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华东理工大学新闻网

出处:本站原创   发布时间:2019-10-03   

  9月17日,第21届中国国际工业博览会于国家会展中心(上海)开幕。围绕“健康”“智能”“绿色”等关键词,我校共有17个项目参展。《解放日报》《文汇报》《上海科技报》、科学网、文汇APP、周到上海、东方网以及【东方财经·浦东频道】等媒体分别作了相关报道。

  9月17日,第21届中国国际工业博览会开幕。围绕“健康”“智能”“绿色”等关键词,华东理工大学共有17个项目参展。其中,材料学院教授黄发荣领衔的“低温固化高性能聚树脂及其复合材料”项目荣获空间产业暨北斗导航技术应用展览会创新银奖。

  在华东理工大学展区,参展项目分别是:信息学院王嵘的视障人士出行便携式辅具,化学学院郭勇的新型高效铌基加氢脱氧脱硫催化剂,材料学院吴驰飞的涤纶为主的废旧纺织品循环利用产品,生工学院谭文松的CHO细胞表达抗体蛋白的培养工艺与无血清培养基设计平台,双创中心的智能图书管理机器人和家用智能花生葵瓜子零食剥壳机以及蔡方的虚拟现实双创教育体系,材料学院汪济奎的功能性液晶高分子材料(TLCP),机动学院易建军的新型智能涡轮流量计,生工学院白云鹏的环境有害物质的生物降解酶制剂,化工学院凌昊的高等级沥青道路双层还原固封养护材料,化工学院于筛成的涡轮萃取塔技术的应用,化学学院朱麟勇的医用光敏生物胶,药学院朱维平的智能胰岛素微针贴片,以及资环学院代正华的SE水煤(焦)浆气化成套技术。在高校创新创业展区,还展出了该校的“离心萃取装置”和“一起练字”两个学生创业项目。

  在华东理工大学的工博会展位上,吴驰飞提供的展品包括展位的地板、墙板、桌椅、样品柜,以及其他诸如管道、片板带材料、花盆、穴盘、排水板、类“木塑”的纤维增强复合材料等,都是应用他的新技术由废旧纺织品纤维增强聚烯烃改性材料制备而成。

  随着电子工业发展,电子产品小型化、薄壁化、轻量化成为发展趋势;另一方面,出于保护环境的要求,电子部件与电子线路板的焊接需使用无铅焊料,这就提高了焊接温度。作为电子部件的结构绝缘体,应用功能性液晶高分子材料(TLCP)便成为首选材料。

  汪济奎开发的TLCP以优异的综合性能全面地满足了电子部件对材料的要求。“它的优异流动性是薄壁结构部件注射成型的前提,它的高热变形温度使得部件能耐得起红外焊接工艺的高温。”汪济奎介绍。

  TLCP产品目前主要应用于汽车、笔记本电脑、手机、电梯、电机等领域,但TLCP的生产有很大难度,国内外能生产这种材料的公司并不多。汪济奎与普利特复合材料有限公司开展合作,在中试的基础上将TLCP实施产业化。截至目前,TLCP已获中国国家授权发明专利2项、美国发明专利1项。

  研发新技术,为人类健康保驾护航是众多科学家孜孜以求的梦想。朱麟勇就是其中之一。团队研发的“医用光敏生物胶”,就来源于他对科学的“奇思妙想”——将光化学材料进行医疗应用。自2012年起,其团队就致力于水凝胶基的医用光敏生物胶的开发研究,并于2014年在国际上率先提出“光偶联反应”非自由基光化学交联制备水凝胶的创新方法。围绕“光偶联反应”技术,历经6年3代技术优化,该项技术已完全具备转化为医用光敏生物胶产品的基础。

  今年上半年,团队与浙江大学医学院合作研发了一种能够在数秒内完全止住大动脉损伤和心脏穿透伤大出血的仿生水凝胶材料,相关研究论文一经发表,便引发了英国每日邮报、NewScientist、BioArt、DeepTech等媒体的广泛关注,并称之为“神奇胶水”。

  谭文松则致力于推动我国抗体疫苗产业的发展。2014年12月,谭文松在张江高科创立了上海倍谙基生物科技有限公司,致力于生物制药领域中动物细胞大规模无血清培养技术和培养基研发生产。本次工博会展示的“CHO细胞表达抗体蛋白的培养工艺与无血清培养基设计平台”,就是该公司在细胞培养和无血清培养基研究开发的最新成果。

  “我们的无血清培养基设计平台,能够为生物医药企业交付个性化无血清培养基及相关培养技术,提供从配方设计到培养基干粉加工制造提供高品质一站式服务。”谭文松表示。

  我国智能控制技术发展日新月异,却存在产学研不够紧密的问题。针对这一现象,华东理工大学的科研人员一直坚持把高价值的科研成果转化为有价值的生产力,服务千家万户和社会生产生活。

