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本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)與其對(duì)應(yīng)示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟(jì)、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點(diǎn)圍繞兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級(jí)的富氧燃燒火焰組織、傳熱調(diào)控與污染抑制原理； (2)基于靜/動(dòng)態(tài)仿真的富氧燃燒系統(tǒng)集成優(yōu)化和控制技術(shù)，組織共性技術(shù)研發(fā)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(jí)燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發(fā)了常壓富氧燃燒的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關(guān)鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關(guān)鍵技術(shù)，掌握了常壓富氧燃燒的系統(tǒng)集成、優(yōu)化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設(shè)計(jì)能力。 其中，運(yùn)用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達(dá)到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)運(yùn)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(zhǔn)）和ESP除塵效率進(jìn)一步提升。 圖1 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范裝置平面圖 圖2 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行 【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】 與現(xiàn)有的其它碳捕集技術(shù)，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術(shù)，富氧燃燒碳捕集技術(shù)的改造成本更低，系統(tǒng)效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。

本發(fā)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(jì)算、煙氣和送風(fēng)模擬、熱平衡計(jì)算、爐膛熱力計(jì)算和對(duì)流受熱面熱力計(jì)算，其中爐膛熱力計(jì)算中的計(jì)算火焰黑度和爐膛黑度步驟，以及對(duì)流受熱面熱力計(jì)算中計(jì)算煙氣黑度并確定煙氣側(cè)輻射放熱系數(shù)步驟，其采用的三原子氣體輻射減弱系數(shù) ky 按照<imgfile=""DDA0000508403760000011.GIF"" wi=""356"" he=""108"" /> 計(jì)

【研究背景】 我國(guó)以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會(huì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)充當(dāng)托底角色，燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的CO?作為主要碳排放源，成為了“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”愿景目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)約束。開發(fā)具有大規(guī)模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。其中，富氧燃燒技術(shù)采用空分系統(tǒng)所產(chǎn)生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時(shí)采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)的介質(zhì)溫度和傳熱特性，實(shí)現(xiàn)煙氣中CO?高濃度富集，便于CO?的分離與捕集，是最具發(fā)展前景的規(guī)模化碳捕集技術(shù)。 【成果介紹】 本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)與其對(duì)應(yīng)示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟(jì)、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點(diǎn)圍繞兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級(jí)的富氧燃燒火焰組織、傳熱調(diào)控與污染抑制原理； (2)基于靜/動(dòng)態(tài)仿真的富氧燃燒系統(tǒng)集成優(yōu)化和控制技術(shù)，組織共性技術(shù)研發(fā)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(jí)燃燒、傳熱和污染物控制理論，開發(fā)了常壓富氧燃燒的分級(jí)燃燒系統(tǒng)，研制了加壓富氧燃燒的燃燒、換熱及返料等關(guān)鍵裝備，突破了酸性氣體共壓縮純化等共性關(guān)鍵技術(shù)，掌握了常壓富氧燃燒的系統(tǒng)集成、優(yōu)化與控制方法，并提升富氧燃燒大型化設(shè)計(jì)能力。 其中，運(yùn)用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達(dá)到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)運(yùn)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(zhǔn)）和ESP除塵效率進(jìn)一步提升。 圖2 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行 【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】 與現(xiàn)有的其它碳捕集技術(shù)，包括燃燒前、燃燒后碳捕集技術(shù)，富氧燃燒碳捕集技術(shù)的改造成本更低，系統(tǒng)效率更高、生成成本更低、投資與碳減排成本更低。 【技術(shù)指標(biāo)】 【資質(zhì)榮譽(yù)】 獲日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)(2017)、國(guó)際自動(dòng)化學(xué)會(huì)電力工業(yè)設(shè)施獎(jiǎng)(2017)、湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)(2018)。

本發(fā)明提供了一種膠質(zhì)瘤靶向磁共振和熒光雙模式成像對(duì)比劑及其制法，該對(duì)比劑由丙烯酰胺類單體、帶有巰基或羧基或氨基的烯丙基類單體、超順磁性鐵氧化物納米粒、熒光染料和乳鐵蛋白組成，其中，丙烯酰胺類單體與帶有巰基或羧基或氨基的烯丙基類單體通過聚合反應(yīng)形成共聚物納米凝膠，在聚合反應(yīng)過程中加入超順磁性鐵氧化物納米粒獲得超順磁性共聚物納米凝膠。將熒光染料與乳鐵蛋白以共價(jià)鍵進(jìn)行結(jié)合獲得標(biāo)記有熒光染料的乳鐵蛋白，再將上述超順磁性共聚物納米凝膠與標(biāo)記有熒光染料的乳鐵蛋白通過共價(jià)鍵結(jié)合獲得本發(fā)明的膠質(zhì)瘤靶向磁共振和熒光雙

