PDF《天然气掺氢发动机关键技术及产品》

目录 目录天然气掺氢发动机关键技术及产品.

1 动压悬浮式迷你泵系列.3 高效环保的泵系列.4 高效潮流发电技术.5 高铝粉煤灰全部高附加值资源化实用技术.6 脱硝催化剂用钛白粉的生产工艺研究.8 超声雾化空气净化器.10 飞艇挂网除霾技术.12 近地除霾装置.13 机场除雾技术.14 高速公路除雾技术.15 除霾/除雾车

16 皮肤热疗仪

17 中频微电流乳腺癌治疗.19 共焦球面法布里-珀罗扫描干涉仪制作技术

21 双频激光测速仪制作技术.23 物资设备管理系统.24 居民健康管理云.25 能源管理系统.26 用于软硬件协同开发的全系统仿真平台 SkyEye

27 社区自助健康管理一体机.29 社会网络大数据分析系统.30 移动互联网 Android 应用恶意行为自动化检测系统.33 基于大数据的移动健康服务平台.35 执法过程音视频数据自动采集和管理系统.36 清华大学科技成果重点推广项目

1 天然气掺氢发动机关键技术及产品

1 成果简介 本成果的技术原理是: 天然气与氢气按一定比例混合后, 形成天然气与氢气的混合燃料 (Hydrogen enriched Compressed Natural Gas,简称 HCNG) .根据 HCNG 燃料的特点,内燃 机选择 HCNG 燃料进气道电控喷射+稀薄燃烧+氧化催化器 的技术方案,采用一系列专 利技术对 HCNG 内燃机燃烧排放进行控制和优化, 可实现 HCNG 内燃机的高效率和低排放. 上图 天然气掺氢(HCNG)发动机 通过多年研究和关键技术攻关,我们成功研发了超低排放、高效率的 HCNG 发动机. 经国家汽车质量监督检验中心(襄樊)检测:掺氢 20%的HCNG 发动机排放达到欧 V、并 满足 EEV(环境友好型汽车)排放标准,HCNG 发动机当量燃料消耗率比原天然气发动机 (排放达国 III)低7%,而动力性保持不变.以吴承康院士为组长的专家组对该成果鉴定为 国际先进水平 , 国家能源局在全国优先推广该成果. 该成果获

2011 年北京市科学技术一 等奖.

2 应用说明 研发的

4 辆12 米低地板 HCNG 城市客车在北京奥运会期间成功示范运行, 运行情况良 好,可靠性达到产品要求.目前,客车已在北京及贵州六盘水累计运行里程超过

20 万公里.

2014 年3月,扬州高邮市启动全球最大规模 HCNG 公交车示范项目.预计到

2014 年底,高邮市将有

50 辆HCNG 公交车投入商业运行,1 座HCNG 加气站、1 座HCNG 燃料制 备工厂建设并运行.

3 效益分析 HCNG 燃料公交车百公里气耗约为

45 标准立方米(价格为 4.4 元/标准立方米) ,12 米 低地板柴油公交车百公里油耗约为

40 升(柴油价格为 7.6 元/升) .按公交车每天运行

220 公里、每年运行

330 天计算,则每辆车每年可节省燃料费用 7.24 万元.每辆车每年可减少 二氧化碳排放

400 吨、减少氮氧化物排放

3 吨. 我国

1000 多家焦化厂每年焦炉气产量相当于

9000 万吨石油(按燃料低热值计算) . HCNG 汽车燃料可以焦炉气为原料,即大幅提升了焦炉气的附加值,又降低了汽车排放. 清华大学科技成果重点推广项目

2 若我国 1%焦炉气作为车用 HCNG 的原料,车用 HCNG 燃料的年销售额达

70 亿元,利税愈

20 亿元.

4 合作方式 转让或者联合推广.

