本站原创项目所属科学技术领域:钢铁冶金
主要技术内容:我国钢铁工业吨钢能耗比国际先进水平高15%左右,技术层面主要体现为二次能源回收利用与高效转换.烧结和转炉烟气余热及钢渣显热占吨钢余热资源总量的23.5%,但由于存在分散,间歇等特点尚未被有效回收和充分利用.为此,本项目运用现代冶金与热能理论,结合实验室研究和工业试验,以研发钢铁生产过程中烧结与转炉烟气和钢渣显热的动力回收技术为目标,开展联合攻关,取得多项创新性成果并应用于工业生产.
1.开发了烧结余热发电系统高效,稳定化运行技术:建立基于"厚材系数"的气-固换热模型,揭示了烧结工况变化对热源参数和热力系统运行的影响规律,开发了烧结余热发电系统废气温度调控与稳定化运行工艺,提出了有凝结水加热器的双压余热锅炉的优化配置方式,实现了220℃以上环冷机废气和150℃左右锅炉排烟废气显热利用和系统稳定运行.
2.提出了转炉汽化冷却烟道结构和热力参数的优化方法:建立了基于水循环安全性的烟道结构优化模型,揭示了汽化冷却烟道流场,温度场分布规律及其结构参数对余热回收的影响规律,提出了汽化冷却烟道结构及其参数优化策略和余热回收系统热力参数优化方法,实现了间歇性余热回收系统连续稳定运行.
3.提出了二次能源利用优化模式,构建了钢厂能量系统优化关键技术平台,建成能源管控中心,实现高炉煤气"零"放散,吨钢转炉煤气回收量达到120m3以上,蒸汽等能源介质优化管理.
4.首次研制出钢渣氮气气淬处理与显热回收成套技术与装备:采用量纲分析方法和数值模拟,揭示了超音速气体射流与黏性流体相互作用规律与粒化机理,液态钢渣凝固机理,冷却速率对粒化钢渣矿物组成影响规律,开发了液态钢渣气淬处理工艺,双层流化床余热锅炉高效换热装置和气淬渣微观结构与活性控制技术等多项关键技术,首次研制出钢渣氮气气淬处理与显热回收装置,实现了钢渣显热回收与资源化综合利用.
技术经济指标:1)吨烧结矿余热主蒸汽回收量70kg以上,提高15%以上,发电量18kWh,提高12%以上,2)吨钢转炉余热蒸汽回收量80kg以上,提高23%以上,发电量12kWh,提高20%以上,3)吨渣蒸汽回收量110kg,粒化钢渣粒径小于3mm达96%-98%,钢渣单质铁提取率96%,改性钢渣玻璃化率90%.
推广应用及效益情况:研究成果20年—20年应用于唐山钢铁集团有限责任公司,建成烧结余热发电,转炉余热发电,钢渣气淬处理和能源管控中心示范工程,累计新增利润19.86亿元.本项目在国内外专业期刊上发表相关科技论文68篇(SCI,EI检索收录21篇),出版专着1部,获国家授权发明专利4项,实用新型专利3项,软件着作权1项.
推动科技进步的作用:研究成果丰富和发展了钢铁工业余热回收和固体废弃物利用理论和技术:(1)烧结,转炉烟气余热回收强化换热机理与热力参数优化,为低品质余热回收提供理论和技术支撑,(2)钢渣氮气气淬处理与显热回收技术,为冶金渣处理与综合利用开创了新的研发思路,(3)二次能源利用和能量系统优化模式,为钢铁企业节能减排提供可供选择的有效途径.
项目所属科学技术领域:土木建筑
主要技术内容:针对目前在城镇工程抗灾领域的一些技术难题,如目前的隔震技术不能有效隔离竖向地震,板柱结构节点抗震性能差,圈梁构造柱技术在村镇因施工复杂难以推广.本项目开发了新型三维隔震装置,并分别对三维智能隔震系统的各个组成部分进行了理论分析,性能试验和多维输入的振动台试验研究,在此基础上研究新的复合隔震体系的减震效果和控制规律,证实该装置能够同时隔离水平和竖向地震反应,比常规橡胶隔震支座具有更好的耗能能力,并可以改善在大震下的变形恢复能力.发明了新型柱板铰接节点,包括钢管混凝土柱板铰接节点和钢筋混凝土柱多向转动铰,使节点只承担竖向荷载,不承担或者承担很少的水平荷载,通过理论分析,抗冲切和抗侧移试验,验证其抗震性能,解决常规板柱结构在高烈度区由于节点不平衡弯矩造成板抗冲切能力不足导致很难推广应用的问题.研发了一种装配式构造柱圈梁新技术,将传统圈梁,构造柱的现浇钢筋混凝土施工工艺改变为以砌筑为主的施工工艺(即使部分需要浇注也无需支模),配合免振捣自密实混凝土一同使用,并将其作为村镇房屋中的主要承重构件.通过对新型墙体的理论分析和低周往复水平荷载试验验证其抗震性能.主要技术创新点:
1.发明了能同时完成建筑结构水平和竖向的隔震,耗能能力强,制作加工简便的新型三维复合隔震系统.
