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成果創(chuàng)新點 通過大量的各類實驗對地下巖層的地?zé)崽荻取⒌責(zé)醿?量、巖石強度、滲流特性進行綜合數(shù)據(jù)分析，建立開發(fā)前 的完備地?zé)釘?shù)據(jù)資料系統(tǒng)，劃分地?zé)嵯到y(tǒng)的成因類型、確 定補給源、估算熱儲溫度、計算地?zé)崴挲g、研究地?zé)崴?與其它天然水之間的相互關(guān)系、研究與地?zé)崴煞莸男纬?與演化有關(guān)的水熱化學(xué)作用、研究熱源與開發(fā)點間的熱能 對流效應(yīng)，為后期的產(chǎn)能評價、保溫輸送、地下水回灌、 產(chǎn)能優(yōu)化、智能開采、

以先進的嵌入式技術(shù)為中心，開發(fā)一套智能隔爆式磁氧分析系統(tǒng)， 實現(xiàn)分析儀器的在線檢測，自動標定，故障診斷，在線顯示分析結(jié)果，并以數(shù)字和模擬趨勢兩種方式輸出，為工業(yè)現(xiàn)場DCS系統(tǒng)提供工藝流程中樣品的分析結(jié)果。儀器實現(xiàn)了恒溫檢測消除溫度漂移，自動壓力補償，減小壓力影響。

設(shè)計并合成了氧、硫原子雙橋連的新型分子帶[8]cyclophenoxathiin，利用氧硫雜蒽結(jié)構(gòu)單元的動態(tài)可彎折性克服分子帶合成的高張力問題；同時，通過氧、硫雜原子對大環(huán)分子帶的電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控，實現(xiàn)其作為分子“容器”的功能應(yīng)用? 為了精準地獲得具有不同連接順序和空腔性質(zhì)的氧硫雜分子帶，研究者采用了分步成環(huán)的控制合成策略，通過先成單橋大環(huán)，再橋連并環(huán)的方法，以較高的產(chǎn)率選擇性地獲得具有“碗狀”和“筒狀”的兩種分子帶。進一步研究表明碗狀的分子帶可通過多重C?H···S氫鍵的作用，分子間二聚形成膠囊型的分子“容器”。該二聚體不僅可以包合硝基苯等溶劑分子，而且對C60等富勒烯分子具有極強的選擇性絡(luò)合能力，結(jié)合常數(shù)高達3.6×109 M?2，展現(xiàn)出在富勒烯材料的提純與分離方面的應(yīng)用潛力。而筒狀的分子帶可與環(huán)型結(jié)構(gòu)的[2,2]環(huán)蕃分子相結(jié)合，形成獨特的“環(huán)套環(huán)”的超分子包合物。氧硫雜雙橋聯(lián)分子帶的可控合成、多樣結(jié)構(gòu)及其豐富的主客體化學(xué)充分展示了雜原子摻雜分子帶的魅力，也為分子帶的設(shè)計和構(gòu)筑提供了新的思路。

研發(fā)階段/n從深海研究中對溫度、鹽度和溶氧參數(shù)的測量需求出發(fā)，針對現(xiàn)有高精度CTD 傳感器產(chǎn)品主要被國外產(chǎn)品壟斷，并且在溫度變化劇烈時，容易因為溫度和電導(dǎo)率 傳感器響應(yīng)速度不一致造成較大動態(tài)測量誤差，難以在深海熱液冷泉周邊環(huán)境中進 行高精度測量的問題，以及現(xiàn)有溶解氧傳感器響應(yīng)速度較慢的問題，攻克快速響應(yīng) 的電導(dǎo)率和溶解氧參數(shù)測量技術(shù)，研究實現(xiàn)支持深海快速移動測量的溫鹽-溶氧傳 感器。

本成果提出了一種富氧燃燒高效低成本運行關(guān)鍵技術(shù)與其對應(yīng)示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點圍繞兩個關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級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)計能力。 其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)運行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）和ESP除塵效率進一步提升。 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)場實時運行 【技術(shù)優(yōu)勢】 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：燃料的燃燒計算、煙氣和送風(fēng)模擬、熱平衡計算、爐膛熱力計算和對流受熱面熱力計算，其中爐膛熱力計算中的計算火焰黑度和爐膛黑度步驟，以及對流受熱面熱力計算中計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

