《尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化_東南大學(xué)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化_東南大學(xué)（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2018年國家技術(shù)發(fā)明獎提名項目 公示內(nèi)容 一、 項目名稱：尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化 二、 提名單位意見： 大氣污染物治理一直是環(huán)境保護領(lǐng)域的重點，其中氮氧化物的安全高效脫 除是一個難點。該項目通過系統(tǒng)研究，掌握了尿素?zé)峤庵瓢焙诵膮?shù)，開發(fā)了 獨立的工藝計算軟件包，發(fā)明了尿素?zé)峤庵瓢毖b置，形成了尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵 技術(shù)，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該項目打破了國外技術(shù)壟斷，作為自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)， 有效降低了國內(nèi)應(yīng)用煙氣脫硝工程的成本，促進了國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 項目獲得了多項原創(chuàng)性成果，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)先進；獲授權(quán)發(fā)明專利10項， 實用新型專利8項。項目成果作為一種先進的在線制氨技術(shù)，可以在多個領(lǐng)

2、域 進行液氨脫硝替代，應(yīng)用前景廣闊。成果已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并應(yīng)用于煙氣脫硝、除 塵等工程。項目獲得了媒體、同行和用戶的高度評價，取得了較大的經(jīng)濟和社 會效益。 該項目于2015年獲北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎，對照國家技術(shù)發(fā)明獎授獎條 件，提名該項目申報2018年國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。提名單位：北京市科委。 三、 項目簡介： 大氣污染物治理一直是環(huán)境保護領(lǐng)域的重點，其中氮氧化物的安全高效脫 除是一個難點。傳統(tǒng)方法采用液氨為原料，產(chǎn)生氨氣作為減排氮氧化物的還原 劑。但是液氨屬于危險化學(xué)品，超過10t即為重大危險源，其在運輸、儲存和 使用時都有可能發(fā)生危險，國內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生過多起液氨事故 ，造成重大人身傷

3、亡。采用尿素為制氨原料可以達到與液氨相同的脫硝性能 ，無毒且使用安全。 尿素脫硝技術(shù)可作為一項普遍適用的氮氧化物治理技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)保領(lǐng)域 。 但長期以來，尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)被國外所壟斷。因無有效競爭，致使國內(nèi) 采購尿素?zé)峤庵瓢毖b置的費用一直居高不下，還要交納高昂的技術(shù)使用費，其 價格很大程度上決定著煙氣脫硝工程造價，制約著國內(nèi)煙氣脫硝工程的實施。 在此背景下，中國大唐集團公司統(tǒng)籌規(guī)劃，大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司具 體牽頭，聯(lián)合東南大學(xué)、大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司組成產(chǎn)學(xué)研合作團隊 ，對 尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù)進行了自主攻關(guān)。 項目從基礎(chǔ)理論”、小型試驗”、“試試驗”、計算機CFD模擬”、

4、示范工 程”和商業(yè)化應(yīng)用”六個方面進行研究，掌握了尿素?zé)峤庵瓢焙诵膮?shù)，開發(fā)了 獨立的工藝計算軟件包，發(fā)明了尿素?zé)峤庵瓢毖b置，形成了尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵 技術(shù)，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。項目獲授權(quán)發(fā)明專利10項，實用新型專利8項。主要技 術(shù)發(fā)明點如下： （1） 提出了一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)中引導(dǎo)氣流形成二維流場的方法 ，發(fā)明了一 種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器裝置。通過特殊的流場結(jié)構(gòu)，可以防止尿素溶液粘避結(jié)晶， 霧化分解效率高。 （2） 揭示了尿素溶液熱解傳熱傳質(zhì)過程，定性定量得出了能量條件，開發(fā) 了物料及能量平衡計算軟件，通過了多套工程的驗證，完全可以指導(dǎo)實際工程 應(yīng)用。 （3） 發(fā)明了逆流式尿素?zé)峤庵瓢毖b置及方法；發(fā)明

