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科技成果

新能源;节能环保

天然气清洁燃烧技术和燃烧器产品

项目简介及应用领域近年来,雾霾成为中国环境问题的主要关切,天然气作为清洁燃料将逐步替代煤炭作为主要能源。然而,由于燃烧技术水平总体较低,实际应用的各类民用、商用和工业用燃气用具,如燃气灶、燃气热水器、燃气采暖热水炉和燃气锅炉仍普遍存在产生高浓度有毒有害的一氧化碳和氮氧化物问题,危害健康和环境。从燃气锅炉开始,国家逐步收紧烟气中 NOx 排放限值,在全国逐步开展燃气锅炉低氮化工程。目前,燃气锅炉低氮化面临多重问题:1)小型锅炉全预混表面燃烧降氮技术和产品国外垄断,价额昂贵,普适性差;2)国内主流分级燃烧加烟气再循环技术用于中小型锅炉存在出力下降,能耗增加等弊端;3)大吨位锅炉缺乏满足直排要求的降氮技术。本团队开发了一种新型蓝柔燃烧技术,创造性的改变燃烧机燃烧头结构,成 功实现气体高效混合和稳定清洁燃烧一体化集成化。使用该燃烧头,燃气锅炉 NOx 排放远低于 30mg/m3 的现行最高标准,并优于国外相关技术;由于其火焰长度远远短于常规火焰,现有各吨位锅炉燃烧机均可直接进行改造更换;与国产风机、阀组、控制系统等装配成功实现整机完全国产化,具有完全自主知识产权, 成本远低于国外同功能垄断产品。自2017年实施打赢蓝天保卫战三年行动计划以来,京津冀“2+26”城市等重点区域投入巨资,严格执行煤改气和燃气锅炉低氮化措施,大气环境质量已显著改善。目前全国各地都在收严 NOx 排放标准,2010-2019 年近十年新增燃煤和燃气工业锅炉共约 424 万蒸吨,低氮改造市场高达万亿。蓝柔燃烧技术也可用于燃气灶、燃气热水器、燃气采暖热水炉等民用和商用燃气用具,除具有超低 NOx 排放性能外,还可使燃烧烟气中 CO 的含量降低到10ppm 以下,达到无害化标准,而市场同类产品 CO 浓度在 100ppm 以上,存在严重的中毒风险。目前已经获得国家型式试验认证的产品有燃气锅炉燃烧机、燃气热水器,可直接生产销售。燃气灶和燃气采暖热水炉研发也几近完成。投资与收益该技术是天然气清洁燃烧的普适技术,涉及所有燃气用具行业,市场量大面广。本项目产品生产属性为机电设备生产,应用属性是节能环保减排设备。投资主要用于生产线建设和商业费用,投资少,见效快,收益高。

新能源;节能环保

生物降解聚酯单体——柠苹酸催化氧化合成

塑料大量使用造成的白色污染问题已经受到全世界的高度关注,大力发展生物可降解材料是解决这一挑战的终极有效途径。 柠苹酸(2-羟基-2-甲基丁二酸)是一种含有两个端羧基的二元短链(碳五) 羧酸,可以作为新型聚酯单体用于合成生物可降解塑料,减少白色污染,或者用 于宁康酸酐等高值化学品或药物合成,具有重要的应用价值。目前已有报道的合 成方法是以葡萄糖为原料的生物发酵法,难以大规模生产和利用。 本研究团队以廉价生物质平台化合物乙酰丙酸(来自于秸秆等)为原料,首创了一步法催化氧化法制柠苹酸的技术新路线。在催化剂作用下,反应原料被氧气高选择性氧化为柠苹酸,单程收率超过 80%。 研究成果具有如下显著优点:1)原料可再生。反应采用来自于秸秆转化而来的廉价平台化合物乙酰丙酸为原 料,不与人争粮,具有真正的可再生属性,并且能够解决农业秸秆利用的难题。2)反应条件绿色友好,便于工业放大。反应在水溶液中进行,利用清洁的空气 中的氧气为氧化剂,过程环境友好,并且一步法催化转化的工艺简单,便于工业 放大。3)生产成本低。反应温度低于 100 摄氏度,反应能耗低;采用廉价的空气作为氧化剂,无需昂贵的纯氧制备系统。4)产品价值高。 本项技术成果为秸秆转化利用制备新型生物降解聚酯单体提供了新方案,具有巨大的发展潜力。

新能源;节能环保

焚烧烟气中二噁英类的布袋脱除增效技术

项目简介及应用领域在城市生活垃圾和固体危险废弃物焚烧烟气净化系统中,烟气的温度范围 通常为 130–230oC 。在此温度条件下,烟气中绝大部分二噁英富集在颗粒相当中,尤其是高毒性的四至八氯取代二噁英。 布袋除尘器的滤袋仅能高效滤除粒径大于 2μm 的颗粒物,粒径小于 2μm 的颗粒物易于穿透滤袋。在除尘过程中, 滤袋内表面会形成飞灰滤饼,为防止滤袋压差增大,会定期间隔振打抖落滤饼, 此时可能会导致细小颗粒物爆发式透过滤袋,造成细颗粒物吸附态二噁英的涌出, 使烟囱烟气中二噁英浓度升高。因此,提高布袋除尘器对烟气中细颗粒物的捕集 效率,可大幅降低二噁英的排放。本实验室研发出高分子团聚促进剂,将此高分 子团聚促进剂溶解在水溶液,喷入到脱酸反应塔或水喷雾急冷降温装置中,可促 使烟气中细小颗粒物团聚形成较大颗粒,从而使其可被布袋除尘器高效捕获,进 而可显著减少二噁英的大气排放。工业试验结果表明,该技术不会增大布袋除尘 器的压差,可使二噁英的大气排放浓度降低 30-50%,同时使烟尘排放浓度降低20-50%。该技术适用于城市生活垃圾、医疗废弃物和其它固体危险废弃物的焚烧 设施。

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