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微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機(jī)動，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測和運輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時間短的痛點問題，尤其當(dāng)重量小于10克時，其飛行時間一般不超過10分鐘。這是因為目前微型飛行器的發(fā)動機(jī)驅(qū)動部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，而電磁電機(jī)在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大，能量轉(zhuǎn)化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機(jī)效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽光作為能量來源，受限于太陽能電池的面積，很難滿足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團(tuán)隊從微型發(fā)動機(jī)的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動方案，研制出了在微小尺寸下轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高的微型靜電電機(jī)，并首次實現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行，在微型飛行器的發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發(fā)動機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優(yōu)勢，首次實現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行。 靜電發(fā)動機(jī)的核心是靜電電機(jī)，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫侖力來產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的新型微型電機(jī)，具備結(jié)構(gòu)簡單和無需繞組的優(yōu)勢，其高電壓（千伏級）、低電流（微安級）的工作特性也使其在工作過程中發(fā)熱少且無明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機(jī)，靜電電機(jī)表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以內(nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)傳統(tǒng)電磁電機(jī)的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機(jī)的1/10以內(nèi)，因此即便采用小尺寸太陽能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機(jī)雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級高壓電流來驅(qū)動，然而傳統(tǒng)高壓電源由于體積和重量過大，無法搭載在微型飛行器上。因此團(tuán)隊還針對飛行應(yīng)用場景，研制了千伏級超輕質(zhì)高壓電源，主要包括太陽能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國斯坦福大學(xué)研發(fā)的同類技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項目研發(fā)出的飛行器整機(jī)僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽能飛行器的1/10和1/600。更進(jìn)一步，團(tuán)隊還提出一款翼展8毫米，質(zhì)量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機(jī)在飛行器進(jìn)一步微型化中的巨大潛力。

成果描述：針對我國磷石膏年處理量不足，且以生產(chǎn)低檔建材產(chǎn)品為產(chǎn)業(yè)鏈主體的利用現(xiàn)狀，建立大量化處理、低成本生產(chǎn)的磷石膏制酸技術(shù)體系是磷化工行業(yè)的迫切需求。該成果從解決現(xiàn)有磷石膏制酸技術(shù)的問題（分解溫度高、能耗高、煙氣SO2濃度低、對磷石膏質(zhì)量要求高）入手，立足自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，從關(guān)鍵技術(shù)研究、關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范三個層次來設(shè)立研發(fā)任務(wù)和研究內(nèi)容，形成的主要成果包括：1 節(jié)能化煅燒beta半水石膏技術(shù)研究；2 硫磺低溫分解磷石膏制高濃SO2技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備研究；3 氧化鈣殘渣制備飼料級磷酸氫鈣的高值化利用技術(shù)；4 萬噸級硫磺分解磷石膏制酸裝置，全流程的“三廢”達(dá)標(biāo)排放，硫酸生產(chǎn)成本小于硫磺制酸生產(chǎn)成本。市場前景分析：應(yīng)用領(lǐng)域：磷石膏集中排放地、需要大量利用硫酸的企業(yè)，如云南云天化集團(tuán)等，同時也可擴(kuò)展到其它石膏品種，如氟石膏等。 市場需求分析：以硫磺代替焦炭分解磷石膏，制酸過程實現(xiàn)節(jié)能減排，為磷石膏制酸的新技術(shù)，此項技術(shù)填補(bǔ)了石膏制酸國際國內(nèi)空白。該技術(shù)磷石膏原料適用面廣，操作性強(qiáng)，為各大磷化工企業(yè)解決磷石膏問題所急需，不僅實現(xiàn)企業(yè)硫循環(huán)，同時拓展鈣的高值化利用，經(jīng)濟(jì)成本較低使其具有廣闊的市場前景，同時為國家鼓勵的循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程。該技術(shù)規(guī)模化裝置成功后可望使該技術(shù)在全國得到推廣，最終解決磷石膏污染的世界性難題。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：硫磺分解磷石膏制硫酸裝置，半水石膏煅燒成本≤35kg標(biāo)煤/噸，磷石膏中硫脫除率≥95%，分解溫度≤1100℃，氣相SO2濃度≥10%，脫硫鈣渣可直接代替石灰用于飼料級磷酸氫鈣生產(chǎn)。全流程的“三廢”達(dá)標(biāo)排放，硫酸生產(chǎn)成本小于硫磺制酸成本（按硫磺1500元/噸計，則本技術(shù)生產(chǎn)成本應(yīng)≤500元/噸）。 國際先進(jìn)

