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由相變儲能技術發展而來的相變溫控技術作為一種新興熱控技術越來越受到航天領域的廣泛關注。航天器是綜合了各個學科的先進技術成果而發展起來的系統工程，其中熱控技術是保證航天器正常工作的重要技術。美國國家航空航天局（ＮＡＳＡ）認為航天器的電子設備工作溫度范圍基本在－１５～５０℃。航天器工作環境都極端惡劣，若其長時間在極端的溫度環境下工作會引起電子設備失效。美國空軍的一份報告指出由溫度引起的電子器件失效率高達５５％，占所有失效因素的一半以上。因此運用先進的熱控技術保證航天器的結構部件、儀器設備在空間環境下處于一個合適的溫度范圍，使航天器在各種可能的情況下均能夠正常工作，對于航天領域具有重要意義。物質在吸收或釋放能量發生物態變化時，自身溫度可保持不變或只發生較小變化。利用物質相變過程的這一特征，以及潛熱儲能所具有的高儲能密度和能量穩定傳輸等特點，潛熱儲能已發展成為最具實際應用潛力、應用最多和最重要的儲能方式。使用相變材料，再匹配以合適的熱交換系統，進行能量儲存的技術稱為相變儲能技術。由相變儲能技術發展而來的相變溫控技術作為一種新興熱控技術具有設備性能可靠、質量輕、不耗能等優點，更符合航空航天設備的特殊要求，越來越受到人們的廣泛關注。

工業固體廢渣的有效處置、生態環境污染的源頭治理、新老建筑物的節能降耗、海綿城市建設中的排水蓄水、美好城市建設中的路面裝飾及傳統建材生產對土地資源的消耗等，是國民經濟和社會持續發展迫切需要解決的重大問題。本成果以尾礦（黑色金屬尾礦、有色金屬尾礦、稀貴金屬尾礦和非金屬尾礦）、燃料廢渣（粉煤灰、煤矸石、石油焦等）、冶煉廢渣（鋼鐵冶金渣和有色金屬冶金渣）、建筑垃圾、水處理污泥及工業粉塵等工業固體廢渣為主要原料，制備建筑物隔熱保溫隔聲用泡沫陶瓷、海綿城市建設用透水陶瓷、裸露路面及建筑物裝飾用陶瓷板等新型建筑材料制品，提供全固廢或以工業廢渣為主要組成的新型建筑材料的產業化技術與方案。 根據不同尾礦、燃料廢渣、冶煉廢渣、建筑垃圾、水處理污泥等工業固廢的化學組成與物相特點，利用各廢渣化學組成間的協同-互補-相克原理，通過組成的科學設計和工藝控制，實現工業廢渣的最佳組合、最大化利用和高附加值利用；通過化學鍵合和物理包埋技術，實現對廢渣中可能存在的重金屬離子的固溶與固封，使制品不產生二次污染。其中，泡沫陶瓷的固廢含量為100wt%，體積密度0.37-0.61g/cm3，氣孔率78.3-88.5%，抗壓強度2.9-8.1MPa，抗彎強度1.4-4.3MPa；透水陶瓷的固廢含量為100wt%，透水系數4.68×10-2cm/s，抗壓強度72.3MPa，抗彎強度13.3MPa；陶瓷板的固廢含量為100wt%，體積密度1.96～2.01g/cm3，最高抗壓強度346.5MPa。 優勢：（1）原材料優勢：以工業廢渣為原料，無需消耗化工原料及礦產與土地資源；（2）技術優勢：利用各廢渣化學組成間的協同-互補-相克效應及固溶-固封技術，既可實現廢渣的最佳組合、最大化利用，又可賦予制品優良的綜合性能，還可降低燒結溫度與時間，從而減少制備過程的能源消耗與排放。（3）其它優勢：與有機泡沫材料相比，無機泡沫材料耐高溫，無安全隱患；與免燒結泡沫水泥相比，燒結泡沫陶瓷的強度高，使用可靠性強。

