大气样VOC在线采样-富集-热脱附-色谱进样联用装置

关亚风

-/资源与环境

授权专利2项 合作与投资该联用装置由采样-脱水-富集柱-热脱附加热器、抽气装置和流路控制部分构成。装置以制冷压缩机为冷源，对大气样品中的组分进行低温吸附；再经过一次热脱附直接进入气相色谱仪进行分离分析，无需二级冷冻聚焦装置，实现了冷阱浓缩/热脱附装置与气相色谱仪的直接联用。相比于传统的以液氮和半导体制冷为冷源的热脱附仪，研制的联用装置的富集温度仅需要-10℃，结构简单、功耗小、成本低。对大气中挥发性有机物具有500~1000倍的富集倍数。 【主要技术指标】采样量：100~500mL抽气流量：15mL/min 热脱附温度：不大于300℃升温速率：150℃/min 色谱进样模式：阀进样 检出限：15~60ppb(V/V)，C2-C4烃，FID检测；冷却时间：不大于5min 总功耗：150W 整机重量：15kg（不包括色谱部分） 【技术特点】 采用多级混合吸附剂填充制备采样吸附管，能够在-10℃低温下对C2-C4烃类化合物实现高倍数富集。与传统的液氮和半导体制冷系统相比，功率消耗小、制冷效率高，成功解决了C2烃类的低温富集难题。装置可与任何通用型气相色谱仪或色谱-质谱仪直接联用，无需二级冷阱或者二次聚焦。

大气环境污染物在线检测质谱仪

李海洋

-/资源与环境

随着社会经济的迅速发展，日益严重的环境问题引起了人们的关注。环境污染物因其高积累性、毒性、致癌性、致畸性、致突变性等特性对人类造成了严重威胁。 本课题组以真空紫外灯为光源，研制单光子电离-化学电离复合电离源，采用射频四级杆与静电透镜共同实现离子的整形与调制，将离子压缩成扁平形束进入质量分析器，同时减少离子空间发散与能量发散，有效改善仪器灵敏度与分辨率，实现大气环境衡量有机污染物在线检测。 该仪器具有灵敏度高；分析时间短；能够实现痕量物质检测；软电离模式、碎片离子少，适合快速定量定性分析；采用单光子电离与化学电离复合电离源，有效拓宽待测物检测范围的优势。 【技术参数】 1�质量范围：1~500 2�质量分辨率：20003�检出限：ppt 4�检测线性范围：10ppt~100ppm 【应用实例】 针对大连市沙河口区室外空气进行采集分析，能够检出大气中多种痕量有机物，表明该仪器在环境污染物检测中具有广阔的应用前景。

水下机器人ROV

李华忠

-/资源与环境

水下机器人ROV为服务类机器人,以无人化为主,使其可在高危险、被污染以及零可见度的水域环境下工作,配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置,可以完成实时视频传输声呐图像绘制,抓起重物等各种专业操作。目前,水下机器人已经在海洋探索渔业养殖水下检测维修、搜救、消费娱乐、军事、教育等领域广泛应用。本项目主要对深水水域的探索与作业等需求进行研究与开发,确定好机器人的结构和尺寸参数,使用建模软件进行三维建模,水下机器人配有六个电机作为动力源,实现四个自由度运动,分别为沿着xy、轴的平移和绕着z轴旋转,对水下机器人的运动学与动力学以及在水下运动约束下运动范围研究和分析,自主调整运动稳定性等。进行水下机器人的控制系统研究,控制系统分为上位机,下位机和通信,对水下机器人传感器、电机驱动模块和电机PID控制方式研究,使机器人在控制系统作用下能够在不同深度水域移动使用仿真分析软件对水下机器重要零件进行静力学分析和固有模态分析,主要是对水流动力学的仿真分析,并设计出实物样机,符合预定的研究指标,并在不同深度水域中验证机器人设计的合理性、鲁棒性。水下机器人代替深水作业人员进入不同深度水域开展监测和维护维修工作,进行电视成像精细检查,辅助生成符合行业标准规范的检测评估报告,为水下设备等制定养护修复方案提供重要分析依据和指导建议。

