技术成果

离子液体法烟气脱硫及硫资源化利用新技术

技术简介及特点 烟气中 SO 排放（酸雨，PM2.5）对生态环境和人体健康带来严重影响，同 时造成硫资源的严重浪费，据统计，排放1 吨SO 造成直接经济损失 2万元。目 前运行的烟气脱硫技术主要是湿法脱硫，但该方法腐蚀严重，副产物难处理，SO 不能回收利用。本团队开发了离子液体法烟气脱硫及硫资源化利用新技术，该技 术具有以下特点：1.能耗低，工艺简单，该离子液体价格便宜，且可以循环利用； 2.捕集率> 99%，符合目前 SO 排放标准；3.可回收高度的 SO ，纯度> 98%，进 2 2 一步制备硫酸等，实现硫的资源化利用，降低脱硫成本。 专利及进展情况 已申请 5项发明专利，其中授权 3项。与国电合作在贵州福泉电厂建立了处 理量 300Nm3/小时及 10000Nm3/小时的烟气脱硫装置，脱硫率>99%。2017 年通过 了中国环境科学学会的科技成果鉴定，关键技术指标达到“国际领先水平”。 产业化前景分析 该技术脱除烟气中 SO ，可回收宝贵的硫资源，可作为生产硫酸、液体二氧 化硫等优良原料。该技术实现了烟气脱硫装置的高效化、资源化，符合国家循环 经济的发展目标，对保护社会环境和人类的健康有重要意义。因此本技术特别适 合于以高硫煤为原料的焦炉烟气、烧结烟气以及电厂烟气，该技术是彻底解决高 硫地区烟气治理的必由之路，同时也将促进我国煤炭、电力、化工工业的良性发 展，产生积极的经济效益和社会效益，因此该技术在我国具有很好的推广应用价 值。 转化方式 技术转让 许可使用 阻燃型玻纤增强热塑性复合材料的可控制备技术

固体燃料解耦燃烧技术

技术简介及特点 解耦燃烧技术由中国科学院过程工程研究所发明，获得了中国科学院技术发 明一等奖和国家专利优秀奖，是目前国内外唯一可以在实现固体燃料无烟燃烧的 同时有效降低NO 和CO排放的高效中小型燃煤或生物质实用技术。解耦燃烧技术 x 通过优化炉膛结构来对固体燃料热解和燃烧过程进行解耦和有效控制，使燃料先 后经过低温还原气氛下的低氮燃烧和高温氧化条件下的可燃物燃尽两个过程，实 现燃料的连续分级充分燃烧。与传统燃煤炉相比，解耦燃煤炉的NO 排放可降低 x 30%-45%，节煤量可达20%-30%，排烟林格曼黑度小于1，燃烧烟煤也可达到“无 烟排放”的标准。 专利及进展情况 申请发明专利43项，其中获授权21项。2016年11月通过山东省煤炭工业局组 织的科技成果鉴定,与会专家一致认为解耦燃烧技术具有创新性、实用性和广阔 推广应用前景，总体达到国际先进水平。 产业化前景分析 在我国，近80%的居民使用低效炉具，燃用劣质、高硫烟煤。这些劣质散煤 直烧低空直排的污染物达到超净排放的大型锅炉等量燃烧后的10-20倍。我国有 燃煤工业锅炉60％以上为低参数、小容量的链条排炉或层燃炉，锅炉热效率平均 60%-65%。由于燃煤工业锅炉数量大、分布广、排放高度低、燃煤品质差、治理 效率低，污染物排放对城市大气污染贡献率高达45-65%。这些燃煤污染物排放是 造成严重灰霾天气的重要原因之一。考虑到我国能源消费现状以及农村目前的经 济发展状况，以亿万农民的实际需求、消费习惯和承受能力为导向，立足于利用 我国资源丰富的煤炭资源，开发节能、环保、价廉和好使的洁净型煤和炉具，鼓 励采用“洁净型煤+解耦炉具

甲醇制乙醇技术

乙醇是世界公认的绿色汽油添加剂，也是重要的基础化学品。长期以来，利用化石资源生产乙 醇一直是全世界努力的目标。基于我国以煤炭为主的能源结构，亟需开发具有自主知识产权的煤 基燃料乙醇成套技术。大连化物所提出以煤基合成气为原料，经二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工 艺路线。该路线采用非贵金属催化剂，可以直接生产无水乙醇，是一条独特的环境友好型新技术路 线。 2017年1 月，采用中国科学院大连化学物理研究所、具有我国自主知识产权技术的⸺陕西 延长集团10万吨/年合成气制乙醇工业示范项目打通全流程，生产出合格的无水乙醇，并实现平 稳运行，标志着全球首套煤经二甲醚羰基化制乙醇工业示范项目一次投产成功。截至目前，已成功 签订技术实施许可合同13 套，乙醇产能395万吨 /年。这是新型煤化工产业化技术应用的又一次 重大突破，使我国率先具有了设计和建设百万吨级煤基乙醇大型工业装置的能力，奠定了我国煤 制乙醇工业化的国际领先地位。这对保障我国能源安全和粮食安全、煤炭清洁化利用以及缓解大 气污染等具有重要的战略意义。

