项目成果/简介:南开大学李伟课题组与宜宾天原集团股份有限公司、湖南新晃新中化工有限责任公司合作所开发的具有自主知识产权的新型低汞触媒各项性能指标完全符合低汞触媒行业标准 HG/T4192-2011 要求，工业运行情况稳定，在转化率、选择性及使用寿命上具有优势，且其制备方法创新，制备工艺简单，绿色环保，已通过中国石化联合会组织的技术鉴定，具备向行业内进一步扩大推广优势，在国内处于领先水平。应用范围:本项目开发的低汞催化剂反应转化率，选择性均达到 99%以上，使用寿命超过 8000 小时，活性组分氯化汞质量百分含量 6%以下，在万吨级 PVC 工业装备上已装填催化剂 100 余吨，生产出合格产品 10万余吨，创造产值近 7 亿元。该技术催化剂量产投资规模为 5000 万。 基于本技术的产品表观密度可达 40-100Kg/m3，具有质轻、价廉，优良的保温隔热和隔音性能；优良的阻燃性能（可达 A 级或 B1 级）。本项目社会贡献和经济效益在于优质的保温材料是降低能耗改善大气环境的重要环节，可以为减少城市雾霾作贡献，需求量巨大，经济效益可观。效益分析:选择硅烷偶联剂作为表面活性剂以及特殊金属氯化物对煤质炭进行预处理，使活性炭表面羟基官能团转化为其他与特定金属离子有强结合力的官能团，大幅提升活性组分负载牢固度，提高触媒抗积碳能力，同时也有效提高了活性组分的分散性，并有效做到降低汞用量，降低助剂金属用量，增强汞负载稳定性，提高低汞触媒活性及选择性，延长低汞触媒使用寿命。该制备方法简便易行，适合工业化大生产的需求。

成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的 116天津大学科技成果选编 各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每 年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。 我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估 计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约 1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的 重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进 的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。 目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械 镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用 热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保 护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、 热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、 耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高， 具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需 要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本 低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术 的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原 理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金 粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置 在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的 共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚 度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚 动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和 扩散速度并提高渗金属效率。 与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是：(1)涂层均匀性和致密性好、与 基体为冶金结合附着强度很高；(2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐 腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层；(3)将传统化学热处理的热扩散温度由 900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过 程耗能明显降低；(4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响；(5)设备投 资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿 色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热 117天津大学科技成果选编 扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织 的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科 委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前 景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具 有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学 热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争 力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水 平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前 我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前 景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三 废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀 加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防 腐技术。 我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国 内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价 格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以 建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值 可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括：（1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理；（3）船舶制造：各 种紧固标准件、管件和锚链等；（4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等；（5） 航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等；（6）海洋工程：搭建海上油田各种 构件；（7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件；（8）工程机 械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等；（9）汽车制造：各种螺钉、螺母、 垫圈及配件等；（10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。 9 海洋生物材料——骨水泥

