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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 知識產(chǎn)權(quán)情況：已申請專利87項，其中已授權(quán)發(fā)明專利17項，已授權(quán)實用新型專利27項 針對我國新能源與環(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際需求為目標(biāo)，本項目擬搭建應(yīng)用于生物質(zhì)與垃圾電站鍋爐腐蝕防護的高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺，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。本項目在國家“十三五”重點研發(fā)計劃等項目的支持下，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，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的技術(shù)瓶頸，打破了發(fā)達國家的技術(shù)封鎖，形成了系列針對城市垃圾與生物質(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，特別是對燃燒器區(qū)域水冷壁管來說，如果沒有防護涂層只能使用1—2年。傳統(tǒng)的熱噴涂，由于結(jié)合強度低孔隙率高，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發(fā)生涂層脫落和管壁減薄甚至爆管的現(xiàn)象，非計劃停爐維修給企業(yè)造成了極大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。針對我國西北地區(qū)高硫高鈉鹽燃煤發(fā)電鍋爐受熱面對高溫防腐的迫切需求，本項目擬開發(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鍋爐管道造成的嚴(yán)重腐蝕的防護難題。 創(chuàng)新點 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，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)達國家對核心技術(shù)的封鎖，突破了垃圾電站鍋爐涂層防護系統(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方法，發(fā)明了多項陶瓷高效低成本加工技術(shù)，填補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)濟損失約達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年為一個周期。 另外，該技術(shù)不僅可以用于垃圾焚燒電廠，團隊在農(nóng)機刀片耐磨、水泥建材行業(yè)耐磨、機械重工表面硬化耐磨處理、鋼軌耐磨涂層、高端球閥防腐、燃氣輪機熱障涂層、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、5號、6號鍋爐項目，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。 獲獎情況 2021年中國商業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎 一等獎 2021年河北省科技技術(shù)獎 二等獎 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 2019年第七屆創(chuàng)業(yè)江蘇科技創(chuàng)業(yè)大賽 三等獎 2019年“創(chuàng)客中國”江蘇省中小企業(yè)創(chuàng)新大賽 優(yōu)勝獎 2019年 淮安市第四屆企業(yè)科技創(chuàng)新大賽 一等獎

（專利號：ZL 201310697615.X） 簡介：本發(fā)明公開一種利用含二氧化碳的硫化氫酸氣制備硫氫化鈉的方法，屬于脫碳技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先將含有氫氧化鈉和碳酸氫鈉的緩沖溶液與未脫碳的硫化氫酸氣進行混合反應(yīng)吸收酸氣中的二氧化碳和部分硫化氫，得到脫碳富液，然后加熱脫碳富液，使脫碳富液中的硫氫化鈉發(fā)生水解反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成氫氧化鈉，水解反應(yīng)生成的氫氧化鈉與脫碳富液中的游離堿和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈉；將脫除二氧化碳后的硫化氫酸氣進入管式混合反應(yīng)器，

1、 一種具有高度可見光透過率與隔熱特性的陶瓷基玻璃涂層或玻璃貼膜。 玻璃改造后可見光透過率高于 70%，屏蔽 99%以上的致癌性紫外線，且有 效阻止通過玻璃的熱能交換過程，可用于建筑或汽車玻璃的節(jié)能改造， 提升建筑的適居度與節(jié)能效果。 2、 該項目各技術(shù)環(huán)節(jié)環(huán)保無毒，產(chǎn)品成本遠低于市面現(xiàn)有技術(shù)，性能優(yōu)于 現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)備投入與實施成本低。

電鍍作為金屬材料的表面改性技術(shù)已經(jīng)取得了很廣泛的應(yīng)用，近年來電鍍也開始在非金屬導(dǎo)電材料的表面改性領(lǐng)域取得相當(dāng)規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。但高電阻率氧化物材料表面金屬鍍覆一直以來不能采用電鍍工藝，這是因為這類材料的電子電導(dǎo)小，電鍍液中被鍍金屬離子不能從材料表面得到電子，所以不能沉積下來。傳統(tǒng)的絕緣氧化物材料表面鍍覆金屬的方法有化學(xué)鍍、真空蒸鍍、濺射鍍、涂覆金屬漿料后再燒結(jié)等方法，各方法都有各自的優(yōu)缺點。如含有氨水的化學(xué)鍍銀溶液不穩(wěn)定，甚至有可能生成有爆炸危險的疊氮化合物。真空蒸鍍和濺射鍍有設(shè)備投資大、維護費用較高等缺點，涂覆金屬漿料后再燒結(jié)的方法有金屬層厚度不均勻等缺點。 我們發(fā)明了一種高電阻率金屬氧化物材料表面電鍍的技術(shù)，解決了多種高電阻率金屬氧化物材料表面不能電鍍的問題。高電阻率金屬氧化物材料電鍍的基本過程是首先對氧化物材料表面進行原子氫致電導(dǎo)改性處理，提高其表面電子電導(dǎo)，使材料表面出現(xiàn)半導(dǎo)化甚至金屬化，然后在氧化物材料表面直接電鍍金屬層。我們在這個方向上已經(jīng)進行了近十年的研究，發(fā)表了十幾篇學(xué)術(shù)論文，申請了兩項發(fā)明專利。      本技術(shù)適用于由氧化物功能材料制造的電子元器件表面電鍍，也適用于氧化物材料顆粒或塊體的電鍍等，所得金屬鍍層厚度均勻，與氧化物材料表面具有良好的結(jié)合力。

