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本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與其對應示范裝置。著眼于發展經濟、安全和可靠的富氧燃燒技術需求，本成果重點圍繞兩個關鍵科學技術問題： (1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調控與污染抑制原理； (2)基于靜/動態仿真的富氧燃燒系統集成優化和控制技術，組織共性技術研發和工程示范。 本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關鍵技術，掌握了常壓富氧燃燒的系統集成、優化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設計能力。 其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業示范連續運行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準）和ESP除塵效率進一步提升。 圖1 應城35MWth富氧燃燒工業示范裝置平面圖 圖2 應城35MWth富氧燃燒工業示范系統及現場實時運行 【技術優勢】 與現有的其它碳捕集技術，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術，富氧燃燒碳捕集技術的改造成本更低，系統效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。

本發明公開了一種富氧燃燒鍋爐熱力性能獲取方法，包括步驟：燃料的燃燒計算、煙氣和送風模擬、熱平衡計算、爐膛熱力計算和對流受熱面熱力計算，其中爐膛熱力計算中的計算火焰黑度和爐膛黑度步驟，以及對流受熱面熱力計算中計算煙氣黑度并確定煙氣側輻射放熱系數步驟，其采用的三原子氣體輻射減弱系數 ky 按照<imgfile=""DDA0000508403760000011.GIF"" wi=""356"" he=""108"" /> 計

【研究背景】 我國以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會在未來一段時間內充當托底角色，燃煤發電過程中產生的CO?作為主要碳排放源，成為了“2030碳達峰、2060碳中和”愿景目標的現實約束。開發具有大規模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術是實現“雙碳”目標的關鍵。其中，富氧燃燒技術采用空分系統所產生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時采用煙氣再循環調節爐膛內的介質溫度和傳熱特性，實現煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發展前景的規模化碳捕集技術。 【成果介紹】 本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關鍵技術與其對應示范裝置。著眼于發展經濟、安全和可靠的富氧燃燒技術需求，本成果重點圍繞兩個關鍵科學技術問題： (1)基于氧/燃料雙向分級的富氧燃燒火焰組織、傳熱調控與污染抑制原理； (2)基于靜/動態仿真的富氧燃燒系統集成優化和控制技術，組織共性技術研發和工程示范。 本成果建立了常壓與加壓富氧燃燒條件下的分級燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發了常壓富氧燃燒的分級燃燒系統，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關鍵技術，掌握了常壓富氧燃燒的系統集成、優化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設計能力。 其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業示范連續運行168h，鍋爐燃燒效率90.68%，煙氣中CO?濃度71-82%，NOx濃度（等效空氣燃燒）110mg/Nm³。相比空氣工況，富氧工況下脫汞效率（以ESP前為基準）和ESP除塵效率進一步提升。 圖2 應城35MWth富氧燃燒工業示范系統及現場實時運行 【技術優勢】 與現有的其它碳捕集技術，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術，富氧燃燒碳捕集技術的改造成本更低，系統效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。 【技術指標】 【資質榮譽】 獲日內瓦國際發明展金獎(2017)、國際自動化學會電力工業設施獎(2017)、湖北省技術發明一等獎(2018)。

針對可再生能源發電系統中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環氧空位儲氫技術，以該技術為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發電兩項技術，有效的實現了氫-電兩種能量載體的相互轉換，實現了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規模安全廉價存儲的問題。經第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt%以上，系統儲能效率大于40%，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。

項目研究的背景及用途:在工業循環水中需要使用大量的阻垢分散劑。 主要目的是阻止結垢。目前，工業上主要使用有機酸聚合物(聚丙烯酸、聚馬來 146天津大學科技成果選編 147 酸、二元或三元共聚物等)。實踐證明，現在使用的有機酸聚合物的降解率很低， 這些化合物最終將作為廢物排放，對環境造成污染。 聚環氧琥珀酸(PESA) 是一種綠色阻垢分散劑，無磷無氮、生物降解性 能好并適用于高堿、高金屬含量水系。美國 90 年代初就開發了這種藥劑。日本 及其他發達國家也相繼對 PESA 及其衍生物進行了研究。在我國，該項目作為國 家“十五”科技攻關項目于 2002 年立項。聚環氧琥珀酸是我國國家經濟貿易委 員會制定的當前國家鼓勵發展的節水設備(產品)之一。 技術原理及流程:天津大學自 1998 年開始進行該項目的研究。目前，已 經具備了進行工業化生產的技術。合成的工藝條件溫和(<100℃，1 大氣壓)，工 藝路線短。整個生產工藝中無任何污染物產生。該產品可以取代工業循環水領域 正在使用的聚丙烯酸、聚馬來酸、二元或三元共聚物等。特別適合于需要同膦酸 酯、有機磷酸等含磷緩蝕劑進行復配。例如，海上石油、天然氣開采，工業循環 水等。 成果水平及主要技術指標:國際先進水平，已經申請了國家發明專利。 主要設備:搪瓷釜、加料罐、儲罐、泵等。建設 1200 噸(30%固含量)的 生產裝置，主要設備投資 40 萬元。此外，還需要蒸汽(4 kg 壓力)、循環冷卻水。 市場分析及效益預測:按每噸(30%固含量)產品計，原料成本:2150 元/噸。 綜合成本:3400 元/噸。預計售價 7000 元/噸，利稅:3600 元/噸。 