成果与项目的背景及主要用途：立方氮化硼（CBN）的硬度很高，仅次于金 刚石，具有一系列优越的物理、化学和机械性能，特别适合铁族金属材料的加工， 它和金刚石用于加工硬而脆的非金属材料互为补充，是一类用途很广的超硬材料， 其年增长速度远高于金刚石。CBN 磨具磨削是磨加工领域中的高新技术。其中陶 瓷结合剂 CBN 磨具具有磨削能力强、耐用度高、形状保持性好、使用寿命长、 磨削力小、磨削温度低、不烧伤工件、工件表面完整性好且寿命长、磨具修整及 更换频次少、辅助劳动时间短、有利于实现生产自动化和提高生产效率、磨削废 渣少对环境污染小等等一系列优点，被认为是一类高速、高效、高精度、低磨削 成本、低环境污染的高性能磨具，成为世界上竞相研究开发的热点和当代磨具产 品发展的一个重要方向，发展前景广阔。世界工业发达国家已将其应用于汽车关 键零部件磨削等工业生产，显著地提高了生产效率和产品质量，取得了明显的社 会经济效益。目前，这种高效高精磨削技术在世界汽车制造领域正快速扩展，在 机床、工具、模具、轴承等其它许多应用领域也在不断扩展。本课题组通过承担 一系列省部市级科研项目和重大科技攻关项目，实现了技术成果集成，技术水平 和产品性能达到国际先进水平。 技术原理与工艺流程简介：陶瓷结合剂 CBN 磨具属于具有磨削用途的多元 物相复合材料体系。本技术综合运用陶瓷。玻璃、复合材料、磨料磨具制备和磨 削加工等有关理论为指导，采用具有自主知识产权的陶瓷结合剂，通过磨具组成 与磨具结构的科学设计，以及磨具制备工艺优化控制，最终获得具有最佳性能的 磨具产品。 主要工艺流程如下： 结构设计→组成设计→配料→混料→成型→烧成→加工→性能检测→成品 技术水平及专利与获奖情况：技术水平处于国际先进水平。 本项目包含的成果，已获省级科技进步二等奖一项，厅局级科技进步二等奖 两项。 应用前景分析及效益预测：陶瓷结合剂 CBN 磨具高效磨削工艺技术的应用， 可直接提升机械加工业和机械装备业的加工技术与工艺水平，提高产品质量和加 工效率，增强企业竞争能力，增加经济效益。同时用 CBN 磨具替代普通磨具的 使用还可以减少生产中的磨削废渣，减少磨削液的用量，减少环境污染。其在汽 121天津大学科技成果选编 车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工程陶瓷、军工、航 空、航天等领域的高精高效磨削加工方面具有广泛的用途。据不完全统计，国内 有数亿元的市场潜力，其利润率在 50%以上。 应用领域：汽车、摩托车、拖拉机、工具、模具、轴承、机床、液压件、工 程陶瓷、航空、航天等领域的高精高效磨削加工。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 厂房面积：300m2。 设备投资：100 万元。 合作方式及条件：双方协商。

成果与项目的背景及主要用途：统计资料表明，80-90%焊接结构断裂事故 是由疲劳失效引起的，由于焊接接头的焊趾处的应力集中和残余拉伸应力作用， 焊接接头疲劳强度大幅度地低于基本金属的疲劳强度。虽然结构按疲劳规范设 计，仍然发生一些整体结构的过早疲劳失效，造成巨大的经济损失，甚至是人 身伤亡事故。由于焊接接头焊趾是疲劳裂纹引发部位，如果对该部位实施适当 的处理，使残余拉伸应力转变为压缩应力和减少应力集中，这将有利于延缓疲 劳裂纹的产生，具有巨大的社会效益和经济效益。本项目是在国家自然科学基 金的支持下完成的，从超声波冲击、相变应力应用、等离子喷涂等三方面提出 了三种改善焊接结构疲劳性能的新技术，研制发明了相应的装置、焊接材料和 喷涂技术。这些方法可以方便地应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车 辆、压力容器及管道等工况、野外施工和高空现场作业的场合，其应用前景是 十分乐观。 技术原理与工艺流程简介：天津大学科技成果选编 1）超声冲击方法改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理为：通过超声波发 生器将电网上的工频交流电转换成超声频的交流电，用以激励声学系统的换能器。 换能器将电能转换成同样频率的机械振动，在机架所提供的一定压力作用下，将 该超声频的机械振动传递给工件上的焊缝，使以焊趾为中心的一定区域内焊接接 头表面产生足够厚度的塑性变形层，从而达到改善接头几何外形，降低应力集中 程度、调节其应力场沿厚度方向的分布状况，最终达到改善焊接接头疲劳强度的 目的。 2）相变应力应用改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用开发的相变 应力焊接材料使焊缝金属冷却中产生的相变应力，抵消焊接残余拉伸应力并获得 压缩应力，最终达到改善焊接接头疲劳强度的目的。 3）等离子喷涂改善焊接结构疲劳性能的基本工作原理：利用等离子在焊趾 部位喷上结合性能良好的涂层材料来改善接头的应力集中状态，最终达到改善焊 接接头疲劳强度的目的。 技术水平及专利与获奖情况：整体研究达国际先进水平；已获国家发明专利 3 项，在申请国家发明专利 5 项；2004 年度天津市自然科学一等奖，2002 年获 教育部发明二等奖。 应用前景分析及效益预测：接头焊趾及焊跟部位是焊接结构承受疲劳载荷的 薄弱环节，改善焊趾和焊根部位的疲劳性能将提高整个结构的疲劳性能。使用超 声波冲击、相变应力及等离子喷涂等这些新技术可以大幅度地改善焊接结构的疲 劳寿命，显著降低焊接结构破坏事故的发生几率, 进而节约焊接结构的用钢量和 资金，增加焊接结构的安全裕度，防止因焊接结构发生意外疲劳破坏事故给国家 和人民财产的经济损失，因此具有广阔的应用前景及产生巨大社会效益和经济效 益的可能。 应用领域：可以应用到桥梁、采油平台、船舶、飞机、机车车辆、压力容器 及管道、水轮机、火箭发动机、汽车制造等诸多领域。 

