技术成果

焦炉烟气低温SCR法脱硝技术

项目简介及应用领域 针对焦炉烟气特点，开发了整体涂层式低温高效脱硝催化剂用于焦炉烟气 脱硝。本催化剂为一种涂层式蜂窝陶瓷状宽温 SCR 脱硝催化剂，具有低温活性好、处理能力大、抗毒能力强等特点。根据不同的烟气条件，如温度、灰含量、压力、组成等特点，有针对性对孔节距、活性组成、催化剂排布方式等进行优化 设计，能够满足多种应用场合，如焦化烟气、玻璃窑炉烟气、陶瓷窑炉烟气以及 硝酸尾气等脱硝要求。该催化剂具有以下突出特点：1.低温脱硝活性高， 200～250 ℃之间可达到 90%以上脱硝率；2.温度窗口宽，在 180～450 ℃之间起作用；3.对催化剂进行工程设计使得催化剂具有良好的低温抗硫中毒能力，230 ℃时可在 SO2 为 300 mg/m3 的烟气中长时间工作；4.脱除精度高，可保证出口尾气中 NOx 浓度小于 20 mg/m3；5.操作空速大，处理能力强，反应空速在 10000～20000 hr-1，是传统催化剂的4～5 倍。可大大缩小反应器体积，减少占地面积，特别适用于空间紧张，对占地面积有严格要求的焦炉改造项目。2015 年中国科学院大连化学物理研究所与江苏爱尔沃特环保设备工程有限 公司、江苏沂州煤焦化有限公司三方联合，采用该技术为江苏沂州煤焦化有限公 司 3#焦炉进行烟气脱硝治理，建设了脱硝工业示范装置。该装置于 2015 年 11 月 17 日开车成功后，一直稳定运行，反应器出口氮氧化物浓度小于 100 mg/m3， 满足焦化行业最严格的排放标准。在 3#焦炉脱硝装置成功运行的基础上，江苏 沂州煤焦化有限公司继续采用我所技术为其剩余 3 座焦炉进行脱硝改造。我所根

深紫外准分子激光器系列产品

准分子激光是重要的紫外波段激光光源，具有波长短、光子能量高、脉宽小、 空间相干性低等一系列特点，在诸多领域具有独特的应用，主要包括：工业领域 的半导体光刻、平板显示器退火、精细加工；医疗领域的近视眼矫正和白癜风皮 肤病治疗等医疗设备；科研领域的光谱学研究设备和材料学中的薄膜沉积制备等。 准分子激光自诞生以来，从研究走向应用，目前已经在工业、医疗、科研等 领域发挥着不可替代的作用，并且还在不断开辟出新的应用领域。我国作为制造 业大国对准分子激光器的需求巨大，然而，准分子激光器和准分子相关制造设备 却长期几乎完全依赖进口。发展拥有自主知识产权的准分子激光器技术和相应的 加工设备，对于缩短和消除我国在高端制造领域与世界领先水平的差距，对促进 我国经济结构调整，提升整体经济质量具有显著的战略意义。

半导体生产用电力电子设备制造技术

中频电源和射频电源主要应用于半导体及泛 半导体装备。在半导体及泛半导体设备电源制备技术方面，重点 开展了电弧快速检测与精确识别、电弧能量动静态综合抑制等关 键共性技术研究。 开发了工艺效果-电源参数通用匹配方法、电弧精准快速识别 与灵活抑制技术、射频电源电路参数精确提取与可靠性设计等新 方法新技术，突破了半导体工艺设备用射频电源射频主开关管电 压应力过高、匹配网络高效热管理效果欠佳等关键技术瓶颈。解 决了传统电源研发过程中依赖反复迭代以适配工艺要求而导致的 设计周期长与研发成本高等问题，该技术有利于减小电弧对负载 的损害，实现动静态电弧能量综合管理。

