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1. 痛點問題 隨著人們環(huán)保意識的增強，以及“雙碳”目標(biāo)的提出，氣體燃料在工業(yè)生產(chǎn)中的比重越來越大。我國工業(yè)鍋爐污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是世界上最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但我國氣體燃料清潔燃燒的研究相比歐美國家晚，雖然近幾年國產(chǎn)氣體燃燒器有了長足的發(fā)展，但大都局限在低功率的小型燃燒器范圍內(nèi)，燃料種類單一，燃燒器性能與國外知名燃燒器相比仍有較大差距。目前國內(nèi)市場，進口燃燒器占比在80 %以上，大功率燃燒器（＞25 MW）占比在90 %以上。急需開發(fā)高性能的國產(chǎn)燃燒器，以減少企業(yè)投資成本，提高企業(yè)綜合競爭力。 2. 解決方案 燃燒器采用特殊的結(jié)構(gòu)，卷吸高溫?zé)煔猓瑢⒖諝馀c燃料稀釋，降低燃燒強度，提高燃燒穩(wěn)定性，同時采用亞音速設(shè)計加強了燃料與空氣的混合，減少局部高溫區(qū)比例。 合作需求 合作需求：從事燃燒設(shè)備制造加工等企業(yè)，有一定的燃燒器制造/運行/調(diào)試經(jīng)驗，本燃燒器適用于燃燒天然氣、氫氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、炭黑尾氣以及蘭炭尾氣等多種氣體，可用于工業(yè)供熱/蒸汽、水泥生產(chǎn)、陶瓷生產(chǎn)、石油冶煉等多個領(lǐng)域。

派恩新能將廣泛應(yīng)用于能源、化工、環(huán)境治理、生物醫(yī)療、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等行業(yè)，成為企業(yè)降低成本、提升效率、減少污染的好幫手。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 錢飛揚 信息與電子工程學(xué)院/信息工程專業(yè) 2021/2025 林映琦 公共管理學(xué)院/勞動與社會保障專業(yè) 2020/2024 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院 職務(wù)/職稱 研究方向 徐象國 能源工程學(xué)院 副所長/教授 制冷空調(diào) 四、項目簡介 派恩新能擁有國內(nèi)唯一自主研發(fā)的高精度數(shù)值模擬流體仿真技術(shù)。團隊擁有1項國家發(fā)明專利授權(quán)，具有堅實的技術(shù)壁壘。 致力于成為中國最具技術(shù)自主權(quán)的工業(yè)仿真綜合技術(shù)服務(wù)提供商，為工業(yè)企業(yè)提供高精度流體仿真分析和專業(yè)化技術(shù)咨詢服務(wù)，通過模擬企業(yè)工業(yè)現(xiàn)狀，幫助企業(yè)識別工業(yè)問題，并提出智慧解決方案。 派恩新能將廣泛應(yīng)用于能源、化工、環(huán)境治理、生物醫(yī)療、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等行業(yè)，成為企業(yè)降低成本、提升效率、減少污染的好幫手。 目前派恩新能提供的服務(wù)主要分為兩大板塊：（1）流體仿真分析，（2）專業(yè)化技術(shù)咨詢服務(wù)，能為能源、環(huán)境等多個工業(yè)行業(yè)的實際工業(yè)問題提供一站式的技術(shù)服務(wù)支持，可以打通能源制備與運輸?shù)漠a(chǎn)業(yè)鏈，通過派恩新能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集成化，從而大大降低新能源的普及與使用成本。 針對諸多工業(yè)領(lǐng)域，派恩新能可以在流體仿真分析的基礎(chǔ)上，為企業(yè)提供專業(yè)的定制化技術(shù)咨詢服務(wù)，涵蓋工業(yè)監(jiān)測、工業(yè)流程優(yōu)化、智慧管控優(yōu)化、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)等一系列技術(shù)咨詢服務(wù)。