  例如,在机动学院教师马新玲的指导下,陈浩同学研发的智能图书管理机器人解决的就是这样的实际问题。他针对图书馆书籍上下架、归类、搬运以及图书摆位检查等作业需要耗费大量人力物力、时间的问题,设计了智能图书管理机器人。这款机器人由麦克纳姆轮移动底盘、竖直升降转盘、取放书一体机械爪等3部分组成。它能够自如地完成自动扫描书籍入库,一键还书、一键借书,自主返回无线充电,实时检测书籍摆位,同时还有图书录入速度快、书籍抓取放回准确度高、效率高、造价低等特点,可以大大提高现有图书馆内书籍管理的效率。

  同样在马新玲的指导下,张星语同学研发的家用智能花生葵瓜子零食剥壳机则更为有趣。他针对目前国内市场上花生、葵瓜子等坚果的剥壳机器仅有工业产品、难以全自动一体化智能化的问题,设计了家用花生葵瓜子零食剥壳机。这个“小能手”基于arduino和多种传感器,由入料模块、剥壳模块、分离模块和收集模块等4个模块组成。花生、瓜子智能入料,剪力剥壳,分离彻底,收集方便,整个工作过程完全自动化完成。“这个装置结构紧凑,体积较小,可多功能化,不仅可广泛使用于家庭,而且改装置市场需求很大,应用前景广阔。”张星语介绍。

  原文来源: 中国科学报 发表时间:2019-09-17 作者:房树芬 张婷 黄辛

  这几天,工博会高校展区里,来自哈萨克斯坦的年轻工程师耶夫卡尼和他的伙伴们看得兴致勃勃。“许多项目很有趣,我特别关心材料方面的创新,大学在这样的前沿领域研究得比较深入。”

  在上海建设具有全球影响力的科技创新中心进程中,高校的科技创新活力和服务能力,成为强有力的支撑。据统计,2018年度,上海高校共登记技术合同(技术转让、开发、咨询、服务)5000项,总金额为36.55亿元(较2017年同比增长69.6%),其中千万级以上的合同数达41项,总金额为16.53亿元(较2017年同比增长146%)。2019年,上海交通大学、上海理工大学入选了首批教育部高等学校科技成果转化和技术转移基地。

  同时,欣喜地看到,越来越多全国、海外的高校来到这个舞台。本届工博会参展高校74所,其中沪外高校52所,包括清华大学、北京大学、武汉大学、西北工业大学等名校云集。同时,还有日本大阪市立大学、俄罗斯圣彼得堡彼得大帝理工大学、俄罗斯伊尔库斯科理工大学、芬兰拉普兰应用科学大学和泰国北清迈大学等国外高校。

  上海,正深入实施创新驱动发展战略,加快建设具有全球影响力的科创中心。工博会高校展区也成为其中一个缩影。

  18日上午10:30,许多人在展区现场,见证华东理工大学在煤气化领域的又一重大科技成果“SE水煤(焦)浆气化成套技术”在中国石油化工股份有限公司分公司镇海炼化扩建项目的专利实施许可的签约仪式。

  掌声响起的那一刻,十年光阴闪回。积极配合国家的能源发展战略,高校科研团队在老一辈科学家于遵宏先生的带领下长期瞄准大型高效煤气化这一世界难题,先后研发成功了四喷嘴水煤浆气化技术和单喷嘴粉煤气化技术,打破了大型煤气化技术被卡脖子的困境。华东理工大学代正华教授、许建良副教授等年轻一辈科技工作者,从2009年起,历经10年技术攻关,在科技部、教育部、基金委、国家能源局、上海市发改委、科委、教委和中国石化等大力支持下,终于研发成功SE水煤(焦)浆气化成套技术。

  新技术以双浆双氧喷嘴、平推流气化炉、煤浆自动分配为三大创新点,攻克了喷嘴易烧蚀的难题,喷嘴使用寿命可达一年以上,碳转化率大于99%,能协同处理液固废弃物,且工艺流程简单、投资低。充分发挥了水煤浆气化制氢这一目前炼厂成本最低的大规模制氢方法的巨大优势,也为我国氢能产业的发展提供了可靠的煤制氢技术。

  现代工业的发展,离不开钢铁作为方方面面的原材料支撑,而工模具钢则被认为是这一要素中至关重要的一种,又被称为“现代工业之母”。尽管我国长期居于世界钢铁产量第一的位置,然而就在三年前,国内企业仍不具备高性能工模具钢的生产能力。补短板、替代进口、提升国内高端工模具钢生产水平,成了上海大学吴晓春教授所牵头的“十三五”国家重点研发计划“高性能工模具钢及应用”项目的首要任务。此次,他和团队将这一成果带到了工博会现场。

  据介绍,上海大学从1998年就开始从事工模具钢研发。吴晓春课题组紧跟国际高端模具钢的发展方向,与特钢企业紧密合作,自主研发出大截面压铸模专用材料,并成功应用于某品牌汽车后纵梁压铸模具。此后,该团队自主研发并完全实现国产化的汽车高强钢热冲压成型模具专用材料,打破了国外同类材料在国内市场的垄断,为国产汽车轻量化制造提供助力。

  手写笔轻轻划过,黑色面板上便留下了清晰的蓝色字迹,擦除后再次书写时,面板又呈现出绿色字迹。复旦展位前,材料科学系博士生崔淑贞正在对液晶手写板做简单演示,通过改变电压进行字迹擦除,施加的电压不同字迹擦除的程度也不同,并借由对光的调控改变字迹颜色。复旦大学俞燕蕾课题组研发的反射式显示用彩色“光子墨水”,成为关注焦点。