2.开发了一种新型的钢管混凝土柱板结构体系,发明了通过柱板铰接节点解决节点不平衡弯矩造成板抗冲切能力不足的问题的新技术.
3.发明了一种能够在较大竖向荷载下实现节点多向转动的钢筋混凝土柱多向铰节点.4.开发了一种免支模,免振捣,以砌筑为主的装配式构造柱圈梁技术,发明了室内模拟实验装置.
技术经济指标:通过技术经济指标分析得出,采用铰支撑节点柱板结构体系,在保持相同的抗冲切性能的情况下,在高层建筑应用中和普通柱板结构体系相比节约了建筑成本,施工成本每平米降低了50元.采用三维隔震支座的建筑,对比同类建筑造价提高5%,但设防烈度可提高1度.采用村镇装配式构造柱圈梁砌体结构体系,在保持相同的抗震性能的情况下,节省了模板及木工支模成本,不占工期,做到了优化结构设计,施工成本每平米降低了20-50元.
推广应用及效益情况:本项目研究成果2016-2016年在北方工业大学第十学生公寓,北京卫戍区离退休干部住房14号楼和16号楼,首都经贸大学第三教学楼,玉田西城公寓,玉田丽景家园,滦南丽景家园等多项工程和玉田县杨家套乡的部分村镇房屋中推广应用,节省工程费用,实现直接经济效益465万元,间接经济效益590万元.在《建筑结构学报》等国内外核心刊物上发表论文36篇,EI,ISTP收录17篇,他人引用13次,获得发明专利4项,培养硕士研究生9人.
推动科技进步的作用:研究成果促进了更加有利于抗震防灾的新型建筑结构的发展,成果对国民经济具有较大的理论意义和实用价值.为建筑抗震规范和混凝土规范的进一步完善提供了试验及理论依据.
项目所属科学技术领域:自动化
主要技术内容:我国目前已有新型干法水泥生产线接近两千条,2016年消耗标准煤将近5亿吨,约占全国煤产量的13%,伴随着能源的巨大消耗还有大约227万吨氮氧化物和10亿吨二氧化碳的污染物排放.为了满足水泥行业对于节能减排技术的迫切需求,本项目开发了包括生产现场,中控室,数据中心和数据用户的大规模水泥生产节能减排监测网络,实现了企业技术人员和管理人员能够用计算机,掌上电脑,移动等各种终端装置随时,随地,随身获取所需要的最新信息,根据这些信息调控生产工艺,保持水泥生产线一直运行在节能减排的最佳状态.彻底改变了本项目成果应用前依靠人工巡检抄表了解生产状况,使用会计学方法统计能耗,通过间断采样监测污染物排放的落后状态,填补了国内外在水泥生产节能减排监测技术领域的空白.
主要技术创新:
1.发明了通过分析废气成分来判断窑炉燃烧状态,利用专家智能指导操作的水泥生产能耗监控方法.
2.研制成功了连续实时监测氮氧化物和二氧化碳等污染物排放数量,指导操作人员随时随地进行工艺调控的水泥生产减排系统.
3.创造了分级传输,分层发布,集中管理的大规模水泥生产节能减排监控网络结构.
取得了1项发明专利,1项计算机软件着作权,7项实用新型专利.
主要技术经济指标:燃烧状态监测:实时采样,能源消耗统计周期:8小时,污染物排放监测:氮氧化物和二氧化碳连续采样,监测网络范围:覆盖全球,监测数据最大延迟:小于1min.
推广应用情况:项目完成单位应用该项技术成果以后,实现了产品升级换代,技术附加值得到极大提高,市场竞争力显着增强.三年累计新增销售额1542万元,新增利税341万元.
自2016年以来,项目成果分别在冀东水泥有限公司等企业8条日产熟料4000吨以上的生产线投入使用,使熟料热耗由800kcal/kg左右降到全国最好水平的728kcal/kg,三年累计节煤4.07万吨,新增利润2240万元,减排气体污染物7.28万吨.被合肥水泥研究设计院等单位做为新型干法水泥生产线设计的标准配置产品,被中国水泥协会做为2016年重点节能减排技术,正逐步向全国大型骨干水泥生产企业推广.发表了"水泥生产节能减排监控系统通信技术"和"3G技背景下的移动测控网络"2篇论文,由中国铁道出版社出版了《LabVIEW高级编程与虚拟仪器工程应用》(第二版)一书.