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科研領域及方向 熱能與動力工程/工程熱物理 （1）PLC控制系統在電廠中的架構與工程應用、熱工控制過程控制策略； （2）虛擬儀器儀表在測控系統中的應用； （3）火電廠集控運行； 項目概況 該系統綜合利用計算機、通信以及數據管理技術對電廠熱工儀表（熱電偶、熱電阻、壓力類儀表及變送器）進行了設計與開發，采用模塊化設計方案與面向對象的編程方法，將校驗軟件與數據庫管理軟件綜合集成，實現了熱工儀表的自動校驗及其校驗數據的綜合管理，包括壓力儀表、熱電偶、熱電阻溫度傳感器及其變送器的儀表參數管理、校驗數據管理、打印管理以及校驗數據綜合查詢等校驗管理方面的相關內容。最終形成了一套集便攜式、現場在線自動校驗以及校驗綜合管理等于一體的電廠熱工儀表自動校驗與綜合管理系統。 主要特點 該系統采用模塊化編程方法進行設計，將壓力儀表、熱電偶、熱電阻溫度傳感器及其變送器的儀表參數管理、校驗數據管理、打印管理以及校驗數據綜合查詢等校驗管理方面的相關內容進行了綜合設計，實現了熱工儀表校驗與數據管理功能的統一。 市場前景 隨著我國電力事業和國際標準化進程的發展，電廠熱工儀表的校驗已經從被動轉向主動，面對的各種被校儀表的生產廠家、種類、型號等也是各不相同的，對其進行高效校驗以及校驗的綜合管理也是一件比較困難的事情，電廠的安全運行迫切需要隨時對熱工儀表進行現場在線校驗，以便及時發現問題，采取措施，故本套系統設備具有較為廣泛的應用前景。

我國是世界最大的鋁生產國和消費國，鋁產量占世界總產量的30%多，而且仍處于高速增長中。但我國鋁土礦儲量僅占世界3%，按現有鋁工業發展速度靜態計算，我國鋁土礦資源將只能用10年。煤炭是我國最主要的能源資源，不僅是重要的燃料，還是重要的化工原料。煤炭開采的副產物煤矸石約占其排放量占煤炭開采量的10％～25％，目前我國煤矸石堆積量約30億噸；煤燃燒利用的必然產物粉煤灰，占原煤質量的15%～40%。目前我國粉煤灰堆貯量已超過29億噸，而且每年以超過3億噸的量繼續產生。煤氣化、液化等產生的煤化工灰渣在我國年排放約4000萬噸，未來40年我國將產生煤化工灰渣100～250億噸。由于地質構造原因，我國的煤系固廢中氧化鋁含量較高，具有回收利用鋁資源的巨大潛力。本項目采用界面活化方法誘導產生鋁硅酸鹽結構缺陷，在少量助劑協同作用下激發配位體大量重組而最終提高煤化工灰渣反應活性，并以工業大量副產稀鹽酸或硫酸為浸取劑，獲取多種高附加值化工產品。伴隨我國勞動力成本持續上升與環境保護日趨嚴峻，加大環境保護力度、緩解資源供給瓶頸、推動循環經濟形成較大規模、促進資源循環利用產業轉型升級是廢物資源化科技創新的準則。本項目的開發成功可有效地解決煤化工灰渣的規模化處置和資源化難題，提供新型鋁資源，并將形成能源、資源、化工、冶金、環保新型循環產業鏈，帶動我國新型煤化工技術進步和相關產業升級。

