【项目精选】361期：节能与新能源技术项目推荐（四）
项目一：醇基燃料高性能引射式自适应配风燃烧技术
项目简介：
本成果属于能源与动力工程技术领域，涉及节能、燃烧、传热学、热力学、环境保护等等多个相关学科。
成果针对醇基燃料工业燃烧过程中存在积碳堵塞气化管道、燃烧效率低、燃烧稳定性差、醇基燃料工业燃烧技术及装置不成熟等问题，创新研发了60-350kW额定功率下负荷大范围变动（25%-120%）醇基燃料引射式自适应配风燃烧技术：
①首次开发了醇基燃料引射式自适应配风技术，获得了负荷大范围变动下引射式自适应配风技术、关键工艺参数，燃烧中能根据热负荷大小自动调节燃烧所需的配风量，实现燃料完全燃烧；
②成功首创了低于醇基燃料析碳温度条件下促使其气化的恒温实时预气化技术，能够在燃烧器的功率调节范围内，实现醇基燃料完全气化，且未见过热积碳；
③基于自主研发的醇基燃料引射式自适应配风技术、液体燃料无析碳恒温气化技术，首创了具有自主知识产权的醇基燃料高性能引射式自适应配风燃烧技术，解决了负荷大范围变化（25%-120%）时的自适应配风、无析碳实时气化、气化管道堵塞、燃烧效率低、燃烧稳定性差、污染物排放较高等难题，燃烧效率达99.9%以上，且完全燃烧后，无粉尘排放，主要污染物排放（CxHy＜1ppm，CO＜1ppm，NOx＜10ppm）远低于国家标准；
④应用本研究成果提出了适合于中小型燃煤、燃油工业炉的燃烧系统与装置，并进行了工业应用，可将现有燃煤熔炼炉等中小型工业炉的热效率由25%-30%提高至80%以上。
项目二、劣质固体燃料清洁高效燃烧与能源转换利用技术
项目简介：
针对劣质固体燃料难利用、难着火和难燃尽等问题，对劣质燃料燃烧技术和能源转换的关键问题进行了系列创新研究和工业应用。构建了一整套低品位劣质固体燃料清洁燃烧与高效利用的技术体系，实现了劣质煤、煤矸石、污泥、市政固体废弃物等劣质燃料的高效能源转换，技术达到了国际先进水平，显著提高了能源利用效率，取得了很好的经济效益和社会效益。创新点主要有：
1）提出了劣质固体燃料清洁高郊燃烧及能源化利用方法;
2）系统地研究了劣质固体燃料热解及燃烧特性;
3）提出了适合于劣质固体燃料CFB炉膛结构及密相区返料方法;
4）提出了适合于中小锅炉劣质固体燃料清洁燃烧能源化转换利用的系统技术集成并进行工业应用。技术集成主要包括：(1)密相区结构优化技术的应用，(2)密相区返料，(3)液排渣技术 ，(4)应用于中小锅炉改造的技术系统集成。
项目三、火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法与技术
项目简介：
随着国家环保标准的日益提高和监管力度的不断加大，脱硫废水的清洁高效处理问题越来越受到重视。随着国家《节约能源法》、新版《环境保护法》、“水污染防治行动计划”（“水十条”）和相应的用水、排水收费政策的颁布，以及《电力工业“十一五”节水规划》、《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》等规定的逐步实施，以及《火电厂污染防治技术政策（征求意见稿）》（2016.09）、《火电厂污染防治最佳可行技术指南（征求意见稿）（2016.09）的发布，对火电厂用、排水水量和水质指标限制越来越严格，节水减排和“零排放”势在必行。
本技术采用烟道喷雾蒸发结晶技术实现脱硫废水零排放，该技术利用气液双相流喷嘴雾化废水。通过水泵将废水喷入到空预器和除尘器之间的烟道中的雾化喷嘴进行雾化，在高温烟气的加热作用下，水分迅速蒸发成气相水蒸气随除尘后的烟气进入脱硫塔，在脱硫塔的喷淋冷却作用下，水分凝结进入脱硫塔的浆液循环系统被重复利用。废水中的污染物转化为结晶物或者盐类等微小的固体颗粒，随烟气中的飞灰一起被静电除尘器捕捉而从烟气中分离出来，从而除去污染物，实现废水的零排放。本技术的系统流程见图1。
脱硫废水烟道喷雾蒸发结晶零排放技术具有工艺流程简单、适用范围广泛、安全可靠、工程造价低、运行费用少、占地面积小等优点，且能够实现真正意义的废水零排放。
项目四、微藻培养与能源化利用
项目简介：
