二氧化碳-技术-科技项目-

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超临界二氧化碳染色技术与工程化设备

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

该项目属于纺织染整技术领域，利用工业排放CO,2废气，在超临界状态下使CO,2携带染料上染织物，攻克了传统的染色以水为介质，环境污染严重的技术难题，实现了染色过程的清洁化生产。项目在辽宁省科技厅、辽宁省教育厅、大连市科技局及中国纺织行业协会的资助下(项目编号2006223021；2004223002；2004D053；2006A10GX055；2004012；2009223005)，揭示了超临界CO,2染色机理，研制了中国首台适于天然纤维的超临界CO,2染色设备，染色釜可实现联锁快开，可满足多种纺织品染色需要，实现染色清洁化生产。发明了天然色素萃取和染色一步法的独特工艺技术，可实现内染和外染、静态染色和动态染色相结合的创造性工艺，解决了染色不匀的难题。设备技术参数：染色釜压力≤40MPa，温度≤150℃，CO,2循环流量≤2500L/h，染料釜压力≤40MPa，分离釜压力≤16MPa。染色产品耐摩擦色牢度达到4级，耐水洗色牢度达到5级，符合国际环保纺织标准和GB18401-2003标准。现已申报发明专利9项，发表论文20余篇，在国内外学术会议上得到了专家的高度评价，被认为是印染行业一次“产业革命”。项目在国内外率先研制出适于散纤维和成衣染色的超临界CO,2染色工程化设备，实现了散纤维染色和成衣艺术染色，具有小批量、多品种的生产优势，解决了传统散纤维和成衣染色环境污染严重和能源消耗高的共性关键难题，社会效益显著。
天然二氧化碳提纯食品级二氧化碳过程的开发

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

二氧化碳精制技术依其原料中的杂质组成及其含量不同而不同。CO,2的来源大致有两类：一类是天然CO,2资源，另一类是工业生产中排出余气。使CO,2达到食品级要求的精制技术，在工业应用中的主要有三种：一是催化燃烧法精制，二是变压吸附法精制，三是低温精馏法精制。以上三种方法的共同问题都是能量消耗高，且对CO,2中所含杂质的适应能力受到限制。该技术是由汽化—提馏—吸附三种分离单元组合的工艺路线，可将含有30余种C,1至C,13各种烃类杂质以及水份和异味的天然CO,2精制到食品级的标准。而且是在常温下操作的物理过程，投资省、能耗和操作费用低。该技术在工业装置中将其它设备合理配置，充分考虑能量的综合平衡，使能量消耗大为降低，约为其他方法提纯装置能耗的10％左右。该工艺技术的特点是：对清除CO,2中的杂质适应能力强，既可脱除不易冷凝的轻组份(N,2、O,2)，又可脱除烃类和油份等重组份，且能脱除异味、水份和硫化氢等，该工艺过程在国内外均无先例，属一种创新精制方法。主要技术指标：单耗：1.12～1.20(天然CO,2/食品CO,2)；能耗：12～15kW/h(天然CO,2/食品CO,2)；含量：CO,2≥99.5％，H,2O≤10ppm；无异味，H,2S及油份未检出。该技术已应用于江苏黄桥地区2万吨/年和5万吨/年两套生产装置，东北CO,2气田6万吨/年装置，该技术精制的天然CO,2符合国家标准(GB10621)，随着工业发展和人民生活水平的提高，食品级CO,2和各种工业用CO,2的用量将会有较多的需求。该技术可用于天然CO,2和工业排放CO,2的精制，生产规模20000吨/年，总投资100万元，其中设备投资70万元，建设周期0.5年，投资回收期0.5年，生产成本200元/吨以内，销售价格视地区而定，约为450～1500元/吨。
天然制冷剂二氧化碳小型集成式制冷装置关键技术及产业化

