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?成果與項目的背景及主要用途：用于 CO2 分離的膜技術在天然氣、沼氣的 凈化，三次采油中的 CO2 回收，密閉空間中的 CO2 脫除以及減輕溫室效應等領 域有廣闊的應用性前景。與傳統的 CO2 分離技術相比，膜分離方法具有投資少， 能耗低，環境友好，設備簡單緊湊、節約空間、高效靈活、易于操作等優點，而 且 CO2 濃度越高，膜法分離越經濟，即使 CO2 濃度低于 5%，用膜法的費用也 僅為吸收法的 64.7%。 18天津大學科技成果選編 19 可以用于脫除酸性氣體的膜主要有液膜、無機膜和高分子膜，實際應用中滿 足氣體分離要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的滲透性和選 擇性不能兼得的缺點。含有固定載體的促進傳遞膜兼具液膜和普通高分子膜的優 勢，能同時具有高的分離系數和透過速率，而且穩定性好，是一類很有發展前途 的氣體分離膜，已引起國際上研究者們的極大關注。 技術原理與工藝流程簡介：本研究成果合成了幾種對 CO2 具有促進傳遞作 用的固定載體膜材料，通過載體與 CO2 的相互作用促進 CO2 在膜內的傳遞，因 而具有較高的滲透選擇性。同時由于載體是以化學鍵固定在高分子上，因此具有 很好的穩定性。 本成果以自主開發的固定載體膜材料為分離層，以多種材質的超濾膜為基膜， 制備了用于 CO2 分離的固定載體復合膜。所研制的復合膜，其 CO2/CH4 透過分 離性能處于世界領先水平。 技術水平及專利與獲獎情況：所制備的固定載體復合膜 CO2/CH4 分離因子 可達 100～300，CO2 滲透速率可達 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。 本研究成果共獲得發明專利 3 項，分別為： 1. 用于酸性氣體分離的固定載體復合膜制備方法（專利號：ZL02148632.8） 2. CO2 氣體分離復合膜的制備方法（專利號：01144974.8） 3. 用于分離酸性氣體的固定載體復合膜制備方法（專利號：ZL02158530.X） 本成果與所在課題組其他成果一起，獲 2004 年度天津市自然科學獎一等獎 應用前景分析及效益預測：本研究成果所開發的 CO2 分離膜制備技術其經 濟效益是明顯的。首先，采用 CO2 膜分離可以降低我國能源生產的成本。我國 目前的天然氣產量已經超過 300 億 m3，若其中的 10%以膜分離方法來進行凈化， 則需要約 12 萬 m2 的膜才能滿足需要，與傳統方法相比每年可節約 4000 萬元。 此外，由于可持續發展和環境保護的需要，采用城市生活垃圾和其他工業垃圾生 產沼氣近年來得到了迅速發展。至今，我國已建設了大中型沼氣池 3 萬多個，總 容積超過 137 萬 m3，年產沼氣 5.5 億 m3，采用膜分離技術處理這些沼氣也需要 大量的 CO2 分離膜。最后，隨著海上油氣資源的開發以及農業生產中氣肥的大 量使用，對 CO2 分離膜的需求和產生的效益也很大。天津大學科技成果選編 應用領域： 1. 天然氣、沼氣的凈化； 2. 三次采油中的 CO2 回收； 3. 密閉空間中的 CO2 脫除； 4. 農業生產中氣肥的使用。 該項目需要以下條件： 1. 聚合物合成的相關設備及原料：反應釜，冷卻裝置等。 2. 復合膜加工設備及原料：涂膜機，干燥器，膜交聯設備，交聯劑等。 3. 膜組件加工設備及原料。 4. 需要廠房面積大于 1000m2。 合作方式及條件： 由天津大學提供膜材料合成、復合膜制備、交聯等相關技術，由合作方提供 廠房、設備、原材料及相關的人員配套。 

