关于参加第六届中国创新挑战赛（上海）暨第四届长三角国际创新挑战赛闵行区分赛场

——新能源与节能专场高校成果对接活动的通知

闵行区相关园区、孵化器、企业、专业服务机构、投资机构：

为进一步服务闵行及长三角科技企业创新需求，促进区域产学研合作，8月19日下午，闵行区将联合上海市教育委员会科技发展中心、国家技术转移东部中心、上海国际技术交易市场，举办“第六届中国创新挑战赛（上海）暨第四届长三角国际创新挑战赛闵行区分赛场——新能源与节能专场高校成果对接活动”。本期活动的技术成果来自上海交通大学、上海理工大学、上海电力大学、上海海事大学、上海海洋大学等高校，现邀请相关单位参加活动，具体通知如下：

一、活动时间

8月19日（周四）下午13:30-15:30

二、活动地点

线下：上海市闵行区申昆路2377号四号楼二楼活动大厅

线上：腾讯会议256 446 498

（线上直播间）

三、活动组织

指导单位：上海市科学技术委员会

主办单位：闵行区科学技术委员会

          上海市教育委员会科技发展中心

上海国际技术交易市场

（上海湾谷科技发展有限公司）

四、活动议程

13:00-13:30 活动签到

13:30-15:00 项目发布（6项）

15:00-15:30 自由对接

五、项目简介

1、大容量电站锅炉燃煤全过程高效低NOx燃烧的关键技术及应用

近年来我国发电总量中燃煤火力发电占比仍高达近70%，煤电因成熟、安全、可靠、灵活等优势在未来较长时间内还会起到基础电力能源的作用。火电厂大气污染物排放的新标准和超低排放的政策对电站锅炉脱硝技术的发展提出了更高的要求。我国燃煤锅炉的NOx减排一直都是火电厂最重要的污染物排放控制工作之一。控制常规燃煤电站锅炉NOx排放的技术措施可分为低NOx燃烧技术和烟气净化技术两类，低NOx燃烧技术可显著降低燃烧过程中NOx的排放浓度，从而大幅度降低尾部脱硝装置的运行成本。但传统的燃煤低NOx燃烧技术应用中也逐渐暴露出了燃料燃尽程度降低、受热面高温腐蚀和结渣与低NOx排放协调控制等问题，对火电厂电站锅炉安全、可靠、经济运行带来压力。

项目团体在国家自然基金项目、国家863课题、上海市产学研和企业技术创新项目等支持下，历经十二年完成了创新性低NOx燃烧技术的系统研究和技术应用研究工作。采用产学研合作模式，上海交通大学与两家合作企业密切合作，发挥各自的研发优势——上海交通大学课题组在具有深厚研究积累和相关技术储备的基础上，在新技术的创新思路提出、研究内容、研究方法设计、理论研究、技术构思创新、新技术的升级发展等方面做了系统全面深入的工作，合作企业承担了在新技术应用于大容量电站锅炉上的工程技术研发、技术转换设计、现场验证试验、设备制造、工程应用和性能试验、新技术的推广等方面的任务。项目团队完成了三代新型低NOx燃烧技术的开发和推广应用，核心技术成果应用到了大批新建、改造和 “一带一路”沿线出口机组中，包括300MW至1000MW等级大容量高参数切圆燃烧电站锅炉、对冲燃烧电站锅炉等炉型，实现了批量化生产和大规模工程推广应用，产生显著经济效益和社会效益。

2、农业废弃物清洁高效气化技术及装置

针对我国农村地区焚烧秸秆污染空气的问题，设计了一种高效能低焦油生物质气化设备，将秸秆等生物质垃圾转化成生物质可燃气体再利用可以消除农业区烧秸秆造成的空气污染，还可以大大减少化石能源消耗及CO2排放。传统的生物质热化学气化方法会产生大量的生物质焦油，焦油在燃气输送过程中冷凝下来形成粘稠的液体，附着于管道和设备的壁面上，很容易造成管道堵塞。而且焦油在燃烧时容易产生碳基颗粒排放物,造成空气污染并对燃气利用设备有严重的损害。崔立峰教授团队所设计的生物质气化成套装置采用了先进的焦油裂解工艺和独特的专利技术催化剂，具有产气含氢量高、热值高、无二次污染、能量转化率高等优点，显著降低了生物质燃气中的焦油含量，提高了燃气品质，保证了设备连续稳定运行。项目设备可以用于偏远地区的小区、学校、工厂等中小型单位的大面积区域性冬季集中取暖、供热，也可用于农村的大棚种植、禽畜圈舍等生产项目的大面积联合集中供热，还可为木材、谷物、烟草等农林产品在加工生产过程中的烘干作业提供燃料。

