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成果介紹 成果名稱：多元耦合燃料（生物質(zhì)/垃圾/高硫煤/高鈉煤）發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備防腐蝕感應(yīng)熔焊與噴射復(fù)合涂層技術(shù) 成果參與單位：江蘇科環(huán)新材料有限公司、深圳能源環(huán)保股份有限公司、上海康恒環(huán)境股份有限公司 成果完成人：曲作鵬 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況：已申請(qǐng)專利87項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利17項(xiàng)，已授權(quán)實(shí)用新型專利27項(xiàng) 針對(duì)我國新能源與環(huán)保科技的重大戰(zhàn)略，以解決垃圾與生物質(zhì)發(fā)電鍋爐高溫防腐的實(shí)際需求為目標(biāo)，本項(xiàng)目擬搭建應(yīng)用于生物質(zhì)與垃圾電站鍋爐腐蝕防護(hù)的高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，在多元耦合燃料（生物質(zhì)/垃圾/高硫煤/高鈉煤）發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備等受熱面，開發(fā)完成鎳基自熔合金高溫涂層的技術(shù)體系，包括涂層材料與工藝，形成針對(duì)各類客戶群體的系列解決方案。 隨著近年來我國生物質(zhì)和垃圾電站的迅猛發(fā)展，鍋爐高溫腐蝕問題日益突出，傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)由于易脫落、孔隙率高而應(yīng)用受限，前期用得較普遍的Inconel625合金堆焊，也逐漸暴露出由稀釋率高引起的高溫防腐性能受限等問題。因此，開發(fā)新型高溫防腐涂層技術(shù)已迫在眉睫。本項(xiàng)目在國家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，經(jīng)過十余年的集智攻關(guān)，于2019年初研發(fā)成功了高頻感應(yīng)熔焊高溫腐蝕防護(hù)涂層技術(shù)，取得了系列創(chuàng)新性成果：首次在國內(nèi)構(gòu)建了生物質(zhì)與垃圾電站鍋爐高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，開發(fā)了在水冷壁管排表面制備耐鎳基自熔合金高溫薄涂層的技術(shù)體系，解決了城市垃圾與生物質(zhì)電站鍋爐高溫腐蝕防護(hù)的技術(shù)瓶頸，打破了發(fā)達(dá)國家的技術(shù)封鎖，形成了系列針對(duì)城市垃圾與生物質(zhì)焚燒發(fā)電鍋爐高溫防腐的不同客戶群體的解決方案。 我國西部特別是新疆地區(qū)的高硫高鈉鹽等高腐蝕性煤在燃燒過程中產(chǎn)生高濃度硫化物和鈉鹽等腐蝕性氣體，造成水冷壁、過熱器受熱面的高溫腐蝕、尾部煙道空氣預(yù)熱器低溫腐蝕和受熱面結(jié)焦等，特別是對(duì)燃燒器區(qū)域水冷壁管來說，如果沒有防護(hù)涂層只能使用1—2年。傳統(tǒng)的熱噴涂，由于結(jié)合強(qiáng)度低孔隙率高，很少應(yīng)用；普通高頻感應(yīng)熔焊雖然有效，但壽命難以超過5年；目前用得最多的是堆焊高溫合金，但一般五年后就逐漸會(huì)發(fā)生涂層脫落和管壁減薄甚至爆管的現(xiàn)象，非計(jì)劃停爐維修給企業(yè)造成了極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。針對(duì)我國西北地區(qū)高硫高鈉鹽燃煤發(fā)電鍋爐受熱面對(duì)高溫防腐的迫切需求，本項(xiàng)目擬開發(fā)感應(yīng)熔焊與超音速噴射復(fù)合金屬陶瓷涂層技術(shù)，從服役壽命、使用性能到性價(jià)比等方面都優(yōu)于堆焊，以期徹底終結(jié)困擾我國燃煤行業(yè)多年的高腐蝕性氣體對(duì)鍋爐管道造成的嚴(yán)重腐蝕的防護(hù)難題。 