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生物质及城市有机废物的高效、清洁发电技术
项目研究的背景及用途:本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有 机废物资源(如农作物废弃物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造 浆中的废物、酒精生产厂的废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中 有机垃圾、草类废弃物，产量约每年 30 亿吨)高效转化为清洁的电力。我国当前 的生物质及城市有机废物资源没有得到合理的利用。 利用生物质作为能源，不仅仅是解决了长期的能源供给问题，更重要的是 大大缓解了环境保护的压力。本项目的技术路线所排放的其他污染物如硫化物、 粉尘粒子的浓度也大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技 术可以克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比， 本项目的技术路线具有以下优点:(1)发电效率高;(2)炭转化率高、能量利用率高;(3) 排放的二次污染物少;(4)初投资和远行费用低。 本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式 将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生 产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。 成果水平及主要技术指标:本技术水平处于国内领先水平,在国际上也是领先 的。目前正在申报发明专利 2 项。天津大学科技成果选编 所需厂房占地面积:需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应(年需要量为 8000 吨左右);设备相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂;厂房面积约为 15000～20000 平方米;投资规模在 500 万左右。 市场分析及效益预测:本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市 每年约有 600 万吨生物质资源，可发出功率为 90～100 万千瓦的电。若考虑大量 种植能源作物，则可以发出更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低 成本。如果单座发电厂的规模在 2000～4000 kW，该发电成本与燃煤电厂相当。 为天津市大量的生物质废物找到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃 圾堆置而带来的环境污染问题。 以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万 左右。 6 海洋生物质能源技术与装备 7 生物质催化转化制备生物燃料及高值化学品检测平台
天津大学
2021-04-11
高浓度复合粉末载体生物流化床技术
污水处理厂提标扩容一般需要大量投资，尤其是征地投资，技术工艺复杂，投资和运行费用高，建设周期长。工艺流程工程应用 同济大学环境科学与工程学院戴晓虎教授团队研发的高浓度复合粉末载体生物流化床技术，基于污水生物处理技术原理，向生物池投加复合粉末载体，提高生物池混合液悬浮固体浓度，构建悬浮生长和附着生长的“双泥”共生微生物系统，强化抗冲击能力，并提高污染物容积负荷和污泥沉降性能。通过污泥浓缩和复合粉末载体回收系统，实现双泥龄，解决脱氮菌和除磷菌泥龄矛盾，强化了生物脱氮除磷效率。 相对于传统污水处理技术，该技术处理负荷提升两倍以上，投资成本减少20%以上，建设周期减少30%以上，不仅可用于已建成的城镇污水处理厂提标扩容改造，也可直接用于新建城镇污水处理厂项目，可有效解决我国污水处理厂的提标扩容征地难、建设周期长和投资费用高的难题，具有巨大的推广应用价值。 该技术目前已在10多个城镇污水处理厂应用，日处理规模达到120万m3，产值30多亿元，相关技术申请发明专利11项，包括PCT4项；得到政府的广泛关注。现正在编制运行指南、导则及相关标准规范，被列入国家环境保护核心技术名录，以进一步扩大其推广应用范围，提升我国污水高标准处理技术水平。
