技术成果

有机固废热解气化清洁供能技术及设备

针对农林废弃物、生活垃圾、造纸及制药等过程产生的有机废弃物资源化问题，采用 “热解气化”的处理方式，可将一个乡镇产生的秸秆、垃圾或企业产生的造纸废渣、中药渣等 有机固废等进行集中热转化处理，处理后产生的燃气可以作为居民炊事用气，也可经废热锅 炉转化为蒸汽给周边地区供暖或为企业供蒸汽，同时还能产生生物炭和提取液，用于土壤改 良等。 为实现以上功能，研究所开展了有机固废热解气化清洁供能技术及设备，可将有机固废 转化为燃气/蒸汽、生物炭/炭基肥或电力。通过该技术一方面集中处理了有机废弃物，减少 对环境的污染、长距离运输成本及高昂的固废处置费；另一方面产生的燃气或蒸汽可以解决 周边居民或企业的用能需求，产生的生物炭及经加工后可作为有机肥在当地进行销售，实现 变废为宝。 成套设备包括破碎筛分、热解气化、气液分离、燃气低氮燃烧等过程，其中固废热解气 化设备是整个过程的核心设备，该设备具有占地面积小、投资节省、操作简单等优点。下面 以农作物秸秆为例，介绍有机固废热解气化清洁供能工艺流程。 图1有机固废热解气化清洁供能工艺流程

生物质化学链气化生产合成气和绿氢技术

针对新型生物质化学链气化工艺过程的关键技术问题，本项目研制兼具载氧、载热和焦 油催化裂解/重整的多功能复合型氧载体，开发双流化床生物质气化系统，实现系统能量集 成优化，解决目前生物质气化技术燃气热值低和焦油含量高的难点问题，以较低成本制取高 热值低焦油燃气/合成气；还可利用免空分生物质定向气化制取高纯氢气技术，在制氢的同 时将产物进行零能耗原位分离，实现可持续、高效生产绿氢。

沼气高效提纯精制生物天然气项目

沼气是一种优质的清洁能源，可通过多种生物质发酵获得。我国有着储量巨大的生物质 资源，包括农业、工业和城市固体废弃物，及其他相关产业的副产品等。沼气利用的途径有 多种，比如直接利用燃烧供热、热电联产或者提纯净化后作为车载燃气、家庭供热、化工原 料等天然气使用。沼气经过提纯净化制备的生物天然气，可以完全替代石化天然气，根据现 有技术水平和经济可行性，我国能转化当量生物天然气 1200亿立方米，可以大幅降低我国 对石化天然气依赖程度。 沼气高效提纯精制生物天然气是沼气提纯净化制备高品质生物天然气、大幅提升甲烷利 用品质的技术。目前沼气脱碳的主要工艺包括有机胺吸收法、压力水洗法、膜分离方法、变 压吸附法、物理吸收法、深冷分离法等。而本项目开发的沼气加压水洗技术集成了水洗脱碳 过程中闪蒸技术的合理有效利用技术、吸收塔解吸塔内部核心部件的开发、同步回收二氧化 碳技术、沼气工程的能量集成系统设计和自动化控制系统设计等多个方面进行优化设计和开 发。本项目开发的沼气加压水洗技术结合撬装设备的设计理念，可在各种处理规模的沼气工 程中加以应用推广。

城市环境监测系统

城市环境监测系统包括智能监测终端、通讯中心、监测中心、信息中心、预测中心。·测量气体：有毒，可燃气体，挥发性有机物气体·测量范围：0～10000可选（以检测气体而定）·检测原理：电化学，红外，催化·测量单位：PPM，%LEL，%VOL（以检测气体而定）·响应时间：<30S·采样精度：±2%FS·重 复 性：±1%FS·长期零漂：<1%FS 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：中国科学院 主办：中国科学院科技创新发展局 承办：中国科学院成都文献情报中心 找错--> 微信小程序 --> 中国科学院知识产权信息