項目以高異形度噴絲板和異形纖維的加工技術(shù)，在多家企業(yè)開發(fā)了高導(dǎo)濕滌綸短纖維及長絲；系統(tǒng)研究了纖維集合體的毛細效應(yīng)機理，指導(dǎo)高導(dǎo)濕織物的織造工藝和后整理工藝；并建立了高導(dǎo)濕纖維導(dǎo)濕性能的專用評價體系。成果獲2007年度國家科技進步二等獎。課題組還進行高品質(zhì)熔體直紡超細旦滌綸長絲工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)集成開發(fā)，成果獲2009年度紡織工業(yè)協(xié)會一等獎。

本成果涉及一種可用于電子封裝領(lǐng)域的高導(dǎo)熱低介電復(fù)合材料。通過采用不同的技術(shù)在常見聚合物基材中添加氮化硼，來制備復(fù)合材料，復(fù)合材料熱導(dǎo)率高于 2 W/(m·K)，其介電常數(shù)小于 4。該復(fù)合材料可作為熱界面材料，應(yīng)用于電子封裝領(lǐng)域。

大數(shù)據(jù)應(yīng)用的多樣化 需要的計算模型、數(shù)據(jù)模型多樣化； 目前每類模型需要單獨的開源系統(tǒng)來支持（如HDFS、HBase、Neo4j、MongoDB，F(xiàn)link，Spark，Tensorflow等）。 多系統(tǒng)導(dǎo)致大數(shù)據(jù)分析平臺非常復(fù)雜、效率低下。研究目標(biāo)：研究和開發(fā)面向新型多計算模型融合架構(gòu)的、高時效、可擴展的新 一代大數(shù)據(jù)分析支撐系統(tǒng)與工具平臺FAST（Fusion-Architecture, Scalable, Time-efficient big data analysis platform）。針對目前大數(shù)據(jù)分析平臺復(fù)雜、效率低下的痛點，該系統(tǒng)具有三個 方面的優(yōu)勢：首先，這套系統(tǒng)采用融合架構(gòu)，一方面實現(xiàn)關(guān)系、圖、鍵 值、文檔等多種數(shù)據(jù)模型的高效融合，另一方面實現(xiàn)批處理計算、流計 算的深度融合，并可以通過SQL擴展語言來進行多模型的統(tǒng)一查詢，實現(xiàn)高效的跨模型查詢。其次，對于復(fù)雜系統(tǒng)來說，時效性非常重要，這 套系統(tǒng)采用融合架構(gòu)提高效率是實現(xiàn)高時效的基礎(chǔ)，更重要的是，我們 對大數(shù)據(jù)分析從數(shù)據(jù)到用戶進行了端到端的全棧時效優(yōu)化。最后，對于 大數(shù)據(jù)應(yīng)用來說，系統(tǒng)擴展性非常重要，本系統(tǒng)在資源層、存儲層和計 算層進行了全面的擴展性優(yōu)化。下面在融合架構(gòu)、高時效和可擴展這三 個方面，分別詳細介紹FAST系統(tǒng)的三個主要亮點。融合架構(gòu)FAST系統(tǒng)的第一個亮點是融合架構(gòu)，我們在技術(shù)方面的創(chuàng)新主要包 括多數(shù)據(jù)模型融合和多計算模型融合兩方面。多數(shù)據(jù)模型融合：設(shè)計和研發(fā)了多模型數(shù)據(jù)管理與查詢引擎，支持關(guān)系、圖、鍵值、 文檔等多種數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了查詢解析、查詢優(yōu)化、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù) 分布等功能，將多種數(shù)據(jù)模型進行統(tǒng)一管理和深度融合。同時擴展了SQL語言，通過統(tǒng)一的查詢接口支持對關(guān)系、鍵值、圖、文檔等數(shù)據(jù)進行獨立訪問或者跨模型查詢。經(jīng)過試驗，多模型數(shù)據(jù)融合查詢，比Spark 2.3.4的查詢時間能平均減少70.7%。目前spark等現(xiàn)有系統(tǒng)還需要手工編程方式來實現(xiàn)跨模型查 詢，所以FAST系統(tǒng)在易用性上也表現(xiàn)良好，降低使用門檻，提高開發(fā)效率。