  未来,“光子墨水”有望在更多应用场景一展身手。俞燕蕾教授介绍,课题组在柔性智能穿戴设备等多个领域抱有期待。“我们所说的柔性智能穿戴设备,其实类似于织物,能够轻松地穿着在身上,借助其他相关技术实时显示人体健康信息,可以是通过数值的方式,也可以通过颜色的变化来展现。”此外,防伪标签的应用与日常生活结合更紧密,变色涂层的研究在学界也具有重要意义。“甚至未来可能会出现可调控颜色的美妆产品。这些都是我们目前的设想,可操作性很强。”

  让生活更美好,是创新的不竭动力。高校承担的科研、教学功能,让一代代青年融入创新,传承热爱。

  上海交通大学展区,机械与动力工程学院博士生张智骋正为参观者介绍车路协同式无人驾驶清扫车。

  传统无人驾驶一般采用卫星定位,但卫星定位有局限性,车辆无法在树木茂盛的街道和高楼林立的园区等复杂场景中精确运作。项目负责人王亚飞教授,带领团队瞄准特定场景,以“车路协同式感知与定位”为突破口,将环境感知和信息融合技术与通讯技术深度融合,实现了“协同式车辆定位”与“协同式局部场景感知”基础理论创新和关键技术突破,让无人车变“聪明”的同时,也给道路赋予了“智慧”。

  随着城市化进程的加快,需要清扫的道路面积不断增加。据预测,中国道路清扫保洁的市场规模在2020年将达到1266亿元。张智骋介绍,这一成果正在特定路线的园区、矿区和港区等场景的无人驾驶系统中得到应用。面对无人驾驶技术全方位落地的挑战,研究团队将继续围绕“单车智能+车路协同”的技术思路,持续创新,助力其在更多场景的落地与优化。

  “往年我每年都来看高校展区,不过是作为参观者,”小张说,今年,自己是第一次作为参展单位的工作人员,向参观者介绍着自己参与的项目成果,“感觉很不一样,有一种参与创新这项事业的自豪感。”展区工作之暇,他还专门去看了其他单位参展的无人车项目,那个采用的是“定位与建图”技术路线。

  日本大阪市立大学的展位,大学运营部研究支援课古川淳正与参观者交流,“非常高兴来到上海参加这次展会,昨天晚上我还去了外滩,”古川淳说。

  作为日本最大的公立大学,大阪市立大学之前在物理和医学领域各出了一位诺奖得主,也让他们的展位更加受到瞩目。两位来自中国的留学生协助介绍着项目,语言无障碍。

  医学影像诊断知识服务“造影诊断指南”、高科技植物性皮肤护理技术、不用换滤芯的活性炭净水装置,一一亮相。

  泰国北清迈大学,今年是首次参展。国际学院院长张能志博士说,很荣幸受邀参加,却有些遗憾,原来,他们的招牌专业——化妆品系,只做了文字介绍展板,没有带实验展示和实物展品。“明年,我们一定准备得更充分。”

  当此全球创新热潮涌动之际,工博会高校展区迎来全国、全世界高校创新力量,促进交流,海纳百川。

  西北工业大学的无人机展台,常常围满人。无人机相关负责人崔赫琳有条不紊一一解答。大家听说眼前展翼5.2米的飞机,居然能装进一个2*0.5*0.5米的箱子,跟家里鞋柜差不多。

  “这正是我们这款无人机的特点之一,”崔赫琳笑着说,作为工业用无人机,“便携”二字背后,也蕴藏技术含金量,“我和同事两个人,十分钟内就能把它从箱子状态安装成待飞状态,跟地面台配合,一键起飞。”她介绍,零基础的人,经过培训也能很快掌握操作技术。

  据了解,这款垂直起降无人机起飞重量80公斤,最大载荷20公斤,抗六级风,高空中-40摄氏度环境依然正常飞行,已经逐步应用于测绘、应急救援、天然气/石油管道巡线、河道巡检、林业等几十个领域,销往海外。

  “通过校企合作,我们西北工业大学在无人机领域,已经实现研发、生产、培训、销售售后及服务等全产业链参与,依托西工大沣西产业基地的发展,很快就能达到每年千架的规模产量。”她说。

  “工博会对我们来说,是风向标,更是认识新朋友的好地方,”武汉大学技术转移中心产业化办副主任沈正祥透露,近三年,武大在这里结识了江苏、合肥、苏州等多地合作伙伴,开完会直接上珞珈山上谈项目,一个个产业化基地建起来。昨天下午,又一家徐州的创新机构负责人来洽谈,对智慧能源研发领域很感兴趣。

  此次,武汉大学带来了医疗器械领域一系列创新专利,从智能风扇口罩、到抑郁症复发预警和干预管理平台,到特殊腹膜透析导管技术、新型四肢肌肉附件装置。“在人工智能、新材料等‘顶天’技术以外,武大此次参展,也准备了这些来自临床一线的专利新技术,投入不高,周期不长,市场广阔,”沈正祥说,期待更多高校创新与企业携手双赢。