針對生物質(zhì)體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運輸成本高的問題，開發(fā)了雙螺旋移動式熱解制油裝置系統(tǒng)，將生物質(zhì)就地轉(zhuǎn)化為高能量密度、易于運輸?shù)纳镉汀Ｔ撓到y(tǒng)包括快速熱解、燃燒供能、驟冷和智能化控制等單元，采用自主設(shè)計的雙螺旋內(nèi)混熱解反應(yīng)器，利用熱解氣燃燒供能，通過分段式加熱進(jìn)行反應(yīng)強(qiáng)化和能量品質(zhì)優(yōu)化匹配，實現(xiàn)裝置的小型化和緊湊化和移動化。設(shè)計的緊湊式裝置系統(tǒng)在相同處理量下，體積只有傳統(tǒng)設(shè)備的1/5，生物油產(chǎn)率高達(dá)50%，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。制備的生物油品質(zhì)較好，通過簡單提質(zhì)后可與汽柴油混合使用，有望實現(xiàn)生物質(zhì)“分散式制油-集中化煉制”模式。

成果與項目的背景及主要用途： 高溫煤焦油是煤焦化過程中得到的一種黑色或黑褐色粘稠狀液體，其組分非 常復(fù)雜，估計上萬種，已被鑒定五百多種，并且高溫煤焦油是很多稠環(huán)化合物和 含氧、氮及硫的雜環(huán)化合物的重要來源。目前，煤焦油很大一部分作為燃料油直 接燃燒，這樣既是對資源的極大浪費，又會造成環(huán)境的污染。 高溫煤焦油餾分較寬，同時加氫需要按最苛刻的反應(yīng)條件設(shè)計，而按餾分加 氫可根據(jù)原料中各餾分含量設(shè)計反應(yīng)條件，這樣既降低設(shè)備的及節(jié)省催化劑投資， 又能降低過程的能耗。 各餾分經(jīng)過加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯(lián) 苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多種產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都是重要原料，用途廣泛。 技術(shù)原理與流程簡介： （1）化學(xué)品提取：綜合精餾、結(jié)晶、萃取等分離方法可得到符合下游廠家 要求的萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯(lián)苯、苊、芴、蒽、咔 唑、芘等多種產(chǎn)品； （2）剩余餾分加氫精制制備清潔燃料：提取化學(xué)品后剩余煤焦油的利用價 值較低，可通過加氫精制過程，進(jìn)行芳烴飽和、脫硫、脫氮，得到產(chǎn)品硫氮含量 符合國家標(biāo)準(zhǔn)的清潔燃料； （3）通過利用加氫過程的放熱，優(yōu)化工藝過程，實現(xiàn)能量的合理利用。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 在煤焦油加工方面，天津大學(xué)具有工業(yè)萘加工，洗油加工，蒽油加工的工業(yè) 化經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的高溫煤焦油餾分加氫制清潔燃料油技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先 30天津大學(xué)科技成果選編 水平，該技術(shù)成套工藝包的開發(fā)正在進(jìn)行之中。 應(yīng)用前景分析以及效益預(yù)測： 根據(jù)當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策，發(fā)展新型煤化工生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn) 品必將成為國內(nèi)未來發(fā)展的主流方向。煤焦油寬餾分油中含有多種高附加值的化 工產(chǎn)品，在加氫之前首先加工提取這些化工產(chǎn)品，再對剩余的油品進(jìn)行加氫，既 不影響加氫原料油的質(zhì)量，又能進(jìn)一步提高焦油加工的效益。 應(yīng)用領(lǐng)域：高溫煤焦油深加工領(lǐng)域 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 有穩(wěn)定的煤焦油來源；廉價的氫氣來源； 合作方式及條件：雙方共同協(xié)商

成果描述：該技術(shù)利用濕法磷酸經(jīng)初步脫除硫酸根、氟硅酸及有機(jī)色素后，再用鈣鹽進(jìn)一步除去硫酸根，經(jīng)固液分離后，用水不溶性萃取劑萃取磷酸，經(jīng)洗滌、深脫硫后，用軟水反萃有機(jī)相得到凈化稀磷酸，稀磷酸再經(jīng)濃縮得到工業(yè)級85 %磷酸，工業(yè)級磷酸再經(jīng)后處理得到食品級85 %磷酸，食品級磷酸再經(jīng)深度凈化可制得電子級磷酸。市場前景分析：工業(yè)磷酸可直接用作鋁材拋光劑、鋼鐵防銹劑、磷化劑、金屬清洗劑、有機(jī)合成催化劑、精密電鍍等；食品級磷酸可當(dāng)作酸性飲料的酸味劑，應(yīng)用于蔗糖精制；試劑級磷酸作化學(xué)試劑及電子行業(yè)用；藥品級磷酸用于醫(yī)藥品制造；多聚磷酸用于制造聚磷酸鹽、有機(jī)合成原料、金屬表面處理劑，也用作分析試劑。 近五年來，隨著我國食品級磷酸裝置產(chǎn)能的釋放，目前生產(chǎn)能力約250 萬噸，生產(chǎn)廠家50 家左右。近幾年來，我國已成為國際市場上食品級磷酸凈出口國，2008 年以來，每年出口量在47 ～52 萬噸。2012 年我國食品級磷酸產(chǎn)量約為105 萬噸。預(yù)計國內(nèi)食品級磷酸消費市場需求將以12 %的速度增長。國外食品工業(yè)相對成熟，對食品級磷酸的需求將維持在50 萬噸左右，預(yù)計到2017 年，全國食品級磷酸產(chǎn)量將達(dá)到152 萬噸，磷酸生產(chǎn)量增長率在5 %左右。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：符合工業(yè)級磷酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( Q/HF21- 2004)、熱法工業(yè)級磷酸國家標(biāo)準(zhǔn)( GB/T2091-1992)、食品級磷酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( Q/HF22- 2004)、熱法食品級磷酸國家標(biāo)準(zhǔn)( GB3149- 1992)。產(chǎn)品利潤在1000-1500元/噸P2O5。國際先進(jìn)。