智能物联网感知与测试

本项目针对当前物联网测试场景多、传输快、距离远等特点，研 究了物联网结构的最优架构，融合协议解析，实现了多源节点接入与 数据最优化；以“功能模块化”和“感知节点分布式计算资源优化” 为导向，设计开发了物联网设备接入与组网节点模块；引入自适应多 径通信和智能感知节点协同计算，提升智能检测物联网的可协同性、 兼容性、数据传输速率和可靠性。项目研究了多源接入、优化计算及 — 353 — 小型化节点的新型物联网测试共性技术，为各类场景下工业检测智能 物联网向高容量、高速率、资源平衡方向的发展提供关键技术支持。 项目所研发的物联网测试技术已成功应用于建筑施工、物流运输、 石油储运、医疗设备智能化等行业，解决了“沥青路面施工质量监测”、 “冷链运输状态监测”、“集输管道状态监测”和“负压仓智能化升 级”等具体工程问题，相关技术在多个具体场景获得广泛应用。由于 所研究成果对抗击新冠肺炎疫情发挥了积极作用而被西安电视台报 道，并被学习强国等网络平台转载，获得了较好的社会反响和积极的 反馈评价。 （三） 关键技术 1）多源异构感知节点解析兼容技术。 为了测试功能的多样化需要协调多种感知节点并协调测试需求。 项目研发了多设备异构协议解析融合方案，打通了异构协议节点间信 息交互的屏障，实现了对多种异构协议一致性和互操作性的测试与评 价。 2）融合计算与最优化传输技术。 为了减小上游数据的收发量，减轻服务器数据处理的负载，必须 全面优化计算资源并降低物联网能耗。项目结合了最优化与自适应理 论，解决了自主路径选择与规划难题，建立了分布式计算策略，结合 — 354 — 最优化数据分配与传输全面提升了节点的运算能力并极大降低了网 络负载。 3) 小型化与低功耗节点技术。 为了最大化系统总吞吐量，必须通过拓扑控制满足总体的服务质 量需求。项目解决了基于拓扑控制的高速 mesh 难题，提出了冲突负 载均衡方

移动式磁共振成像诊疗设备

磁共振成像（MRI）诊断设备是现代医学诊断中最重要的常用医疗设备。MRI是重要脏器疾病和损伤（除肺脏外）确诊的最重要手段。头颈神经系统疾病的诊断尤其重要，较CT 在精细解剖结构的判定上是不可或缺的确诊手段，如脑卒中超早期确诊；广泛性颅脑损伤或弥漫性轴索程度判定；脑和颈髓急性病变；急性颈椎损伤等。目前医院内的固定式磁共振成像系统，较难以完成对头颈“急危重”患者的快速检查和诊断，临床迫切需要小型化、移动化的磁共振成像系统。磁共振成像系统主要由五部分构成，即磁体、谱仪、梯度、射频、计算机即图像处理系统等组成各部件之间相互连接，由计算机控制，协调。根据磁场产生的原理不同，目前市场上的磁共振系统主要以永磁型和超导型为主。限制磁共振成像小型化的主要原因在与磁体的选择设计以及成像算法的开发。基于此团队着重从磁体以及成像方面进行突破，开发了以下相关技术：核心技术一：磁体技术：磁体阵列能够在规定范围内产生高达120mT的主磁场，并提供x方向磁场梯度，同时由线圈提供y和z方向磁场梯度。核心技术二：成像技术：在永磁体产生的低场强、非均匀主磁场、非线性梯度磁场下的图像重建算法-共扼梯度算法。核心技术三：射频技术：采用低频线圈，实现在超低场下的射频激发采用具有相位差的驱动信号对线圈进行激发与信号接收。

多功能窄谱光子治疗仪

本项目将研制一种多功能窄谱光子治疗仪，具体治疗范围包括：血管性皮肤病、色素性皮肤病、文身和脱毛、嫩肤除皱、溶脂纤体等。本产品立足于具有自主知识产权的技术开发，为专业美容医院及网点，提供全面性治疗平台，实现资源优化配置。产品特点包括：① 投资小：相比于多台激光器，本设备多功能属性性价比超高，投资仅为激光器十分之一；② 审批周期短：传统的激光治疗仪为三类医疗设备，本光子治疗仪为二类设备，审批手续简便，生产周期短；③ 操作灵活：多功能切换灵活、方便，一体化治疗平台可移动、易清洗；④ 便于二次开发及新功能拓展：基于宽普光子光源，窄普滤光，实现多功能治疗功能，便于二次功能开发及新能工拓展。