  今天,华东理工大学与中国石化在第21届中国国际工业博览会现场再次签订了SE水煤(焦)浆气化技术的合作协议。这一次,即将有3台2500吨级水煤(焦)浆气化装置在镇海炼化展开工程设计。我国煤化工和制氢技术的发展,也将翻开新的一页。

  作为一种洁净、高效可存储、可再生的能源,氢气是目前石油化工领域中用量最大的一种化工原料,广泛用于生产合成氨、油品、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。传统炼厂制氢方法成本高,水煤浆气化制氢是目前炼厂成本最低的大规模制氢方式之一。然而,煤制氢却面临气化运行周期短、喷嘴易烧蚀、细灰量大等重大挑战。

  刚刚开幕的第21届中国国际工业博览会上,由华东理工大学洁净煤技术研究所代正华教授领衔的“SE水煤(焦)浆气化成套技术”项目,以双浆双氧喷嘴、平推流气化炉、煤浆自动分配三大创新点,攻克了喷嘴易烧蚀的难题,喷嘴使用寿命可达一年以上,碳转化率大于99%,能协同处理液固废弃物,且工艺流程简单、投资低。

  2019年1月30日,中国石化镇海炼化公司煤焦制氢装置(POX项目)全流程一次打通,并成功产出合格产品,标志着采用国产化自主攻关高压水煤(焦)浆气化技术的煤焦制氢装置开车成功。

  2012年,中国石化与华东理工大学合作建设中国石化—华东理工大学气化技术研究中心,通过产学研合作开发高效煤气化技术,SE水煤(焦)浆气化技术即为其中之一,被列入中国石化“十条龙”科技攻关项目。

  作为镇海炼化POX项目的关键装置,SE水煤(焦)浆气化装置采用了SE水煤(焦)浆气化技术,该装置建设了3台日处理煤千吨级气化炉,二开一备,采用激冷流程,操作压力6.5MPa。3台气化炉分别于2019年1月30日、2月20日和4月22日一次开车成功,目前进入稳定生产阶段。

  在炼化企业,会产生许多种危险废物,例如含油污泥、废催化剂、废油浆等,交给环保企业处理成本较高。如果企业能够回收利用,岂不是具有经济、环保双重价值?

  SE水煤(焦)浆气化技术的另一技术优势再次凸显——变废为宝,即协同处理炼化企业的液固废弃物。“我们通过实验测出含油污泥的热值有时跟煤差不多,具有气化价值。”代正华教授告诉记者。

  代正华教授仍然记得镇海炼化POX项目首台气化炉开车时的紧张。当时临近新春,虽然学校已经放假,但作为SE水煤(焦)浆气化技术的研发团队,他们与企业方、设计方、施工方一起,都在镇海炼化的现场见证了气化炉的一次开车成功。

  短暂的兴奋后,团队依然“随时候命”。“毕竟是首套示范装置,还有些实验性质。”据代正华教授介绍,首台气化炉运行60余天后监测发现,喷嘴没有明显的损伤,“对我们来说,这是一个新的起点。”

  作为煤气化装置的核心设备,喷嘴的使用寿命短一直是制约气化炉长周期运行的难题——喷嘴到使用后期烧蚀严重、磨损大、雾化效果差等,为了安全生产必须停车更换喷嘴,这样难以为炼厂的后续系统长期稳定供氢。

  因此,延长喷嘴使用寿命是提高气化炉运行周期、增加效益的有效途径之一,对炼厂而言显得尤为重要。

  瞄准这一业界难题,从2009年起,华东理工大学洁净煤技术研究所就开始了历经10年的技术攻关。

  喷嘴是将煤浆和氧气输送至气化炉的关键设备,气化炉内温度高达1300摄氏度,如果能有效降低喷嘴端部燃烧强度,则可大幅延长喷嘴寿命。为此,研发团队基于气化炉内氧化反应路径的研究,发明了双煤(焦)浆通道气化喷嘴——喷嘴四通道走的原料由内至外分别为氧、浆、氧、浆,这种排列最大的好处就是,最外侧通道的水煤浆作为冷却介质强化了喷嘴自冷却保护,使得喷嘴使用寿命得以大幅延长。

  炼厂对氢气纯度的要求非常高,为了降低净化工艺的负担,这就要求煤气化过程中产生的细灰越少越好。所谓“细渣”,是一种会随着气体进入到后续工艺的杂质;相对应的大块“粗渣”,则是像岩浆一样的液态排渣,遇水激冷,碳反应更充分。基于气化炉内颗粒反应特性和炉内流场调控的研究,研发团队提出了炉内平推流为主的流场结构,显著优化颗粒停留时间分布和炉温分布,将碳转化率提高到了大于99%,细灰与粗灰的比例也降低为2:8(现有技术约4:6),灰渣中残碳也降至20%左右(现有技术约30%)。

  此外,课题组还基于水煤浆复杂流变性的研究,建立了高精度的煤浆流量和阻力分配数学模型,发明了采用分支流和节流部件组合的煤浆多通道的分配技术,实现了在无泵和无调节装置的情况下,双股煤浆的精确自动分配。