5、了蝸殼進氣旋流式尿素 熱解制氨裝置及方法；發(fā)明了切圓進氣式尿素?zé)峤庵瓢毖b置 。實現(xiàn)了多種尿素 熱解制氨技術(shù)方案的聯(lián)合應(yīng)用，提高了適用性。 （4） 揭示了尿素溶液液滴在熱解爐內(nèi)部的時程關(guān)系和運動規(guī)律 ，發(fā)現(xiàn)了熱 解爐內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的存在，提出了避開內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的方法，解決了尿素溶液 回流的問題。得出了尿素?zé)峤廪D(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)：尿素溶液從噴入熱解爐開始，在1s 內(nèi)有90%以上轉(zhuǎn)化為氨氣，在2s內(nèi)有96%以上轉(zhuǎn)化為氨氣，在4s內(nèi)可以達到 接近100%的轉(zhuǎn)化率。 項目打破了國外技術(shù)壟斷，成果已經(jīng)獲得了 9套應(yīng)用，有效降低了國內(nèi)采 購成本，取得了較大的經(jīng)濟和社會效益 。成果先后獲得〈科技日報》和IEEE

6、SPECTRUM科技縱覽》的報道。 四、客觀評價： 1?成果鑒定：2014年9月2日，中國電機工程學(xué)會在北京組織召開了項目成 果鑒定會：項目研究取得諸多創(chuàng)新成果，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的尿素?zé)峤庵?氨成套技術(shù)，通過了工程驗證，技術(shù)達到國際先進水平”。中電機鑒2014】第 111 號，附件 2.8-1、附件 2.8-2、附件 2.8-3） 2. 檢測報告： 根據(jù)大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司5號機組煙氣脫硝裝置性能試驗報告”，報 告顯示：在入口 Nox濃度達到設(shè)計值時，出口 Nox濃度小于設(shè)計值，并且尿素 耗量小于設(shè)計值，符合設(shè)計要求。（附件2.9-1、附件2.9-2 ） 3. 同行評價 I

7、EEE SPECTRUM斜技縱覽》雜志于2016年5月刊登了項目成果，并給予了 評價：積極實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，提升自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的市場占有率 ，提高 重大科技成果的轉(zhuǎn)化能力。（附件2.10-1、附件2.10-2、附件2.10-3 ） 4. 媒體報道 2015年11月12日，〈科技日報》對項目成果進行了報道，指出通過不斷的 科技開發(fā)和應(yīng)用，項目研制的尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為成熟可靠的商業(yè)化 技術(shù)，為我國的脫硝環(huán)保行業(yè)注入自主創(chuàng)新技術(shù) ，為祖國的節(jié)能減排作出貢 獻，形成良好的社會效益?！备郊?.11） 5?獲獎情況： 項目部分成果獲得2015年度北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎；2014年度（

8、首屆） 中國電力創(chuàng)新獎二等獎。（附件2.12、附件2.13） 6.典型用戶評價 項目示范工程應(yīng)用單位 大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司”對項目成果應(yīng)用作出完 整評價如下： 大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司 （2X320MW）5號亞臨界機組，脫硝裝置使用 選擇性催化還原法（SCR）,采用尿素?zé)峤夥ㄖ苽涿撓踹€原劑。在設(shè)計煤種、 鍋爐BMCR工況、處理100%煙氣量條件下，性能試驗期間，在入口 Nox含量 在500mg/Nm 3時，脫硝總效率大于86% （性能試驗考核時）。催化劑層數(shù)按 2+1 ”層方案進行設(shè)計，脫硝工程由大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司承建 ，尿素 熱解制氨裝置由大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司自