同济大学
2021-04-11
基于微生物调控的水体原位生态修复技术
氮、磷过度排放导致的水体富营养化成为全球水环境面临的挑战之一，特别是由此引发的蓝藻爆发、水体生态功能丧失及饮用水资源危机成为各国政府亟待解决的关键问题。如何实现氮磷营养盐的合理分配和调控，成为防止水体富营养化和构建完善的水体生态系统的核心和关键。微生物活化设备照片 同济大学环境科学与工程学院柴晓利教授团队研发的水体微生物活化技术，突破了传统旁通水处理工艺、水生动植物修复技术的不足，通过激活土著优势菌种，使之快速增殖，打破原有水体微生态平衡，用水体本身容积代替传统的有限生物反应器，大大增加微生物的增殖空间，充分发挥微生物对污染物的削减能力，改善生态系统赖以生存的透明度、营养盐等不利条件，重组、完善水体微生态系统，恢复水体自净能力，最终脱离人工干预回归自然，具有重要的实际应用意义。 基于微生物调控的水体原位修复技术解决了地表水环境轻度污染水体（富营养化）治理的技术瓶颈，引领了低污染负荷饮用水水源地氮素污染控制技术的发展方向，具有重要的社会环境效益。目前该技术已经获得相关授权专利11项，在全国十几个省市30多个水生态修复工程项目中得到了推广应用，累积项目合同额超过3亿元。
同济大学
2021-04-11
全有源型综合电能质量控制技术及应用
随着非线性负荷的日益增长，谐波污染的治理正逐渐成为广泛关注的热点问题。本项目自2010年起，围绕全有源型综合电能质量控制关键技术展开了系统性的研究，陆续提出了多种电流分配、模块化协调控制、稳定性控制等核心技术，并以此开发了单机/模块化、两电平/三电平、室内/户外、50A/75A/100A/300A/500A/2500A、400V/690V、三相三线/三相四线等不同规格的全有源型综合电能质量治理装置。研发的装置通过了第三方权威机构的检测认证，并投入了实际使用，产生了较好的经济效益和社会效益。
东南大学
2021-04-11
工业机器人自主控制器研发技术
国内首套基于PC+RTOS+总线架构设计的工业机器人控制系统，支持X85/Arm多CPU架构，支持VxWorks/Windows RTX/Linunux-Preempt/SylixOS多种实时操作系统，具体技术指标： (1) 支持六关节自由度机器人、SCARA机器人、五轴机器人、连杆码垛机机器人、四轴多关节机器人、DELTA机器人、直角坐标机器人、多轴专用机器人等多种结构机器人的控制。 (2) 支持多机协作、最多可实现1台控制器控制器4台机器人。每一台机器人的参数、程序相互独立，在运行及远程模式下可以令所有机器人同步运行、停止；在支持一托多的同时也支持每一台机器人搭配任意种类的外部轴，包括地轨、变位机、龙门架；同时支持双机协作模式，可令两台机器人的启停完全同步。 (3) 支持二次开发，提供开放的API接口，支持客户基于C/C++/Python/Lua进行二次开发集成工艺。 (4) 包含多种工艺算法：上下料、码垛、焊接、焊缝跟踪、视觉、激光切割、传送带跟踪、碰撞检测、拖拽示教等多种通用工艺，并可根据用户需求进行定制。
东南大学
2021-04-11
生物质内外联合加热方式制取生物炭技术
由生物质制成的炭具有无烟、无味、热值高等特点，可以直接施放到土壤中或作为炭基肥的原料使用，一方面改良土壤、增加肥力，另一方面利用其耐降解性质，延长碳在土壤中的封存时间，降低温室效应对全球气候变化的负面影响。此外，生物炭是一种很好的吸附剂，具有较大的比表面积，其表面含有丰富的含氧活性功能团，可净化水质，吸附土壤中一些常见的环境污染物如重金属、农药等。因成本较低，已广泛使用于化工、冶金、环保、农业等领域。 目前，已有的生物炭生产系统都会至少存在下列问题之一：①产能小，难以满足大规模生产需求，如窑式炉、釜式、螺旋推进炉等；②炉内温度难以控制，生物炭品质难以保证，如竖流式炉等；③对原料要求高，应用范围受到限制，如回转窑；④能耗大，生产成本高，存在环境污染（特别是焦油难处置）。针对以上问题，东南大学将炭化过程产生的副产品（焦油和热解气）进行燃烧，燃烧产生的高温烟气采用内外联合加热方式为生物质炭化过程提供热量，无焦油产生，实现连续式进出料和能量梯级利用。目前已建成日处理秸秆量7吨和24吨的成套工程，日产生物炭约2.1吨和7.5吨。工程连续稳定运行。
东南大学
2021-04-11
行波堆、小微堆开发示范与技术推广