本發(fā)明屬于燃煤鍋爐脫硝領(lǐng)域，并公開了一種燃盡風(fēng)與 SNCR 耦合的燃煤鍋爐脫硝系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括 SNCR、燃盡風(fēng)和 DCS 控制分系統(tǒng)，SNCR 分系統(tǒng)包括噴槍、熱電偶、電動調(diào)節(jié)閥和電子流 量計，該噴槍共設(shè)置有三層，熱電偶設(shè)于爐膛內(nèi)，其布置高度與三層 噴槍的布置高度對應(yīng)；燃盡風(fēng)分系統(tǒng)共設(shè)有兩層，每層包括燃盡風(fēng)風(fēng) 管、電動調(diào)節(jié)門和測速器；DCS 控制分系統(tǒng)用于接收各個分系統(tǒng)發(fā)送 的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)各個分系統(tǒng)。所述方法利用上述系統(tǒng)進行脫 硝處理。本發(fā)明可實現(xiàn)溫度窗口寬范圍調(diào)節(jié)和脫氮效率最高化，降低 了還原劑使用量，提高鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性。

2021 年 1 月 27 日，由西南交大與中車大同聯(lián)合研制的我國首臺氫燃料電池混合動力機車，在中車大同電力機車有限公司成功下線，標(biāo)志著我國氫能軌道交通技術(shù)取得關(guān)鍵突破。該車采用西南交通大學(xué)陳維榮教授團隊研發(fā)的軌道交通大功率燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，突破了燃料電池混合動力系統(tǒng)集成、系統(tǒng)優(yōu)化控制以及能量管理等核心技術(shù)，電堆采用國際領(lǐng)先、可低溫啟動的日本豐田金屬電堆，這也是燃料電池金屬電堆在軌道交通領(lǐng)域的首次應(yīng)用。該車設(shè)計時速每小時 80 公里，滿載氫氣可單機連續(xù)運行 24.5 小時，平直道最大牽引載重超過 5000 噸，在不用改變?nèi)魏舞F路基礎(chǔ)線路條件下，可在各類機務(wù)段、車輛段、編組站以及大型工廠、礦山、港口等場所執(zhí)行運轉(zhuǎn)、調(diào)車、救援等多用途任務(wù)。 陳維榮教授團隊自 2008 年起，在我國率先開展氫燃料電池在軌道交通中的應(yīng)用研究，開拓了氫能軌道交通研究方向。歷時十余年的技術(shù)攻關(guān)，團隊突破了大功率燃料電池優(yōu)化控制、混合動力系統(tǒng)能量管理、故障診斷與壽命預(yù)測等關(guān)鍵技術(shù)，于 2013 年成功研制我國首輛燃料電池電動機車，并于 2016 年與中車唐山公司聯(lián)合研制成功世界首列燃料電池混合動力有軌電車，引領(lǐng)了我國氫能軌道交通技術(shù)發(fā)展。 

我國每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒 或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大 學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有 機肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白 質(zhì)、油脂等的細菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫和系列化菌 劑；開發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機肥料和富含有益 微生物的生物有機肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計研發(fā)了以布爾瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開發(fā)了系列化的微生物好 氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項目已申請國家專利 50 項，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項、實用新 型專利 5 項；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項目有關(guān)技 術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的 經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益；本項目已獲得 2017 年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新 成果一等獎。

我國每年農(nóng)林固廢、城市廚余垃圾等生物質(zhì)固廢中近 60%被焚燒或隨意處置，嚴(yán)重污染環(huán)境，也是造成霧霾的重要原因之一。南開大學(xué)生物質(zhì)資源化工程中心多年來致力于以生物質(zhì)固廢為原料生產(chǎn)有機肥系列技術(shù)的研究應(yīng)用，獲得了高效降解木質(zhì)纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等的細菌、放線菌和真菌，構(gòu)建了微生物菌種庫和系列化菌劑；開發(fā)了可在 5-15 天內(nèi)將生物質(zhì)固廢轉(zhuǎn)化為有機肥料和富含有益微生物的生物有機肥生產(chǎn)工藝及系列化產(chǎn)品；自主設(shè)計研發(fā)了以布爾 瑪金式攪拌裝置為基礎(chǔ)的微生物發(fā)酵裝置，開發(fā)了系列化的微生物好氧/厭氧發(fā)酵裝置。 本項目已申請國家專利 50 項，其中授權(quán)發(fā)明專利 10 項、實用新型專利 5 項；代表性 SCI 論文 5 篇，出版專譯著 7 部；本項目有關(guān)技術(shù)已被深圳芭田公司、天津百利陽光公司應(yīng)用，近三年產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益；本項目已獲得 2017 年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎。