針對可再生能源發電系統中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環氧空位儲氫技術，以該技術為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發電兩項技術，有效的實現了氫-電兩種能量載體的相互轉換，實現了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規模安全廉價存儲的問題。經第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發電系統中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環氧空位儲氫技術，以該技術為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發電兩項技術，有效的實現了氫-電兩種能量載體的相互轉換，實現了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規模安全廉價存儲的問題。經第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發電系統中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環氧空位儲氫技術，以該技術為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發電兩項技術，有效的實現了氫-電兩種能量載體的相互轉換，實現了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規模安全廉價存儲的問題。經第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。 針對可再生能源發電系統中面臨的峰谷負荷差大，棄風棄水嚴重的問題，提出了循環氧空位儲氫技術，以該技術為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發電兩項技術，有效的實現了氫-電兩種能量載體的相互轉換，實現了常壓條件下基于廉價鐵基材料的高效儲氫，解決了電能難以大規模安全廉價存儲的問題。經第三方檢測認定：材料儲氫密度可達4wt[[[[%]]]]以上，系統儲能效率大于40[[[[%]]]]，儲氫材料制備成本約15萬元/噸。

水是生命是源泉，是人類生存和發展的條件之一。我國是一個貧水國家，水的供需矛盾就成為我國工農業生產發展的制約因素之一，保護水資源、合理使用水資源和節約水資源成為我國水法的主要目的，也是關系到我國經濟可持續發展的關鍵之一。在我國2000年工業用水占總用水量的18.6%，而在工業用水中80%是循環冷卻水，因此節約工業循環冷卻水是合理利用水資源的關鍵之一。各國逐漸認識到提高工業循環冷卻水的濃縮倍數是降低工業用水量和污染排放的最好途徑，要解決有關問題就是開發和使用水處理藥劑，也就是水質穩定劑。我國七十年代后期開始較大規模研究和使用水質穩定劑，逐步在石化、化工、冶金、電力等工業得到了廣泛的使用。 我國水處理技術起步較晚，雖然經過“八五”、“九五”攻關在水處理藥劑，在水處理劑開發方面達到了較高水平，但是目前在阻垢分散劑方面較好的品種主要有有機膦酸、聚丙烯酸及含膦酸基、磺酸基的二元、多元共聚物等，這些含膦酸基的水處理劑在使用和排放中會產生正磷酸鹽影響水體，隨著環保和節水意識的加強，“綠色阻垢劑”的概念已經被提出，并成為21世紀水處理劑的發展方向，但是真正“綠色阻垢劑”還在開發之中。因此，在水處理藥劑的低磷化、無磷化、環保化方面，在水處理藥劑生產的連續化、自動化、標準化方面，水處理藥劑生產過程中的監測和控制技術方面相對滯后，影響了我國水處理技術的整體水平，與國際水平存在一定差距，難以適應工業生產和保護水資源日益提高的要求。本專題以我們自主開發的新型無磷水處理劑聚環氧磺羧酸 (PECS)的工業化生產為目標，產品無磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多種官能團，產品的阻垢、分散性能優良，所研究建立一套1000T/a的示范工程裝置及相應的軟件包，可操作性強，對水處理藥劑的生產有示范作用，能夠提供成套生產技術對國內外進行技術轉讓。本專題的成功開發，可大大縮短在水處理劑的研究開發、生產方面我國與國外先進水平的差距，極大地提高我國水處理技術的技術水平和技術含量，為保護水資源、節約水資源方面作出一定的貢獻。因此本專題具有較大的經濟效益和社會效益。4. 設備或產品的應用范圍新型無磷水處理劑聚環氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水處理藥劑，該化合物分子中同時含有磺酸基、羧酸基和醚鍵等官能團，這些官能團是目前一般水處理劑的活性官能團，該化合物將這些官能團集于一體，利用它們之間的協同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同時該產品的無磷和氮，對保護環境有利；并且本產品原材料簡單易得，生產成本少，價格低，易被客戶接受，容易推廣。因此，本產品是一新型的水處理劑，是目前使用的有機膦酸、磺酸等水處理劑的更新換代產品，可在在石化、化工、冶金、電力等行業的工業循環冷卻水處理中廣泛使用，具有非常好的推廣應用前景。

近日，南方科技大學材料科學與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯合俄勒岡大學教授馮振興團隊在單原子催化領域取得重要進展，相關研究成果在國際頂級學術期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負載氧化鎳用于高效電催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。谷猛介紹，負載量難以提高是目前單原子催化劑發展的主要瓶頸之一，而這項研究不僅將單原子負載質量分數提高至18%，獲得了目前同類材料報道中的最高負載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進一步獲得了高負載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗證了該制備方法的普適性，為單原子催化劑的研究提供了更實用且可靠的研究思路。

所謂厭氧消化是指在無氧氣條件下，利用厭氧微生物的作用，有控制地使廢物中可生物降解的有機物分解，轉化為二氧化碳、甲烷和許多穩定物質的生物化學過程。該領域最常見的就是CSTR工藝，即連續攪拌反應器系統（Continuous stirred tank reactor），其原理是在一個密閉罐體內完成料液的發酵、沼氣產生的過程。反應器內安裝有攪拌裝置，使發酵原料和微生物處于完全混合狀態。投料方式采用恒溫連續投料或半連續投料運行。新進入的原料由于攪拌作用很快與反應器內的全部發酵液菌種混合，使發酵底物濃度始終保持相對較低狀態。

本實用新型公開了一種好氧顆粒污泥穩定運行的反應器，屬于環保設備領域。反應器本體的進水口設置于底部，并與浸于出水桶液面以下的潛水泵相連；反應器本體側壁上設置有出水口，出水口通過蠕動泵連接出水桶；反應器本體內設置有連接空氣泵的多孔曝氣頭，多孔曝氣頭上方覆蓋有呈火山口狀的阻隔板，阻隔板中心開口且邊緣與反應器本體內壁之間存在空隙；阻隔板的開口上方設置有多孔布氣板。本實用新型能夠維持好氧顆粒污泥的性狀穩定，同時保持較低的曝氣功耗。