市場背景：我國具有世界上最大的有機質廢棄物產生量：城鎮污泥年產量已經超過4000萬噸（以含水率80%脫水污泥計，以下同），以有機垃圾、餐廚廢棄物為代表的城市有機質廢棄物產量超過1億噸/年。但我國對有機質廢棄物的穩定化處理與資源化處置顯著落后于發達國家，目前我國主要處理處置措施仍為填埋和焚燒，對城市環境造成嚴重的二次污染威脅。隨著歐洲等發達國家可再生能源戰略的實施、國際能源危機的進一步加深、我國對大氣環境及水環境質量要求的進一步提高，城鎮有機廢棄物的高效生物燃氣化技術，尤其可以滿足大型城市集中式處理處置與能源資源綜合利用需要的有機廢棄物干法厭氧生物制氣技術，可以把有機質廢棄物高效轉化為生物燃氣，生產清潔能源，實現廢棄物的減量化和高值循環利用，已經成為目前國際上有機垃圾、城市污泥等富含有機質廢棄物處理和資源化利用的重點發展方向，各國紛紛在該領域投入大量研究，搶占城市有機質廢棄物資源化與能源化產業化技術的制高點。由于我國污泥泥質的特殊性，其有機質含量遠低于國外、含砂量高、生物反應池負荷低等，國外傳統成熟的污泥厭氧消化處理技術在我國無法得到穩定應用，造成國內大量污泥處理處置設施的故障閑置，城市污泥及有機質處理處置技術存在著重大的瓶頸性問題。 國內外現狀：國內外有微波強化預處理促進低有機質污泥厭氧資源化、城市低有機質污泥的好氧堆肥研究、溫和熱處理對低有機質污泥厭氧消化性能的影響等相關城市污泥厭氧化資源化技術，但針對我國污泥有機質低、含砂量高、區域差異大的特點的合適的污泥資源化處理處置技術卻鮮少，本技術方案突破了傳統厭氧消化要求進料含固率為5%的技術要求，實現了將進料含固率提升至10%~20%實現連續穩定厭氧消化的可行性與調控措施，并在國際上較早報道了脫水污泥直接實現厭氧消化的連續流試驗結果，并提出了高含固體系下污泥與餐廚等城市有機質廢棄物的協同厭氧消化調控技術，創造性的提出了適用于我國典型低有機質污泥高含固厭氧消化的技術路線。 目前本項目組針對我國污泥低熱值的泥質特點，開發了適用于生污泥與消化污泥的熱解/焚燒耦合技術，并形成核心裝備，解決了污泥及工業固廢高效熱化學處理的技術難道與成套裝備。

項目成果/簡介:市場背景：我國具有世界上最大的有機質廢棄物產生量：城鎮污泥年產量已經超過4000萬噸（以含水率80%脫水污泥計，以下同），以有機垃圾、餐廚廢棄物為代表的城市有機質廢棄物產量超過1億噸/年。但我國對有機質廢棄物的穩定化處理與資源化處置顯著落后于發達國家，目前我國主要處理處置措施仍為填埋和焚燒，對城市環境造成嚴重的二次污染威脅。隨著歐洲等發達國家可再生能源戰略的實施、國際能源危機的進一步加深、我國對大氣環境及水環境質量要求的進一步提高，城鎮有機廢棄物的高效生物燃氣化技術，尤其可以滿足大型城市集中式處理處置與能源資源綜合利用需要的有機廢棄物干法厭氧生物制氣技術，可以把有機質廢棄物高效轉化為生物燃氣，生產清潔能源，實現廢棄物的減量化和高值循環利用，已經成為目前國際上有機垃圾、城市污泥等富含有機質廢棄物處理和資源化利用的重點發展方向，各國紛紛在該領域投入大量研究，搶占城市有機質廢棄物資源化與能源化產業化技術的制高點。由于我國污泥泥質的特殊性，其有機質含量遠低于國外、含砂量高、生物反應池負荷低等，國外傳統成熟的污泥厭氧消化處理技術在我國無法得到穩定應用，造成國內大量污泥處理處置設施的故障閑置，城市污泥及有機質處理處置技術存在著重大的瓶頸性問題。 