成果描述：用濕法稀磷酸制備磷酸二氫鉀技術(shù)已完成5000 噸/年中試，現(xiàn)開始設(shè)計3萬噸裝置。濕法磷酸先與氯化鉀反應(yīng)，然后用萃取劑萃取鹽酸，有機(jī)相經(jīng)洗滌，用氨反萃得到氯化銨，水相經(jīng)過濾、濃縮、結(jié)晶得到磷酸二氫鉀。本技術(shù)的P2O5萃取率高，原料酸中80 %的P2O5進(jìn)入到產(chǎn)品中。自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、可大規(guī)模工業(yè)化，適合大型磷肥企業(yè)，走肥鹽結(jié)合道路。市場前景分析：磷酸二氫鉀廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥、食品、石油、造紙、日化等行業(yè)。目前國內(nèi)磷酸二氫鉀產(chǎn)品的年需求量約在100萬噸上下，而出口量約15萬噸，總需求量約在110萬噸，從2008年至2012年平均23.45 %的高速增長率體現(xiàn)了其巨大市場前景。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：產(chǎn)品磷酸二氫鉀為無色四方晶體或白色結(jié)晶性粉末。KH2PO4含量為92 % - 98 %，相對密度2.338，熔點252.6 °C，易溶于水，1 %的磷酸二氫鉀溶液的pH值為4.6。國際先進(jìn)。

針對生物質(zhì)體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運輸成本高的問題，開發(fā)了雙螺旋移動式熱解制油裝置系統(tǒng)，將生物質(zhì)就地轉(zhuǎn)化為高能量密度、易于運輸?shù)纳镉汀Ｔ撓到y(tǒng)包括快速熱解、燃燒供能、驟冷和智能化控制等單元，采用自主設(shè)計的雙螺旋內(nèi)混熱解反應(yīng)器，利用熱解氣燃燒供能，通過分段式加熱進(jìn)行反應(yīng)強(qiáng)化和能量品質(zhì)優(yōu)化匹配，實現(xiàn)裝置的小型化和緊湊化和移動化。設(shè)計的緊湊式裝置系統(tǒng)在相同處理量下，體積只有傳統(tǒng)設(shè)備的1/5，生物油產(chǎn)率高達(dá)50[[[[[%]]]]]，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。制備的生物油品質(zhì)較好，通過簡單提質(zhì)后可與汽柴油混合使用，有望實現(xiàn)生物質(zhì)“分散式制油-集中化煉制”模式。

錐管、葫蘆形管拔制、螺旋管（桿）高效拔制、方矩管頂推成型等新工藝與設(shè)備。錐管拔機(jī)采用全液壓驅(qū)動，具有國內(nèi)外創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計完成及應(yīng)用必將帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。 錐管、葫蘆形管（縱向變徑管）被廣泛地用作各種形式的散熱器管、燈桿、旗桿及裝飾桿件，縱向變厚度管用于管端加工內(nèi)外螺紋等方面。僅以燈桿為例，隨著我國城市公路、立交橋、高速路網(wǎng)的發(fā)展，特別是國家開發(fā)西部戰(zhàn)略的實施，燈桿用錐管的需求市場巨大。

高溫煤焦油是煤焦化過程中得到的一種黑色或黑褐色粘稠狀液體，其組分非常復(fù)雜，估計上萬種，已被鑒定五百多種，并且高溫煤焦油是很多稠環(huán)化合物和含氧、氮及硫的雜環(huán)化合物的重要來源。目前，煤焦油很大一部分作為燃料油直接燃燒，這樣既是對資源的極大浪費，又會造成環(huán)境的污染。高溫煤焦油餾分較寬，同時加氫需要按最苛刻的反應(yīng)條件設(shè)計，而按餾分加氫可根據(jù)原料中各餾分含量設(shè)計反應(yīng)條件，這樣既降低設(shè)備的及節(jié)省催化劑投資，又能降低過程的能耗。各餾分經(jīng)過加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯(lián)苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多種產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都是重要原料，用途廣泛。