中试试验结果表明可燃气中的焦油含量降低到了50mg/m3以下，可燃气的热值提高了15%左右。本技术同时实现了城镇垃圾的高效、无公害、资源化利用，并能显著减少CO2、SO2 、NOx排放，也能有效地解决由于露天焚烧垃圾而造成的雾霾等环境污染，将产生良好的经济、社会和生态效益。

技术创新点：

1）气化-活化联用除焦技术和工艺，不仅可以催化裂解可燃气中大分子焦油，而且可以提供可燃气的组分和热值；

2）生物质焦油催化裂解催化剂及其装置，可进一步高效催化裂解焦油提高可燃气热值15%，同时能显著减少CO2、SO2 、NOx排放，催化剂容易再生和更换。

3、新型高效低温SCR脱硝催化剂技术

NOx是化石燃料燃烧过程中排放的主要大气污染物之一，SCR脱硝技术则是NOx处理的主流工艺。目前，燃煤火电厂基于选择性催化还原工艺的NOx排放控制技术已经得到了广泛应用，催化剂则是这一技术的核心。

目前，对于燃煤火电厂的NOx排放控制，以选择性催化还原（SCR）技术为主，主要利用钒基催化剂（V2O5-WO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2），该催化剂的活性温度窗口介于350-400℃之间，因此必须将其置于电站锅炉的省煤器和空气预热器之间，此时烟气未经除尘脱硫，烟气飞灰中的碱金属、碱土金属和重金属等成分易于造成催化剂的中毒，而且该该催化剂中的钒本身也有毒性，使用过程中的磨损会造成二次污染问题。另外，由于烧结机、玻璃窑炉、水泥回转窑等非电行业的工业锅炉的烟气温度一般介于150-200℃之间，难以满足钒基SCR催化剂的反应温度要求，因此，开发新型高效低温SCR脱硝催化剂具有重要的工程应用背景。

4、高功率密度长寿命燃料电池低铂膜电极技术研发及应用

氢能可再生、零排放且功率密度高，其开发和利用已成为新一轮世界能源技术革命的重要方向。燃料电池技术是氢能利用的最佳手段，被列为“12种改变未来的颠覆性技术”之一。氢燃料电池是高效的电能转化系统，不受卡诺循环限制，产物只有水，是未来清洁汽车能源动力的终极选择。氢燃料电池汽车已成为解决环境污染、保障能源安全的重大战略举措。

膜电极是燃料电池中将化学能直接转换为电能的发电部件，直接决定着电池的性能、寿命和成本；膜电极成本占电堆成本的60-70%。受全球铂储量、开采量限制，高铂载量、高成本膜电极成为燃料电池汽车大规模推广的“卡脖子”难题，低铂化（<0.4mgPt/cm2或0.4gPt/kW）是解决上述难题的根本途径。然而，低铂化难以满足车用燃料电池高输出功率、长寿命运行、适应复杂运行工况的应用要求，其根本原因是由于低铂化带来的“大电流密度下局域传质极化加大、高电位铂合金颗粒腐蚀加剧、宽工况氧气和质子传输受限”等严峻技术挑战。项目团队经历近十年研发完成了车用燃料电池低铂合金膜电极微观传质、电荷传递、材料衰减方面的理论突破，形成了高功率密度、长寿命运行、适应复杂工况的低铂合金膜电极批量制备技术，并实现了成果的产业化应用。