創(chuàng)新點(diǎn) 1、首次在國內(nèi)構(gòu)建垃圾電站鍋爐高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，自主開發(fā)了在水冷壁管排表面制備耐高溫涂層的防腐技術(shù)體系，打破了發(fā)達(dá)國家對(duì)核心技術(shù)的封鎖，突破了垃圾電站鍋爐涂層防護(hù)系統(tǒng)核心技術(shù)瓶頸，形成了整體防腐的焚燒解決方案。 2、首次在國際上成功研發(fā)鎳基自熔合金與金屬陶瓷梯度復(fù)合涂層的防護(hù)技術(shù)，發(fā)明了基于重熔與噴射一體化的高溫全域防腐全套技術(shù)，鍋爐的高溫腐蝕防護(hù)性能與服役壽命顯著提升。 3、創(chuàng)新鍋爐管道鑲嵌陶瓷瓦的長效防護(hù)方法，發(fā)明了多項(xiàng)陶瓷高效低成本加工技術(shù)，填補(bǔ)了國際上硬脆材料特種加工技術(shù)的空白，突破了垃圾焚燒發(fā)電鍋爐高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)核心技術(shù)瓶頸。 市場前景 磨損與腐蝕是工業(yè)生產(chǎn)中的共性問題，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各種機(jī)械零件失效的一半以上由于磨損，每年因金屬磨損、腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)７萬億美元。垃圾焚燒電站鍋爐受熱面腐蝕問題，非常普遍，其腐蝕機(jī)理主要是所焚燒的垃圾中含有Cl,S以及堿金屬等元素，造成Cl，S化合氣體腐蝕和低熔點(diǎn)堿金屬鹽熔融腐蝕。據(jù)“十三五”規(guī)劃，2020年焚燒處理能力占無害化處理比例50%，預(yù)計(jì)復(fù)合增長率不低于20%，垃圾焚燒規(guī)模呈快速增長態(tài)勢，截至2018年，中國已運(yùn)行的垃圾焚燒廠約為380座，處理能力約為37萬噸/日，中國在建的垃圾焚燒廠約為200～250座，處理能力約為20～25萬噸/日，中國垃圾處理“起步晚、起點(diǎn)低、發(fā)展快”，垃圾焚燒發(fā)展極快，2025年行業(yè)總規(guī)模估計(jì)超過100萬噸/日，垃圾焚燒發(fā)電站超過2000家。余熱鍋爐高溫防腐蝕涂層市場規(guī)模100億以上，年增長率在20%以上，且防腐蝕涂層是消耗品，平均3—5年為一個(gè)周期。 另外，該技術(shù)不僅可以用于垃圾焚燒電廠，團(tuán)隊(duì)在農(nóng)機(jī)刀片耐磨、水泥建材行業(yè)耐磨、機(jī)械重工表面硬化耐磨處理、鋼軌耐磨涂層、高端球閥防腐、燃?xì)廨啓C(jī)熱障涂層、海上風(fēng)電鹽霧腐蝕、軍工等領(lǐng)域的新產(chǎn)品、新技術(shù)也逐步成熟，走向規(guī)模化應(yīng)用市場。 應(yīng)用案例 深圳能源環(huán)保公司寶安老虎坑垃圾焚燒發(fā)電廠4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)鍋爐項(xiàng)目，工程地址：深圳市寶安區(qū)松崗鎮(zhèn)老虎坑，業(yè)主單位：深能環(huán)保寶安垃圾焚燒發(fā)電廠。 獲獎(jiǎng)情況 2021年中國商業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng) 一等獎(jiǎng) 2021年河北省科技技術(shù)獎(jiǎng) 二等獎(jiǎng) 2019年CCTV中國十大創(chuàng)業(yè)榜樣 2019年第八屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽 優(yōu)秀企業(yè)獎(jiǎng) 2019年第七屆創(chuàng)業(yè)江蘇科技創(chuàng)業(yè)大賽 三等獎(jiǎng) 2019年“創(chuàng)客中國”江蘇省中小企業(yè)創(chuàng)新大賽 優(yōu)勝獎(jiǎng) 2019年 淮安市第四屆企業(yè)科技創(chuàng)新大賽 一等獎(jiǎng)