1.痛點問題 原油，特別是稠油在管道輸運過程中，由于其高粘度，必須采用加熱降粘的措施。目前，國內外針對稠油輸送的常規加熱方式，多為水套爐、電加熱技術，存在能源效率利用率低、污染嚴重等問題。隨著雙碳目標要求，發展先進高效的低/零碳的供熱方案變得尤為必要。 2.解決方案 根據原油管輸加熱的要求與原油的物性特點，本團隊所研發的跨臨界二氧化碳熱泵技術，通過系統熱力學優化、換熱器傳熱性能優化和控制系統優化等一系列措施，開發出的跨臨界二氧化碳熱泵技術，可在-25℃~40℃的環境范圍內，將原油穩定加熱至55~85℃，在滿足原油加熱需求的前提下，可實現零碳/低碳供熱，很好的解決了原油輸運中存在的高耗能、高污染的問題，同時還具有較好的經濟效益，是供熱領域替代化石能源的優勢方案，將有力推動能源清潔低碳安全高效利用，助力碳中和目標的實現。 跨臨界CO2熱泵原油加熱系統原理圖與實驗現場如下： 3.合作需求 （1）標準廠房1000平米，工業用電負荷300KVA，辦公與實驗區500平米; （2）擁有油田業務資源的企業進行合作推廣應用。

成果與項目的背景及主要用途：近年來我國鋼材年消耗量迅速增加，焊接工 程量巨大，高效化焊接成為焊接技術發展的主流。MAG/CO2 焊由于其易于實現 自動化、抗銹低氫、成本低以及可進行全位置焊接等優點，成為高效化焊接方法 的重要選擇。在我國，以 MAG/CO2 焊為主的氣體保護焊工藝應用水平與發達國 家相比仍有較大差距，但發展較快。據統計：1999 年，我國的氣體保護焊在整 個焊接工藝中所占的比例約為 10%，而日本和美國則達 70%左右；2002 年我國 此比例達到了約 17%，預計 2005 年可以達到 22~25%。在我國以 MAG/CO2焊為 主的氣體保護焊在很大范圍內正逐步取代焊條電弧焊，極具發展潛力。 MAG/CO2 氣體保護焊短路過渡方式應用非常突出，國內外研究人員的研究 證明：采用 MAG/CO2 焊短路過渡形式，可以有效地防止高速焊接(1m/min 以上) 時形成的焊接缺陷。但由于 MAG/CO2 焊保護氣體本身的物理性質所決定的，使 用活性 CO2 氣體保護的焊接無論是采用細絲短路過渡方式，還是粗絲大電流的顆 粒過渡方式，都會造成較大的飛濺，在短路過渡方式中，焊縫成形差也是很大的 問題。著名的 STT 控制法利用對電流電壓的快速控制，大大降低了短路過渡過程 的飛濺，改善了焊縫成形，但也只適用于電流較小的場合，用于高速焊接需要大 電流的場合時仍存在飛濺大等不足之處。 該技術主要解決純 CO2 氣體保護焊或低氬保護 MAG 焊時短路過渡的飛濺和 焊縫成形問題。 技術原理與工藝流程簡介：該系統利用傳感器采集信息，由單片機系統對焊 接過程的信息進行分析，控制逆變弧焊電源的輸出。 關鍵問題在于實時控制的及時性。短路過渡存在大量快速的瞬態過程，需要 122天津大學科技成果選編 123 控制電路及時做出響應，有很大難度。美國林肯公司的 STT 焊機利用 IGBT 功率 開關并聯限流電阻的方法，可以非常迅速地減小電流，對于防止飛濺非常有利。 但 IGBT 的工作條件非常嚴酷，限制了利用 IGBT 功率開關進行深入的研究，也使 其局限于較小電流的場合。受上述條件的制約，我們必須考慮其他的選擇。 本技術找到了一種預判短路過程的方法，采用高速模擬電路為主并結合單片 機的中斷處理方法加以控制；而對短路過渡相對穩定的過程，其控制則以單片機 為主，可以進行信息融合運算，甚至可以進行瞬態過程的預判運算。 技術水平及專利與獲獎情況：國際先進，國家發明專利。 應用前景分析及效益預測：目前 CO2 焊的飛濺問題的解決主要采用：a.純氬 或混合氣保護，氣體成本高；b.利用進口 STT 焊機，在低速焊、小電流范圍應用， 焊機成本高；c.采用藥芯焊絲，焊絲成本高，且只能焊接中厚板，不能短路過渡 焊。這些解決方法都并不令人十分滿意，因而本技術有很好的的實際應用前景。 本技術可將飛濺率降為普通短路過渡的 1/2~1/3 以下，以一個年消耗焊絲 500~1000 噸的大中型企業計算，每年僅焊絲飛濺造成的損失就可減少數十萬元， 尚不包括清理飛濺所投入的人力物力。而本技術在普通逆變焊機基礎上加上 500~1000 元的一次性的材料成本投入，即可大幅度提高焊機的性能。 應用領域：機械、船舶、鋼結構、汽車等眾多行業。 