常温催化吸附精脱硫技术

石油化工和煤化工等工业中尾气和原料气中存在的硫化氢(H S)、羰基硫 2 (COS)、硫醇和 SO 等含硫化合物不仅会腐蚀金属管道及设备，造成环境污染， 2 还会导致部分催化工艺过程中催化剂的中毒，严重影响其催化剂的性能和寿命。 常温催化吸附精脱硫技术基于高脱硫活性的催化脱硫吸附剂，采用固定床吸 附脱硫技术，在常温常压条件下对轻质化工原料、液化气、天燃气、煤制气以及 含硫尾气废气进行深度吸附脱硫处理，能够将其中的 H S、COS、硫醇和SO 等 2 2 含硫化合物脱除至1 ppm以下。该技术具有操作简单、投资及操作费用低、吸附 剂硫容高等优势。 目前常温催化吸附精脱硫技术已完成小试工艺包的研发，现阶段主要寻求合 作单位进行中试放大以及工业化实验方面的研究。  合作方式 合作开发  投资规模 500万～1000万 辽宁省大连市中山路457号 116023 Tel: 0411-84379025 http://www.dicp.ac.cn

总烃分析仪

仪器基于氢火焰离子化检测器原理设计制造，用于测定气体中的总烃含量，测量结果直接在 显示仪表上显示，具有无人操作、灵敏度高、稳定性好、检测器熄火自动切断氢气并报警的特点。仪 器工作需用燃烧气氢气和助燃气空气或氧气，在氢火焰检测器内形成稳定的氢火焰，样品气以固 定流量进入检测器燃烧，产生离子流被定量检测，得到气体样品中可挥发的烃类总量。 【主要特点】 检测显示最小值：0.1×10^-6 V/V（ppm）检测显示最大值：200×10^-6 V/V（ppm）可测样品： 空气、O2、Ar、N2、CO、CO2 等气体。

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

生物质废弃物能源化处置成套技术

必要性及需求分析:生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物；生物质能则是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。生物质能占世界一次能源消耗的14%，是排在化石能源煤、油、气之后的第四位能源。生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源，是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其它化工原料或者产品的碳资源。现代生物质能源利用是指借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术，生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料，为人类生产生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。据估计，全世界每年由光合作用而固定的碳达2×1011吨，含能量达3×1018千焦，可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10倍；生成的可利用干生物质约为1700亿吨，而目前将其作为能源来利用的仅为13亿吨，约占其总产量的0.76%，资源开发利用潜力巨大。目标及主要任务:（1）生物质燃气技术。以城市有机废弃物、农业有机废弃物为原料，通过厌氧发酵、裂解气化等技术制取甲烷、氢气等生物质燃气。（2）生物液体燃料技术。以含淀粉、糖类、纤维素组分的各类有机废弃物为原料，通过发酵制取燃料乙醇；针对地沟油、餐饮及食品加工业废弃油脂（煎炸废油）、油脂加工油脚料等高酸值油脂为原料，高效、低成本、绿色制取生物柴油。（3）以生物质能为纽带的农业循环经济关键技术。以生物质能技术为核心，在实现城市及农业有机废弃物能源化处理的同时，建立循环可持续发展的生态农业模式。现有工作基础:等离子体物理研究所科研团队以餐厨废弃物能源化处置成套技术的研究为切入点，在生物乙醇、生物柴油、微

透平膨胀机技术在工业尾气回收中的应用

必要性及需求分析:随着国家对环保产业的越来越重视，对节能减排的力度越来越大；传统粗放型的工业生产与工业尾气的未达标排放将成为历史。目前，空气分离与液化（空分）系统用透平膨胀机技术比较成熟。然而，透平膨胀机技术应用于工业尾气回收系统中还很少，而且技术很成旧。透平膨胀机技术可以广泛应用于LNG系统、化工尾气回收系统、合成氨尾气回收系统、制药行业尾气回收系统、双氧水尾气回收系统、电厂尾气能量回收等系统中，应用十分广泛，这样系统的应用当中有些是环保的要求（如氨气尾气回收、化工尾气的回收于处理），有些是尾气中含有昂贵的化工原料产品需回收（如双氧水尾气中含有昂贵的芳香烃）。因此，透平膨胀机技术在工业尾气回收方面的应用，具有良好的市场及应用前景，有必要进行开发与应用研究。目标及主要任务:开展工业尾气回收系统用透平膨胀机研制、流程的设计，满足国内空气分离与液化（空分）行业、LNG行业、化工尾气回收、氨气尾气回收行业系统、制药行业尾气回收系统、双氧水尾气回收等系统的需求，进行市场化。依托中科院等离子体物理研究所多年在氦透平膨胀机研究、氦低温系统运行以及多套氦制冷机系统的研制成功的基础上进行，其氦透平膨胀机及气体轴承科学实验平台和研究基础、氦低温系统运行经验与流程设计是技术支撑，多名熟练的操作工人与一线工程师是保障。开展工业尾气回收系统装置的研制，需攻克透平膨胀机高速转子稳定性、新型气体轴承设计、大功率制动轮与膨胀轮匹配设计、透平膨胀机整机测试、系统流程设计及系统整体调试等关键科学问题，最终进行市场化开拓。透平膨胀机技术在工业尾气回收系统中的应用的研制成功将为国内许多行业提供必要的核心部件，推动企

