剧增加，且每年仍以10%左右的速度增长。根据有关内部统计数据，中国目前有近17％的城镇污水处理厂产生的污泥去向不明，同时大约67％的污泥以简单填埋为最终出路。针对目前城市污泥难处理及市场巨大的特点，采用超临界水氧化技术处理城市污泥，实现城市污泥的无害化处理。超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应，迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O和无机盐等小分子化合物。相比传统的城市污泥处理方案，SCWO具有突出的优势，能取得巨大的经济、环境和社会效益。