【研究背景】 我國以煤為主的能源稟賦決定了煤電將會在未來一段時間內(nèi)充當托底角色，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碳達峰、2060碳中和”愿景目標的現(xiàn)實約束。開發(fā)具有大規(guī)模CO?捕集功能的新型低碳燃燒技術(shù)是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(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行關(guān)鍵技術(shù)與其對應(yīng)示范裝置。著眼于發(fā)展經(jīng)濟、安全和可靠的富氧燃燒技術(shù)需求，本成果重點圍繞兩個關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題： (1)基于氧/燃料雙向分級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)計能力。 其中，運用富氧壓縮S/N/Hg一體化脫除技術(shù)，SO?/NOx/Hg脫除率分別達到99%，93%和98%；35MWth富氧燃燒工業(yè)示范連續(xù)運行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）和ESP除塵效率進一步提升。 圖2 應(yīng)城35MWth富氧燃燒工業(yè)示范系統(tǒng)及現(xiàn)場實時運行 【技術(shù)優(yōu)勢】 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】 【資質(zhì)榮譽】 獲日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(2017)、國際自動化學(xué)會電力工業(yè)設(shè)施獎(2017)、湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(2018)。

呼吸是人類的最基本生理需求。然而，空氣污染物的存在往往使這一基本需求難以得到保障。更有甚者，在一些特殊環(huán)境場所，空氣中可能存在高致病微生物如病毒和細菌、生化毒劑、毒素等嚴重危害人體健康甚至威脅生命。此外，空氣中也可能存在一些未知的有毒物質(zhì)，如不明病原體、化學(xué)物質(zhì)等。目前已有的空氣安全預(yù)警技術(shù)主要針對有限的幾種污染物或者有毒物質(zhì)進行實時監(jiān)測，無法覆蓋包括生物與化學(xué)威脅在內(nèi)的所有潛在威脅。空氣中的污染物種類繁多，理論上很難發(fā)展一種同時監(jiān)測上千種污染物的儀器設(shè)備。另外，空氣毒性安全預(yù)警技術(shù)需要對空氣毒性做出快速響應(yīng)，以便為采取防御措施爭取寶貴的時間。這些要求都是對當前技術(shù)的極大挑戰(zhàn)，很難實現(xiàn)對空氣的綜合毒性的實時預(yù)警。

