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活性炭是現代化學工業，石油工業，食品工業，醫藥工業，飲用水處理等行業不可缺少的處理吸附，脫色，凈化劑，應用范圍十分廣泛，尤以粒狀活性炭最為重要，世界上許多國家和地區都十分重視它。在日本，丹麥，瑞典，美國等發達國家研究，生產應用活性炭的歷史近百年；在中國雖然起步較晚，但在應用硬果殼制備活性炭的生產工藝方面有較大的成功，先后有采用核桃殼，椰子殼，棕櫚殼，桃核，杏仁殼及木屑等為原料來制備粒狀或粉狀活性炭，由硬果殼制備的活性炭均為粒狀，可再生重復使用，應用價值大；由木屑制備的粒狀活性炭，生產成本較低，一般為一次性使用，不便于再生。活性炭生產方法可分為物理活化法和化學活化法兩大類，各有優缺點，但化學活化法由于活化劑種類及濃度的不同而使活性炭的孔徑大小，長短等主要技術指標有較大的差異，人們通過控制選擇活化劑，活化劑濃度，PH值大小；活化溫度高低等條件來達到制備出不同規格型號的粒狀活性炭，以供不同用途選用。

活性炭作為一種多孔材料，由于其具有發達的孔徑結構和豐富的表面官能 團，所以廣泛應用于國民經濟部門和人們的日常生活。活性炭不僅可用于液相 脫色，上下水凈化，氣相吸附，溶劑回收，空氣凈化；還可用于催化劑的合成， 作為貴金屬催化劑的載體。尋求新原料制備高性能的活性炭具有重要的意義。 濕地植物在冬季出現枯萎的現象，若不及時收割，會導致基質阻塞和腐爛 等問題。當前濕地植物秸稈大多通過焚燒和填埋的方式進行處理，利用率低且 污染環境。本項目技術在研究過程中發現，濕地植物秸稈具有孔結構發達、碳 含量高等特點，故采用濕地植物秸稈作為生產活性炭的原料，既能解決濕地植 物秸稈利用率低、污染環境的問題，又能降低活性炭的生產成本，廢物利用。 本技術采用新型的改性方法和活化方法：首先，采用表面改性的方法來提 升活性炭的吸附性能；其次，采用原位改性的方法，節約成本，簡化工藝，提 升活性炭性能；再次，使用新型活化劑，實現一步法直接活化生產目標活性炭， 使其具有特定孔徑結構和官能團。 本項目技術制備出的新型活性炭，比表面積高，表面官能團豐富，對重金 屬、有毒有害有機污染物具有高效的吸附性能。以植物生物質為原料制備活性 炭，過程簡單，速度快，制備成本低，產品性能優異，具有良好的實用性能。

納米二氧化鈦 (10-50nm) 具有特異的光學性能、催化性能等，被廣泛應用于汽車工業、催 化劑、防曬化妝品、高檔油漆、農用薄膜以及精細陶瓷等領域。目前國內納米二氧化鈦的市場 已有相當量的需求，估計在1萬噸/年左右，市場份額高達20億元，主要從國外進口，進口價超 過3萬美元/噸。本項目計劃建設200噸/年規模的氣相燃燒制備納米二氧化鈦生產裝置，利用氫 氧焰燃燒生產納米二氧化鈦。項目建設總投資為2000萬元，建設期為1.5年。項目投產后可以形 成4000－5000萬元的產值，利潤超過1500萬元。

目前國內發電廠主要是燃煤發電，煤炭的燃燒使發電廠廢氣中含有大量的二氧化碳（CO2），占工業CO2 總排放量的30%左右，造成了嚴重的大氣污染和溫室效應。燃煤電廠中二氧化碳的處理已成為目前急需解決的問題，因此燃煤電廠廢氣中二氧化碳的捕集成為目前的研究熱點之一。燃煤電廠尾氣脫CO2 理論上有吸收分離法、吸附法、膜分離法、膜基吸收法和低溫蒸餾法等。國際能源署在上世紀90 年代對上述幾種脫CO2 法的調查研究表明,對煙道氣脫CO2 較有前途的是“膜基氣體吸收法”。膜吸收技術是膜技術與氣體吸收技術相結合的膜過程,通常使用疏水微孔中空纖維膜將氣體與吸收液隔開。用于分隔氣液兩相的疏水微孔膜的可用材料廣泛，可以為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯等。利用膜吸收技術捕集CO2 與傳統的吸收塔相比，膜吸收可以對氣、液兩相流速寬范圍獨立控制，而且氣液接觸面大，能耗低，避免了液泛、霧沫夾帶、溝流、鼓泡等現象發生。另外，膜吸收技術更有利于燃煤電廠尾氣中CO2 的回收后再次利用，利用膜吸收技術回收的CO2 純度高，可達到95%以上，可應用于食品、醫藥等行業，為社會創造了更多的經濟價值和社會效益。 本技術以疏水中空纖維膜為氣液兩相間分隔界面，其較強的疏水性能可以防止液相的泄漏，另外所用膜材料能耐受強酸強堿的長期腐蝕，給膜吸收設備提供了更長的使用壽命。而所采用的中空纖維膜組件還具有氣液接觸面積大、設備體積小等優點。以MEA、MDEA 等醇胺溶液為吸收劑，膜解吸過程相對簡單,與傳統的方法相比具有設備投資低、分離效率高、使用周期長等優點，是具有廣大前景并值得推廣的技術。 技術指標：所用吸收劑：MEA、DEA 等醇胺類吸收劑；處理前CO2 含量≤10%；處理后CO2 含量≤0.3%；去除能力：99%；吸收劑回用方式：加熱解吸循環；吸收劑熱解吸溫度：60～80℃；裝置使用壽命1～2 年。應用范圍：可廣泛應用于燃煤發電廠尾氣中CO2 的回收處理、煙道氣處理及相關領域。市場分析膜吸收法捕集CO2 技術能耗低，占地面積小，在操作上存在很大的優勢；另外，吸收CO2的吸收劑可經過加熱等方法進行循環利用，捕集的CO2 濃度較高，市場前景相當廣闊。效益分析：本技術設備簡單、投資少、操作成本低，與傳統技術相比能耗大大降低，而且回收的CO2純度較高，經過凈化之后可再次應用于醫藥、食品、化工等行業，具有顯著的經濟效益。