9、主研發(fā) 、設(shè)計、供貨、安裝 和調(diào)試。 5號機組脫硝工程于2014年6月7日順利通過168試運行，在試運行期間， 尿素?zé)峤庵瓢毖b置能滿足機組脫硝對氨氣的需求，系統(tǒng)響應(yīng)速率完全滿足機組 變工況的要求，并且尿素分解率和尿素耗量都達到了設(shè)計要求 。 尿素?zé)峤庵瓢毖b置自投運以后，一直運行穩(wěn)定，熱解爐內(nèi)未出現(xiàn)結(jié)晶的情 況，各項運行指標(biāo)都達到了設(shè)計要求。 經(jīng)過長時間連續(xù)運行表明，大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司自主研發(fā)的尿 素?zé)峤庵瓢毖b置性能優(yōu)良，不容易出現(xiàn)結(jié)晶的情況，完全能滿足火電廠脫硝工 程對氨氣的需求。（附件2.14） 五、推廣應(yīng)用情況： 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司牽頭研發(fā)的尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)

10、，通過了理 論研究、實驗室研究和工程示范驗證，已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，共有9套裝置投 運，現(xiàn)場運行穩(wěn)定，負荷跟蹤性好，完全可以滿足脫硝需求。作為一種廣泛適 用的在線制氨技術(shù)，該技術(shù)亦可由電力行業(yè)推廣至其他行業(yè) ，在保障清潔電力 生產(chǎn)、石化、冶金、建材環(huán)保綜合治理等多個方面發(fā)揮重要作用 。 主要應(yīng)用單位情況（不超過15個） 序 號 應(yīng)用單位名稱 應(yīng)用技術(shù) 應(yīng)用起止時間 應(yīng)用單位 聯(lián)系人及電話 經(jīng)濟/社會效益 1 大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司 尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù) 201391 —至今 高峰 /1393797898 2 良好 2 大唐長春第二熱電有限責(zé)任公 司 尿

11、素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù) 2014.5.5 —至今 刁志忠 /1375650202 5 良好 3 洛陽雙源熱電有限責(zé)任公司 尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù) 2014.6.2 —至今 李偉超 /1352549066 9 良好  4 大唐淮北發(fā)電有限責(zé)任公司 尿素?zé)峤庵瓢标P(guān)鍵技術(shù) 2014.11.1 —至今 劉黎南 /1385616771 8 良好 5 6  六、主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄：（不超過10項，前3項為核心知識產(chǎn)權(quán)） 序 號 知識產(chǎn)權(quán) 類別 知識產(chǎn)權(quán)具體名稱 國家 授權(quán)號 授權(quán)日期 證書編號

12、權(quán)利人 發(fā)明人 專利 有效 狀態(tài) 1 發(fā)明專利 一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)中引導(dǎo)氣 流的方法 中國 ZL201310046 726.4 2014.12.24 1553785 中國大唐 集團環(huán)境 技術(shù)有限 公司，中 國大唐集 團科技工 程有限公 司 彭代軍 有效  2 發(fā)明專利 一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)器 中國 ZL201310047 260.X 2015.3.4 1598594 中國大唐 集團環(huán)境 技術(shù)有限 公司，中 國大唐集 團科技工 程有限公 司 彭代軍 有效 一種應(yīng)用于SCR脫硝的尿素 ZL201210359 中國大

13、唐 集團環(huán)境 3 發(fā)明專利 熱解反應(yīng)器 中國 319.4 2015.9.9 1780560 技術(shù)有限 彭代軍 有效 公司  4 發(fā)明專利 一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置及方 法 中國 ZL201510338 332.5 2016.11.2 2286258 大唐環(huán)境 產(chǎn)業(yè)集團 股份有限 公司 彭代軍 有效 5 發(fā)明專利 一種蝸殼進氣旋流式尿素?zé)? 解制氨裝置及方法 中國 ZL201310139 362.4 2015.9.30 1804086 中國大唐 集團環(huán)境 技