“智慧储能”——实施电能替代的关键技术支撑

必要性及需求分析: 随着经济发展和人口增加，能源短缺、气候变化等问题日益突出。尤其近几年我国大部分省份冬春季频繁发生严重雾霾，引起全社会对环境保护的关注以及对能源发展方式的反思，为构建与能源发展方式转变和能源战略转型相适应的绿色能源消费模式，国家电网公司提出实施“以电代媒、以电代油、电从远方来”的发展战略，推动电能替代工程。“智慧储能”技术就在此大背景下研发成功，系统产品的应用实质是对现有能源的合理全部利用不浪费，可应用于电能替代、风电供暖、电网调峰等国家电网涉及的几乎所有技术领域。 目标及主要任务: 目前全球大多数国家热能的消耗是电能的两倍，中国也是如此，现阶段热能供应的主要方式还在依靠燃煤和燃气。而利用“智慧储能”技术，可以在不增加电网负担的情况下将夜间的谷电及弃风电消纳，通过技术手段转化为热能存储下来，再根据用户的不同需求，通过与水的换热产出热水进行供暖或者产出蒸汽进行工业供热。“智慧储能”技术的应用，可显著降低燃煤燃气的使用，从而有效治理雾霾，同时还提高了用电效率。 现有工作基础: 淮南中科储能科技有限公司研制的10MWht中试储热实验平台，设计合理、建造精良，调试成功，可连续稳定产生过热蒸汽；该实验平台曾试运行达40多天，利用夜间谷电，成功实现为3000m2学生公寓冬季供暖；试运行期间，系统整体保温效率达到98%，工作区间内介质始终保持液体状态，流经的管道系统气体压力为常压，这就使得“智慧储能”技术在电能替代工程的应用上具备了技术保证。 预期经济和社会效益: “智慧储能”技术不但可应用与电能替代，还可应用于风电供暖及电网调峰；我国国土幅员辽阔，国家电网遍布城乡，涉及每

城市生物质废物清洁燃气技术及应用

摘要待完善

可燃气体/蒸气爆炸极限测试装置(型号 ：NU-PG-LEL)

摘要待完善

火电厂仿真系统

面向各容量等级超临界/超超临界机组的仿真培训系统，已研制国产首台1000MW超超临界机组仿真培训系统、600MW超临界机组仿真培训装置、低热值煤气联合循环燃气轮机机组仿真系统等。

非储压式灭火装置（燃气驱动新型灭火装置）

在国内首次将航天固体动力技术带入消防行业，催生燃气驱动的非储压式灭火装置，具有响应快速、工作压强稳定、可靠性高、环境适应性好等优点，引领我国消防灭火装备进入'无压'时代；已在电动客车锂电池箱灭火、数据中心机柜消防、电器柜消防中成功应用。