高性能无铅压电材料设计与开发

（一）项目背景含铅压电陶瓷是当前市场主流产品，但因其主要成分氧化铅是一种有毒物质，在烧制过程中容易挥发，导致产品性能难以稳定控制，且生产过程对环境、人体危害较大。2003年前后，全球开始大范围限制含铅电子材料使用和进口。随着环保压力加剧，电子信息产业高速发展，世界各国势必加快禁铅脚步，已有相关企业提前进行无铅压电陶瓷产业布局。因此研发无铅压电陶瓷是当前压电陶瓷的研究热点之一。（二）项目内容本项目研究主要集中在钛酸钡（简写 BT）基（包括 BHT-BCT、BZT-BCT、BST-BCT三种材料）高性能无铅压电陶瓷的设计与开发。技术上，突破了传统 BT 基无铅压电陶瓷长期受限于压电性能和温度稳定性的瓶颈，材料居里温度明显提高，整体压电性能远超市面上产业化较多的KNN基无铅压电陶瓷，部分指标与含铅压电陶瓷的性能指标相当。本项目生产成本存在巨大优势，无需采购专用设备，使用传统固相法即可大批量制备，材料采购费用仅为KNN基无铅压电材料的 1/9。项目团队设计研发的BT基无铅压电陶瓷在技术端实现突破，将BT基无铅压电陶瓷产业化变为可能。（三）关键技术项目团队掌握高性能 BT 基无铅压电陶瓷粉体制造与烧结关键技术，所研制材料易于制备，工艺稳定性高。烧结工艺采用传统固相法不需要更换现有设备。高温烧结过程中，原料不易挥发，不需要附加保护气氛，可有效降低成本。本技术的优势在于： 1.性能优势，突破传统 BT 基无铅压电陶瓷性能瓶颈，材料具有超高压电性能和温度稳定性。项目团队研发的BT基无铅压电陶压电系数可达530-620pC/N，与含铅压电陶瓷指标相当，KNN 基无铅压电陶瓷仅为 350-390pC/N;15-70℃工况下，项目团队研发的BT 基无铅压电陶压电系数保守估计不低于 400pC/N。项目材料相对介电常数为2500-3000，而含铅压电陶瓷的相对介电常数为 1500-2000，KNN 基无铅压电陶瓷仅为1000左右。 2.成本优势，现产业化的KNN基无铅压电陶瓷原材料价格较高且需要一定保存条件，陶瓷烧结条件严苛，需要采购专业设备。与之相比，BT基无铅压电陶瓷原材料价格更低，不受空气湿度影响，对存储环境没有要求。设备不变的情况下，核算实验室生产厚度1mm，直径8mm的KNN基无铅压电陶瓷片所需的化学药品原材料成本为81元/100g，BT基无铅压电陶瓷片的材料成本为9元/100g，仅为生产KNN基材料成本的1/9，投产后项目材料成本还将继续降低。（四）项目团队本项目技术提供方为西安交通大学物理学院铁性功能材料研究课题组，负责人周超副教授自2004年起，一直从事铁电压电功能材料的研究。2012年，周超副教授首次在国际上明确提出“triple-point morphotropic phase boundary”（三相点型准同型相界）的概念，并据此设计与开发多种高性能压电材料。2020年，团队负责人周超副教授作为骨干成员入选陕西省科技创新团队。项目团队依托的金属材料强度国家重点实验室、物质非平衡合成与调控教育部重点实验室以及陕西省先进功能材料及介观物理实验室，涵盖物理学和材料工程科学两个方向，提倡学科交叉、理工结合、产学研贯通，围绕先进铁电压电功能材料的高性能化及物理机制，持续开展实验研究和理论研究。