成果与项目的背景及主要用途：用于 CO2 分离的膜技术在天然气、沼气的 净化，三次采油中的 CO2 回收，密闭空间中的 CO2 脱除以及减轻温室效应等领 域有广阔的应用性前景。与传统的 CO2 分离技术相比，膜分离方法具有投资少， 能耗低，环境友好，设备简单紧凑、节约空间、高效灵活、易于操作等优点，而 且 CO2 浓度越高，膜法分离越经济，即使 CO2 浓度低于 5%，用膜法的费用也 仅为吸收法的 64.7%。 18天津大学科技成果选编 19 可以用于脱除酸性气体的膜主要有液膜、无机膜和高分子膜，实际应用中满 足气体分离要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的渗透性和选 择性不能兼得的缺点。含有固定载体的促进传递膜兼具液膜和普通高分子膜的优 势，能同时具有高的分离系数和透过速率，而且稳定性好，是一类很有发展前途 的气体分离膜，已引起国际上研究者们的极大关注。 技术原理与工艺流程简介：本研究成果合成了几种对 CO2 具有促进传递作 用的固定载体膜材料，通过载体与 CO2 的相互作用促进 CO2 在膜内的传递，因 而具有较高的渗透选择性。同时由于载体是以化学键固定在高分子上，因此具有 很好的稳定性。 本成果以自主开发的固定载体膜材料为分离层，以多种材质的超滤膜为基膜， 制备了用于 CO2 分离的固定载体复合膜。所研制的复合膜，其 CO2/CH4 透过分 离性能处于世界领先水平。 技术水平及专利与获奖情况：所制备的固定载体复合膜 CO2/CH4 分离因子 可达 100～300，CO2 渗透速率可达 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共获得发明专利 3 项，分别为： 1. 用于酸性气体分离的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02148632.8） 2. CO2 气体分离复合膜的制备方法（专利号：01144974.8） 3. 用于分离酸性气体的固定载体复合膜制备方法（专利号：ZL02158530.X） 本成果与所在课题组其他成果一起，获 2004 年度天津市自然科学奖一等奖 应用前景分析及效益预测：本研究成果所开发的 CO2 分离膜制备技术其经 济效益是明显的。首先，采用 CO2 膜分离可以降低我国能源生产的成本。我国 目前的天然气产量已经超过 300 亿 m3，若其中的 10%以膜分离方法来进行净化， 则需要约 12 万 m2 的膜才能满足需要，与传统方法相比每年可节约 4000 万元。 此外，由于可持续发展和环境保护的需要，采用城市生活垃圾和其他工业垃圾生 产沼气近年来得到了迅速发展。至今，我国已建设了大中型沼气池 3 万多个，总 容积超过 137 万 m3，年产沼气 5.5 亿 m3，采用膜分离技术处理这些沼气也需要 大量的 CO2 分离膜。最后，随着海上油气资源的开发以及农业生产中气肥的大 量使用，对 CO2 分离膜的需求和产生的效益也很大。天津大学科技成果选编 应用领域： 1. 天然气、沼气的净化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密闭空间中的 CO2 脱除； 4. 农业生产中气肥的使用。 该项目需要以下条件： 1. 聚合物合成的相关设备及原料：反应釜，冷却装置等。 2. 复合膜加工设备及原料：涂膜机，干燥器，膜交联设备，交联剂等。 3. 膜组件加工设备及原料。 4. 需要厂房面积大于 1000m2。 合作方式及条件： 由天津大学提供膜材料合成、复合膜制备、交联等相关技术，由合作方提供 厂房、设备、原材料及相关的人员配套。 