垃圾分解处理机

胡建敏

广东博士科技/资源与环境

本实用新型涉及一种垃圾分解处理机，包括设置在机座上的粉碎腔、设置在粉碎腔下端的压缩腔和与压缩腔连通的压缩箱，粉碎腔的上端设置有进料斗，下端设置有出料口，粉碎腔的下端还设置有用于控制出料口打开或关闭的密封开关，压缩腔的一端与出料口连通，另一端与压缩箱的一侧连通，压缩箱的另一侧设置有垃圾渣出口，压缩箱的下端设置有垃圾水出口；粉碎腔内设置有粉碎刀组，压缩腔内设置有螺旋叶片，食物垃圾经过粉碎腔粉碎后，进入压缩腔内，螺旋叶片将其压缩分离形成垃圾渣和垃圾水，再通过消毒杀菌、脱水去水、氧化提取和加入添加剂等步骤便可变成工业材料、饲料或有机肥料，无需经过下水管道排出不影响下水管道的水质，有效保护生态环境。 　　垃圾分解处理机（实用新型专利）生产；垃圾分解流程（发明专利）回收、生产、加工、销售、服务 　　项目核心创新点：主要协助环保部门将垃圾进行处理加工 　　项目详细用途：产品有工业用品，动物饲料，多种农作物肥料 　　预期效益说明：预计在一年内收入在5000万元以上

氯碱等企业氢气回收净化技术及制备

马丽敏

北京化工大学/资源与环境

随着世界经济的发展，对清洁能源的需求，尤其对氢气特别是高纯氢气的需求越来越大。氯碱工业副产氢气量很大,通过对氯碱厂副产氢气进行分离提纯，开发了制取高纯氢的新工艺及设备。采用变温和变压相结合的再生工艺，强化了再生效果。在吸附剂再生过程中，分段加热吸附剂，既保证了再生效果又减少了再生气的用量。研究表明，此工艺的运用能大大提高副产氢气的分离效率，所得产品氢的体积分数可达到99.999%以上。氢气纯度：99.999%以上、含氧量小于0.5ppm、含水量小于5ppm，其他指标均能达到国标高纯氢参数指标。氯碱厂、钨钼材料厂、石英玻璃厂、多晶硅生产厂及相关生产企业。 目前多晶硅厂引进一套氢气回收净化系统需要上亿元，而我们设计的装置只要几百万的成本，全套设备也只有进口设备的十分之一的投资，是我国走自主创新、替代进口的理想技术产品。 效益分析 氯碱厂、多晶硅厂、钨钼材料厂回收系统技术均已成熟，已有多套产品投入运行，一套工业化装置的成本投资额在600万左右。

超重力法制备纳米聚苯胺纤维技术

马丽敏

北京化工大学/资源与环境

纳米聚苯胺纤维在防腐涂料、超级电容器等领域具有重要的应用前景。超重力旋转床作为一种新型反应器，在化工过程强化等领域具有总要的应用，且无明显放大效应。采用超重力法制备纳米聚苯胺纤维，具有反应速度快，产品形貌均一，长径比大，分散性好等特点。目前已达到中试水平。

