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富氧燃烧高效低成本运行关键技术
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
化石燃料燃烧产生的CO2是温室气体的主要来源。开发具有CO2捕集功能的新型化石燃料燃烧技术是实现“2030碳达峰、2060碳中和”愿景目标的关键。富氧燃烧技术采用大规模空分系統所产生的氧气(纯度>95%)代替助燃空气，同时采用烟气再循环调节炉膛内的介质温度和传热特性，可实现烟气中CO2高浓度富集，便于CO2的分离与捕集。该技术可以降低烟气CO2排放(约90%)，同时易于实现NOx、SOx等污染物的协同控制。在国家重点研发计划的资助下，华中科技大学牵头十余家著名大学、研究所和企业围绕富氧燃烧CO2捕集技术开展合作研究，系统掌握了富氧燃烧碳捕集技术的着火/燃烧、辐射传递等基础理论，揭示了新型燃烧技术的原理和规律；突破了富氧燃烧专用锅炉、燃烧器、氧注入器、烟气冷凝器、低能耗三塔空分系统等一批新型关键技术和装备的设计原理及其放大设计规则，发明了“空气燃烧-富氧燃烧”兼容设计成套装备并完成了技术放大验证，为低成本规模化CO2捕集技术的工业化应用奠定了基础。
华中科技大学
2022-07-27
油菜硼高效利用机制与硼肥优化施用技术研究应用
研发阶段/n本技术根据当前推广油菜高产优质品种的需硼规律，通过湖北省油菜主产区土壤有效硼现状的调查，以及油菜施硼效果的大田和示范，修订了当前油菜种植中土壤有效硼和植株硼营养丰缺的诊断指标，制定了《油菜硼肥施用技术规范》。该规范概括为"测土定肥、依产调肥、因势补肥"12个字。主要表现在：在油菜整地之前，测定土壤有效硼及其他有效养分的含量，以此为主要指标，根据土壤有效硼的等级所对应的硼肥推荐量，确定硼肥施用量、施用环节和方式。然后根据产量目标和品质需硼特性调整硼肥用量，并根据土壤氮磷钾等肥力状况，制定硼
华中农业大学
2021-01-12
纯化系统低温解吸余热回收利用新流程
氧气、氮气、氩气是钢铁企业生产重要能源介质，低温精馏法是钢铁行业广泛使用的气体制备方法。其中分子筛纯化系统的解吸环节能耗消耗了大量的电或蒸汽。纯化系统的解吸过程需要 170℃-180℃的氮气，并具有间歇性特点。解吸过程的尾气温度为 45℃-120℃，目前这部分尾气直接排放入环境。新空气预纯化流程，可实现 120℃低温余热的近极限回收；如果全面实施，仅钢铁企业每年最高可节电 21 亿度。
北京科技大学
2021-04-13
牛羊蛋白质饲料高效利用技术
该成果获 2012 年江苏省人民政府科学技术三等奖。本项目立足我国蛋白质饲料资源短缺、人畜争粮、饲料蛋白质利用率低和粪便中含氮物质排放污染环境等现实问题，依据反刍动物瘤胃微生态营养生理原理，开展了以提高饲料蛋白质利用率、减少粪尿氮排放等为主要目标的系列研究。研究取得了提高牛、羊饲料蛋白质饲料利用和控制粪尿中氮排放的原创性的技术成果和产品。
扬州大学
2021-04-14
余热回收与高温热泵
宽温区高效冷热联供耦合集成系统的研发和应用不仅可以实现宽广温区范围内（-50～160℃）冷热量的优化输配，更可以通过利用制冷系统本身的冷凝热全热、各种余热废热回收提升系统的能源利用效率。该系统高度集成低温制冷系统、高温制热系统（高温热泵）、谷电水蓄热系统、微压蒸汽发生系统及水蒸气增压系统于一体，实现了制冷系统冷凝热或其他余热利用与制热系统供热量的耦合和匹配，实现了系统废热零排放。本项目技术已经成功完成开发并实现转化，所开发的宽温区高效冷热联供耦合集成系统模块化产品已成功应用于冷库、乳制品及啤酒等食品生产行业、畜禽屠宰行业、物料烘干及集中供暖行业及化工行业中，同时满足行业对冷、热量需求和水、汽需求。
西安交通大学
2021-04-11
余热利用高能效比热泵热水器系统
1 成果简介由于能源的危机，中国面临着巨大的节能压力，要求我们大力发展节能减排的产业。近几年来，国内出现了很多水源热泵， 地热源热泵，空气源热泵等多种回收低品位热源的热泵技术，经验表明，这些技术得到了很好的推广，同时具有较强的适应性。但是对于废水和污水等工业和生活的废热，却没有很好的利用。企业和家庭的生活污水中含有大量的废热，现阶段，这些热量被大量直接排走，造成了巨大浪费。 本技术成果综合了空气源和废热水源等热泵的优点，具有从空气和废水中同时吸收热量的功能，同时加入了自循环和相关控制装置，换热充分，使热水器的热水温度能够稳定，同时最大限度的利用废弃能源，达到最高的系统能效比 COP（ =系统制热量/系统耗电量），系统 COP最高可达 10。系统样机如下图：图 1 余热利用高能效比热泵热水器样机 图 2 系统能效比随时间变化曲线 图 2 是实验系统运行时的系统能效比随时间的变化曲线，当系统稳定后，系统可长时间运行在高能效比（ COP=10）的工况下，系统能效比 COP 为 6~10 左右，相比电加热热水器和锅炉洗浴，节省电耗 80~90%，节省煤耗 80~90%， 应用前景广阔。本技术申报国家发明专利和实用新型专利。2 应用说明此系统可充分利用低品位热能，如废水热、地热、工业废热、交通工具废气余热等低温热源，适用范围较广。热水器采用自循环温控和液位控制系统，变频控制压缩机系统，确保热水达到指定温度才出热水，随着运行时间增加，热水温度恒定。热水温度 40~60℃。 热水器可用于洗浴中心或者商业酒店等场所，也可用在家庭洗浴和厨房使用。