技术简介： 针对低温甲醇洗循环甲醇中硫含量高且不能定性定量的的问题进行微量硫 的定性和定量研究。首先采用已知物质比对的方法对回流甲醇和预洗甲醇中的各 主要硫化物进行定性，之后再采用标准物质曲线法进行定量。之后采用普通精馏 和萃取精馏的方法对外采的回流甲醇或预洗甲醇进行脱硫处理，回收甲醇总硫含 量可以达到 2mg/kg 以下。 33天津大学科技成果选编 34 宁夏宝丰能源集团股份有限公司正在建设年处理量 6 万吨的循环甲醇脱硫装 置。 应用前景分析： 可以很好的解决水煤气低温甲醇洗循环甲醇总硫超标的问题，解决合成气硫 含量超标使合成催化剂使用寿命缩短的难题。在煤化工行业有很好的应用前景。 课题组可以提供成熟的低温甲醇洗循环甲醇脱硫工艺包。 经济效益预测： 随着环境保护意识的提高，含硫废甲醇的销售及运输越来越难，目前处理每 吨废甲醇的收益在 1500 元左右。年生产 100 万吨甲醇厂回收废甲醇的效益在 4500 万元左右。 技术成熟度:产业化项目 应用领域:煤化工 

成果与项目的背景及主要用途： 随着经济发展，我国能源需求快速增长，富煤贫油少气的能源禀赋决定了我 国仍需以煤为基础能源，直接燃煤则造成了严重的环境污染。使用清洁燃料，煤 制油、煤制天然气是解决东部地区雾霾污染的重要措施。然而煤制气装置会产生 大量高有机物含量的废水，不能直接生化处理。内蒙新疆等地区，煤资源丰富但 环境脆弱，水匮乏。煤制气、焦化、兰炭等煤化工企业的废水治理已成为制约其 发展有瓶颈之一。 煤化工废水主要来源于煤气化或焦化炉后的急冷洗涤及净化等工段，气化及 焦化过程产生的焦油、酚、氨等物质大部分进入洗气废水中，含有氨氮、硫化物、 （硫）氰化物等无机物及焦油、酚类等有机物。其特点是水量大、污染物浓度高 成分复杂。目前对煤化工废水进行处理的要求是去除废水中的粉尘、焦油、硫化 氢、二氧化碳、氨氮、酚等无机和有机物，经过深度净化，进行达标回用。一般 流程为：隔油除尘→脱酸蒸氨脱酚→生化处理→深度处理。首先通过重力沉降， 旋流气浮等隔油除尘措施进行初级处理，然后进行物化处理，通过汽提进行脱酸 脱氨以及萃取脱酚，再经过生化，通过 RO、蒸发结晶等过程，实现水的深度净 144天津大学科技成果选编 145 化及达标回用，实现零排放。 技术原理与工艺流程简介： 本技术主要从煤化工废水处理技术流程的前三步——隔油除尘、脱酸蒸氨脱 酚及生化处理进行工艺设计改进。 （1） 隔油除尘 我们通过重力沉降及离心力场，使与水不相溶的与水密度有差别的游离油及 尘与水进行初步分离。为提高处理效率，通过 CFD 模拟计算与实验测试，对装 置进行优化设计，开发了平流隔油与旋流气浮结合的隔油除尘工艺与设备。 （2） 脱酸蒸氨脱酚 A、脱酸蒸氨，我们开发了专门适于脱酸蒸氨的板式形式，在提高传质效率 的同时，可显著防止结垢堵塞，延长检修周期（一年以上），该塔板形式已成功 用于工业实践。 B、萃取除油脱酚，经过脱酸蒸氨后的废水，不能直接进入生化系统，还需 要脱除其中的油及酚类。通常仍用萃取的方法。我们经过大量筛选与测试，开发 出了性能优良的萃取剂，在核心设备—萃取塔方面，开发了专门用于萃取的专利 填料，显著提高了萃取效率，降低了过程能耗。 （3） 生化处理 为提高生化处理效率，我课题组专门筛选和优化了适于酚类染污物的微生物 菌群，提高了生化速度，降低了处理成本。 技术水平及专利与获奖情况： 通过与企业的合作，可在我们已取得成果基础上，做进一步开发与优化，以 继续降低废水处理成本。形成新的具有知识产权的工艺技术，并进行工程示范。 合作方式及条件：具体面谈