14、術(shù)有限 公司，中 國大唐集 團科技工 程有限公 司 宋紅兵 有效  6 發(fā)明專利 一種SCR尿素脫硝設(shè)備的熱 解室清理結(jié)晶裝置 中國 ZL201310399 767.1 2015.2.11 1586185 中國大唐 集團環(huán)境 技術(shù)有限 公司 陸生寬 有效 一種煙氣SCR尿素脫硝設(shè)備 ZL201310398 中國大唐 集團環(huán)境 7 發(fā)明專利 的清灰渣裝置 中國 125.X 2015.5.13 1659067 技術(shù)有限 陸生寬 有效 公司

15、 8 發(fā)明專利 一種逆流式尿素?zé)峤庵瓢毖b 置及方法 中國 ZL201310139 418.6 2016.3.30 2006989 大唐環(huán)境 產(chǎn)業(yè)集團 股份有限 公司，中 國大唐集 團科技工 程有限公 司 宋紅兵 有效  9 發(fā)明專利 一種尿素?zé)峤庵瓢毖b置 中國 ZL201310047 259.7 2016210 1951231 大唐環(huán)境 產(chǎn)業(yè)集團 股份有限 公司，中 國大唐集 團科技工 程有限公 司 周燁 有效 大唐環(huán)境 ZL201410177 產(chǎn)業(yè)集團 10

16、發(fā)明專利 一種煙氣脫硝的尿素?zé)峤鉅t 中國 816.1 2016.9.21 2245975 股份有限 陸生寬 有效 公司  七、主要完成人情況（不超過6人）： 排序 姓名 主要貝獻 工作單位 完成單位 職稱 職務(wù) 1 彭代軍 第1完成人。 項目負責(zé)人。制定了項目研究的技術(shù)路 線和整體計劃，主持了項目的總體實施 和全部研究工作。是第1、2、3、4項 發(fā)明專利的第一發(fā)明人 ，是第5、6、 7、8、9、10項發(fā)明專利的發(fā)明人；對 發(fā)明點1-4都作出了貢獻。作為第一作 者發(fā)表論文〈碳酸氫銨和尿素制氨技術(shù) 經(jīng)濟分析》、〈鍋

17、爐煙氣脫硝尿素?zé)峤?與水解制氨技術(shù)對比》、尿素?zé)峤庵?氨關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用》。 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限 公司 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限 公司 研究員 無  2 仲兆平 作為實驗室研究委托負責(zé)人，牽頭實施 實驗室研究。完成了尿素?zé)峤饫碚?、?型試驗、計算機CFD模擬、中試試驗 等研究內(nèi)容，是第5、8項發(fā)明專利的 發(fā)明人，對發(fā)明點1-4作出了貢獻。作 東南大學(xué) 東南大學(xué) 教授 系主任 為通訊作者發(fā)表論文 取氨氣特性研究》 〈尿素溶液熱解制 制定了項目前期調(diào)研 、立項的技術(shù)路 線，參與了項目的核心參數(shù)和關(guān)鍵技術(shù)

18、 分公司 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限 高級工 3 宋紅兵 的研究，是第5 > 3項發(fā)明專利的第一 副總經(jīng) 公司 公司 程師 發(fā)明人，第1、2、 3、4項發(fā)明專利的 理 發(fā)明人，對發(fā)明點 1、3作出了貢獻。  4 陸生寬 參與示范工程階段的研究 ，在工乙研 究、系統(tǒng)擬定、設(shè)備選型、總體設(shè)計以 及現(xiàn)場問題處理等方面作出了貢獻，作 為主要人員參與了示范工程設(shè)計，是第 6、7、10項發(fā)明專利的第一發(fā)明人 。 對發(fā)明點4作出了貢獻。