項目背景及主要用途： 有機固體廢棄物主要包括城市生活垃圾、規(guī)模化養(yǎng)殖場畜禽糞便、秸稈、城 市污泥等。其產(chǎn)生量巨大，且有機質(zhì)含量高,若直接排放，將對環(huán)境造成嚴(yán)重污 染。對有機固體廢棄物的處理迫在眉睫。而厭氧發(fā)酵實現(xiàn)了有機固體廢棄物到清 潔能源的轉(zhuǎn)換,符合國家倡導(dǎo)的廢棄物減量化、資源化、無害化資源化處理的要 求，實現(xiàn)了環(huán)境與能源雙贏的局面。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 該技術(shù)采用混合物料厭氧發(fā)酵，對基質(zhì)性質(zhì)進行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性 154天津大學(xué)科技成果選編 155 和效率，對有機固廢進行無害化和資源化處理，建立實時監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，保障 工藝系統(tǒng)安全運行。 技術(shù)特點： （1）反應(yīng)裝置停留時間短 （2）沼氣產(chǎn)量高 （3）充分回收生物質(zhì)能 已有示范工程：市政污泥與餐廚垃圾發(fā)酵示范工程（深圳） 應(yīng)用領(lǐng)域： 該技術(shù)適用于污水處理廠剩余污泥、有機固體廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物的處理。 

1 成果簡介利用水源熱泵實現(xiàn)污水廠出水中低品位熱能的回收， 并為污泥高溫或中溫厭氧消化供應(yīng)熱源。污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)機械濃縮至含固率 12%以上，經(jīng)過 60℃水解后進入?yún)捬醴磻?yīng)器進行高溫厭氧消化，生成沼氣（見圖 1）。沼氣經(jīng)收集后用于烘干污泥。消化后的污泥通過機械脫水、干化等一系列過程后獲得干化污泥，可用作優(yōu)質(zhì)肥料原料或覆蓋土。該方法及系統(tǒng)可以顯著實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化和減量化，為污泥后續(xù)的減量化和資源化處置提供基礎(chǔ)，污水廠內(nèi)部水、熱、能的優(yōu)化配置，污水廠整體能耗降低 20%以上，而整體投資也比傳統(tǒng) 的污泥消化+干化節(jié)省 20%以上。 圖 1 工藝流程圖2 應(yīng)用說明工藝采用了污水源熱泵和高固污泥厭氧消化技術(shù)，涉及了清華大學(xué)的 5 項專利技術(shù)。傳統(tǒng)污泥消化（含固率 3-5%） +干化工藝相比，它的優(yōu)點是：消化污泥濃度高，反應(yīng)器體積可以縮短 40%以上；耗熱量減少 40%以上；有機物降解率較高；適合處理有機物含量較低的污泥；處理后污泥的衛(wèi)生條件好；操作簡便，易控制。研究是在 863 課題和科技支撐項目的資助下完成，歷史 6 年。目前在我國南方的污水廠已經(jīng)完成中試（ 圖 2）。中試系統(tǒng)實際運行取得的主要參數(shù)如下： 進泥 VSS/SS=0.57，停留時間 28d，進泥含固率 12%時，污泥的平均 VSS 去除率達到48.2%；若將所產(chǎn)沼氣用于污泥干化，可獲得含水率 55%的污泥。  圖 2 建成的中試系統(tǒng)3 應(yīng)用說明有機物含量 40%以上的污泥以及相似有機物料的厭氧消化。4 效益分析系統(tǒng)投資（熱泵+污泥消化+干化）大約為 18 萬元/噸污泥（ 80%含水率），運行費 110元/噸污泥（ 80%含水率）左右。5 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或者聯(lián)合推廣。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊與上海交通大學(xué)鄔劍波教授以及中科大工程學(xué)院倪勇教授等開展多方合作，提出并設(shè)計了一種利用原位ChemTEM方法定量研究共組裝納米線之間的固相離子遷移過程的新策略（圖1）。相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》雜志上。

本技術(shù)創(chuàng)新利用廉價有機固廢快速改良灘涂土壤，增加灘涂土壤的有機質(zhì)。一方面，將有機固廢進行資源化利用，減少了有機固廢焚燒帶來的 C 排放；另一方面，為灘涂土壤快速改良提供了一條新的途徑。應(yīng)用廉價有機固廢實現(xiàn)灘涂土壤 3-5 年即可種植農(nóng)作物。