清华大学
2021-04-13
微切变-助剂互作技术高效利用天然活性物质的研究与应用
该技术是在物料处理过程中，固体原料颗粒团经过微切变，细胞表面产生新鲜切面，助剂与活性物质之间发生基团或分子间的相互吸附或作用，改变活性成分的微观性能，增加水溶性，活性成分产量比传统加工方法提高70-350%。运用该技术得到的微切助粉，粒径在0.5-40μm，粒度细微，口感细腻，活性物质便于动物机体消化、吸收和利用，无需进一步加工，即可直接用作功能性添加剂（食品和饲料）或用于制备特殊功能产品，效果明显，成本低廉。目前全球中草药市场需求量为每年160亿美元，估计到2010年将达到200亿，我国中草药市场
大连理工大学
2021-04-14
建筑垃圾等固废材料高效利用技术
北京工业大学
2021-04-14
水煤浆工业炉窑燃烧与应用成套技术
水煤浆是一种采用物理方法制备而成的全煤基、流体化的洁净煤燃料。所以采用本项目的主要目的在于：代油应用以提高经济效益或代煤应用以满足环保要求。 在代油市场上与其他以煤代油方式相比具有以下特点： 对原烧油设备（储罐、管道、仪控系统等）利用程度高，代油工程改造费用低； 不需增设煤场，节约占地面积； 运输损失和储存损失小； 燃烧效率高，物理不完全燃烧损失小； 便于实现燃烧过程和生产工况的自动调节、优化控制和计算机智能管理，从而不仅有利于工人劳动条件的改善和劳动强度的旧的降低，而且有利于生产工况的稳定和产品质量的提高； 储存及使用安全，无自燃着火与爆炸之虞。 与其他煤基燃料（粉煤、块煤）相比，水煤浆具有如下优越性： 易于运输、储存，特别是在我国目前铁路运力严重不足情况下，如果结合管道输煤而广泛应用水煤浆，将非常有利于缓解铁路交通紧张的局面； 由于采用雾化燃烧方式，燃烧强度明显高于煤的层状燃烧； 在燃料投入量和燃烧工况的调节、控制方面，明显比粉煤来得容易，而且准确可靠； 使用安全性好； 对大气环境的污染较轻； 投资和运行成本低于煤的气化和液化。 本项目系六五和七五期间的国家重点科技攻关研究项目，总计通过了七项省部级鉴定和国家级鉴定验收，达到世界先进水平，1991年获得冶金工业部科技进步二等奖，1993年获得国家科技进步三等奖，并被列为95国家科技成果重点推广项目（项目编号为：工-1-2-1-19），成立有国家水煤浆工程技术研究中心工业炉窑燃烧技术研究所，负责推广应用。
北京科技大学
2021-04-11
纯低温余热发电技术
我国水泥产量连续20年位居世界第一,水泥工业不仅是能源消耗大户，也是能源浪费大户，即使先进的新型干法工艺，仍然有约占水泥熟料烧成系统总热耗量35%的350℃以下低温废气余热不能被充分利用而直接排放。 为了实现节能降耗减排的可持续发展的战略，充分利用水泥生产中的中低温余热，降低水泥生产中的能源消耗，开发研制水泥生产线中低温余热利用系统具有重要的现实意义和工程实用价值。 为此，西安交通大学与相关单位合作，1991年承担国家重点科技攻关计划，2007年承担国家高技术“863”计划项目，进行水泥窑中低温余热发电工艺及系统的研究。针对5000T/D、2500T/D等水泥生产线，采用双压技术，开发研制了系列化的具有自主知识产权的纯低温余热发电系统。与5000T/D水泥窑配套的BN7.5、BN9双压纯低温余热发电系统已经投入工程实际使用，后续BN5、BN10、BN14.5、BN20发电系统也已经开发完成。2006年9月27日BN7.5MW双压纯低温余热发电系统在辽源金刚水泥集团建成投产，2007年8月27日，BN9MW机组在河南省驻马店豫龙同力水泥公司并网发电。在项目的实施过程中，合作单位主要负责项目的产业化和设备制造安装调试，而关键技术则由西安交通大学进行研究和开发。主要内容包括采用新型高效叶片、抗水蚀特性和数字电液控制系统的双压进汽补汽式汽轮机的开发，新型高效换热部件的研制，锅炉换热器的抗摩、抗腐、防集灰关键技术研究，以微处理器为核心的DCS控制系统的研制，水泥生产和发电工艺相结合的双压余热发电工艺研究和系统参数优化。经过系统的分析和深入的研究，为纯低温双压余热发电系统的建设提供了理论基础和试验数据，在工程实际中得到推广和应用。
西安交通大学
2021-04-11