本發(fā)明公開了一種用于生物油催化重整制氫的催化劑,包括催化劑活性成分和催化劑載體,其中,催化劑載體為CexZr1-xO2,x=0.1～0.9;催化劑活性組分為鎳,催化劑活性組分的含量為催化劑載體重量的5～20%;本發(fā)明還提供了此催化劑的制備方法,包括:(1)將鎳、鈰和鋯的可溶性鹽一起溶解于水中,可溶性鹽的總濃度為0.05～1.5mol/l;(2)向上述水溶液中加入堿性沉淀劑,調(diào)節(jié)pH值為8～12,沉淀析出,沉淀陳化,過濾后得到濾餅經(jīng)水洗、干燥,然后焙燒2～6小時(shí),焙燒溫度為600℃～900℃,得到催化劑Ni-CexZr1-xO2。本發(fā)明制備得到的催化劑催化活性較高,氫氣產(chǎn)率高,適用于工業(yè)化的要求。

本發(fā)明提供一種用于合成氣制甲醇的負(fù)載型銅基催化劑，在納米SiO2表面，通過多層負(fù)載，得到以CuO為主要活性組分、MgO為催化劑助劑的催化劑。本發(fā)明還提供一種上述催化劑的制備方法，1.在混合均勻的體系中加入含沉淀劑的醇溶液，完成第一層負(fù)載；2.滴加含沉淀劑的醇溶液，完成第二層負(fù)載；3.滴加含沉淀劑的醇溶液，完成第三層負(fù)載；4.進(jìn)行多次的離心、再分散、洗滌，然后干燥，焙燒得到催化劑。本發(fā)明采用載體表面的吸附層作為反應(yīng)場所，限制了負(fù)載粒子的長大，并通過對(duì)負(fù)載過程的調(diào)控，控制前驅(qū)體的晶體結(jié)構(gòu)，從而制備得到粒徑小、分散性高的負(fù)載型納米催化劑，并且在較小的負(fù)載量下就能實(shí)現(xiàn)催化劑的高活性。

本發(fā)明涉及一種用于生物油催化制氫的催化劑及制備方法，包括催化劑活性成分和催化劑載體，所述催化劑活性成分及重量百分含量分別為：Ni 為 10－15wt%；Mo 為 5－13wt%；Fe 為 5－10wt%；余分為凹凸棒土和海泡石混合黏土礦催化劑載體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用比表面積較大，具有較強(qiáng)的吸附、助催化功能、廉價(jià)易得的凹凸棒土和海泡石黏土礦作為催化劑載體，催化活性組分為鎳、鉬和鐵復(fù)合組分，使生物油分子裂解斷鏈成低分子烴類和高含量氫氣的優(yōu)質(zhì)合成氣。該催化劑制備簡單、強(qiáng)度大、催化活性強(qiáng)、可再生，不僅可用于生物油重整制氫，也可應(yīng)用于生物質(zhì)直接催化氣化制氫。

其他成果/n本實(shí)用新型公開了一種車載含水乙醇低溫重整制氫應(yīng)用系統(tǒng)，其原理是利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱將含水乙醇經(jīng)過兩級(jí)催化重整為富氫氣體，再將富氫氣體通入汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與燃油進(jìn)行混合燃燒。本實(shí)用新型利用兩級(jí)蜂窩鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的催化劑接觸表面積，有利于重整制氫裝置的小型化，使車載在線產(chǎn)氫的目的成為可能；兩級(jí)催化的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了催化劑的相互協(xié)同作用，解決了單一催化劑形成積碳、燒結(jié)等問題造成的乙醇轉(zhuǎn)化效率和氫氣選擇性較低等問題，提高了催化劑的使用壽命。本實(shí)用新型利用了汽車尾氣余熱解決乙醇直接應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上存在的問題以及提高化石燃料的燃燒效率，降低有害物質(zhì)的排放量。