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

该项目属轻工领域，学科为制冷及低温工程，服务于家用电器工业专用设备及类似设备。主要研究开发天然制冷剂二氧化碳的小型制冷装置，为冷藏食品和饮料提供高质量的制冷装备。制冷使人类生活更美好，制冷装置提供人类舒适的生活、安全的食品，同时也面临全球环境和能源问题。制冷装置如冰箱、空调、冷柜等全球有上亿套，其制冷剂造成大气臭氧层破坏和温室气体排放，同时也消耗大量的电力。制冷装置的节能减排越来越受到国际社会及制冷行业的重视，采用自然界已经存在的CO,2作为环保制冷剂已经成为制冷领域的广泛共识和全球范围的技术趋势。CO,2制冷装置的循环方式、高低压工况、制冷设备及控制与传统系统有很大不同。用于冷柜，面临跨临界制冷循环系统运行压力高(100bar左右，是氟氯烃制冷剂系统的5-6倍)、换热和节流过程复杂、能耗相对较高、结构要求高度紧凑等技术难题。该项目针对这些难题，开创性地提出CO,2小型集成式制冷系统，从系统结构优化设计、安全设计、性能优化、电气控制系统设计和机械制造工艺等方面开展了系统研究，并成功应用于饮料冷柜。主要创新成果如下：(1)创造性地提出采用天然制冷剂CO,2模块化集成式制冷单元系统结构，以抽屉式置于冷柜的底部；模块单元结构紧凑、体积小巧，使物耗降低，产品寿命延长5年以上；在单元出现故障时，3分钟内可换成新的制冷模块，解决了制冷装置快速更换难题，且不会影响冷柜内的制冷性能。(2)首次实现了CO,2制冷系统和电气控制系统集成式的优化设计；建立了高压CO,2跨临界循环制冷系统的结构优化设计、安全设计和电气控制系统设计方法；并成功解决了机械制造工艺方法问题。(3)首次系统研究并掌握了最优排气压力、蒸发温度、回热性能、毛细管节流、制冷剂充注量、循环风量、风道结构等多参数对CO,2集成式冷柜系统制冷量、性能系数COP、柜内温度均匀性分布的影响规律；突破性地提出采用变管径换热管，并通过对换热器制冷剂侧超临界区换热特性研究，以及对毛细管跨临界区节流特性研究，实施了针对性的强化换热及节能措施，有效提升了系统COP。(4)在国内首次实现了高温高湿(环境温度40.6℃、湿度75%)环境下系统运行参数的优化，成功解决了柜内温度分布不均匀的难题。研制的CO,2冷柜产品性能优于国家、行业标准和美国《可口可乐公司标准》的规定，比国际上同类产品的COP高17%，比传统冷柜节能5%。已获得国家专利20多项(其中发明专利4项)，发表论文10多篇，累计被他人引用60余次。该项目经第三方检测、查新及科技成果鉴定达到国际领先水平。该项技术填补国内空白。开发的产品采用天然环保制冷剂替代传统HFC类制冷剂，可减少99%的直接温室气体排放量，推进了CO2制冷技术进步，在国际市场竞争中居于优势地位。科技成果在海尔集团产业化，从2008年开始上市销售，产品销往可口可乐等知名国际公司。经7年多的市场检验证明：开发的产品性能稳定、运行安全可靠。产品累计销售8万台、增加产值4.5亿元、新增利润8120万元、新增税收2806万元、创收外汇2180万美元。
高压二氧化碳设备研制及应用

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

高压二氧化碳（high pressure carbon dioxide, HPCD）技术利用二氧化碳的酸化效应、爆炸效应与剪切效应以及厌氧环境，结合温和温度达到杀死果蔬汁中的微生物和钝化内源酶，避免了高温杀菌对果蔬汁品质的破坏，从而保持果蔬汁的品质与安全；同时，项目利用该技术首次实现了花色苷的高效提取。该技术节约能源、安全无毒，符合低碳经济发展目标，是一项新兴的食品非热加工技术。课题组自2002年开始本项目研究，得到了国家“十一五”科技支撑计划、教育部新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、教育部博士点基金等项目或课题的资助，先后开展了HPCD设备研制、HPCD杀菌与钝酶研究以及在果蔬汁杀菌与紫甘蓝花色苷提取中的应用研究。主要发明包括五个方面：　　（1）率先在国内成功研制出间歇式和连续式HPCD设备，工作压力达到50 Mpa，特别是改进和创新了反应器、增压系统和物料输送系统；（2）HPCD对微生物的杀菌效果超过5个对数，对杀菌动力学采用Xiong和Gompetz等模型进行了分析，首次发现HPCD对大肠杆菌和沙门氏菌的杀菌过程为S形曲线；从细胞水平和分子水平研究了HPCD技术对微生物细胞外部形态、内部结构和细胞膜透性以及对胞内蛋白质和DNA的影响，基于蛋白组学方法分析了微生物逆境响应过程中蛋白质的差异表达，提出了HPCD杀菌的可能机制；首次发现HPCD诱导了酵母与霉菌形成VBNC状态。（3）HPCD具有很好的钝酶作用，采用一级、两段式和部分转化等动力学模型分析了酶钝化过程；首次发现HPCD诱导了酶蛋白聚合，导致酶二级和三级结构的变化，阐明HPCD钝酶机制。　　（4）开发了果蔬汁HPCD杀菌技术，系统评价了其对果蔬汁的品质影响，揭示HPCD诱导果蔬汁粒度分布变化受酸化和均质双效应调控的机制；HPCD不改变果蔬汁的流变学性质，但能抑制果蔬汁的褐变。　　（5）开发了紫甘蓝花色苷HPCD提取技术，与传统酸法提取相比，提取时间缩短一半、提取效率提高一倍，并在保证色素提取液品质的同时有效脱除紫甘蓝中硫代葡萄糖苷形成的异味。　　这些研究成果已通过教育部组织的专家鉴定，认为“该成果总体上达到国际先进水平，在HPCD钝酶机制方面的研究处于国际领先，对提高我国非热加工技术研究水平与应用具有重要作用”。
甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的研究