針對鋼鐵工業 CO 2 排放量大的問題以及少（無）煙塵、深度脫磷、脫氮、控氧的綠色潔凈煉鋼的發展方向，2004 年研發團隊提出將 CO 2 作為資源循環應用于煉鋼過程，同時利用 CO 2 的高溫特性解決現有冶金工藝存在的問題。經過根據十余年的研究發現，CO 2 是弱氧化性氣體，在煉鋼溫度下與碳、硅、錳等元素可發生氧化反應，并伴隨吸熱或微放熱效應，具有以下冶金功能：（1）利用 CO 2 參與煉鋼反應的吸熱效應，可將 2700-3000℃的頂吹氧氣射流高溫火點區降低至鐵的沸點（2750℃）以下，減少了鐵的蒸發量；（2）轉爐煉鋼前期硅、錳等元素的氧化使熔池迅速升溫，難以滿足低溫高效脫磷的熱力學條件，可通過噴吹 CO 2 控制熔池升溫速率，延長低溫脫磷時間，解決了長期困擾煉鋼的脫磷不穩定、深脫磷難等問題；（3）與純氧噴吹相比，CO 2 與鋼中各元素反應均生成 CO，能夠強化熔池攪拌，改善渣鋼反應動力學條件，減少終點鋼液過氧化，生產低氮/低磷/低氧鋼種；（4）利用煉鋼底吹 CO 2 的冷卻效應，發明了 CO 2 控制“蘑菇頭”生長與消除的動態平衡方法，可有效延長煉鋼底吹元件壽命。在充分掌握 CO 2 高溫弱氧化、強攪拌及冷卻效應等冶金反應特性的基礎上，研發團隊提出在煉鋼生產中采用 CO 2 代替部分頂吹 O 2 、底吹 CO 2 代替全部 N 2 /Ar進行 CO 2 -O 2 混合噴吹煉鋼的工藝流程（見附件 1 工藝路線圖），發明了具有自主知識產權的煉鋼噴吹 CO 2 降塵、高效脫磷、脫氮/控氧及長壽底吹等系列技術，并完成了工業示范應用。

二氧化氯因其高效、安全、不易產生氯代有機物等“三致”物質的優點而替代液氯廣泛應用于飲用水、污水處理、醫療衛生、食品加工等領域，被譽為第四代消毒劑，是世界衛生組織和世界糧農組織推薦的A1級廣譜、安全和高效消毒劑。 本項目在“國家科技支撐計劃項目”的支持下，通過先進的復合還原催化技術、雙釜串聯及梯級反應強化技術、反應耦合分離技術、發生器結構獨特設計等一系列自主創新，攻克了二氧化氯制備技術難題，開發了一種高純度二氧化氯綠色制備集成新技術，提高了二氧化氯的品質與發生器的安全性，填補了國內空白

成果完成人瞄準1000MW超臨界二氧化碳燃煤（sCO2）發電系統，主持了國家重點研發計劃項目“超高參數高效二氧化碳燃煤發電基礎理論與關鍵技術研究”。 本成果從系統和部件兩個層面進行研究，被推薦為2020年度國家重點研發計劃重點科技成果，并在2021年1月27日科技日報上做了報導。具體成果如下： 1、sCO2鍋爐模塊化設計：sCO2循環流量是水蒸氣機組的6-8倍，導致S-CO2鍋爐嚴重堵塞，發現機組效率懲罰效應。首次提出1/8分流減阻原理，在保持吸熱量及循環流量不變條件下，將壓降降低為傳統設計的1/8，由此提出模塊化鍋爐設計，將鍋爐壓降減小到與水蒸氣鍋爐相當或更低水平，徹底解決大壓降難題。 2、煙氣熱量全溫區吸收：針對sCO2循環適合中高溫熱源，單個sCO2循環無法吸收煙氣全溫區熱量，提出頂低復合循環，實現熱量全溫區吸收。提出能量復疊利用原理及設備共享，完全消除頂底循環效率差并簡化系統。1000MWe級燃煤sCO2發電效率達到～50%，比水蒸氣機組高3-4個百分點。 3、鍋側和爐側綜合調溫方法：針對sCO2進入鍋爐溫度較高，抬高受熱面溫度，提出鍋側和爐側綜合調溫方法，發明“冷熱匹配、層級降溫”原理，提出“上大下小+雙爐膛+煙氣再循環”的創新型鍋爐設計。建成壓力達26MPa的超高參數sCO2傳熱系統，提出超臨界傳熱類沸騰理論，結合實驗數據，給出了鍋爐管發生傳熱惡化的臨界判據。誕生第一臺超臨界二氧化碳燃煤鍋爐原理樣機。 本成果闡明了能量復疊利用原理，是能量梯級利用的繼承和發展，消除了復合循環中頂循環和低循環的效率差，最大限度挖掘了sCO2燃煤發電系統的效率優勢。并首次闡明超臨界流體分子尺度下的非均勻物質結構，顛覆了人類對超臨界流體物質結構的認知，首次將亞臨界壓力下的多相流體理論體系引入到超臨界傳熱中，初步實現了亞臨界和超臨界壓力下能量傳遞與轉換理論的統一，達到國際領先水平。