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生物质高温高效燃烧技术
"古代发明热解浓缩生物质制炭，燃烧温度达到1400℃以上，成就了陶瓷、铁器的人类工业，高温是工业的生命。人类钻木取火至今，始终摆脱不了生物质因低热值，燃烧温度低，达不到大工业生产要求的瓶颈，现代工业文明依赖化石燃料的火源技术，是环境污染、气候变化和不可持续的根源。 我校成功开发生物质单相燃烧的绿色高温工业火源技术，取名为霄，霄是继人类仅有的炭和煤之后第三代高温工业火源技术，获得国际专利。从钻木取火、木柴制炭、火药爆炸到化石燃料，人类每一次新火源技术的出现，无不使人类生产力发生翻天覆地的变革，生物质高温高效燃烧技术将构建领先世界绿色工业体"
华中科技大学
2021-04-10
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
基于绝热燃烧条件的生物质微米燃料高温清洁燃烧方法
本发明公开了一种基于绝热燃烧条件的生物质微米燃料高温清洁燃烧方法，包括：(a)将生物质微米燃料以全密封的形式予以灌装装卸和运输，并管路输送至工业窑炉；(b)将生物质微米燃料与空气进行预混以形成粉尘云的流态形式；(c)将预混后的流态粉尘云向经由燃料喷管喷入设置在窑炉中的绝热燃烧室，由此在此相对封闭的储热空间将能量密度相对低的生物质燃料的能量聚积在其中，并执行超高温燃烧；(d)在燃烧过程中，向绝热燃烧室补水蒸汽。通过本发明，能够获得高达 1500℃以上的燃烧温度，满足多种工业或民用窑炉的加热要求，同时与
华中科技大学
2021-04-14
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
绿色高效稀土基催化燃烧催化剂及高端催化燃烧装备
成果简介： 本团队经过近十年的研发，突破多项关键技术，开发出具有自主知识产权的绿色、高效、廉价稀土基催化剂，可以替代贵金属催化剂（国内外），大幅度降低生产成本，总体上达到国际先进水平，具有极强的市场竞争力，也符合“中国制造2025”稀土资源高端产业战略布局。 构建了稀土（Ce，L
南京工业大学
2021-01-12
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
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
新型高效高温高紧凑度板式换热器
新型换热器根据流体温度及流量由数目众多的波纹板叠放构成，组成多个通道，每 一通道内流过的介质都与其紧邻的通道内流过的介质不同，如图 1。两种流体分别在相 邻通道内逆流流动并进行换热，而在流道的两端需要进行两种流体的分流。 新型换热器可以采用的波纹通道为椭圆、正弦曲线和抛物线。 新型换热器材料的选取要考虑的因素就是材料的耐温度和强度，一般温度在 500℃ 以上的流体采用不锈钢即可。
同济大学
2021-04-13
劣质固体燃料清洁高效燃烧与能源转换利用技术
针对劣质固体燃料难利用、难着火和难燃尽等问题，对劣质燃料燃烧技术和能源转换的关键问题进行了系列创新研究和工业应用。构建了一整套低品位劣质固体燃料清洁燃烧与高效利用的技术体系，实现了劣质煤、煤矸石、污泥、市政固体废弃物等劣质燃料的高效能源转换，技术达到了国际先进水平，显著提高了能源利用效率，取得了很好的经济效益和社会效益。创新点主要有： 1）提出了劣质固体燃料清洁高郊燃烧及能源化利用方法; 2）系统地研究了劣质固体燃料热解及燃烧特性; 3）提出了适合于劣
重庆大学
2021-04-14