“NMT界喬布斯”許越先生推薦創新平臺 中關村NMT產業聯盟推介成員單位創新產品 “全球抗疫，人人有責” 推出背景： ??溫室效應，又稱“花房效應”，是大氣保溫效應的俗稱。大氣能使太陽短波輻射到達地面，但地表受熱后向外放出的大量長波熱輻射線卻被大氣吸收，這樣就使地表與低層大氣溫度增高，因其作用類似于栽培農作物的溫室，故名溫室效應。人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應也隨之增強，其引發了一系列問題已引起了世界各國的關注。 ??大氣中二氧化碳濃度升高及其帶來的溫室效應，正在給全球農業生產力及糧食和營養安全帶來極大挑戰。研究植物對大氣二氧化碳濃度變化的響應，對于理解和預測未來全球氣候變化對植物適應性和演化的影響, 以及提高農作物產量至關重要。 ? 產品介紹 名稱：微環境CO2監測儀 型號：PFC-100 品牌：旭月 產地：中國 簡介： 應對挑戰： 活體樣品在監測時的外環境CO2濃度與檢測數據結合 培養樣品、處理樣品時樣品周圍CO2濃度變化情況的數據記錄 解決方法： 非損傷微測技術結合微環境CO2監測儀，能夠實現活體的實時檢測。能夠得到活體流速數據以及活體樣品微環境CO2濃度實時檢測，兩者實時數據相結合更能反映出樣品與環境最真實的結合 微環境CO2監測儀能夠提供實時的數據記錄，并且能夠輸出文件，對于培養及處理樣品時能夠提供有效的CO2記錄 功能特點 1.基本功能： 檢測培養、實驗環境空氣中二氧化碳濃度（ppm） 2.性能參數： 工作電壓：5V1A 測試距離：1mm-150mm（請勿接觸樣品） 濃度變化周期：5s 濃度測量范圍：400ppm~64000ppm 工作溫度:-5℃~+50℃

CO2激光打標機是融合先進的激光振鏡打標技術、進口射頻激勵封離型CO2激光器于一體，將激光束通過擴束、振鏡、聚焦，最后通過控制振鏡的偏轉實現標刻的高性能激光設備。   

適用于細胞培養、干細胞研究、腫瘤細胞研究、微生物研究等領域;科學研究所、制藥公司、化妝品企業均適用。 溫度精確控制在±0.1℃波動范圍內，保障細胞全生命周期正常生長 新型IR傳感器靈敏控制CO2濃度，使培養基始終維持在中性環境 一鍵滅菌，經12h有效殺死耐高溫孢子和支原體，優于濕熱滅菌和紫外線滅菌 標配物聯模塊，多屏互動，物聯APP隨時查看實驗狀態

直接利用史煥聰北美工作的成果(美國專利)，建立一套連續化的催化 CO2吸收-解吸裝置，利用調試優化的化學試劑和催化填料塔，對整個氣-液吸收-解吸裝置進行熱-功優化。進行低能耗低成本的 CO2 吸收，降低碳排放。整體裝置運行數據可被過程控制系統全面監控。采用最新的在線設備診斷、云數據分析技術，實現整體裝置全天候、強穩定、簡維護、高敏捷的運行，最終形成具有市場競爭力的環境保護集成系統解決方案，方便大規模使用與產品推廣。利用整體脫硝，脫碳聯用技術，達到污染物 NOx，亞硝胺，CO2 的排放控制。實現政府節