微藻可以通過自身的光合作用高效固定二氧化碳，同時生產(chǎn)生物燃料以及高 附加值產(chǎn)品，已成為國內(nèi)外技術(shù)開發(fā)的熱點。在微藻能源利用工藝流程中，用于 微藻培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器占總設(shè)備投資和運行成本的一半。由于相關(guān)研究工作的 缺乏，生物反應(yīng)器受微藻光合效率、傳質(zhì)以及光照的限制，體積大、占地寬、成 本高、產(chǎn)率和效率低。為了強化微藻光生物反應(yīng)器中光傳遞，提高光分布的均勻 性，構(gòu)建了內(nèi)嵌空心導(dǎo)光管的新型平板式微藻光生物反應(yīng)器，通過空心導(dǎo)光管的 引入實現(xiàn)了將光能導(dǎo)入反應(yīng)器中光衰減嚴重區(qū)域，提高了反應(yīng)器內(nèi)藻細胞的產(chǎn)量。 在此基礎(chǔ)上，為了優(yōu)化反應(yīng)器的光分布，設(shè)計了內(nèi)置導(dǎo)光板的光生物反應(yīng)器，并 將其用于工業(yè)化中常用的跑道池反應(yīng)器中（如圖1所示），使微藻產(chǎn)量提到了 193. 33%,生物質(zhì)產(chǎn)量達到2. 31g/L,油脂產(chǎn)量達到1258. 65mg/L。導(dǎo)光板目前工 藝成熟，成本低廉，對微藻無毒害作用，因此將其用于微藻產(chǎn)業(yè)化培養(yǎng)的跑道池 反應(yīng)器中，基本不會增加建造及運營成本。按目前藻粉市場價來算，微藻150 元/千克，傳統(tǒng)跑道池反應(yīng)器的收益為0.18元/升，而利用內(nèi)置導(dǎo)光板的跑道池 光生物反應(yīng)器可獲得0.35元/升的收益。同時，在工業(yè)化常用的管式反應(yīng)器的基 礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的提出了一種新型非連續(xù)光照管式光生物反應(yīng)器，通過間斷遮光方 式，形成了反應(yīng)器內(nèi)明區(qū)和暗區(qū)的周期性分布，實現(xiàn)了微藻在反應(yīng)器內(nèi)流動時的 規(guī)律性明暗交替，從而觸發(fā)閃光效應(yīng)，使微藻生長速率提高了 15%。 在微藻生長到穩(wěn)定期后，需對反應(yīng)器中的微藻進行采收。傳統(tǒng)的采收方式包 括離心、絮凝、氣浮、膜過濾等，這些方法均耗能較多。為了降低采收成本，提出聚丙烯酸系高吸水性樹脂吸收培養(yǎng)基濃縮微藻，吸收后可通過高溫?zé)煔饷撍?收再利用。利用采收后的濕藻進行水熱液化的預(yù)處理方式，將藻細胞破壁，使細 胞內(nèi)的多糖、蛋白質(zhì)、油脂等析出并解聚成小分子的單糖、氨基酸、脂肪酸，之 后這些小分子物質(zhì)經(jīng)微生物發(fā)酵，產(chǎn)出甲烷、氫氣等高熱值的生物燃料。此外， 微藻破壁后，可直接經(jīng)萃取等過程，得到硫代多糖、二十碳五烯酸（EPA）、二十 二碳六烯酸（DHA）、蝦青素等高附加值產(chǎn)品。其中，硫代多糖具有抗氧化、抗腫 瘤、抗炎、抗病毒等活性，并且可以作為抗凝血劑和免疫調(diào)節(jié)劑。EPA被稱為“血 管清道夫"，能促進循環(huán)系統(tǒng)的健康和防止膽固醇和脂肪在動脈壁上積聚，并對 治療由自身免疫缺陷引起的炎癥有效。DHA俗稱“腦黃金”，是神經(jīng)系統(tǒng)細胞生 長及維持的一種主要成分，是大腦和視網(wǎng)膜的重要構(gòu)成成分，在人體大腦皮層中 含量高達20%,在眼睛視網(wǎng)膜中所占比例最大約50%。蝦青素是已知氧自由基清 除能力最強的天然色素，其抗氧化能力是維生素E的1000倍，雨生紅球藻是最 佳的天然蝦青素來源，含量達到3%-5%,是目前唯一被美國FDA審核準許可用于 人類直接使用的蝦青素產(chǎn)品，我國于2010年批準納入食品新資源產(chǎn)品目錄。 針對微藻生物質(zhì)高效能源化利用的問題，提出太陽能加熱實現(xiàn)微藻水熱預(yù)處理， 再利用水解液和固態(tài)殘渣厭氧發(fā)酵制取富氫甲烷氣，實現(xiàn)微藻全組分轉(zhuǎn)化利用， 并建立了中試系統(tǒng)（如圖2, 3）o通過太陽能水熱水解，微藻發(fā)酵產(chǎn)甲烷過程的 速率和轉(zhuǎn)化率得到顯著提升。

"重金屬的環(huán)境風(fēng)險與土壤中重金屬的有效態(tài)含量而非總量密切相關(guān)。原位鈍化修復(fù)通過在土壤中添加不同比例磷基、炭基等材料組成的新型環(huán)境友好鈍化劑，通過提高pH、沉淀、吸附等作用降低重金屬的生物有效性。穩(wěn)定化修復(fù)是一種操作簡單、成本低廉且具備良好應(yīng)用潛力的原位修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)由于其環(huán)境友好性和潛在的經(jīng)濟價值，科學(xué)選擇修復(fù)植物并輔以綠色化學(xué)、生物強化方法提高其修復(fù)效率，在污染耕地修復(fù)、替代種植等方面具有重要的推廣價值。 本成果研發(fā)的系列鈍化劑可以有效降低植物對重金屬的吸收，通過田間試驗驗證，一次施加，持續(xù)有效長達十余年，而且蘆蒿重金屬含量達到《食品中污染物限量》標準。 開發(fā)的以柳樹為核心的植物修復(fù)技術(shù)，在高效去除土壤重金屬、改善土壤質(zhì)量的同時，收獲的柳樹可用于綠化、岸邊緩沖帶建設(shè)等領(lǐng)域，具有很好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。 同時，鈍化劑在江蘇、湖南、安徽等地推廣，使中輕度污染土壤中水稻的重金屬含量達到國家標準。以柳樹為核心的植物修復(fù)技術(shù)在江蘇、河南等地推廣應(yīng)用，取得了很好的環(huán)境和經(jīng)濟效益。"