促进科技进步作用及效益情况:研究成果为促进水泥行业节能减排技术进步,实现国家《"十二五"节能减排综合性工作方案》的目标提供了技术保障.
项目所属科学技术领域:煤炭分选科学技术
主要技术内容:我国煤炭资源储量和产量位居世界第一,但人均占有量不到世界平均水平的一半.选煤是节能减排,节运,保护环境最经济有效的技术途径.随着煤炭资源的深度开采,高灰高硫难选煤逐渐增多,原有的选煤工艺与装备无法满足需求,开发高效先进,节能的选煤技术与装备迫在眉睫.本项目在"十一五"国家科技支撑计划课题支持下,通过对现有选煤工艺和装备的关键技术问题进行全面完善,提高和持续创新,采用"等基元灰分"分选技术形成工艺系统集成,实现精煤产率和资源回收率最大化,主选设备结构创新,解决大量中煤和矸石含量高的原煤有效分选问题,研究开发高可靠性的配套装备并形成系统集成,使我国选煤技术与装备水平登上新的台阶,实现高效率,低成本,高效益,为我国选煤工业的发展提供可靠的技术手段,为国民经济的可持续发展提供技术支撑.采用"等基元灰分"分选原理研究设计选煤工艺系统集成,以一套介质系统实现对原煤的高效分选,达到精煤产率和资源回收率最大化的目标.通过对旋流器结构创新,首创新型两段均为锥形的双供介无压给料三产品重介质旋流器,解决大量中煤和矸石含量高的原煤有效分选问题,并研究开发高可靠性的配套装备,形成系统集成.主要技术创新:
1,研发成功了精煤产率和资源回收率最大化的难选煤高效分选工艺及成套装备,
2,应用计算流体力学(CFD)技术,首创了两段均为锥形结构的无压三产品重介质旋流器,
3,用一套介质系统实现了宽级别高灰高硫,高中矸原煤的分级入选.
技术经济指标:研制成功了结构新颖,低能耗无压给料三产品重介质旋流器,构成难选煤分选工艺系统,实现了粗细粒级原煤按"等基元灰分"分选,建设了单系统,单机年处理能力为240万吨示范厂,精煤产率提高了2%,吨煤电耗降低了10%,介耗降低了20%,吨煤投资降低了25%.与国际先进水平同步.
推广应用及效益情况:从2016年到2016年项目成果为完成单位煤炭科学研究总院唐山研究院创造新增销售额0.86亿元,新增利润0.27亿元,新增税收0.12亿元,在应用单位攀枝花巴关河洗煤厂,石板选煤厂,大足洗煤厂累计创新增销售额17.40亿元,新增利润5.22亿元,新增税收0.67亿元.
发表论文32篇,制定国家标准4项.相关技术成果先后在攀枝花巴关河洗煤厂,石板选煤厂,大足洗煤厂,渡市选煤厂,申家庄煤矿选煤厂,乌拉特中旗选煤厂,鲍店选煤厂,鑫发等选煤厂成功推广应用.
推动科技进步的作用:本项目的研发成功,显着提高了煤炭分选的经济性和分选精度以及选煤技术的整体水平,成果在选煤厂的成功推广应用,对提升原煤入选比例,节能减排,改变商品煤质差,竞争力低的现状发挥了重要作用,推动了选煤行业的产业升级,技术进步和煤炭分选技术的发展.