氫氣是化工生產(chǎn)中加氫反應(yīng)的必要?dú)庠矗捎谠蟻碓吹牟煌錃饧兌纫蟛煌茪溲b置的投資規(guī)模及氫氣生產(chǎn)成本相差很大。工業(yè)上制氫方法有烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法、電解水法等。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫適合用于氫氣用量大、規(guī)模裝置大的場合，其能耗及單位氫氣的生產(chǎn)成本較低；電解水則適合用于氫氣用量較小的場合，其裝置規(guī)模小，但能耗及氫氣的生產(chǎn)成本較高，對(duì)于中等規(guī)模氫氣用量的場合，人們一直致力于尋求新的制氫原料。隨著甲醇合成技術(shù)的改進(jìn)，目前世界上工業(yè)甲醇的產(chǎn)量不斷提高，價(jià)格也比較低廉，利用甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫，具有裝置規(guī)模小、氫氣生產(chǎn)成本低、原料來源穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，自八十年代后期逐漸受到人們的重視。現(xiàn)該技術(shù)已成為工業(yè)成熟技術(shù)，國內(nèi)已有部分精細(xì)化工廠陸續(xù)采用。南京工業(yè)大學(xué)吸附技術(shù)研究所最近開發(fā)出新型節(jié)能型工藝，大大降低了甲醇制氫過程的能量消耗，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，已在多家生產(chǎn)單位采用。該工藝具有以下特點(diǎn)：1.選用的甲醇催化劑單程轉(zhuǎn)化率>99%，使用溫度260℃，壓力從常壓到3.0MPa皆可。該催化劑的性能經(jīng)實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)為國內(nèi)領(lǐng)先水平，且在工業(yè)裝置運(yùn)行三年以上。2.采用本所研究開發(fā)的CO高效吸附劑，使得產(chǎn)品氫氣中的CO含量小于1ppm，氫氣純度可以達(dá)到99.99%以上，同時(shí)氫氣回收率高（大于90%），比國內(nèi)同類型的裝置提高10個(gè)百分點(diǎn)，因此甲醇消耗低，氫氣成本大大降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

城市污泥是城鎮(zhèn)污水處理過程中的副產(chǎn)物。一方面，城市污泥產(chǎn)量大、含水率高、水分難以脫除、無害化率低，直接排放對(duì)環(huán)境有害，但是其熱值高，可以資源化利用。另一方面，城市污泥的減量化要求高，污泥的傳統(tǒng)處理方式，如填埋、堆肥和焚燒都對(duì)污泥含水率有較高要求。 污泥進(jìn)一步的脫水可以采用熱干化方法，但是傳統(tǒng)熱干化方法費(fèi)用高，急需一種經(jīng)濟(jì)的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱干化法。 污泥熱水解技術(shù)可以進(jìn)一步高效經(jīng)濟(jì)地降低污泥的含水率，該技術(shù)是基于細(xì)胞破壁原理，可以低能耗、高效率地實(shí)現(xiàn)了污泥脫水干化。

該反應(yīng)器可在較低工作溫度下實(shí)現(xiàn)甲醇高效重整制氫，在275oC下可以實(shí)現(xiàn)94%以上的甲醇轉(zhuǎn)化率，重整氣中H2含量為74%，CO2含量為25%，CO含量為1%。經(jīng)過36小時(shí)連續(xù)測試后性能穩(wěn)定。單片反應(yīng)器輸出功率約12W。該反應(yīng)器可與蒸發(fā)器進(jìn)行集成，用于為小型便攜式燃料電池堆棧供燃料氣。相關(guān)研究結(jié)果已發(fā)表SCI論文兩篇，所申請(qǐng)發(fā)明專利處于實(shí)質(zhì)審查階段。成熟度：已有樣品技術(shù)創(chuàng)新類型：改革創(chuàng)新期望技術(shù)合作方式：技術(shù)入股

我國氯堿工業(yè)規(guī)模占世界的四分之一，氯作為重要的化工合成材料和化工中間體，用于合成PVC、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、多晶硅、氯化苯、氯乙酸等。然而，氯的利用率僅有0-50%。

產(chǎn)品詳細(xì)介紹