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国家科技奖中的天津高校“身影”

  一年一度的国家科学技术奖励大会近日举行。从获奖名单上看,2017年度是天津市荣获奖励项目数最多的一年。而在这其中,不乏天津高校的“身影”。

让内燃机高效燃烧更清洁

  内燃机广泛应用于交通运输、工程机械、农业机械等诸多领域,但随着其广泛应用也带来了化石能源大量消耗、机动车尾气污染等问题。因此,研发出燃烧效率高、实现清洁燃烧的内燃机成为天津大学机械学院王天友教授团队的攻关目标。经过十余年,该团队攻克了气流评价技术、气流设计技术、气流一致性控制技术三大难题,开辟了气流主导的内燃机高效清洁燃烧新型技术路径,“内燃机气流快速检测与评价技术及应用”项目获得2017年度国家技术发明二等奖。 

  燃烧系统是内燃机的心脏,油气充分高效燃烧是节能减排的关键。长期以来,欧美研究者主要关注“油”,采用喷油主导的燃烧技术路径。而王天友团队则在“气”的方面创新性地开拓新路径,取得重大突破。该技术揭示了内燃机缸内气流运动的基本规律,形成了面向燃烧过程的气流评价技术,为气流主导的燃烧系统开发奠定了理论基础。该技术还提出了构建内燃机高温、高压环境下高碳燃料燃烧机理的解耦方法,研发出高滚流快速燃烧系统和高、中、低涡流燃烧系统,形成了气流主导的燃烧系统正向开发技术。其技术机理被福特、克莱斯勒、沃尔沃、美国Argonne国家实验室等多家国际机构采用。 

  经鉴定,该项技术达国际领先水平,拥有发明专利20项、软件著作权6项,发表SCI检索论文74篇,主持制定行业标准1项。目前,成果已经整体应用于潍柴、上汽等100多家汽车、发动机企业,近三年产量31.8万台,创造直接经济效益2.07亿元。

  重型柴油机也能“超低排放”

  同样想优化技术并解决环保问题的还有天津大学尧命发教授团队。广泛应用于载重汽车、大型客车及工程机械等的重型柴油机是石油消耗大户,如何在保障重型柴油机使用高可靠性的同时实现超低排放和低油耗,成为该团队面前的一道难题。 

  团队围绕超低排放重型柴油机的关键技术开展研究,攻克了燃烧技术、尾气后处理技术、整机结构工艺和系统集成等技术难题,形成了新一代超低排放重型柴油机技术体系。项目“新一代超低排放重型商用柴油机关键技术开发及产业化”获得2017年度国家科技进步二等奖。 

  据了解,该技术授权美国专利1项,国家发明专利17项,实用新型专利11项,制订国家标准1部,发表论文30篇。通过应用于玉柴重型柴油机平台,团队开发了有自主知识产权的多款满足国4、国5和欧VI重型柴油机,并实现产业化。该技术的应用使我国重型柴油机实现了从国3到欧Ⅵ标准的跨越,研制出的YCL-60欧Ⅵ标准柴油机,通过欧盟E-mark认证,是国内唯一应用的自主品牌欧Ⅵ柴油机产品。近三年,为企业新增销售额104.6亿元,新增利润17.5亿元。

  治理烟气获得双重效益

  燃煤电厂、钢铁、水泥、垃圾焚烧等行业的高温排放烟气严重危害生态环境。产生的烟气除了粉尘外还含有二噁英类毒性物质。由天津工业大学精细化工研究所所长郑帼教授、副所长周存副研究员参与完成的,“工业排放烟气用聚四氟乙烯基过滤材料关键技术及产业化”项目很好地解决了这个问题,荣获2017年度国家科技进步奖二等奖。 

  据介绍,科研团队在不改变垃圾焚烧工况的前提下,研制出集除尘和二噁英催化分解功能于一身的过滤袋“截留—吸附催化分解”方式;采用创建的含氟材料湿式共混方法,研制出该过滤袋所需的二噁英催化分解材料和高效除尘功效纤维的制备技术及关键装备。该技术可广泛应用于燃煤发电、垃圾焚烧、水泥、冶金等排放的烟气含有大量粉尘的工业生产中。与传统技术相比,新型材料大大提高了对工业排放烟气的过滤精度和强度,如垃圾焚烧排放烟气中二噁英和粉尘的排放浓度明显优于国标和欧盟标准要求。 

  该项目已获授权发明专利10项,总体技术达国际先进水平,目前已在浙江格尔泰斯环保特材科技股份有限公司、浙江宇邦滤材科技有限公司分别建设了2500吨/年PTFE纤维、10万套/年新型滤材生产线。产品成功用于垃圾焚烧、燃煤电厂等高温排放烟气的治理上。近三年新增产值12.3亿元,新增利润1.2亿元,取得了显著的经济和社会效益。

  本报记者张熙通讯员赵习钧石晓霞

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