5 项目所属行业领域 先进制造. 清华大学科技成果重点推广项目

3 动压悬浮式迷你泵系列

1 成果简介 迷你泵是指叶轮直径为 5-50 毫米的叶片式泵,属于泵类产品大家族的新成员.迷你泵 由于具有质量轻便、空间尺度小巧等优点,是一种非常有前途的超小型流体机械. 清华大学在多年研究的基础上, 自主研制了多种新颖的迷你泵. 动压悬浮式迷你泵采用 无轴式转子的设计概念, 突破了传统泵产品的局限性. 该成果结合了先进的水力设计技术和 液体动压悬浮支撑技术;

研制的样机经实验验证,运行安静、稳定、可靠,长期运转无温升 现象.系列迷你泵的主要特征参数:转子直径 5-36mm,整机质量 120-420g,运行流量 2-30 L/min,扬程 1-100m. 该项目拥有

7 项国家发明专利,其中四项获得授权(ZL 200410009947.

5、ZL 200610002134.

2、ZL 200710062857.6 和ZL 200910084273.8) ,三项专利正处于实质性审查 阶段(200910084271.

9、201210140436.1 和201310117219.5) .

2 应用说明 动压悬浮式迷你泵具有内部流动与外界完全隔离、 无磨损部件、 轴向力自动平衡等优点, 可在医疗器械、精细化工、临床医学、医药、精密机械、新能源、环保、电子等诸多高新技 术领域得到广泛应用.根据目前的研究情况,该泵将首先作为血液循环系统的动力设备(或 植入式人工心脏) ,或作为航天系统的控制设备进行应用推广.随着我国机械制造水平不断 提升,该泵也将在世界各国高端输送装置中发挥重要作用,具有极好的发展前景.

3 效益分析 以动压悬浮式迷你泵作为人工心脏泵使用为例说明: 在小规模生产阶段(单件加工生产方式) ,每台套动压悬浮式迷你泵的成本约为

8000 元;

实现量产后,每台套泵的成本可控制在

2000 元之内.目前,国际上人工心脏泵的售价 均在 8-10 万美元. 我国作为人口大国,医疗水平较低,大量的先天性心脏病患儿得不到及时治疗,使得我 国潜在心衰患者的人数逐年增多;

而随着全球社会的老龄化加剧, 心血管疾病已经成为现代 社会威胁人类健康的最主要的致命性疾病, 给人类的生命与健康带来了更严重的威胁. 所以, 我国自主研发功能稳定可靠、 价格相对低廉的人工心脏泵产品, 可以为我国成千上万的心衰 患者带来福音,从而产生良好的社会效益.

4 合作方式 成果转让,或联合进行商业化开发.

5 项目所属行业领域 先进制造. 清华大学科技成果重点推广项目

4 高效环保的泵系列

1 成果简介 我们在工业与民用系列泵方面具有近

70 年的研究历史,建立了高效节能泵产品研发的 计算方法与设计平台,成功开发了多系列的高效、环保型产品,为我国节能减排事业和振兴 民族装备工业做出了重要贡献. 根据我国现阶段社会发展需求,目前主要研发如下泵系列: (1)高效安全的流程泵系列. 该系列广泛应用于冶金、电力、精炼、石化、建材、化工、轻纺等行业,为生产工艺流 程中的流体输送提供动力. (2)高效节能渣浆泵系列. 该系列广泛应用于煤炭、矿山、有色金属、冶金、能源、交通等行业,利用水力方法实 现含磨蚀性杂质的液体或浆体连续输送. (3)蜗壳式潜水混流泵系列. 该系列应用于城市污水处理、 立交桥与道路积雨水排放, 工厂、 矿山、 电站的给排水等. 流量 100-4000m3 /h,扬程 5-22m. (4)油气混输泵系列. 该系列主要应用于原油开采等场合. 该泵结合了容积式泵与叶片式泵的结构特点, 可抽 送含一定量泥沙的油气混合物,运行可靠性好.流量范围 80-300m3 /h,扬程范围 90-230m. (5)无堵塞泵系列. 该系列应用于市政、矿山、煤炭等行业的排水作业,以及各种蔬菜与水果的无损输送. 工作流量 10-2300m3 /h,扬程范围 5-40m.

2 效益分析 各种系列泵产品的利润率均远高于普通机械产品, 项目具有显著的经济效益, 也会产生 非常好的社会效益.