  【周到上海】化工可以绿起来,神奇胶水背后有“黑科技”!华理工17个项目参展工博会

  今天,在第21届中国国际工业博览会现场,华东理工大学与中国石化在再次签订了SE水煤(焦)浆气化技术的合作协议。

  将有3台2500吨级水煤(焦)浆气化装置在镇海炼化展开工程设计。我国煤化工和制氢技术的发展,也将翻开新的一页。

  围绕“健康”“智能”“绿色”等关键词,华东理工大学今年共有17个项目参展。其中,材料学院黄发荣教授领衔的“低温固化高性能聚树脂及其复合材料”项目荣获空间产业暨北斗导航技术应用展览会创新银奖。

  “SE水煤(焦)浆气化成套技术”项目,以双浆双氧喷嘴、平推流气化炉、煤浆自动分配三大创新点,攻克了喷嘴易烧蚀的难题,喷嘴使用寿命可达一年以上,碳转化率大于99%,能协同处理液固废弃物,且工艺流程简单、投资低。

  三大创新破解核心难题。作为煤气化装置的核心设备,喷嘴的使用寿命短一直是制约气化炉长周期运行的难题。

  喷嘴到使用后期烧蚀严重、磨损大、雾化效果差等,为了安全生产必须停车更换喷嘴,这样难以为炼厂的后续系统长期稳定供氢。

  瞄准这一业界难题,从2009年起,华东理工大学洁净煤技术研究所就开始了历经10年的技术攻关。

  通过气化炉内氧化反应路径的研究,发明了双煤(焦)浆通道气化喷嘴——喷嘴四通道走的原料由内至外分别为氧、浆、氧、浆,这种排列最大的好处就是,最外侧通道的水煤浆作为冷却介质强化了喷嘴自冷却保护,使得喷嘴使用寿命得以大幅延长。

  华东理工的展台还有一个网红“神奇胶水”,能在数秒内完全止住大动脉损伤和心脏穿透伤大出血。

  这是由华东理工大学朱麟勇教授与浙江大学医学院欧阳宏伟教授课题组合作研发的一种仿生水凝胶材料,被大家称之为快速止血“黑科技”。

  这种名为“Hydrogel”的水凝胶材料的研发成功绝非偶然,背后是无数科研人员夜以继日的研究和付出。

  早在十年前,朱麟勇就注意到光交联生物材料在齿科修补取得了颠覆性成功,特别易于临床操作,几乎全面取代传统的银汞齐材料。

  朱麟勇教授带领团队的青年教师林秋宁以及包春燕教授,于2012年开启了光交联水凝胶生物材料创新构建与临床转化的艰辛道路,并取得了一系列科研成果:2014年,朱麟勇课题组另辟蹊径,在国际上率先提出了“光偶联反应”非自由基交联机制,实现了水凝胶的低毒、可控构筑,有效克服传统光交联机制自由基毒性的缺陷,被业内赞誉为“光交联水凝胶技术的新突破”。

  2015年,实现了“光偶联反应”交联的多步可控化;2017年,基于“光偶联反应”,实现了细胞在水凝胶支架内粘附、增殖与迁移等行为的操控;2018年,进一步拓展了“光偶联反应”在多波长调控、大尺度与深厚度的水凝胶材料的3D快速光交联成型的应用。以上“光偶联反应”交联突破了传统自由基机制的诸多壁垒,成功实现了光交联水凝胶的可控与低毒的有效结合。

  由华理机动学院马新玲老师指导,陈浩同学研发的智能图书管理机器人亮相展会。

  针对图书馆书籍上下架、归类、搬运以及图书摆位检查等作业需要耗费大量人力物力、时间的问题设计的这款智能图书管理机器人。由麦克纳姆轮移动底盘、竖直升降转盘、取放书一体机械爪等3部分组成。它能够自如地完成自动扫描书籍入库,一键还书,一键借书,自主返回无线充电,实时检测书籍摆位,同时还有图书录入速度快、书籍抓取放回准确度高、效率高、造价低等特点,可以大大提高现有图书馆内书籍管理的效率。

  同样在马新玲老师的指导下,张星语同学研发的家用智能花生葵瓜子零食剥壳机则更为有趣。他针对目前国内市场上花生、葵瓜子等坚果的剥壳机器仅有工业产品,难以全自动一体化智能化的问题,设计了家用花生葵瓜子零食剥壳机。

  这个“小能手”基于arduino和多种传感器,由入料模块、剥壳模块、分离模块和收集模块等4个模块组成。花生、瓜子智能入料,剪力剥壳,分离彻底,收集方便,整个工作过程完全自动化完成。

  “这个装置结构紧凑,体积较小,可多功能化,不仅可广泛使用于家庭,而且改装置市场需求很大,应用前景广阔。”张星语介绍说。

  氢气是石油化工领域中用量最大的一种化工原料,广泛用于生产合成氨、油品、甲醇及石油炼制过程的加氢反应。传统炼厂制氢方法成本高,水煤浆气化制氢是目前炼厂成本最低的大规模制氢方式之一。然而,煤制氢却面临气化运行周期短、喷嘴易烧蚀、细灰量大等重大挑战。