不锈钢装备在强还原性介质中的腐蚀控制新技术及应用

马丽敏

北京化工大学/资源与环境

不锈钢是工业、科技、国防等领域应用最广泛的材料之一。不锈钢表面的钝化膜需要在氧化性环境中才能稳定地存在，因此不锈钢在氧化性环境中，例如大气、水环境、硝酸溶液等，具有良好耐蚀性，而在非氧化性或还原性环境例如高温稀硫酸、高温甲酸等介质中，由于表面的钝化膜不稳定，不能有效地保护基体，耐蚀性就很差；在含有能破坏钝化膜的有害离子的介质中，不锈钢的耐蚀性也很差。以化工、石化工业为例，在高温稀硫酸、高温甲、乙混合酸等介质中，奥氏体不锈钢腐蚀速度很快。由于温度较高，非金属材料在这种体系中不适用，国外部分企业采用耐蚀性更高的钛材或镍基耐蚀合金，但设备价格极其昂贵，同时材料来源和加工也非常困难。 该课题组研究开发了一种利用电沉积法在不锈钢表面制备钯系合金薄膜的技术，主要通过钯对不锈钢表面钝化性能的促进作用来提高不锈钢在非氧化性介质中的耐蚀性，并研究了在工程现场对不锈钢设备进行大面积施镀的技术。这种方法能够显著提高不锈钢在非氧化性腐蚀介质中的耐蚀性，例如，在沸腾稀硫酸和沸腾甲、乙混合酸中，镀钯不锈钢的腐蚀速率可以降低三到四个数量级，在含有微量Cl、Br离子的环境中，耐蚀性也显著提高。已获得国家发明专利授权2项，拥有完整的自主知识产权。 技术特点 1）研究开发了在奥氏体不锈钢表面制备钯、钯-铜和钯-铬合金薄膜的工艺技术，工艺稳定可靠，镀膜厚度可以在0.5-3μm之间控制，膜均匀致密，具有良好的结合力和抗冲击性能。镀膜、镀液及刷镀过程中均不含有毒有害物质，环保性好。 2）镀膜不锈钢在非氧化性腐蚀介质中耐蚀性大幅提高，与未镀膜同种材料比较，在典型非氧化性环境（沸腾20%硫酸，沸腾90%乙酸+10%甲酸）中腐蚀速率降低约二到三个数量级。 3）传统的电镀或化学镀方法很难对大面积表面施镀，我们开发了可对大型不锈钢设备表面实施大面积快速电刷镀钯的工艺技术，并且能够针对在用的旧不锈钢设备进行表面处理和现场施工。 应用范围及市场分析：该技术最适用的场合是以高温稀硫酸等非氧化性腐蚀环境。前期曾在几个不同企业进行了现场实施，其中在某化纤厂的醋酸吸收塔的塔内水线附近和进料口镀膜约20平方米，效果良好，镀膜两年后内壁仍保持比较平坦，未发生过去1年即产生大量腐蚀坑的现象。 此外，在抽提法、乙醇法和丁烯氧化脱氢法制丁二烯，丁腈橡胶合成，维纶生产的醛化工序，钢厂和有色冶炼厂中的硫酸酸洗装置，湿法冶金与选矿中的硫酸与硫酸盐反应体系，无机酸、有机酸生产，纯碱生产中的碳化塔冷却管，尿素生产中的高压冷凝器、汽提塔、甲铵泵，锅炉和各种轻油、重油燃烧炉的省煤器、再沸器，废热锅炉等等装置，以及轻工、制药领域的一些装置等等，都有高温非氧化性介质的不锈钢腐蚀问题，本项目的研究结果在这些领域都有潜在的应用价值。 投资条件及效益分析：设备投资小，现场施工仅需刷镀电源设备及相关附件，原料主要是采用工业级Pd盐，其成本根据镀膜的厚度不同，大约在2000元/m2上下，与一般的涂镀层相比成本较高。但由于其应用场合是针对腐蚀特别严重、其它方法不能解决的设备或部位，需要保护的面积通常并不大。以一台醋酸吸收塔为例，塔高度25m，直径2.3m，由316L和317L不锈钢分段制造,其内表面积超过180m2，装置投资约为一千万元，一旦设备由于局部腐蚀失效，会导致整套设备报废，损失巨大。但腐蚀严重的部位主要集中在塔身下部水线附近两米左右范围，面积只有十几个m2，只要这一部分的腐蚀得到控制，整套设备就可以安全运行，因此保护成本并不高。经过镀钯处理后，设备检修周期和服役寿命可以显著延长，产生明显的经济效益。