微藻可以通过自身的光合作用高效固定二氧化碳，同时生产生物燃料以及高附加值产品，已成为国内外技术开发的热点。在微藻能源利用工艺流程中，用于微藻培养的光生物反应器占总设备投资和运行成本的一半。由于相关研究工作的缺乏，生物反应器受微藻光合效率、传质以及光照的限制，体积大、占地宽、成本高、产率和效率低。为了强化微藻光生物反应器中光传递，提高光分布的均匀性，构建了内嵌空心导光管的新型平板式微藻光生物反应器，通过空心导光管的引入实现了将光能导入反应器中光衰减严重区域，提高了反应器内藻细胞的产量。在此基础上，为了优化反应器的光分布，设计了内置导光板的光生物反应器，并将其用于工业化中常用的跑道池反应器中（如图1所示），使微藻产量提到了193.33%，生物质产量达到2.31g/L，油脂产量达到1258.65mg/L。导光板目前工艺成熟，成本低廉，对微藻无毒害作用，因此将其用于微藻产业化培养的跑道池反应器中，基本不会增加建造及运营成本。按目前藻粉市场价来算，微藻150元/千克，传统跑道池反应器的收益为0.18元/升，而利用内置导光板的跑道池光生物反应器可获得0.35元/升的收益。同时，在工业化常用的管式反应器的基础上，创新性的提出了一种新型非连续光照管式光生物反应器，通过间断遮光方式，形成了反应器内明区和暗区的周期性分布，实现了微藻在反应器内流动时的规律性明暗交替，从而触发闪光效应，使微藻生长速率提高了15%。
在微藻生长到稳定期后，需对反应器中的微藻进行采收。传统的采收方式包括离心、絮凝、气浮、膜过滤等，这些方法均耗能较多。为了降低采收成本，提出聚丙烯酸系高吸水性树脂吸收培养基浓缩微藻，吸收后可通过高温烟气脱水回收再利用。利用采收后的湿藻进行水热液化的预处理方式，将藻细胞破壁，使细胞内的多糖、蛋白质、油脂等析出并解聚成小分子的单糖、氨基酸、脂肪酸，之后这些小分子物质经微生物发酵，产出甲烷、氢气等高热值的生物燃料。此外，微藻破壁后，可直接经萃取等过程，得到硫代多糖、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）、虾青素等高附加值产品。其中，硫代多糖具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗病毒等活性，并且可以作为抗凝血剂和免疫调节剂。EPA被称为“血管清道夫”，能促进循环系统的健康和防止胆固醇和脂肪在动脉壁上积聚，并对治疗由自身免疫缺陷引起的炎症有效。DHA俗称“脑黄金”，是神经系统细胞生长及维持的一种主要成分，是大脑和视网膜的重要构成成分，在人体大脑皮层中含量高达20%，在眼睛视网膜中所占比例最大约50%。虾青素是已知氧自由基清除能力最强的天然色素，其抗氧化能力是维生素E的1000倍，雨生红球藻是最佳的天然虾青素来源，含量达到3%-5%，是目前唯一被美国FDA审核准许可用于人类直接使用的虾青素产品。
针对微藻生物质高效能源化利用的问题，提出太阳能加热实现微藻水热预处理，再利用水解液和固态残渣厌氧发酵制取富氢甲烷气，实现微藻全组分转化利用，并建立了中试系统（如图2，3）。通过太阳能水热水解，微藻发酵产甲烷过程的速率和转化率得到显著提升。
项目五、一种可有效降阻的在线自激式自稳定管式换热器清垢及强化换热技术
项目简介：
对火电机组汽轮机组凝汽器管式换热器、管式空预器易结垢与积灰、换热端差大，清洗较困难，且运行成本高等问题，提出并设计了一种以带平衡孔的旋流叶片为核心的清垢、清灰及强化换热装置，其能依靠循环水、烟气的流动实现旋流叶片自激旋转，强化扰流，实现在线自动清垢清灰及强化换热，且在平衡孔的作用下，能防止旋流片的偏斜而实现自平衡稳定。应用本方法与装置应用本方法与装置于火电机组凝汽器，端差可降低为1~3℃，应用于火电机组管式烟气换热器，可提高热力发电厂热效率1%~2%，该装置还可广泛应用于电力、化工、制药、印染等表面式换热过程，节能减排效果显著。
项目六、引射式加热器替代回热系统低压加热器技术
项目简介：
目前热力发电厂低压加热器存在系统复杂、端差大和热效率低等问题，机组经济性的提高受到了较大限制。采用引射式加热器替代回热系统低压加热器可使低压加热器面临的诸多问题得到有效改善。引射混合式低压加热器是利用压力较高的水抽吸压力较低的蒸汽并进行热量、动量和质量交换、掺混的装置，是射流技术在传热邻域的新应用，它通过汽液两相流的混合加热制取过饱和水。加热热源可以采用低压放散蒸汽、凝结水闪蒸汽或汽轮机的低压抽气，起到节能减排的作用。该加热器具有热效率高、热力系统简单、价格低、占地少、使用寿命长、无振动、噪音低等优势。利用引射式加热器替代回热系统低压加热器可将机组热效率提高0.8-1.0%。