  有没有一种更高效、高可靠性的大型煤气化技术?在第21届中国国际工业博览会上,由华东理工大学洁净煤技术研究所代正华教授领衔的“SE水煤(焦)浆气化成套技术”项目,以双浆双氧喷嘴、平推流气化炉、煤浆自动分配三大创新点,攻克了喷嘴易烧蚀的难题,喷嘴使用寿命可达一年以上,碳转化率大于99%,能协同处理液固废弃物,且工艺流程简单、投资低。

  三大创新破解核心难题作为煤气化装置的核心设备,喷嘴的使用寿命短一直是制约气化炉长周期运行的难题。瞄准这一业界难题,从2009年起,华东理工大学洁净煤技术研究所就开始了历经10年的技术攻关。

  喷嘴是将煤浆和氧气输送至气化炉的关键设备,气化炉内温度高达1300摄氏度,如果能有效降低喷嘴端部燃烧强度,则可大幅延长喷嘴寿命。为此,研发团队基于气化炉内氧化反应路径的研究,发明了双煤(焦)浆通道气化喷嘴——喷嘴四通道走的原料由内至外分别为氧、浆、氧、浆,这种排列最大的好处就是,最外侧通道的水煤浆作为冷却介质强化了喷嘴自冷却保护,使得喷嘴使用寿命得以大幅延长。

  炼厂对氢气纯度的要求非常高,为了降低净化工艺的负担,这就要求煤气化过程中产生的细灰越少越好。所谓“细渣”,是一种会随着气体进入到后续工艺的杂质;相对应的大块“粗渣”,则是像岩浆一样的液态排渣,遇水激冷,碳反应更充分。基于气化炉内颗粒反应特性和炉内流场调控的研究,研发团队提出了以炉内平推流为主的流场结构,显著优化颗粒停留时间分布和炉温分布,将碳转化率提高到了大于99%,细灰与粗灰的比例也降低为2:8(现有技术约4:6),灰渣中残碳也降至20%左右(现有技术约30%)。

  此外,课题组还基于水煤浆复杂流变性的研究,建立了高精度的煤浆流量和阻力分配数学模型,发明了采用分支流和节流部件组合的煤浆多通道的分配技术,实现了在无泵和无调节装置的情况下,双股煤浆的精确自动分配。

  工业化应用展现技术优势2019年1月30日,中国石化镇海炼化公司煤焦制氢装置(POX项目)全流程一次打通,并成功产出合格产品,标志着采用国产化自主攻关高压水煤(焦)浆气化技术的煤焦制氢装置开车成功。

  这是SE水煤(焦)浆气化成套技术的首次工业化应用。2012年,中国石化与华东理工大学合作建设中国石化-华东理工大学气化技术研究中心,通过产学研合作开发高效煤气化技术,SE水煤(焦)浆气化技术即为其中之一,被列入中国石化“十条龙”科技攻关项目。

  作为镇海炼化POX项目的关键装置,SE水煤(焦)浆气化装置采用了SE水煤(焦)浆气化技术,该装置建设了3台日处理煤千吨级气化炉,二开一备,采用激冷流程,操作压力6.5MPa。3台气化炉分别于2019年1月30日、2月20日和4月22日一次开车成功,目前进入稳定生产阶段。

  SE水煤(焦)浆气化技术的另一优势是变废为宝,即协同处理炼化企业的液固废弃物。“我们通过实验测出含油污泥的热值有时跟煤差不多,具有气化价值。”代正华教授告诉记者。

  9月18日,华东理工大学与中国石化在第21届中国国际工业博览会现场再次签订了SE水煤(焦)浆气化技术的合作协议。这一次,即将有3台2500吨级水煤(焦)浆气化装置在镇海炼化展开工程设计。我国煤化工和制氢技术发展也将翻开新的一页。

  原文来源: 上海科技报 发表时间:2019-09-19 作者:陶婷婷 张婷

  作为一种洁净、高效可存储、可再生的能源,氢气是目前石油化工领域中用量最大的一种化工原料,广泛用于生产合成氨、油品、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。传统炼厂制氢方法成本高,水煤浆气化制氢是目前炼厂成本最低的大规模制氢方式之一。然而,煤制氢却面临气化运行周期短、喷嘴易烧蚀、细灰量大等重大挑战。

  由华东理工大学洁净煤技术研究所教授代正华领衔的“SE水煤(焦)浆气化成套技术”项目,以双浆双氧喷嘴、平推流气化炉、煤浆自动分配三大创新点,攻克了喷嘴易烧蚀的难题,喷嘴使用寿命可达一年以上,碳转化率大于99%,能协同处理液固废弃物,且工艺流程简单、投资低。

  作为煤气化装置的核心设备,喷嘴使用寿命短一直是制约气化炉长周期运行的难题——喷嘴到使用后期烧蚀严重、磨损大、雾化效果差等,为了安全生产必须停车更换喷嘴,这样难以为炼厂的后续系统长期稳定供氢。因此,延长喷嘴使用寿命是提高气化炉运行周期、增加效益的有效途径之一,对炼厂而言显得尤为重要。