多計算模型融合：在計算層實現(xiàn)了最常見的批處理計算和流計算深度融合，批流融合的核心方法是在系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)批和流的統(tǒng)一表達，批是對有限數(shù)據(jù)集 的運算，流是對無限數(shù)據(jù)流的計算，我們設(shè)計了UCollection結(jié)構(gòu)對批和 流數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一表達，通過識別的bounded標(biāo)志，來確定是批、流、或批流融合。有了統(tǒng)一表達，可以開展一系列融合優(yōu)化來提升系統(tǒng)性能。 并且對上通過Unified API統(tǒng)一用戶的批、流接口，實現(xiàn)二者在編程范式上的統(tǒng)一表達。對于批流混合的計算，融合架構(gòu)系統(tǒng)的查詢延遲比Flink 1.4.2能減少57%，吞吐量平均可以提升到6.72倍。高時效FAST系統(tǒng)的第二個亮點是高時效，即縮短大數(shù)據(jù)分析的時間消耗， 提高效率。由于大數(shù)據(jù)分析平臺是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，為了做到高時效，系統(tǒng)不能存在性能短板，因此需要對大數(shù)據(jù)分析的整個過程進行端到端的全棧時效優(yōu)化。如圖中所示，自下而上，需要在多模態(tài)存儲、批流融合、機器學(xué)習(xí)、人工操作各層都進行優(yōu)化。對于多模態(tài)存儲，面向應(yīng)用負(fù)載和異構(gòu)硬件特征進行自適應(yīng)優(yōu)化；對于批流融合計算，在統(tǒng)一表達基礎(chǔ)上，進行系列融合優(yōu)化技術(shù)， 包括DAG優(yōu)化、迭代優(yōu)化、部署優(yōu)化、操作符優(yōu)化等；在機器學(xué)習(xí)層面，進行模型優(yōu)化、消息優(yōu)化、梯度優(yōu)化、概率優(yōu)化 等來提高時效；而且我們也考慮到大數(shù)據(jù)分析過程中用戶人工操作的時效性問題， 通過智能地進行大數(shù)據(jù)分析方法和模型的推薦，來縮減人工操作的 時間。可擴展FAST系統(tǒng)的第三個亮點是可擴展，由于大數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)模很大，數(shù)據(jù)增速快，對系統(tǒng)可擴展性的要求非常高，為此我們在系統(tǒng)的資源層、 存儲層和計算層進行了全面的擴展性優(yōu)化。在資源層，系統(tǒng)都部署在云計算的虛擬化資源之上，利用了云計算資源的彈性機制進行系統(tǒng)擴展。并在系統(tǒng)中實現(xiàn)了可伸縮調(diào)整模塊， 能實時監(jiān)控軟硬件系統(tǒng)的狀態(tài)，按照應(yīng)用需求來自適應(yīng)地進行彈性伸縮。在存儲層，分布式存儲系統(tǒng)擴展性的關(guān)鍵在于分布式共識和一致性 協(xié)議（Raft），因此提出了KV-Raft、vRaft等進行Raft的擴展優(yōu)化。在計算層，我們擴展了機器學(xué)習(xí)模型的參數(shù)規(guī)模，使系統(tǒng)可以支持 到百億級別的超大規(guī)模機器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，并且性能方面有明顯提 升。亮點成果：融合架構(gòu)大數(shù)據(jù)分析平臺目前已經(jīng)在阿里巴巴雙十一進行示范應(yīng)用。 從2020年11月10日至11月16日一周的時間，在阿里的生產(chǎn)環(huán)境中，研發(fā) 的系統(tǒng)一直連續(xù)穩(wěn)定運行，基于淘寶和天貓的實際用戶信息進行大數(shù)據(jù) 分析，綜合運用了本系統(tǒng)的存儲、計算、機器學(xué)習(xí)等多個模塊的能力， 累計進行了184億件商品推薦。同時在雙十一期間，基于智能交互向?qū)Ъ夹g(shù)，也面向電子商務(wù)應(yīng)用 的賣家提供了“生意參謀”應(yīng)用，基于大數(shù)據(jù)分析，幫助賣家分析產(chǎn)品 銷量變化的原因，以及促銷的有效手段等。