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

采用加入水和脱水剂及对 K,2CO,3 负载的办法研究了水在 K,2CO,3/CH,3I 作为耦合剂的二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯中的作用，并修正了催化作用机理；用溶胶凝胶法制备的铁锆摩尔比为5：1的催化剂在二氧化碳和甲醇合成碳酸二甲酯中表现出较好的催化活性，通过IR，BET，TPD，XRD 和 XPS分析，确定了铁锆的协同作用导致表面酸强度的增加，同时有少量B酸特性，提出催化剂表面L酸增强和B酸存在是催化剂活性提高的主要原因；用硅改性铁锆复合氧化物催化剂较未改性催化剂，比表面积增加，活性增加，且存在层间铁锆比的梯度。
疏水性二氧化碳加氢合成甲醇催化剂及其制备方法和应用

成熟度：通过小试

技术类型：发明

应用行业：制造业

技术简介

本发明公开了一种疏水性二氧化碳加氢合成甲醇催化剂及其制备方法和在催化二氧化碳加氢合成甲醇中的应用。所述催化剂包括活性组分Cu、助催化剂和改性疏水载体；助催化剂为ZnO、Al-2O-3、ZrO-2、Ga-2O-3、In-2O-3中的一种或几种；改性疏水载体为用改性剂进行改性处理的氧化物载体,氧化物载体为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅铝中的至少一种；改性剂为硅烷偶联剂。所述制备方法包括：将氧化物载体均匀分散到无水乙醇中,向其中加入改性剂反应,反应产物洗涤、真空干燥得到改性疏水载体；将助催化剂的前驱体盐溶液等体积浸渍于改性疏水载体中,干燥后焙烧得到疏水性二氧化碳加氢合成甲醇催化剂。
水、气二氧化碳原位监测仪

成熟度：-

技术类型：-

应用行业：制造业

技术简介

水、气二氧化碳原位监测仪主要应用于监测海气界面的海水和大气中的二氧化碳分压(pCO:)，它为研究碳循环提供实时的二氧化碳分压监测数据，是一种十分重要的碳循环监测仪器。水、气二氧化碳原位监测仪采用三分光光度测量方法，在不改变原物相的情况下，对仪器置放点的pCO:进行原位的精确监测，可在无人干预和无人值守的条件下自动工作并上传监测数据，因而十分适应于在浮标上使用。其最长的连续自动工作时间为164d，测量值的相对百分误差≦1％。水、气二氧化碳原位监测仪已申请3项国家发明专利。水、气二氧化碳原位监测仪，特别是适合在浮标上长期工作的同类产品在国内外未有商业化产品，在海洋的监测领域和研究领域中有着广泛的应用前景。
一种强化煤体二氧化碳吸附性能并协同封存二氧化硫的方法

成熟度：正在研发

技术类型：发明

应用行业：制造业

技术简介

本发明公开一种强化煤体二氧化碳吸附性能并协同封存二氧化硫的方法，本发明方法利用二氧化硫强化煤体二氧化碳的吸附性能，同时利用煤体对二氧化硫的化学吸附和化学吸收作用协同稳定封存二氧化硫；本发明方法一方面优化了利用深部煤层封存二氧化碳技术，对温室气体二氧化碳减排具有重要意义；另一方面提出了一种处理重要燃煤烟气污染物二氧化硫的新方法，能够实现在封存温室气体二氧化碳的过程中协同封存二氧化硫，对降低燃煤烟气脱硫处理成本具有重要意义。
一种用于养殖场的养殖物作息控制系统

成熟度：正在研发

技术类型：实用新型

应用行业：农、林、牧、渔业

技术简介

摘要：本实用新型具体公开了一种用于养殖场的养殖物作息控制系统，主要包括二氧化碳气源控制装置、氧气气源控制装置、气体传输管路、养殖间内测试装置、养殖间内配套装置。其特点是，养殖物的作息通过二氧化碳的浓度转换及播放器闹铃来进行，并通过氧气及播放器音乐实现有氧生长及改善生长环境。本实用新型通过二氧化碳控制阀和二氧化碳浓度检测传感器实现养殖物催眠所需的二氧化碳量，通过氧气控制阀和氧气浓度检测传感器实现养殖物有氧生长所需的氧气量；通过气动定值器实现稳定管路中气体压力，通过通风扇和音乐播放器改善养殖物的生长环境。
内燃机尾气颗粒物炭黑净化处理装置与方法