项目所属科学技术领域:畜牧
主要技术内容:近几年来,""中毒事件屡屡发生(本项目中的专指克仑特罗,莱克多巴胺,沙丁胺醇三种),已经成为我国养殖业中主要违法添加物之一,引起了各级政府高度重视,并进一步加大了检测监管力度.检测主要有免疫分析技术和色谱/质谱技术,免疫分析技术有胶体金快速检测试纸条和酶联免疫试剂盒两种方法,对实验设备要求简单,操作简便,成本低廉,但存在检测阳性率,液相色谱串联质谱法设备昂贵,操作复杂,检测成本高,耗时长.长期以来,没有多环节,大样本的的检测技术和检测模式,造成了检测时间滞后,检测结果不准确的问题.本项目为此开展了系统研究及应用,取得了如下创新:
1.创立了"快速+确证"的检测技术.以检测阴性率和检测阳性率为指标对经农业部备案的胶体金快速检测试纸条和酶联免疫试剂盒进行筛选,筛选出了适合项目推广区域实际检测情况的试纸条和试剂盒,以回收率为指标筛选出了适合项目推广区域实验室确证的检测方法.并集成制定了"快速+确证"的检测技术,使样品批量检测时单批次检测时间由3小时降低到0.24小时,检测成本由1000元/批降低到41.5元/批,
2.构建了"市,县,乡,企"四级监测体系.国内首创以"市级监测中心为核心,县级检测站为骨干,乡镇区域站为主体,企业自检为补充"的四级监测体系,使监管主体有了较为明确的分工,
3.制定了地方标准《克仑特罗等3种β-受体激动剂检测技术规范》.检测技术规范的制定为从现场快速检测到实验室确证检测提供了系统的检测方法,从而为检测提供了有效地技术支撑,
4.建立克仑特罗等三种β-受体激动剂追溯机制及安全预警机制.项目实施3年以来,通过对监测信息进行统计分析,建立了监测数据库,并建立了追溯机制及安全预警机制,从而为溯源分析及风险评估提供了有效地机制保障.
推广应用及效益情况:2016-2016年,唐山,石家庄,保定,廊坊,秦皇岛,沧州,张家口,承德等市推广应用,累计检测40.68万批次,122.04万项次,累计节省检测开支27294.19万元,培养专业检测技术人员200余名,在中国畜牧兽医等核心期刊发表论文2篇,获得发明专利2项,制定唐山市地方标准1项.
推动科技进步的作用:本成果的创新和应用,显着提升了河北省监管技术水平,对动物养殖,运输,屠宰,加工及销售过程中的监测起到了重要的作用.
项目所属科学技术领域:神经外科临床
主要技术内容:恶性胶质瘤是常见的原发性颅内肿瘤,目前手术,放疗和化疗的治疗效果不佳,积极探索其它有效的治疗方法是提高疗效的关键.光动力学疗法(Photodynamictherapy,PDT)是一新的肿瘤局部治疗手段.目前,关于PDT治疗脑瘤的报道并不多见.全面了解PDT的治疗效果及对局部组织的影响,克服PDT治疗的不足将极大促进PDT治疗胶质瘤的临床应用.本项目通过立体定向接种技术将胶质瘤细胞接种于多种啮齿类动物颅内,建立原位脑胶质瘤动物模型.分别用PDT,手术切除联合PDT,PDT联合抗新生血管治疗等综合手段治疗胶质瘤,应用H.E.染色,免疫组化染色,免疫荧光染色,TUNEL染色,Westernblot检测,并结合二维和三维血管图像分析等手段与方法,观察PDT,手术切除联合PDT,PDT联合抗新生血管等治疗手段的疗效和治疗区域亚急性期反应,并探讨其作用机制,研究构建手术-光动力疗法-抗血管生成治疗脑胶质瘤的综合体系.主要技术创新:
1,证实第一,二代光敏剂介导的PDT均可有效治疗脑胶质瘤,在治疗的亚急性期,PDT通过诱导肿瘤细胞凋亡发挥作用,但对肿瘤细胞增殖无影响.
2,近全手术切除颅内肿瘤后行PDT治疗可明显提高脑胶质瘤的治疗效果,其作用机制为PDT通过诱导术后残存的肿瘤细胞凋亡,杀灭浸润的肿瘤病灶.
3,证实PDT治疗脑胶质瘤后通过诱导局部HIF-1α/VEGF的表达增高,促使局部新生血管形成,有助于残存的脑胶质瘤细胞生长.
4,阐明了PDT联合抗血管生成治疗脑胶质瘤的作用机制是促进肿瘤细胞的凋亡,抑制肿瘤细胞的增殖,通过减少新生血管的形成抑制PDT促胶质瘤细胞生长的副作用.
推广应用及效益情况:自201年201,哈尔滨医科大学附属第二医院和河北联合大学附属医院开展显微手术联合PDT治疗脑胶质瘤,共治疗69例患者.与单纯行显微手术切除脑胶质瘤相比,手术联合PDT能够有效抑制肿瘤生长,减少神经功能缺失,明显改善患者生活质量.天津市环湖医院和河北医科大学第四医院从2016年至今,对115例脑胶质瘤手术切除后患者辅以抗新生血管药物治疗.与单纯手术切除胶质瘤相比,手术联合抗新生血管形成治疗能够有效抑制肿瘤复发,明显延长患者生存期,显着提高患者生活质量.2016年以来,河北联合大学附属医院对13例脑胶质瘤患者实施手术-光动力疗法-抗血管生成治疗,所有患者均生存,未发现明显毒副反应.课题组已发表密切相关论文22篇,其中SCI期刊收录14篇(单篇论文影响因子最高为5.38,SCI影响因子总和为39.417,5篇论文发表于JCR1区的期刊,5篇论文发表于JCR2区的期刊.),EI核心期刊收录1篇,国内核心期刊收录6篇.上述论文在SCI数据库中引用138次.培养博士研究生1名.