  瞄准这一业界难题,从2009年起,华东理工大学洁净煤技术研究所就开始了历经10年的技术攻关。

  喷嘴是将煤浆和氧气输送至气化炉的关键设备,气化炉内温度高达1300摄氏度,如果能有效降低喷嘴端部燃烧强度,则可大幅延长喷嘴寿命。为此,研发团队基于气化炉内氧化反应路径的研究,发明了双煤(焦)浆通道气化喷嘴——喷嘴四通道走的原料由内至外分别为氧、浆、氧、浆。这种排列最大的好处就是,最外侧通道的水煤浆作为冷却介质强化了喷嘴自冷却保护,使得喷嘴使用寿命得以大幅延长。

  炼厂对氢气纯度的要求非常高,为了降低净化工艺的负担,就要求煤气化过程中产生的细灰越少越好。所谓“细渣”是一种会随着气体进入到后续工艺的杂质,相对应的大块“粗渣”,则是像岩浆一样的液态排渣,遇水激冷,碳反应更充分。基于气化炉内颗粒反应特性和炉内流场调控的研究,研发团队提出了以炉内平推流为主的流场结构,显著优化颗粒停留时间分布和炉温分布,将碳转化率提高到了大于99%,细灰与粗灰的比例也降低为2:8(现有技术约4:6),灰渣中残碳也降至20%左右(现有技术约30%)。

  此外,团队还基于水煤浆复杂流变性的研究,建立了高精度的煤浆流量和阻力分配数学模型,发明了采用分支流和节流部件组合的煤浆多通道的分配技术,实现了在无泵和无调节装置的情况下,双股煤浆的精确自动分配。

  今年1月30日,中国石化镇海炼化公司煤焦制氢装置(POX项目)全流程一次打通,并成功产出合格产品,标志着采用国产化自主攻关高压水煤(焦)浆气化技术的煤焦制氢装置开车成功。

  这是SE水煤(焦)浆气化成套技术的首次工业化应用。2012年,中国石化与华东理工大学合作建设中国石化—华东理工大学气化技术研究中心,通过产学研合作开发高效煤气化技术,SE水煤(焦)浆气化技术即为其中之一,被列入中国石化“十条龙”科技攻关项目。

  作为镇海炼化POX项目的关键装置,SE水煤(焦)浆气化装置采用了SE水煤(焦)浆气化技术,该装置建设了3台日处理煤千吨级气化炉,二开一备,采用激冷流程,操作压力6.5MPa。3台气化炉分别于2019年1月30日、2月20日和4月22日一次开车成功,目前进入稳定生产阶段。

  在炼化企业,会产生许多种危险废物,例如含油污泥、废催化剂、废油浆等,交给环保企业处理成本较高。如果企业能够回收利用,岂不是具有经济、环保双重价值?SE水煤(焦)浆气化技术的另一技术优势再次凸显——变废为宝,即协同处理炼化企业的液固废弃物。“我们通过实验测出含油污泥的热值有时跟煤差不多,具有气化价值。”代正华介绍。

  代正华仍然记得镇海炼化POX项目首台气化炉开车时的紧张。当时临近新春,虽然学校已经放假,但作为SE水煤(焦)浆气化技术的研发团队,他们与企业方、设计方、施工方一起,都在镇海炼化的现场见证了气化炉的一次开车成功。

  短暂的兴奋后,团队依然“随时候命”。“毕竟是首套示范装置,还有些实验性质。”代正华介绍,首台气化炉运行60余天后监测发现喷嘴没有明显损伤,“对我们来说,这是一个新的起点。”

  9月18日,华东理工大学与中国石化在第21届中国国际工业博览会现场再次签订了SE水煤(焦)浆气化技术的合作协议。这一次,即将有3台2500吨级水煤(焦)浆气化装置在镇海炼化展开工程设计。我国煤化工和制氢技术的发展,也将翻开新的一页。

  原文来源: 中国科学报 发表时间:2019-09-19 作者:张婷 黄辛

  【东方网】节能护眼墨水、快速止血“胶水”、“聪明”环卫车……工博会上“大学队”的“黑科技”实力抢镜

  东方网记者傅文婧9月18日报道:第二十一届中国国际工业博览会上,各大高校带来的最新研发成果“争奇斗艳”,从神奇墨水、神奇“胶水”到聪明清扫车,“大学队”在与众多企业展商的“比拼”中毫不逊色,各种“黑科技”应用包括万象,覆盖了生活与生产的各个方面,吸引了众多观众驻足。

  由复旦大学材料科学系教授俞燕蕾带领课题组研发的反射式显示用彩色“光子墨水”在本届工博会上展示成果。江铃汽车:与福特越南签订2714万元工程服务及技术服务协议据悉该产品已经申请了多项国内外发明专利。基于这款“光子墨水”制备出的手写板具有“手写、电擦、光调色”的特点,首次实现了通过一种墨水书写多色笔迹的功能,轻轻按压即可在面板上留下清晰的书写痕迹,施加电压可将书写笔迹一键擦除。同时,利用不同光源照射可灵活调控面板的颜色,在任意区域写出不同色彩的笔迹。