5、利用LNG冷能的有机朗肯循环(ORC)发电系统

LNG是气态天然气通过低温工艺液化并净化而得到的低温液体混合物，常压下温度约为-162°C。LNG在接收站进行再气化的过程中将释放出大量的冷能，约为830-860 kJ/kg。若该冷能完全转化为动力，则一吨LNG可释放的冷能相当于240kWh。在传统再气化工艺中，LNG携带的冷量被海水或空气带走，不仅造成极大的能源损失，而且会对周围海域或站区的环境造成冷污染。因此，不管是能量的品位还是其数量，LNG冷能回收的潜力巨大，具有可观的经济效益和社会效益。发电作为实现LNG冷能利用最有效和产业链最短的方式，已经在日本发展多年，随着我国LNG进口量的激增，发展LNG冷能发电技术已经迫在眉睫。

基于以上LNG在我国的发展趋势和巨大的潜在应用价值。本项目在上海市科学技术委员会重点项目“LNG动态气化条件下非共沸有机朗肯循环发电系统关键技术研究”的支撑下，构建了以LNG为冷源，海水/工业余热为热源的有机朗肯示范系统，实现高效三流体换热冷能发电。通过实验探索，掌握了LNG冷能释放动态特性条件下，非共沸工质冷凝和蒸发过程中复杂的换热规律，完成了非共沸工质与循环性能的优化匹配；并根据LNG需求和汽化特征，探明了LNG接收站冷能释放的动态特性；通过有机朗肯循环发电系统的实验分析，掌握了系统内关键部件的优化和响应控制规律提供参考依据；单系统整体发电热效率约为26%，远高于热效率为12%单工质系统。在此成果基础上，建立涵盖热力性能、经济性能和环境性能的有机朗肯发电系统综合评价方法，为系统的推广和工程应用奠定基础。

技术创新点：

1）掌握了LNG气化过程中冷能释放动态特性；

2）明确LNG冷能动态负荷条件下非共沸工质的相变传热机理；

3）建立基于LNG冷能利用的有机朗肯循环示范系统；

4）优化所构建的有机朗肯循环系统控制策略；

5）发展适用于LNG冷能利用的示范工程评估体系。

系统设备整体技术后发优势体现在：

1）换热技术已经大幅提高。新型换热形式可以替代原有换热设备，实现跨代超越，比如印刷电路板换热器的出现和应用，其换热效率（98%）和承压能力（60MPa）均非常突出，特别适合LNG冷能发电系统；

2）精准控制技术的显著进步。LNG流量的动态变化、热源温度的变化都需要有机工质和膨胀机压力实时调整匹配，现代数据采集和精准控制技术，可以实时调整以保证内部换热的实时匹配，实现最小温差换热，减少不可逆损失，提高整机热效率；

3）循环工质的选择。有机工质经过多年的发展，人工复合有机工质的性能已经有了显著的提高，可以针对多种热源和冷源实现工质性能匹配，为LNG冷能发电系统的发展提供了更多性能优良的有机工质选择。

6、海洋可再生能源工程技术

项目团队突破了海洋多能互补基础理论及供电机理，研发出国际先进、国内首创的系列发电装备。拥有五大核心技术：

1）海洋能发电装置拓扑结构多能集成匹配及优化技术体系；

2）研发出国内外首创的单级直驱发电机，转速在30n/m-110n/m之间，提高发电效率15%，降低启动转矩50%；

3）海洋能发电设备整机和核心零部件耐腐蚀材料的制备系列技术，机械强度是传统方法的3.5倍；

4）内拉圈聚水导流系统：能量收集成本降低为1/20，效率提高5倍；

5）多能集成模块化组合储能放电、协调控制和远程电源管理技术，解决了不同幅值、频率、相位多能互补电能集成和并网问题。

六、联系方式

请有意参加者扫描二维码，填写相关信息即可报名。

或于8月18日12时前将出席人员名单反馈至联系人邮箱：GTM@ypbase.com

国家技术转移东部中心 谢一诺 13564877614

上海国际技术交易市场 朱倍昀 15962697424

闵行区科委成果转化科 张思怡 021-64986317

闵行区科学技术委员会

国家技术转移东部中心

上海国际技术交易市场

2021年8月17日

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回  执

请有意参加者于8月18日12时前将出席人员名单反馈至联系人邮箱：GTM@ypbase.com。