华东理工大学与浙江联顺筑养实业集团有限公司共同承担的国家863计划项目课题“粉煤 空气气化制备燃气新技术开发”，依托浙江联顺筑养实业集团有限公司，开发具有完全自主知 识产权的日处理75吨煤级、低成本和全热回收粉煤空气气化制备燃气新技术。该技术具有煤种 适应性强、流程简单和开停车操作方便等特点和优势，该技术主要特点包括： (1) 气化装置开停车时间短，操作简单，安全性高； (2) 碳转化率高，燃气中飞灰含量低； (3) 连续、稳定、准确和可控的高含水量中等固气比粉煤输送。 171资源与环境工程学院科技成果 172 (4) 采用空气气化，省去了昂贵的氧气制备系统。 (5) 气化工艺洁净，环境友好。 建成日处理煤量75 吨粉煤空气气化示范装置，以神府煤为原料基准，采用富氧空气，气 化压力常压，气化装置实现8小时连续运行，达到的主要技术指标为： (1) 空气煤比≤3100Nm3 空气/1000 kg煤； (2) 有效气成分CO+H2+CH4≥38%； (3) 碳转化率≥94~96%； (4) 燃气高热值≥5000 kJ/Nm3；

反渗透是废水深度处理与回用工程中关键单元之一，在用反渗透法对废水进行深度处理 时，水的回用率通常在75&左右，同时产生25%左右的浓缩水。大多数情况下，反渗透浓缩水 的水质不符合直接排放的要求，需要作进一步处理。然而，被反渗透膜截留下来的污染物大多 很难生物降解，且反渗透浓水的盐分较高，也增加了其进一步处理的难度。华东理工大学环境 工程研究所结合承担的废水深度处理与回用工程项目，研究开发了反渗透浓缩水处理技术，如 AOP-BAF、CO-BAF和CO-BAC技术等。

生物柴油是用含油植物或动物油脂作为原料的可再生能源，是优质的石油柴油代用品，具有可再生、清洁和安全三大优势，目前世界许多国家正大力开发这种生物柴油技术并推进其产业化进程。我国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家发展方向。我国自“八五”就有科研单位开展了生物柴油技术的研究开发，目前只有海南正和生物能源公司实现了产业化，生产能力仅为2×104 吨/年，其工艺有以下缺点：生产规模小，生产成本高，产品分离困难，排放大量的废液造成环境污染。 本工艺路线的小试验研究结果为：(1)以废食用油为原料，生物柴油收率达到95％以上；(2)生物柴油质量达到美国生物柴油标准，性能与0 ＃柴油相近。副产物甘油纯度达到99.5%；(3)生产成本与石油柴油相当（或稍高）。