19、 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限 公司 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限 公司 高級工 程師 無 5 高峰 作為示范工程建設(shè)現(xiàn)場負責(zé)人，參與了 示范工程階段的研究，協(xié)助示范工程測 試，進行數(shù)據(jù)采集和分析等工作，同時 負責(zé)工程總體進度、設(shè)備安裝、現(xiàn)場調(diào) 試等技術(shù)管理工作。對發(fā)明點4作出了 ~i-". -Ph 貢獻。 大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司 大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司 工程師 設(shè)備部 副主任  6 張波 參與了計算機 CFD模擬研究和中試試 驗研究，發(fā)現(xiàn)熱解爐內(nèi)循環(huán)回流區(qū)的存 在，并對其形成原理作出闡述。對發(fā)明 點2、4作出了貝獻。 東南大學(xué) 東南大學(xué) 講師 無

20、 八、完成人合作關(guān)系說明： 本項目的六位完成人之間存在非常密切的合作關(guān)系 。項目為產(chǎn)學(xué)研合作項目，完成 單位包括科技產(chǎn)業(yè)單位、高校和生產(chǎn)單位，為了共同完成項目任務(wù)，完成人之間通力協(xié) 作，在不同階段以多種方式進行了多項合作，取得了較好效果。 彭代軍研究員為項目負責(zé)人，制定了項目研究的技術(shù)路線和整體計劃，主持了項目 的總體實施和全部研究工作。彭代軍、宋紅兵、陸生寬三人來自項目第一完成單位，在 項目立項、執(zhí)行、評審、鑒定、驗收等多個環(huán)節(jié)都有合作，共同授權(quán)了多項發(fā)明專利。 仲兆平和張波來自東南大學(xué)，仲兆平教授是實驗室階段委托研究負責(zé)人，牽頭實施實驗 室研究，張波作為實驗室研究期間的博士生，參

21、與項目研究，師從仲兆平教授。高飛來 自大唐洛陽熱電有限責(zé)任公司，參與了示范工程階段的研究，為項目成果轉(zhuǎn)化落地應(yīng)用 作出了貢獻。 項目完成人以發(fā)明專利的共同發(fā)明人、共同論文作者、共同參加驗收鑒定、共同獲 得獎勵等形式進行了合作。 完成人合作關(guān)系情況匯總表 序 號 合作 方式 合作者 （項目排名） 合作時間 合作成果 證明 材料 備注 一種尿素?zé)峤夥磻?yīng) 共同 2012 年、2013 中引導(dǎo)氣流的方 發(fā)明專 1 知識 彭代軍、宋紅兵 年、2014年 法； 利 產(chǎn)權(quán) 一種尿素?zé)峤夥磻?yīng)

22、 器；  一種應(yīng)用于SCR脫 硝的尿素?zé)峤夥磻?yīng) 器 一種蝸殼進氣旋流 共同 宋紅兵、彭代軍、 2012 年、2013 式尿素?zé)峤庵瓢毖b 發(fā)明專 2 知識 仲兆平 年、2014年 置及方法； 利 產(chǎn)權(quán) 一種逆流式尿素?zé)? 解制氨裝置及方法 一種SCR尿素脫硝 設(shè)備的熱解室清理 結(jié)晶裝置； 共同 2013 年、2014 一種煙氣SCR尿素 發(fā)明專

23、 3 知識 陸生寬、彭代軍 年、2015年 脫硝設(shè)備的清灰渣 利 產(chǎn)權(quán) 裝置； 一種煙氣脫硝的尿 素?zé)峤鉅t 共同 仲兆平、張波、彭 尿素溶液熱解制取 4 論文 代軍、宋紅兵 2013 年 氨氣特性研究 論文 共同 彭代軍、仲兆平、 2015 年、2016 獲獎證 北京市科學(xué)技術(shù)獎 5 獲獎 宋紅兵、陸生寬 年 二等獎 書 大型燃煤電廠SCR 共同 彭代軍、仲兆平、 鑒定證 6 立項 宋紅兵、陸生寬 2014 年 脫硝尿素?zé)峤庵瓢? 書 關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)  用