可充電電池按照電解液可分為有機系和水系。其中水系電池具有制備工藝簡單、無起火爆炸之風(fēng)險。本項目研制了一種水系鋅離子電池，負(fù)極為鋅片，正極為基于導(dǎo)電聚合物和碳材料的復(fù)合物，不含重金屬，電解液是中性水溶液。該儲能器件具有高比容量，長循環(huán)壽命之優(yōu)點。其能量密度高于目前商業(yè)化的鉛酸電池，連續(xù)充放電1萬次后容量保持率為100%，即使用壽命約為現(xiàn)有電池的10-20倍。該產(chǎn)品安全環(huán)保、成本低，可用于大規(guī)模電網(wǎng)儲能、汽車啟動電源、電動交通、UPS電源等領(lǐng)域；除了能夠取代目前占據(jù)市場份額第二位的鉛酸電池，由于較高的功率密度，在某些應(yīng)用領(lǐng)域又可替代超級電容器。

該項目發(fā)明了花生離體誘導(dǎo)突變技術(shù)，以花生胚小葉作為外植體，平陽霉素作為誘 變劑，體胚誘導(dǎo)和誘變培養(yǎng)基為MS + 4 mg/L 平陽霉素 + 10 mg/L 2,4-D。 發(fā)明花生再生苗無菌嫁接和移栽新方法，解決了再生苗生根難、移栽不易成活的問 題。以體胚再生苗為接穗嫁接于無菌催芽的花生苗下胚軸。無菌培養(yǎng) 3-5 天后，嫁接 苗直接移栽田間，成活率達 98.7%，接穗全部結(jié)果。32 發(fā)明了花生高油性狀離體篩選方法，解決了高油性狀選擇效率低的難題。高油離體 篩選培養(yǎng)基為MS + 4 mg/L BAP + 6mmol/L 羥脯氨酸,篩選與體胚萌發(fā)成苗同時進行。 再生植株后代含油量≥55% 。 利用離體誘變、高油精準(zhǔn)篩選獲得的再生植株，采用發(fā)明的嫁接移栽方法移栽田間， 后代利用常規(guī)田間選擇技術(shù)，培育高產(chǎn)高油花生新品種。利用上述技術(shù)育成高產(chǎn)高油花 生新品種5個，含油量均在55%以上，達到花生高油標(biāo)準(zhǔn)，含油量最高的品種達到61.05%。 產(chǎn)量均比區(qū)試對照增產(chǎn)13%以上。并且兼具抗旱、耐鹽性。

我國高速列車制造所用高檔鋁合金光亮焊絲主要為ER5356、ER5183、ER5087三種鋁合金焊絲，它們針主要對的是時速300公里以下的高速列車的制造。目前我國高速列車時速已達350公里，因此需要采用性能更高的高檔鋁合金光亮焊絲。本項目的新型高Mn鋁鎂合金焊絲就是針對性能更高的高檔鋁合金光亮焊絲這一需求開發(fā)的。 開發(fā)高速列車用高Mn鋁鎂合金光亮焊絲產(chǎn)品需要具備鋁合金高冶金質(zhì)量熔煉及半連續(xù)鑄造的生產(chǎn)條件，其中所限制的元素將低到所要求的含量以下：鈹含量小于0.0008%(wt)、氫含量小于0.18ml/100g、鈉含量小于0.0010%(wt)。保證合金錠坯成分精確，渣、氣含量低，冶金質(zhì)量好。經(jīng)最終光亮拉拔及處理后焊絲表面光亮光潔、尺寸精確。經(jīng)上述條件生產(chǎn)高Mn鋁鎂合金光亮焊絲焊接5083鋁合金板材，與目前使用的ER5356、ER5183、ER5087三種鋁合金焊絲相比，其焊口屈服強度、抗拉強度明顯提高，更接近合金母材的水平，且焊縫彎曲性能良好，符合（ISO058173：2000（E））［金屬材料焊縫的破壞試驗——彎曲試驗］國際標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。焊縫力學(xué)性能與現(xiàn)有焊絲焊縫的比較見下表： 本項目最適合在已具備鋁合金高冶金質(zhì)量熔煉及半連續(xù)鑄造的鋁合金加工廠進行。目前每年我國進口各種規(guī)格高檔鋁合金焊絲約1萬噸。雖然鋁原材料的價格不斷下降，已接近10000元/噸，但高檔鋁合金光亮焊絲的價格并未明顯降低，因此高檔鋁合金光亮焊絲是高附加值的產(chǎn)品，可獲得較大的利潤。