|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
内燃机替代燃料高效燃烧技术
为了应对越来越严峻的环保要求和能源形势，我国正在推进能源转型，往可再生能源、绿色、低碳方向发展，提高可再生能源在一次能源中的占比。利用可再生电能生产氨，使用氨燃料为交通运输提供动力，是节能减碳有效的技术路线。现有的发动机和动力系统技术、发动机工业基础以及现有的交通工具基础已经为发动机使用氨燃料的转变奠定了坚实的基础。
大连理工大学低碳动力创新团队发明了加热点火室和重整气点火室，以及多杆式连续米勒可变气门等技术，极大提升了内燃机点火能量和点火可靠性，解决了替代燃料点燃式发动机混合气点火困难的问题。通过在不同负荷和进气温度下优化混合气成分和有效压缩比，能有效降低爆震倾向，同时保持高热效率。
加热点火室燃烧系统如图 1所示，燃烧系统包括主燃室和点火室，两室由通道相连，点火室容积与主燃室相比很小，其作用是产生控制主燃室预混合气着火的高温射流。主燃室内通过缸内直喷燃料形成预混合气。点火室单独供给燃料重整气并由火花塞点燃，燃烧产生的富含活性基高温射流冲入主燃室后引发预混合气的快速湍流燃烧。另外，点火室采用电加热控制内部温度，解决了冷启动问题。
图 1 点火室燃烧系统
多杆式连续米勒可变气门装置如图 2所示，无需使用调相机构(VVT)，即可满足发动机配气连续可变米勒循环正时要求。
基于本替代燃料高效燃烧技术，能够方便可靠地将中高速柴油机改造为使用氨燃料的无碳发动机，同时保持动力性基本不变，而且制造成本也基本不变，能够带来巨大的社会效益。
大连理工大学
2021-05-10
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
氟塑料烟气低温余热回收利用
西安交通大学
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
甲醇高效燃烧器
甲醇高效燃烧器，是一种以甲醇（粗甲醇、精甲醇或甲醇柴油混合燃料）为燃料，基于先进的低能耗高效雾化技术、稳燃点火技术及精密设计的空气分配技术而研发成功的高性能燃烧器，填补了国内该产品技术空白。可以替代以煤、焦粉、柴油、水煤浆及天然气等为燃料的各种燃烧器，用于锅炉、窑炉及各种工艺加热炉的加热设备。甲醇是一种无色、略带酒精味道、水溶性的液体，还是一种非常清洁的燃料。与传统燃油、燃煤燃烧器相比，由于甲醇本身含氧，燃烧时需氧较少，燃烧充分，燃烧甲醇的烟气中不含有碳粒、烟尘等颗粒物，CO、SO2、NOx等污染物的排放也很少，其污染物排放低于天然气，能够符合目前最严格的排放标准。 甲醇是一种廉价的燃料，燃耗成本低于柴油和天然气，略高于水煤浆，高于煤炭。生产甲醇的来源十分广泛，包括煤炭、合成气、天然气、石油、焦炉气、煤层气、生物质等，生产技术成熟，供应快捷、方便。甲醇汽化潜热较大，约为柴油的4倍，并且甲醇燃点较高，使得将甲醇作为燃料进行燃烧时面临点火困难和火焰强度不够等问题。这就提出对于甲醇燃烧器要采取不同于柴油燃烧器特殊设计的要求。 课题组针对不同的应用场合，对甲醇高效燃烧器采用了三种不同的雾化技术路线：（1）低压全流空气雾化燃烧技术，喷嘴前燃料压力为0.05—0.15Mpa。其中空气既是雾化剂，又是氧化剂，空气全压力3kpa—10kpa，对燃料分配、燃料喷孔数量及直径、空气多级分配、空气流路及旋流器等进行了数值模拟和精密设计加工，可以获得SMD低于50μm的雾化效果；（2）高压空气及蒸汽雾化技术，采用了内混音速射流冲击多级雾化喷嘴，可以获得SMD低于20μm的雾化效果；（3）高压离心雾化技术，基于航空发动机燃油喷射雾化技术，采用压力达2MPa的专用甲醇泵，体积小重量轻，不需要额外的雾化剂，可以获得SMD低于50μm的雾化效果。
北京航空航天大学
2021-04-13
矿井通风瓦斯催化燃烧及其热能梯级利用技术
该技术利用催化燃烧和气固换热的原理，将通风瓦斯催化燃烧并将其热能进行梯级利用，不仅对保障我国的能源安全以及环境保护起到不可忽视的作用，同时还能带动我国相关产业技术的发展，具有重大的战略意义。该技术可以广泛适用于包括煤矿通风瓦斯，天然气、沼气、石油油层气、高炉煤气以及钢铁和石化生产中的可燃废气在内的超低浓度可燃气体，具有广泛的实用性和广阔的市场应用前景。
西安交通大学
2021-04-11
烧结过程热质传递机理模型及余热利用技术
针对钢铁烧结工序烟气量大、显热利用率低等问题，构建了烧结过程热-质耦合数值模型，开发了烧结工艺质-热耦合仿真软件和质-热平衡分析计算软件，阐明了烧结过程混合料散体多相反应机制及热-质耦合传输机理，分析了烧结过程中 SO 2 、NOx 等污染物的产生规律，开发了烧结过程余热利用技术，优化了烧结工艺，为烧结工序绿色发展提供理论支撑和技术支持。 相比传统冷风烧结工艺，高温烟气循环烧结与余热利用技术通过烟气循环回收部分烧结机高温烟气，来替代常温空气，作为烧结助燃气体。该技术既能回收部分高温烧结废气余热，又可减少废气排放量，降低污染物处理成本。
北京科技大学
2021-04-13
高温高含尘烟气高效余热回收与深度净化一体化技术
工业高温（800℃以上）高含尘（2000mg/m3 以上）烟气具有成分复杂、含尘量高、有腐蚀性、工况变化大等特点，余热回收装置易堵塞，余热回收效率低；净化装置存在滤料堵塞和再生困难的问题，净化效率低、滤阻高、设备运行成本高；温度及含尘浓度大幅度波动的时变性工况余热难以有效回收利用。针对时变性高温高含尘烟气的特点，以高效除尘、减小滤阻及高效蓄/换热为目标，开发集成荷电分离与滤体过滤高温高含尘烟气除尘技术的变孔隙率和比表面积的三维金属蜂巢结构耐高温蓄热体，形成高温高含尘烟气高效余热回收与深度净化一体化技术，实现对高温高含尘烟气高效余热回收及低阻力深度净化。
北京科技大学
2021-04-13
低温余热冷热电综合利用系统
成果简介： 项目开发了低温余热冷热电综合利用系统。该系统选用高效热管作为热管余热锅炉的换热元件，将余热转变为0.8～0.2MPa的饱和蒸汽，然后饱和蒸汽通过膨胀发电机组直接进行膨胀发电，发完电的低压蒸汽再驱动废热溴化锂制冷机供冷供暖，实现低温余热冷热电综合应用。
南京工业大学
2021-01-12
马铃薯渣高效综合利用技术
对产量大、干燥储藏难、易腐坏变质的马铃薯渣进行高效整体综合利用，发 展增重效果显著的功能性饲料、高膳食纤维增稠剂、瓦楞纸板粘合剂等产品，实 现马铃薯淀粉加工废弃物快速、规模化消纳技术的产业化，可有效解决马铃薯淀 粉生产企业薯渣处理的难题，提高企业效益，推动马铃薯淀粉加工行业健康发展。
江南大学
2021-04-11