天然气清洁燃烧技术和燃烧器产品

项目简介及应用领域近年来，雾霾成为中国环境问题的主要关切，天然气作为清洁燃料将逐步替代煤炭作为主要能源。然而，由于燃烧技术水平总体较低，实际应用的各类民用、商用和工业用燃气用具，如燃气灶、燃气热水器、燃气采暖热水炉和燃气锅炉仍普遍存在产生高浓度有毒有害的一氧化碳和氮氧化物问题，危害健康和环境。从燃气锅炉开始，国家逐步收紧烟气中 NOx 排放限值，在全国逐步开展燃气锅炉低氮化工程。目前，燃气锅炉低氮化面临多重问题：1）小型锅炉全预混表面燃烧降氮技术和产品国外垄断，价额昂贵，普适性差；2）国内主流分级燃烧加烟气再循环技术用于中小型锅炉存在出力下降，能耗增加等弊端；3）大吨位锅炉缺乏满足直排要求的降氮技术。本团队开发了一种新型蓝柔燃烧技术，创造性的改变燃烧机燃烧头结构，成 功实现气体高效混合和稳定清洁燃烧一体化集成化。使用该燃烧头，燃气锅炉 NOx 排放远低于 30mg/m3 的现行最高标准，并优于国外相关技术；由于其火焰长度远远短于常规火焰，现有各吨位锅炉燃烧机均可直接进行改造更换；与国产风机、阀组、控制系统等装配成功实现整机完全国产化，具有完全自主知识产权， 成本远低于国外同功能垄断产品。自2017年实施打赢蓝天保卫战三年行动计划以来，京津冀“2+26”城市等重点区域投入巨资，严格执行煤改气和燃气锅炉低氮化措施，大气环境质量已显著改善。目前全国各地都在收严 NOx 排放标准，2010-2019 年近十年新增燃煤和燃气工业锅炉共约 424 万蒸吨，低氮改造市场高达万亿。蓝柔燃烧技术也可用于燃气灶、燃气热水器、燃气采暖热水炉等民用和商用燃气用具，除具有超低 NOx 排放性能外，还可使

煤矿用多类型安全预警装置（气体及光纤传感类）

同时利用激光吸收光谱技术和光纤传感技术实现，煤矿井下自然发火的在线 原位检测。避免了长束管系统的抽取式测量，提高了测量精度，响应速度和测量 气体种类。可以同时测量O、CO、CO、CH、CH、CH 等目标气体。 2 2 4 2 4 2 2 激光多气体在线监测系统有：激光多气体监测主机、抽气束管、上位机PC、 通讯光缆等。该系统集多种气体检测于一身，能够显示多种气体信息，标准主机 可同时检测 6 种气体（一氧化碳 CO 、二氧化碳 CO 、氧气 O 、甲烷 CH 、乙 2 2 4 烯CH 、乙炔 CH）。所有待检气体先过滤后检测，远距离信号传输，就地可视 2 4 2 2 化显示。 目前产品已经满足生产要求，成熟度较高。 在该方向已经申请发明专利和软件登记数十项。

LIBS矿物元素重金属分布微成像装置

成果简介：激光诱导击穿光谱（LIBS）技术具有：无需样品制备、同时检测多种元素、测量时间短、能够对各种形态的样品进行分析、设备价廉易于操作、能够进行微区分析等优点。针对食品和生物样品的矿物元素和重金属含量低、分布不均匀等问题，集成双激光器、光学图像获取（CCD）、三维移动平台以及图像清晰度评价函数的自动聚焦算法等技术，研发出DP-LIBS矿物元素重金属分布微成像装置。实现控制软件对共线DP-LIBS实验系统与CCD相机、三维移动平台进行有效控制。能够实现对生物、食品样品中矿质元素和重金属元素分布和定性定量分析。主要技术指标（或参数）：能够实现最小分辨率20微米，能够实现每分钟30个点的自动检测，能够对样品中矿质元素和重金属进行同时检测，对于样品建立不同模型对成分进行预测。提供矿物元素和重金属的空间分布信息。应用领域：可以对农业中生物样品、食品、土壤等进行检测分析也可以应用到冶金、煤炭等行业，以及科研、环保执法、司法鉴定等。市场前景：目前可以对农产品、食品，例如水稻中矿质元素和重金属进行微区检测，也可以对土壤中各种元素进行定量分析，同时也能拓展到冶金、煤炭行业，控制产品质量，预计这些领域需求量巨大，预计价值数亿元。同时可以满足相关科研、环保执法、司法鉴定等需求。拟转化的方式（或合作模式）：可采用技术转让或技术作价入股成立公司方式。 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅 国科控股 中国科学院科技战略咨询研究院 --> 中国科学院成都文献情报中心 蜀ICP备05003827号-12 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000006 版权：中国

