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一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 高春林 克勞斯塔爾大學(xué) 2019 / 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 李茜 電信院/電氣工程 副教授 能源系統(tǒng)智能感知 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 深海生命線衛(wèi)士—復(fù)合能源管道健康管理系統(tǒng)是集能源管道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)警、三維立體顯示、創(chuàng)新健康管理、用戶檢修策略等多功能為一體的能源管道在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工巡檢和巡邏船巡檢的故障監(jiān)測(cè)模式，將大幅度減少綜合成本。該系統(tǒng)改進(jìn)了市面上監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能單一、顯示界面陳舊等問題，率先提出創(chuàng)新性健康管理功能，使用戶全面了解能源管道的生命周期及整體健康情況，為用戶提供高效狀態(tài)檢修策略。該系統(tǒng)定位是做能源管道健康管理系統(tǒng)先驅(qū)，守衛(wèi)深海生命線安全。

成果描述：針對(duì)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(duì)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(gè)層次來設(shè)立研發(fā)任務(wù)和研究?jī)?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?jiān)苽滹暳霞?jí)磷酸氫鈣的高值化利用技術(shù)；4 萬噸級(jí)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(chǎng)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(shí)也可擴(kuò)展到其它石膏品種，如氟石膏等。 市場(chǎng)需求分析：以硫磺代替焦炭分解磷石膏，制酸過程實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，為磷石膏制酸的新技術(shù)，此項(xiàng)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(shí)現(xiàn)企業(yè)硫循環(huán)，同時(shí)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(chǎng)前景，同時(shí)為國家鼓勵(lì)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(shì)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(jí)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(jì)，則本技術(shù)生產(chǎn)成本應(yīng)≤500元/噸）。 國際先進(jìn)

針對(duì)生物質(zhì)體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運(yùn)輸成本高的問題，開發(fā)了雙螺旋移動(dòng)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(yùn)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(jì)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(shí)現(xiàn)裝置的小型化和緊湊化和移動(dòng)化。設(shè)計(jì)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(jiǎn)單提質(zhì)后可與汽柴油混合使用，有望實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)“分散式制油-集中化煉制”模式。

成果與項(xiàng)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(jì)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(duì)資源的極大浪費(fèi)，又會(huì)造成環(huán)境的污染。 高溫煤焦油餾分較寬，同時(shí)加氫需要按最苛刻的反應(yīng)條件設(shè)計(jì)，而按餾分加 氫可根據(jù)原料中各餾分含量設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(jià) 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(shí)現(xiàn)能量的合理利用。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)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(yàn)，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(cè)： 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(duì)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(jià)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(jí)85 %磷酸，工業(yè)級(jí)磷酸再經(jīng)后處理得到食品級(jí)85 %磷酸，食品級(jí)磷酸再經(jīng)深度凈化可制得電子級(jí)磷酸。市場(chǎng)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(jí)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(jí)磷酸作化學(xué)試劑及電子行業(yè)用；藥品級(jí)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(jí)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(chǎng)上食品級(jí)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(jí)磷酸產(chǎn)量約為105 萬噸。預(yù)計(jì)國內(nèi)食品級(jí)磷酸消費(fèi)市場(chǎng)需求將以12 %的速度增長(zhǎng)。國外食品工業(yè)相對(duì)成熟，對(duì)食品級(jí)磷酸的需求將維持在50 萬噸左右，預(yù)計(jì)到2017 年，全國食品級(jí)磷酸產(chǎn)量將達(dá)到152 萬噸，磷酸生產(chǎn)量增長(zhǎng)率在5 %左右。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：符合工業(yè)級(jí)磷酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( Q/HF21- 2004)、熱法工業(yè)級(jí)磷酸國家標(biāo)準(zhǔn)( GB/T2091-1992)、食品級(jí)磷酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( Q/HF22- 2004)、熱法食品級(jí)磷酸國家標(biāo)準(zhǔn)( GB3149- 1992)。產(chǎn)品利潤(rùn)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(jì)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(dòng)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(chǎng)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(zhǎng)率體現(xiàn)了其巨大市場(chǎng)前景。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)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(duì)密度2.338，熔點(diǎn)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(duì)生物質(zhì)體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運(yùn)輸成本高的問題，開發(fā)了雙螺旋移動(dòng)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(yùn)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(jì)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(shí)現(xiàn)裝置的小型化和緊湊化和移動(dòng)化。設(shè)計(jì)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(jiǎn)單提質(zhì)后可與汽柴油混合使用，有望實(shí)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(dòng)，具有國內(nèi)外創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)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(shí)施，燈桿用錐管的需求市場(chǎng)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(jì)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(duì)資源的極大浪費(fèi)，又會(huì)造成環(huán)境的污染。高溫煤焦油餾分較寬，同時(shí)加氫需要按最苛刻的反應(yīng)條件設(shè)計(jì)，而按餾分加氫可根據(jù)原料中各餾分含量設(shè)計(jì)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。

該檢測(cè)技術(shù)目前主要能力有煙絲寬度檢測(cè)、煙絲結(jié)構(gòu)檢測(cè)、煙葉霉變檢測(cè)、污損圖文識(shí)別、霧化效果檢測(cè)、煙氣成團(tuán)性檢測(cè)等，并且實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)防潮、多頻次、樣本復(fù)雜等檢測(cè)難點(diǎn)；解決了目前行業(yè)內(nèi)容人工取樣檢測(cè)效率低下、人工觀察不及時(shí)、無法實(shí)現(xiàn)人工檢測(cè)等難題，在行業(yè)創(chuàng)新性上具有重要意義。