推动科技进步的作用:本研究通过探讨PDT,手术切除联合PDT,PDT联合抗新生血管等治疗手段治疗胶质瘤的效果和作用机制,深入了解了胶质瘤及肿瘤周围脑组织在PDT治疗后亚急性期的反应,为手术-光动力疗法-抗血管生成治疗胶质瘤体系的构建提供了依据,为胶质瘤的治疗提供了新的思路.
项目所属科学技术领域:中医药
主要技术内容:糖尿病发病率和死亡率高,各种并发症是其死亡的主要原因,目前无根治药物,糖尿病中95%为2型糖尿病,胰岛素抵抗是关键因素.因此,研究和开发防治糖尿病并发症和改善胰岛素抵抗的药物备受关注.本项目用药学,药理学,分子生物学及组织形态学方法,结合免疫组化染色,免疫荧光染色,RealtimePCR和Westernblot技术,对荞麦花叶黄酮(FBFL)制备工艺及防治糖尿病的作用和机制进行了系列研究.在此基础上,以中医理论为指导,首次将FBFL与葛根等中药提取有效成分配伍,组成荞麦黄酮复方制剂(授权发明专利).取得如下创新性成果:
1.FBFL提取工艺:发明了以水为溶剂,酸性壳聚糖为分离纯化剂,提取分离FBFL的方法,创建了提取植物黄酮的独特工艺,其黄酮提取率较传统水提醇沉法提高了2%-3%,纯度增加了8%-9%,用该法提取黄酮后的荞麦花叶废弃物成功制备了畜禽饲料添加剂,获国家发明专利.
2.FBFL作用和机制:①发现了FBFL对胰岛素信号负转导因子PTP1B有明显的抑制作用,其体外抑制率为92.7%,半数抑制浓度(IC50)为2.57μg/ml,体内对糖尿病大鼠PTP1B蛋白/基因表达有明显下调作用,同时发现FBFL对胰岛素受体底物IRS-1,IRS-2及PTP1B下游分子PI3K蛋白表达有明显上调作用,②证明了FBFL对α-葡萄糖苷酶活性有明显的抑制作用,其IC50为4.205μg/ml,与阿卡波糖的效价比为10:1,发现了FBFL能降低餐后血糖,对糖尿病血糖波动有稳态作用,③阐明了FBFL降血糖,改善胰岛素抵抗与下调PTP1B和上调IRS-1,IRS-2,PI3K有明显的关联性,揭示了FBFL作用机制的多样性.
3.荞麦黄酮复方制剂(TFBCP):①根据中医君,臣,佐,使理论,以荞麦黄酮为君,以葛根等中药提取物为臣,配伍制成了由有效成分组成的荞麦黄酮复方制剂(授权国家发明专利,ZL201610183210.3),②发现TFBCP可抑制糖基化终产物(AGEs)和糖化血红蛋白(GHB)的产生,对糖尿病心,肝,肾等组织的损伤有保护作用,③证明TFBCP能预防和延缓糖尿病并发症的发生,发展,阐明了TFBCP通过多成分,多部位,多靶点的作用机制产生防治糖尿病的作用.
推广应用情况:研究的荞麦黄酮制备工艺,经河北联合大学药学院,中医学院等应用,证明不仅提取率和纯度高,而且简单,安全,无污染,更适合用于学生实验,经河北百善药业有限公司,唐山市工人医院药剂科应用于中药黄酮成分的提取,其提取率由传统的2%-3%,提高到5%-6%,同时用该法提取黄酮后的荞麦花叶废弃物拓展应用,制备了饲料添加剂,获国家发明专利.发表论文75篇,SCI收录6篇,EI收录4篇,核心期刊50篇,被SCI数据库引用10次,被CCD数据库引用238次.课题研发期间培养了研究生12名.
推动科技进步的作用:本研究为被废弃的荞麦花叶资源的充分利用提供了新思路,新途径,为荞麦黄酮进一步开发药用或保健食品提供了实验依据.为提高农业对荞麦资源的重视,对其它植物及中药资源的充分利用起推动和借鉴作用.研究成果为阐明荞麦黄酮的作用和机制奠定了基础.