植物型洗涤日用化学品技术开发

马丽敏

北京化工大学/资源与环境

国民经济的高速发展给人们带来了高质量的生活，同时也对环境造成了一定的压力。如今环保低碳的生活理念及方式已成为人们生活和和社会发展的普遍共识，作为日常生活中的易耗用品，洗涤剂的发展也日趋绿色化和植物化。植物型泡沫洗涤剂和浓缩洗涤剂以其节水节能、去污高效、生态友好等特点成为全球尤其是发达国家洗涤剂市场的主流产品，而在我国，随着人民环保意识的提高，对植物型泡沫洗涤剂浓缩洗涤剂的接受程度也越来越高。开发泡沫型和浓缩型的日用化学洗涤剂是行业可持续发展的必然趋势。 国家标准中规定通用日化洗涤剂中的活性物含量大于或等于15％即可，浓度较低，在很大程度上浪费了包装材料、运输成本及人工费用。本技术开发的是植物型泡沫洗涤剂和高浓缩洗涤剂，这种泡沫洗涤剂和高浓缩洗涤剂在配制过程中，采用先进的表面活性剂复配工艺，配制了活性物含量高达50％的浓缩洗涤剂和泡沫洗涤剂，新型绿色环保的非离子表面活性剂的加入，使产品即使在冷水中使用也不会出现凝胶，且大大提高了产品的流动性和低温稳定性，可以确保产品的高效性，在洗涤物品上使用无残留。 （1）植物型高浓缩洗涤泡沫 该项目采用植物提取液作为抑菌剂添加到日化洗涤剂中，主要采用的植物类型为金银花、菊花、薄荷等产量高植物，例如金银花具有清热解毒、止痒、抑菌等特点，采用低温浸渍技术将金银花枝干和花朵浸泡在水性提取液中获得金银花提取液。配合绿色环保的表面活性剂，配制成浓度高、粘度小，受温度影响小的植物型浓缩泡沫，形成泡沫致密，减少浪费，成本低，性价比高，可用于洗手、沐浴和厨房用洗涤日化品。 （2）植物型高浓缩洗涤剂 该项目采用金银花等植物提取液添加到高浓缩组分中，形成高浓缩洗涤剂。通过分子精馏和精确复配制备得到的高浓缩洗涤剂粘度低，节省运输成本等，具有很好绿色环保性能。可采用合作开发和技术入股等模式进行成果转化。同时可共同开发植物型洗护日化产品。

低共熔法分离煤焦油中的酚类化合物

马丽敏

北京化工大学/资源与环境

酚类化合物是一种重要的化工原材料和中间体,广泛应用于纤维、塑料的合成,农药、医药的制备,以及香料、染料等其他生产领域。煤焦油中含有丰富的酚类化合物,从中提取酚类化合物具有重要的经济价值。目前工业上比较成熟的分离方法是氢氧化钠碱洗法,但整个过程消耗大量酸碱溶液,并且会产生含酚废水需要后续处理。为了解决上述缺陷,采用新型非水相分离方法很有必要。本课题组发现并研究了一系列季铵盐通过与酚类化合物形成低共熔溶剂(deepeutecticsolvents,DESs)分离油中的酚类化合物,这种方法萃取效率高,萃取剂可以循环使用,萃取过程中不使用无机碱和酸,并且避免了含酚废水的产生。针对目前使用的反萃剂乙醚具有易挥发和易爆炸等缺点、低共熔溶剂对中性油的夹带以及缺少低共熔法萃取分离真实油酚混合物过程中酚类化合物的变化规律等问题,本技术着重考察了低共熔法分离油酚混合物过程中反萃剂的选择、低共熔溶剂对中性油夹带行为和中性油的脱除,以及低共熔法萃取分离真实煤焦油过程中不同酚类化合物组成变化和物料守恒等。为低共熔法分离油酚混合物的工业应用提供理论支持。TMAC相对ChCl萃取真实煤焦油中酚类化合物的能力更强,回收率更高,但会夹带更多的中性油,且反萃剂更难去除；ChCl萃取酚中性油种类较少,主要为萘,而TMAC萃取酚中性油除了萘还有大量其他种类的中性油；使用季铵盐萃取煤焦油中酚类物质的萃取率可以达到80%,低于模拟油酚混合物时的萃取率,这是由于煤焦油中多种芳环中性油与酚类物质间π-π键作用造成的；ChCl和TMAC在循环3次实验后基本特性保持不变,可以循环使用。