高强高导热蠕墨铸铁材料关键技术及应用

大功率柴油机是新一代陆军坦克装甲车辆、海军大型舰船的心脏。未来战争 对作战装备轻量化和可靠性提出了非常高的要求，以适应全域机动、远程布控的 战略需要，提出柴油机必须体积更小、重量更轻、动力更强，高功率密度柴油机 是必然选择。我国目前现役装备柴油机功率密度不足 40 kW/L，国外已超过 92 kW/L。大幅提升柴油机功率密度意味着显著增加燃烧室温度、压力和转速，柴 油机关键构件服役环境更加严酷，疲劳寿命严重不足，材料性能成为制约高功率 密度柴油机发展的技术瓶颈，严重影响我国新一代坦克装甲车辆及舰艇的研制。 高功率密度柴油机气缸盖材料国内外普遍采用铸铁合金。缸盖在服役过程 中，经受高温燃气和机械载荷高频冲击，机械应力叠加热应力导致铸铁缸盖薄弱 部位易开裂。本项目针对传统材料难以满足高功率密度柴油机高热负荷、高爆压、 高转速严酷服役工况对轻质高强高导热缸盖材料及成型技术的迫切需求，在国防 973项目和近 20年国防预研与型号背景项目持续支持下，突破了铁基复合材料 协同设计关键技术、高强高导热蠕墨铸铁材料设计与石墨梯度分布调控技术、大 尺寸复杂薄壁气缸盖整体铸造精密成型技术，发明并工程化制造了综合性能指标 达到国际领先水平的高强高导热铁基复合材料，并在88 kW/L 高功率密度柴油机 为代表的新一代陆军和海军重大装备动力的核心关键构件成功实现国产化替代， 综合性能超过国外同类王牌产品，为国防重大型号装备研制提供了关键技术支 撑，并实现工程化推广应用，使我国成为世界上除德国外，完全独立掌握高功率 密度柴油机制造技术的国家。

多能源微网系统智能规划和全景评估软件

多能源微网系统智能规划和效益评估软件是一款集多种计算功能于一体的可视化软件，具有完全自主知识产权。软件功能主要包括分布式电源（分布式光伏、燃气轮机、燃料电池、分布式风电、柴油机等）优化配置、储能装置优化配置、网络拓扑结构的优化规划、无功补偿的优化配置，以及潮流校验、多个时间尺度的运行调度、有功-无功的联合调度以及技术经济指标分析等。

液化天然气（LNG）冷量利用技术

天然气作为三大能源之一，近年来越来越多地得到国内外的青睐。而天然气液化之后，其体积骤缩约1/625，对储存和运输都有巨大的优势。而用户在使用天然气时，LNG又需要气化后使用。液化天然气（LNG）的常压贮存温度为 111K（-162℃），其气化并复温到常温300K（27℃左右）的过程将释放大量的冷能，约为883 kJ/kg。这部分冷能的回收利用对提高LNG使用效率、节省能源消耗具有重大意义。目前，液化天然气的冷能利用可应用于多种场合和领域，如在温差发电、空气分离、冷冻冷藏和制取干冰等领域。除了低温利用之外，按照冷能梯级利用的原则，LNG从气化点到常温，其冷量按照梯级回收利用分别可以应用于低温速冻库（-60℃）、低温冷冻库（-35℃）、高温冷冻库（-18℃）以及果蔬预冷库和中央空调系统（0℃～10℃）温区。西安交通大学制冷低温研究所LNG冷能利用研究团队在该领域的研究处于国内领先位置，具有良好的研究基础和成果。目前，团队主要在以下方面拥有重要的理论支撑和关键的应用技术。 （1）用于液化天然气汽车（LNG）冷藏冷冻车（冷链）或车厢空调技术；使用天然气作为燃料的汽车分为 CNG（压缩天然气）汽车和 LNG（液化天然气）汽车，后者因其单位体积容量大，能够为汽车提供更长距离的动力、安全可靠而逐渐被汽车市场所接受。 （2）LNG冷能用于空气分离装置流程。可以为空气分离过程提供低温冷源，为系统输入大量高品质低温冷能，从而降低空分流程的能耗，达到节能增效的目的。

特种冷凝式燃气锅炉及冷凝式换热器设计技术

特种冷凝式燃气锅炉是主要指铝硅镁、不锈钢和铜合金制成的商用燃气采暖炉。其技术核心是配置低氮燃烧器根据室内和环境温度实现供热量动态调整，并将其排烟温度降低到水露点温度以下约45℃，回收烟气潜热，热效率可达97%～109%，其体积仅为钢制锅炉1/6；若与热泵实现气电耦合供热，热效率可恒达110%；实现燃气系统深度动态节能减排。本技术有相关技术专利，具有独立知识产权。