成熟度：正在研发

技术类型：发明

应用行业：水利、环境和公共设施管理业

技术简介

项目简介：内燃机尾气颗粒物炭黑净化处理装置与方法（专利号：ZL 201711265051.7），由加热器、点火器、进气调节阀、燃烧舱、涡轮、过滤芯、收集罐组成；加热器、涡轮、催化过滤芯、收集罐装在燃烧舱内；尾气排气口装燃烧舱，前口上方装加热器和点火器，中部装涡轮、齿轮和滤网，底部有泻口装收集罐；后部装催化过滤芯后接排气管。方法是闭合主电键，温控开关开启加热器电路加热；继电器压动点火器点火，碳氢化合物因进气调节阀选择进入氧气而燃烧；过量的碳氢化合物和颗粒物、炭黑未能完全燃烧生成的一氧化碳与氮氧化物经催化反应生成氮气和二氧化碳；颗粒物、炭黑由涡轮、齿轮扫入收集罐中；最终以氮气和二氧化碳、水蒸汽排出。它用于内燃机尾气颗粒物炭黑的净化处理，使排放的尾气达标。项目核心创新点：本专利克服现有背景技术在净化尾气时因不能从外界获得氧气，又不能达到理想的燃烧温度，使HC、CO燃烧不彻底，并且不能及时清理颗粒物和炭黑以及柴油中含硫成分，导致催化剂中毒劣化，影响净化效果的不足。解决本技术领域最为关注的催化剂被颗粒物封堵，产生背压，以及柴油含硫成分，燃烧SO2以及硫化亚硫酸盐易使催化剂中毒劣化的难题，净化尾气中的HC、CO、NOx和颗粒物(黑烟)，使尾气仅以无毒的二氧化碳、氮气、水蒸气方式排放。本专利闭合主电键，温控开关开启加热器电路加热；继电器压动点火器中的压电材料点火，过剩的碳氢化合物和/或醛酮类排放物因进气调节阀从空气中选择进入的氧气而燃烧；即使有过量的碳氢化合物和颗粒物、炭黑未能完全燃烧，也会生成一氧化碳，再与氮氧化物在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳；即使有颗粒物、炭黑存在，也由滤网阻挡，由涡轮带动齿轮转动，将颗粒物、炭黑扫入收集罐中；最终以氮气和二氧化碳、水蒸气从排气管尾部排出。它用于内燃机的尾气颗粒物炭黑的净化处理，使排放的尾气达标。项目详细用途：众所周知，包括柴油车、汽油车、甲烷发动机、甲醇发动机、乙醇发动机在内的内燃机尾气排放，都直接影响了环境，是造成雾霾的直接原因，严重影响了人民的身体健康和生命安全。近些年，国家出台了《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《国务院办公厅关于加强内燃机工业节能减排的意见》，必须在2015年前，减少机动车和一切内燃机的尾气排放。但是，目前市场的汽车尾气净化装置，只能净化部分尾气，但不能完全解决内燃机尾气中所有的有毒气体和颗粒物、炭黑，并且成本高，需要催化剂和贵金属参与，净化后的尾气含有颗粒物和有毒物质，同样危害大气环境，是构成雾霾与温室气体的主要成份，也使催化器中毒失效。而本专利恰恰能净化处理尾气中含有颗粒物、炭黑等有毒物质，保护催化器不被中毒，延长其使用寿命，能提高安全性能和经济效益、净化环境。本专利适用于包括柴油车、汽油车、甲烷发动机、甲醇发动机、乙醇发动机在内的内燃机尾气的净化处理。预期效益说明：本专利2019年9月20日刚刚授权，虽有汽车尾气净化器技术竞争，但是本专利能够及时清理颗粒物和炭黑，以及柴油中含硫成分，解决本技术领域最为关注的催化剂被颗粒物封堵，产生背压，以及柴油含硫成分，燃烧SO2以及硫化亚硫酸盐易使催化剂中毒劣化的难题，比汽车尾气净化器技术，成本低，尾气净化全面。不仅适用于汽车、摩托车、农业机械，还适用于柴油机、汽油、天然气（甲烷）、甲醇、乙醇等混合动力的机动车与发动机、发电机等动力做功领域。本专利是发明专利，还有18年多的法定保护期，实施本专利，开发专利产品价格由厂商自定，每套产品至少获利50元至100元，假若全国汽车、摩托车、农业机械、发电机等内燃机，至少需求2亿套本专利产品，那么全国境内按普通实施许可方式实施，至少可获利100亿元到200亿元。无论社会效益与经济效益，都是非常巨大的。

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