  据介绍,该项目制备的液晶“光子墨水”在手写板、显示器、防伪标签、变色涂层、柔性智能穿戴,甚至美妆等领域都具有巨大的潜在市场。

  液晶手写板是“光子墨水”目前最具发展潜力的应用领域。如今市场上的手写板层出不穷,书写和显示是它们的核心功能之一,与这些产品相比,应用“光子墨水”的液晶手写板仍然具有优势。据俞燕蕾教授介绍:“普通手写板的颜色是单一的或是固定了的彩色模式,在制造完成后它所能呈现的颜色就已经固定不变了。而‘光子墨水’光可调控的特性给颜色展现带来更多可能,我们可以在书写过程中改变颜色,拥有一个多彩的而不是单色的手写板。即使在强光环境也不会影响阅读体验,有助于视力保护。”

  上海交通大学王亚飞副教授团队研制的车路协同式无人驾驶清扫车在本届工博会上亮相。这款清扫车能够灵活避开路面障碍物,底部则有四个大大的刷盘,能将垃圾全部扫入“肚内”,工作完成后,还能自动将垃圾倾倒出来。

  据悉,这辆“聪明车”的有效运行,还离不开“智慧路”的帮助:传统无人驾驶一般采用卫星定位,但卫星定位有一定的局限性,车辆无法在树木茂盛的街道和高楼林立的园区等复杂场景中精确运作;王亚飞团队瞄准特定场景,以“车路协同式感知与定位”为突破口,将环境感知和信息融合技术与通讯技术深度融合,实现了“协同式车辆定位”与“协同式局部场景感知”基础理论创新和关键技术突破,让无人车变“聪明”的同时,也给道路赋予了“智慧”,两方协同,在复杂场景中也能准确运作。目前这辆“聪明车”正在特定路线的园区、矿区和港区等场景的无人驾驶系统中得到应用。

  今年5月,一则关于“神奇胶水”快速止血的新闻刷爆网络。在第二十一届中国国际工业博览会上,华东理工大学展出的“医用光敏生物胶”项目,正是这项被众多媒体争相报道的快速止血黑科技。

  这种名为“Hydrogel”的水凝胶材料由华东理工大学朱麟勇教授与浙江大学医学院欧阳宏伟教授课题组合作研发,是一种能够在数秒内完全止住大动脉损伤和心脏穿透伤大出血的仿生水凝胶材料。朱麟勇表示:“期望该‘医用光敏生物胶’产品能在实质上突破当前应用瓶颈,为创面的吻合、封闭与再生修复等诸多临床问题的解决提供安全、有效的创新方案,最终造福患者与造福社会。”

  上海第二工业大学郝皓教授团队在本届工博会上带来“RLOM主动式逆向物流平台系统”项目。用户扫描平台二维码首次登录“儒象岛”就可以获得5象币,然后可以在“儒象商城”购买感兴趣的库存物品,下单后平台系统上线,智能机器人从货架取完货以后自动送到智能机械手臂处,机械手自适应调整后抓取物品给到用户,用户确认收货以后,完成该订单。

  区块链技术的应用,能够让用户扫描产品包装上的二维码,即可轻松了解产品的“前世今生”以及为绿色地球减少了多少的碳排放贡献。在模拟仓库货架旁,全新研发的“儒梭”全自主空中机器人对库存进行盘点,实时反映库存情况。据悉,用无人机进行二维码扫描,RLOM系统及配套的空中机器人盘点是国内外首创。

  RLOM主动式逆向物流平台系统结合物联网、大数据及区块链技术,围绕“智慧盘点空中机器人+智能 AGV 小车”双引擎,打通逆向物流“人、车、货、场”四要素,可实现内外部资源优化与逆向供应链整体的高效协同,打造逆向供应链全程化的线上和线下综合物流服务平台,强调“集约、快速、高效、低成本”,为企业创造“绿色利润源”。

  《广州日报》客户端:华东理工大学携“神奇胶水”、智能图书管理机器人等17个项目参展工博会

  9月17日,第21届中国国际工业博览会于国家会展中心(上海)开幕。围绕“健康”“智能”“绿色”等关键词,华东理工大学共有17个项目参展。在高校创新创业展区,还展出了“离心萃取装置”和“一起练字”两个华理学生的创业项目。

  在华东理工大学的工博会展位上,记者首先看到了材料学院吴驰飞教授的技术成果“涤纶为主的废旧纺织品循环利用产品”,包括展位的地板、墙板、桌椅、样品柜,以及其他诸如管道、片板带材料、花盆、穴盘、排水板、类“木塑”的纤维增强复合材料等,都是应用他的新技术由废旧纺织品纤维增强聚烯烃改性材料制备而成。

  吴驰飞表示:“这种从废旧纤维到纤维增强塑料的转变,不仅开拓了纤维回收的新方式,而且通过‘同质复合’的理念成功制备出可多次回收利用的高分子纤维增强高分子基体的复合材料,为废旧纤维的资源回收再利用提供了新的途径。”

  除此以外,展位上还展出了不少新颖“黑科技”,比如视障人士出行便携式辅具、智能图书管理机器人、家用智能花生葵瓜子零食剥壳机等。

  其中,由化学学院的朱麟勇教授团队研发的“医用光敏生物胶”收到外界广泛关注,被誉为能快速止血的“神奇胶水”;而由材料学院黄发荣教授领衔的“低温固化高性能聚树脂及其复合材料”项目更是荣获空间产业暨北斗导航技术应用展览会创新银奖。

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