核燃料的后处理技术和体系是核能可持续发展战略中不可缺失的一环。行波堆的实现有可能解决目前阻碍快堆与闭式燃料循环发展的技术和经济性问题，加速启动快堆应用和市场，提前进入核能大规模可持续发展阶段，减少需要处理的废料，推迟废物终极处置期限，提供更多资源和时间来发展提高后处理技术和过程的水平和经济性，同时还能极大降低核扩散风险。为应对现有核电技术和系统面临的安全性和经济性挑战，满足国家安全高效发展核电，支持能源清洁低碳转型的重大战略需求，我们从核能与放射性集中所在的核燃料着手，提出系统解决问题的创新路径和方案，以保障核燃料与反应堆的反应性和放射性本质安全为基础，同时解决核电安全性和经济性问题。采用高度安全的高性能全陶瓷微包覆燃料，开发设计不可熔毁、无放射性物质泄漏的模块化制造型小微堆，快速进入市场验证新型技术和商业模式；实施在大型水冷堆中的燃料替代、提高抗熔毁能力、可以实质性消除大规模放射性物质泄漏风险的解决方案，促进核能真正成为让政府、公众和业主放心的能源，扩大市场规模和应用范畴，实现巨大的潜力。
厦门大学
2021-04-11
绳牵引并联康复机器人技术研究
一、项目简介 康复训练机器人是近年来出现的一种典型人机合作系统，其主要作用是协助患者保持平衡能力和帮助患者实现运动功能的恢复性训练，由于患者与机器人在同一物理空间, 因此对机器人的柔顺性、安全性提出了严格的要求。鉴于绳索牵引并联机构作为一种新型的并联运动机构，具有结构简单、惯性小、柔顺性好等优点，而且不存在刚性体的碰撞、冲击等缺点，非常适合于康复机器人的驱动控制。 二、前期研究基础 目前本研究团队对绳牵引并联机器人技术已有广泛深入研究，针对飞行器标模所构建的原理样机，采用八绳牵引的六自由度冗余约束并联支撑技术，该系统具体包括机械传动子系统（采用八绳布置方式，通过万向滑轮，分别连接飞行器模型与电机驱动端）、运动控制子系统（采用伺服电机、多轴运动控制卡和伺服驱动器，基于并联机器人技术的智能鲁棒控制方法，实现对期望轨迹的高精度跟踪）、模型位姿测量子系统（采用相机、陀螺仪和加速度计等多种传感器，实现对模型运动轨迹的高精度动态测量）、绳拉力和气动力测量子系统（在试验模型设计了内置式六分量测力天平，以实现对气动力的实时监测）。 结合医疗康复的实际需求，将进行绳牵引并联康复机构方案设计，系统运动空间与运动学、动力学分析等；采用智能传感器技术与控制技术，搭建原理样机并进行实验验证，最终实现康复机构的高可靠性与高安全性运动训练。 三、应用技术成果（1）应用技术成果（文字加图片） 截止目前，本课题团队研究的绳牵引并联机器人技术在四项国家自然基金的支持下，不仅在实验室搭建了多功能原理样机（图1），更在实际风洞单位进行了试验验证（图2），表明了相关科技术的可行性和有效性。 拟将绳牵引并联机器人技术应用于医疗康复方面，如骨盆运动、步态训练以及腕关节恢复等，相关示意图如图3-4所示。 四、合作企业 拟与校内相关学院与附属医院合作。
厦门大学
2021-04-11
高速空气动压箔片轴承及应用技术
高速空气动压箔片轴承是一种以空气为润滑介质的自润滑轴承，相较于滚动轴承、静压空气轴承以及磁悬浮轴承，具有结构简单，转速高，稳定性强，无需外界供气装置的优点，能够在-200~500℃区间范围内正常工作，目前被广泛应用于欧美航空航天领域的空气循环装置、燃气轮机发电系统和新能源汽车氢燃料电池领域。团队开发的空气动压箔片轴承已经被应用于燃料电池空压机、曝气风机和微型燃气轮机发电系统等新能源和环保行业，在该领域内具有一定的知名度，目前已经开发了系列化产品，并且通过大量轴承应用数据，建立了庞大的产品性能数据库，能够对新的轴承应用场景做出快速准确的响应。
轴系系列化产品
大连理工大学
2021-05-10
基于AI技术的通用网关及数据管理平台
本项目研发了一套完整的现场数据采集服务支撑技术，提供了数据采集集成服务的商业运营新模式。针对工业互联网建设过程中普遍存在的现场数据采集需求，整合了综合感知、AI智能处理、网络安全传输、数据质量管理和标准化输出等多个环节，把经过质量分析和标准化处理后的实时数据，作为产品对接到工业互联网应用平台的数据池，供后续数据处理和应用分析。整套技术包括4大模块：1）智能网关：基于具有AI能力CPU的智能网关，完成对多种传感信息的有效采集，并安全传输给数据前置云服务器；重点研究基于小目标的AI图像分类算法。2）AI模型管理系统：实现对智能网关中视觉AI感知中的模型计算和管理，该系统可以统一部署也可以部署的用户指定的内网服务器中。3）数据管理和标准化处理：数据有效性管理、数据质量评估、数据标准化和数据安全机制。4）智能运维：开发一套基于移动APP的智能运维系统，为运维人员提供有效帮助，提高效率、降低成本、保证系统运行质量和数据的有效性。
如图所示，项目完成了对于现场数据的传感、传输、管理、输出和设备运维等一系列工程实现。
北京邮电大学
2021-05-09