用于CO2分離的膜技術在天然氣、沼氣的凈化，三次采油中的CO2回收，密閉空間中的CO2 脫除以及減輕溫室效應等領域有廣闊的應用性前景。與傳統的CO2分離技術相比，膜分離方法具有投資少，能耗低，環境友好，設備簡單緊湊、節約空間、高效靈活、易于操作等優點，而且CO2濃度越高，膜法分離越經濟，即使CO2濃度低于5%，用膜法的費用也僅為吸收法的64.7%?？梢杂糜诿摮嵝詺怏w的膜主要有液膜、無機膜和高分子膜，實際應用中滿足氣體分離要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的滲透性和選擇性不能兼得的缺點。含有固定載體的促進傳遞膜兼具液膜和普通高分子膜的優勢，能同時具有高的分離系數和透過速率，而且穩定性好，是一類很有發展前途的氣體分離膜，已引起國際上研究者們的極大關注。本研究成果合成了幾種對CO2具有促進傳遞作用的固定載體膜材料，通過載體與CO2的相互作用促進CO2在膜內的傳遞，因而具有較高的滲透選擇性。同時由于載體是以化學鍵固定在高分子上，因此具有很好的穩定性。本成果以自主開發的固定載體膜材料為分離層，以多種材質的超濾膜為基膜，制備了用于CO2分離的固定載體復合膜。所研制的復合膜，其CO2/CH4透過分離性能處于世界領先水平。

與其它頁巖氣開發的壓裂技術相比，本技術方案主要具備以下技術優勢及創新性:(1) CO2 干法壓裂技術開發陸相頁巖氣實現了低水耗。據美國國家環境保護局(EPA)統計，2010 年單口頁巖氣井平均用水量在 0.76×104~2.39×104t(取 決于井深、水平段長度、壓裂規模)，采用 CO2 干法壓裂技術開發國內陸相頁巖 氣可有效減少對于水的用量，不浪費水資源，不污染地下水。(2) CO2 干法壓裂技術開發陸相頁巖氣對儲層傷害小。陸相頁巖氣儲層粘土 礦物含量高，水敏性較強，滑溜水壓裂液對儲層滲透率傷害嚴重，CO2 具有良好 的儲層保護性能，無殘渣，對裂縫壁面和導流床無固相傷害，無水相，消除了水 鎖及水敏傷害。(3) CO2 干法壓裂技術開發陸相頁巖氣實現了快返排，國內陸相頁巖氣儲層 壓力一般較低，壓后返排困難，返排時間長，大量壓裂液滯留于井下，CO2 干法 壓裂技術壓后 CO2 迅速氣化，快速排出，返排時間短，返排效率高。(4) 采用 CO2 干法壓裂技術開發陸相頁巖氣藏具有提高頁巖氣采收率和減 排的雙重意義。頁巖氣藏中吸附氣含量范圍較寬，CO2 進入頁巖儲層中時，可有 效置換 CH4 分子，極大的提高頁巖氣藏的采收率;同時，CO2 可在頁巖儲層中永 久性封存，對于減少溫室氣體排放有著積極的意義。(5) 適用于陸相頁巖氣儲層的 CO2 干法壓裂液配方的篩選及優化。采用溶解 性及增粘實驗篩選 CO2 增粘劑，并對不同工況下的改良的 CO2 干法壓裂液的流變 摩阻、濾失特性進行研究，結合儲層特征優化干法壓裂液配方，最終形成適用于 國內典型陸相頁巖氣儲層的 CO2 干法壓裂液配方。(6) 陸相頁巖氣 CO2 干法壓裂工藝設計。在不加砂、加砂兩種狀況下，針對 國內典型陸相頁巖氣儲層，分析施工過程中裂縫延伸及支撐機理，對 CO2 壓裂工 藝的管柱選擇、施工排量、砂比等壓裂施工參數進行優化，最終形成適用于國內 典型陸相頁巖氣藏的干法壓裂技術工藝。(4)合作條件(1) 有獨立承擔民事責任能力的企業法人，具有良好的信譽基礎和積極向上 的事業激情。(2) 有相應的投資能力，并且具備一定的市場開拓能力。(3) 有一定的啟動資金和市場經驗，具備較強的品牌經營意識。