國內外現狀：國內外有微波強化預處理促進低有機質污泥厭氧資源化、城市低有機質污泥的好氧堆肥研究、溫和熱處理對低有機質污泥厭氧消化性能的影響等相關城市污泥厭氧化資源化技術，但針對我國污泥有機質低、含砂量高、區域差異大的特點的合適的污泥資源化處理處置技術卻鮮少，本技術方案突破了傳統厭氧消化要求進料含固率為5%的技術要求，實現了將進料含固率提升至10%~20%實現連續穩定厭氧消化的可行性與調控措施，并在國際上較早報道了脫水污泥直接實現厭氧消化的連續流試驗結果，并提出了高含固體系下污泥與餐廚等城市有機質廢棄物的協同厭氧消化調控技術，創造性的提出了適用于我國典型低有機質污泥高含固厭氧消化的技術路線。 目前本項目組針對我國污泥低熱值的泥質特點，開發了適用于生污泥與消化污泥的熱解/焚燒耦合技術，并形成核心裝備，解決了污泥及工業固廢高效熱化學處理的技術難道與成套裝備。應用范圍:項目已經進入示范運行階段，在長沙（基于熱水解預處理的高含固污泥厭氧消化工程，500噸/天）、鎮江（污泥熱水解+污泥/餐廚高含固協同厭氧消化工程，260噸/天）、麗水（市政與工業污泥熱解/焚燒耦合無害化處理，100噸/天）等地建立了示范工程，取得了良好的運行效果。 通過本技術的應用實行，市政污泥及城市有機質高級協同厭氧消化制氣技術的研發及產業化有助于解決我國有機質廢棄物處理設施普遍存在的厭氧消化產氣率低、降解率低的問題，在原有工藝基礎上提供更高的生物質能源利用率。既可以解決城鎮污泥及其他城市有機質的處理處置問題，又實現資源的充分利用和能量流的最大化循環，突破了我國在生物質能這一重大國際熱點新能源領域的技術與產業競爭力，具有重要的社會和創新效益。項目階段:其他（進入示范運行階段）效益分析:技術亮點：該項研究工作突破了傳統厭氧消化要求進料含固率為5%的技術要求，實現了將進料含固率提升至10%~20%實現連續穩定厭氧消化的可行性與調控措施，提出了適用于我國典型低有機質污泥高含固厭氧消化的技術路線，解決了我國城市不同廢棄物在高含固的條件下實現協同厭氧消化問題，增加消化設施的工程效益，提高反應效率的問題，為我國城市有機質的協同消化提供了機理與技術研究的支撐，突破了國外技術壟斷。在此基礎上，進一步針對我國污泥低熱值的泥質特點，開發了適用于生污泥與消化污泥的熱解/焚燒耦合技術，并形成核心裝備，解決了污泥及工業固廢高效熱化學處理的技術難道與成套裝備。 技術優勢：相較于傳統消化技術，解決了我國有機質廢棄物處理設施普遍存在的厭氧消化產氣率低、降解率低的問題，實現了高進料含固率下的持續穩定運行，提高了單位體積產氣率，從而提高了單位體積產能，在原有工藝基礎上提供了更高的生物質能源利用率，從而實現市政污泥、餐廚、禽畜糞便、有機垃圾等廢棄物中營養物質與能源的協調調配與高值利用。

項目組研發了一種樁土互動漿固散體材料樁復合地基施 工工法，主要包括：鉆機進入地基至設計深度成樁孔，樁孔周邊采用泥漿護壁, 在樁孔內放入注漿管，然后向樁孔內投入骨料，由灌漿泵通過注漿管向樁孔內的 注入漿液，漿液與骨料固結后成樁并滲入到樁周土體中去，在樁頂鋪設褥墊層， 形成復合地基。在具體實施方式里，還詳細地講述了該施工工法的步驟，包括： 成孔、投石洗孔、注漿加固、褥墊層設置等。漿固碎石樁的施工機械高度低，可圓滿解決施工場地上方存在既有障礙 物的難題、且無噪音、不擠土、對周圍建筑物無影響、施工機械輕便、施工速 度快。樁身強度高，能夠改善樁周土、樁端土性質，提高復合地基的承載能力并 減小沉降變形，因此具有很好的實用性。