針對(duì)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲(chǔ)氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項(xiàng)技術(shù)，有效的實(shí)現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了常壓條件下基于廉價(jià)鐵基材料的高效儲(chǔ)氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價(jià)存儲(chǔ)的問題。經(jīng)第三方檢測(cè)認(rèn)定：材料儲(chǔ)氫密度可達(dá)4wt%以上，系統(tǒng)儲(chǔ)能效率大于40%，儲(chǔ)氫材料制備成本約15萬(wàn)元/噸。

項(xiàng)目研究的背景及用途:在工業(yè)循環(huán)水中需要使用大量的阻垢分散劑。 主要目的是阻止結(jié)垢。目前，工業(yè)上主要使用有機(jī)酸聚合物(聚丙烯酸、聚馬來(lái) 146天津大學(xué)科技成果選編 147 酸、二元或三元共聚物等)。實(shí)踐證明，現(xiàn)在使用的有機(jī)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(duì)環(huán)境造成污染。 聚環(huán)氧琥珀酸(PESA) 是一種綠色阻垢分散劑，無(wú)磷無(wú)氮、生物降解性 能好并適用于高堿、高金屬含量水系。美國(guó) 90 年代初就開發(fā)了這種藥劑。日本 及其他發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼對(duì) PESA 及其衍生物進(jìn)行了研究。在我國(guó)，該項(xiàng)目作為國(guó) 家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目于 2002 年立項(xiàng)。聚環(huán)氧琥珀酸是我國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委 員會(huì)制定的當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)水設(shè)備(產(chǎn)品)之一。 技術(shù)原理及流程:天津大學(xué)自 1998 年開始進(jìn)行該項(xiàng)目的研究。目前，已 經(jīng)具備了進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)。合成的工藝條件溫和(<100℃，1 大氣壓)，工 藝路線短。整個(gè)生產(chǎn)工藝中無(wú)任何污染物產(chǎn)生。該產(chǎn)品可以取代工業(yè)循環(huán)水領(lǐng)域 正在使用的聚丙烯酸、聚馬來(lái)酸、二元或三元共聚物等。特別適合于需要同膦酸 酯、有機(jī)磷酸等含磷緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配。例如，海上石油、天然氣開采，工業(yè)循環(huán) 水等。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):國(guó)際先進(jìn)水平，已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利。 主要設(shè)備:搪瓷釜、加料罐、儲(chǔ)罐、泵等。建設(shè) 1200 噸(30%固含量)的 生產(chǎn)裝置，主要設(shè)備投資 40 萬(wàn)元。此外，還需要蒸汽(4 kg 壓力)、循環(huán)冷卻水。 市場(chǎng)分析及效益預(yù)測(cè):按每噸(30%固含量)產(chǎn)品計(jì)，原料成本:2150 元/噸。 綜合成本:3400 元/噸。預(yù)計(jì)售價(jià) 7000 元/噸，利稅:3600 元/噸。 

針對(duì)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲(chǔ)氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項(xiàng)技術(shù)，有效的實(shí)現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了常壓條件下基于廉價(jià)鐵基材料的高效儲(chǔ)氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價(jià)存儲(chǔ)的問題。經(jīng)第三方檢測(cè)認(rèn)定：材料儲(chǔ)氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲(chǔ)能效率大于40[[[[%]]]]，儲(chǔ)氫材料制備成本約15萬(wàn)元/噸。 針對(duì)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲(chǔ)氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項(xiàng)技術(shù)，有效的實(shí)現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了常壓條件下基于廉價(jià)鐵基材料的高效儲(chǔ)氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價(jià)存儲(chǔ)的問題。經(jīng)第三方檢測(cè)認(rèn)定：材料儲(chǔ)氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲(chǔ)能效率大于40[[[[%]]]]，儲(chǔ)氫材料制備成本約15萬(wàn)元/噸。 針對(duì)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲(chǔ)氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項(xiàng)技術(shù)，有效的實(shí)現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了常壓條件下基于廉價(jià)鐵基材料的高效儲(chǔ)氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價(jià)存儲(chǔ)的問題。經(jīng)第三方檢測(cè)認(rèn)定：材料儲(chǔ)氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲(chǔ)能效率大于40[[[[%]]]]，儲(chǔ)氫材料制備成本約15萬(wàn)元/噸。 針對(duì)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中面臨的峰谷負(fù)荷差大，棄風(fēng)棄水嚴(yán)重的問題，提出了循環(huán)氧空位儲(chǔ)氫技術(shù)，以該技術(shù)為核心單元，耦合了電解水制氫和燃料電池發(fā)電兩項(xiàng)技術(shù)，有效的實(shí)現(xiàn)了氫-電兩種能量載體的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了常壓條件下基于廉價(jià)鐵基材料的高效儲(chǔ)氫，解決了電能難以大規(guī)模安全廉價(jià)存儲(chǔ)的問題。經(jīng)第三方檢測(cè)認(rèn)定：材料儲(chǔ)氫密度可達(dá)4wt[[[[%]]]]以上，系統(tǒng)儲(chǔ)能效率大于40[[[[%]]]]，儲(chǔ)氫材料制備成本約15萬(wàn)元/噸。