3 合作方式 一次性成果转让,或根据使用要求联合开发.

4 项目所属行业领域 先进制造. 清华大学科技成果重点推广项目

5 高效潮流发电技术

1 成果简介 潮流发电技术是利用适当的能量转换装置, 由海洋或河流水面的自然升降造成的水流动 能, 或者因太阳能输入不均而形成海水流动所致的动能转化为电能的技术. 潮流发电属于一 种新型的清洁、可再生能源利用方式. 潮流发电的主要发电装置位于洋面或河面以下, 基本不占用或占用极少陆地面积, 且没 有类似风力发电机的噪声,是一种被人们普遍看好的新能源.而且,潮流发电不需要建设大 坝或堤堰,是借自然的流动直接通过水轮机获取能量.所以潮流发电涉及的工程投资很少, 装置相对简单,可以在交通欠发达的山村、渔村及海岛建设独立的电源系统,能够有效解决 当地人民的生产和生活用电、降低电力成本. 清华大学在水能和海洋能的工程利用方面进行了长期研究;

研究了适合潮流发电的水轮 机转轮及叶片翼型,获得了多项发明专利;

利用先进的 CFD 技术模拟发电装置的各种运行 工况,并优化了水能转化机构.目前单机的发电功率为 1.5-10kW,效率达到国际领先水平.

2 应用说明 潮流发电技术主要用于建设孤立电源系统, 或在获得特殊许可情况下向电网供电. 在进 行发电厂站选址设计时,需开展充分调研,获取必要的信息,如海洋或河流的水文数据(如 常年的水流速度、水位、含沙量等) 、对电能质量及容量的需求、储能方式等. 潮流发电技术不涉及建设移民,工程量小,发电装置的安装简单、便利,基本上不抬高 洋面或河面,对生态环境没有影响.因此,潮流发电技术除了适用于能源相对缺乏的我国东 部和东南沿海地区以开发丰富的海洋能外, 尤其适合在偏远山区、 西藏等生态脆弱地区开发 内陆河流的水能,满足社会发展和人们生活的需要. 潮流发电技术一般适用于开发非集中的河流水能和海洋能, 因而发电机组的单机容量一 般小于 10kW(尤其在海洋环境中) .如果在内陆河流上开发电能,配置相应的变速装置后 可达到数百 kW.潮流发电技术最佳的应用流速为 2.5-6m/s.流速在 1.0-2.0 m/s 时,属于技 术可利用范围,但随着流速降低项目经济性变差.

3 效益分析 潮流发电技术的总体投资包括发电机组及安装工程的资金投入,一般为每 kW 装机 1.0 万元.发电运行中基本不需值守,维护简单、方便.项目效益主要为发电收入.以3kW 的 潮流发电装置为例,发电

200 天/年、电价 1.0 元/每千瓦时,一年的投资收益为 3.6 万元, 则当年回收成本并创造利润 0.6 万元.

4 合作方式 成果转让或联合研发.

5 项目所属行业领域 能源环境. 清华大学科技成果重点推广项目

6 高铝粉煤灰全部高附加值资源化实用技术

1 成果简介 我国内蒙古中西部和山西北部等地区的煤炭资源赋存丰富的含铝矿物 (主要是伯姆石) , 用于燃烧发电后产生的粉煤灰中氧化铝含量高达 40-50%,是一种十分宝贵的具有较高经济 开发价值的潜在含铝资源, 尤其在我国现今面临日益匮乏的铝土矿资源情势下, 甚至具有作 为铝土矿替代资源生产氧化铝以保障铝产业安全的重要意义. 然而, 现今对内蒙古和山西两 地的高铝粉煤灰的铝资源开发利用十分有限,截至目前,历史堆存量已经超过两亿吨,成为 当地排放量最大的工业废渣. 其中极少部分通过建设粉煤灰贮存库进行较规范的贮存, 如山 西朔州建成贮存能力

1 亿吨高铝粉煤灰贮存库, 绝大部分高铝粉煤灰露天堆积........