新型胶体防灭火材料及系统装备

开发新型胶体防灭火材料和系统装备、灭火钻孔施工机具、矿井火灾监测预警系统、矿山救援可视化指挥装置等，推广应用于全国20多个省100多个煤矿并出口。

煤炭深加工制备高品质锂离子电池负极

兰炭也称半焦碳，以低变质煤为原料在隔绝空气的情况采用低温干馏技术生产的一种固体产品。它是一种较为硬而脆的煤种，在兰炭生产过程中，小于 3 mm 的兰炭粉末约占总质量的10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。将兰炭经过改性后加工制作成高品质碳材料，如锂离子电池负极或者活性碳等，延长兰炭产业链，变废为宝。

智能煤矸石分拣系统

本成果是利用深度学习和机器人技术实现传送带上煤和矸石的分拣，首先收集数据 集利用Youonlylookonce(YOLO)网络实现煤和矸石的自动识别，确定煤炭与煤矸石在传送带上的位 置，再利用深度强化学习算法控制机械臂完成煤矸石的抓取、分拣，该设计将融合目前最先进的深 度学习算法、机器视觉算法和机器人控制算法，实现了煤和矸石的智能分拣，避免了人工分拣过程 中粉尘对人的伤害，提高了生产效率和分拣的准确率。成果识别与定位精度能够达到98%以上，在 纯CPU条件下能够达到50帧每秒的识别帧率，降低了对计算机的配置要求；通过多个机械臂分工 协作，所设计的深度强化学习方法能够达到85%以上的分拣效率远超过了人工分拣50%的分拣效率。

高效煤矿污水处理

煤矿污水的处理成为当前国内外煤化工生产的焦点问题，其中高效絮凝剂、混凝剂 的研发是煤矿污水处理的核心，本项目所述的淀粉改性高效絮凝剂是用淀粉接枝丙烯酰胺(AM)合成 的，然后通过EA、FTIT、SEM、TGA、NMR表征手段对该絮凝剂进行表征，表征结果显示合成淀 粉改性高效絮凝剂是成功的，进而研究了合成条件对新絮凝剂性能的影响。最后，对合成的絮凝剂 在煤矿废水中的应用条件做了相关研究，发现最佳的淀粉改性高效絮凝剂的投加量下处理后的煤矿 废水具有不凡的效果

一种面向煤矿井下监控场景的低质图像重建方法

本发明属于图像处理领域，本发明公开了一种面向煤矿井下监控场景的低质图像重建方法，获取实际煤矿井下监控的低质图像，并将其输入训练好的学生网络得到重建图像；其中，对学生网络进行训练的方法为：计算质量评分最高的候选图像和质量评分最低的候选图像之间的对比损失，以及计算学生网络编码器输出的多尺度特征与教师网络编码器输出的多尺度蒸馏参考特征之间的对齐损失来训练学生网络；蒸馏参考特征是通过教师网络编码器对低质图像做多尺度特征提取并融合得到；本发明在缺少清晰真值图像的井下场景中，将无参考质量评价由外部评价指标转化为可参与网络训练的排序约束信号，从而为学生网络提供稳定的自监督优化方向。

采掘装备齿轮超深层多段脉冲式渗碳调质淬火工艺方法

本发明公开了一种采掘装备齿轮超深层多段脉冲式渗碳调质淬火工艺方法，包括以下步骤：一、对低碳合金钢采掘装备齿轮坯体进行预热；二、采用强渗阶段与扩散阶段交替循环的多段脉冲式渗碳处理，并精准设计渗碳参数；三、调质处理；四、最终淬火处理；五、回火处理。本发明通过采用短时强渗+等温扩散高频循环，设计强渗和扩散阶段参数，从源头上抑制Cr、W碳化物沿晶析出，利用脉冲间隙使碳原子向纵深迁移，实现周期性重构碳通量与碳浓度梯度，精准锁定表层碳浓度；结合渗碳后的调质和淬火获得高硬度马氏体，确保碳化物以细小、球状、弥散形式析出，获得高硬度硬化层和高韧性心部的齿轮，适用于采掘装备领域。