水是生命是源泉，是人類生存和發(fā)展的條件之一。我國(guó)是一個(gè)貧水國(guó)家，水的供需矛盾就成為我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的制約因素之一，保護(hù)水資源、合理使用水資源和節(jié)約水資源成為我國(guó)水法的主要目的，也是關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。在我國(guó)2000年工業(yè)用水占總用水量的18.6%，而在工業(yè)用水中80%是循環(huán)冷卻水，因此節(jié)約工業(yè)循環(huán)冷卻水是合理利用水資源的關(guān)鍵之一。各國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)是降低工業(yè)用水量和污染排放的最好途徑，要解決有關(guān)問題就是開發(fā)和使用水處理藥劑，也就是水質(zhì)穩(wěn)定劑。我國(guó)七十年代后期開始較大規(guī)模研究和使用水質(zhì)穩(wěn)定劑，逐步在石化、化工、冶金、電力等工業(yè)得到了廣泛的使用。 我國(guó)水處理技術(shù)起步較晚，雖然經(jīng)過“八五”、“九五”攻關(guān)在水處理藥劑，在水處理劑開發(fā)方面達(dá)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(jī)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(huì)產(chǎn)生正磷酸鹽影響水體，隨著環(huán)保和節(jié)水意識(shí)的加強(qiáng)，“綠色阻垢劑”的概念已經(jīng)被提出，并成為21世紀(jì)水處理劑的發(fā)展方向，但是真正“綠色阻垢劑”還在開發(fā)之中。因此，在水處理藥劑的低磷化、無(wú)磷化、環(huán)保化方面，在水處理藥劑生產(chǎn)的連續(xù)化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化方面，水處理藥劑生產(chǎn)過程中的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)方面相對(duì)滯后，影響了我國(guó)水處理技術(shù)的整體水平，與國(guó)際水平存在一定差距，難以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)和保護(hù)水資源日益提高的要求。本專題以我們自主開發(fā)的新型無(wú)磷水處理劑聚環(huán)氧磺羧酸 (PECS)的工業(yè)化生產(chǎn)為目標(biāo)，產(chǎn)品無(wú)磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多種官能團(tuán)，產(chǎn)品的阻垢、分散性能優(yōu)良，所研究建立一套1000T/a的示范工程裝置及相應(yīng)的軟件包，可操作性強(qiáng)，對(duì)水處理藥劑的生產(chǎn)有示范作用，能夠提供成套生產(chǎn)技術(shù)對(duì)國(guó)內(nèi)外進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓。本專題的成功開發(fā)，可大大縮短在水處理劑的研究開發(fā)、生產(chǎn)方面我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，極大地提高我國(guó)水處理技術(shù)的技術(shù)水平和技術(shù)含量，為保護(hù)水資源、節(jié)約水資源方面作出一定的貢獻(xiàn)。因此本專題具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。4. 設(shè)備或產(chǎn)品的應(yīng)用范圍新型無(wú)磷水處理劑聚環(huán)氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水處理藥劑，該化合物分子中同時(shí)含有磺酸基、羧酸基和醚鍵等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)是目前一般水處理劑的活性官能團(tuán)，該化合物將這些官能團(tuán)集于一體，利用它們之間的協(xié)同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同時(shí)該產(chǎn)品的無(wú)磷和氮，對(duì)保護(hù)環(huán)境有利；并且本產(chǎn)品原材料簡(jiǎn)單易得，生產(chǎn)成本少，價(jià)格低，易被客戶接受，容易推廣。因此，本產(chǎn)品是一新型的水處理劑，是目前使用的有機(jī)膦酸、磺酸等水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可在在石化、化工、冶金、電力等行業(yè)的工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中廣泛使用，具有非常好的推廣應(yīng)用前景。

近日，南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯(lián)合俄勒岡大學(xué)教授馮振興團(tuán)隊(duì)在單原子催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發(fā)表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負(fù)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(fù)載量難以提高是目前單原子催化劑發(fā)展的主要瓶頸之一，而這項(xiàng)研究不僅將單原子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高至18%，獲得了目前同類材料報(bào)道中的最高負(fù)載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩(wěn)定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進(jìn)一步獲得了高負(fù)載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗(yàn)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(shí)用且可靠的研究思路。

所謂厭氧消化是指在無(wú)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(jī)物分解，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷和許多穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學(xué)過程。該領(lǐng)域最常見的就是CSTR工藝，即連續(xù)攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)（Continuous stirred tank reactor），其原理是在一個(gè)密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼氣產(chǎn)生的過程。反應(yīng)器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合狀態(tài)。投料方式采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料運(yùn)行。新進(jìn)入的原料由于攪拌作用很快與反應(yīng)器內(nèi)的全部發(fā)酵液菌種混合，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對(duì)較低狀態(tài)。