南開大學(xué)科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目選2.doc

南開大學(xué)科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目選南開大學(xué)科技處（郵編300071）聯(lián)系人：米江林 張瑋光吳偉華電 話：(022)23508838傳 真：(022)23504856網(wǎng) 址： 目 錄南開大學(xué)科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目選11.用于生物氣凈化分離的新型分子篩的研發(fā)及制備12.有機(jī)廢棄物快速高效生物反應(yīng)器研發(fā)23.限進(jìn)克倫特羅分子印跡固相提取整體柱34.限進(jìn)手性分離材料45.用于生物醫(yī)學(xué)工程的微操作機(jī)器人46.全彩色立體地形模型加工系統(tǒng)67.欠驅(qū)動(dòng)非線性橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)88.具有巨霍爾效應(yīng)的納米鐵磁金屬顆粒薄膜磁敏材料99.新型智能化電動(dòng)自行車控制器1110.發(fā)光二極管陣列鐵路信號(hào)裝置1311.皮膚病無創(chuàng)檢測(cè)的光學(xué)成像技術(shù)1412.肌電假手技術(shù)1513.節(jié)能與清潔生產(chǎn)1714.循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理劑2415.單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用2716.一種高電壓鋰離子電池的制備方法3117.鋰離子動(dòng)力電池正極材料3118.一種用于高電壓（5V）鋰離子電池的電解液3219.高比電容NiO電極材料3220.基于離子液體電解液的Li-S二次電池材料3321.鐵皮石斛種苗簡(jiǎn)易化工廠生產(chǎn)3422.鐵皮石斛四倍體的培育3423.聚氯乙烯（PVC）低汞、無汞催化劑3424.快速響應(yīng)的水凝膠薄膜光學(xué)傳感技術(shù)3525.EIS型無標(biāo)記病理芯片及其檢測(cè)系統(tǒng)的研究3626.玫瑰花提取物及其應(yīng)用3827.超分辨、高靈敏度、高特異性超級(jí)光學(xué)顯微鏡381. 用于生物氣凈化分離的新型分子篩的研發(fā)及制備SAPO-34分子篩由于其特殊的孔結(jié)構(gòu)和量子效應(yīng)，使其在選擇性吸附與分離、能源開發(fā)、石油煉制等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，尤其對(duì)于垃圾生成的生物氣中甲烷與二氧化碳的分離有著優(yōu)異的性能。南開大學(xué)與有關(guān)單位形成產(chǎn)學(xué)研合作，共同開發(fā)SAPO-34分子篩的制備及在生物氣凈化分離中的重要應(yīng)用。目前已完成實(shí)驗(yàn)室第一階段研發(fā)及小規(guī)模中試生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)部分銷售。本項(xiàng)目開發(fā)出一種在堿性條件下超聲波老化，程序升溫晶化法合成SAPO-34分子篩新方法?？梢杂行У貙⒗匣瘯r(shí)間降低3/4，大大縮短工期，提高分子篩性能，將陶瓷膜分離與噴霧干燥相結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)品的干燥、成型，成功地解決SAPO-34分子篩晶粒較小（納米級(jí)），分離困難等問題。采用電解與離子交換膜結(jié)合法處理工業(yè)廢水技術(shù)，做到變廢為寶，排放零污染。已與國(guó)際著名生物氣凈化分離設(shè)備供應(yīng)商XEBEC公司形成合作，在不斷的交流與完善中，制備的SAPO-34應(yīng)用于XEBEC研制的專利產(chǎn)品生物氣凈化處理器中，分離效果得到國(guó)外客戶的充分肯定。我們有信心將自主研發(fā)、生產(chǎn)的具有民族品牌的SAPO-34新型分子篩產(chǎn)品，切實(shí)應(yīng)用于“低碳經(jīng)濟(jì)”環(huán)節(jié)鏈中，充分利用廢物資源，變廢為寶，為天津市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。2. 有機(jī)廢棄物快速高效生物反應(yīng)器研發(fā)本課題組前期針對(duì)城市生活垃圾及城市園林綠化垃圾（草、樹枝、樹葉等），應(yīng)用微生物菌劑將其降解為生物有機(jī)肥。本課題組前期已篩選出特效菌株7株；設(shè)計(jì)出中試設(shè)備2臺(tái)；采用自有菌劑降解生產(chǎn)有機(jī)肥的時(shí)間為7-10天，菌劑用量為園林綠化垃圾處理量的1/10000；土壤有機(jī)肥部分指標(biāo)平均值：氮磷鉀總量為3-4%、有機(jī)質(zhì)為60-70%、pH值為6-8；申請(qǐng)相關(guān)專利5項(xiàng)，即“高效混合菌劑降解園林綠化垃圾生產(chǎn)有機(jī)肥的方法（申請(qǐng)?zhí)枺?00910070074.1）”、“園林綠化垃圾高效降解復(fù)合菌劑及其制備方法（申請(qǐng)?zhí)枺?00910070073.7）”、“移動(dòng)式車載園林垃圾太陽能生物處理器（申請(qǐng)?zhí)枺?00910070510.5）”、“降解生物質(zhì)垃圾的超順磁性載體固定化細(xì)胞及其制備方法（申請(qǐng)?zhí)枺?00910228851.0）”、“一種高效微生物固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)裝置及其使用方法（申請(qǐng)?zhí)枺?01010191577.7）”。本成果就是要利用微生物降解技術(shù)，將城市生活垃圾和園林綠化垃圾固廢轉(zhuǎn)化為高附加值的土壤有機(jī)肥和飼料，實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾中有機(jī)質(zhì)固體廢棄物的無害化、資源化和減量化，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。成果照片生活垃圾高效太陽能生物反應(yīng)器生活垃圾高效生物反應(yīng)器生活垃圾高效生物反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3. 限進(jìn)克倫特羅分子印跡固相提取整體柱限進(jìn)克倫特羅分子印跡整體柱是可以用于生物樣品中的克倫特羅選擇性提取的固相萃取柱。是一種新型的多功能分離材料，這種材料結(jié)合了分子印跡和限進(jìn)材料雙重特性。材料中有分子印跡聚合物層，具有對(duì)于克倫特羅的識(shí)別位點(diǎn)，對(duì)克倫特羅及其結(jié)構(gòu)類似物具有很強(qiáng)的選擇性親和能力；材料也具有大分子限進(jìn)層，可以對(duì)大分子進(jìn)行排阻，使其不能進(jìn)入內(nèi)部分子印跡結(jié)合層，避免生物樣品中的蛋白在柱上沉淀及對(duì)于識(shí)別性結(jié)合的干擾。限進(jìn)克倫特羅分子印跡整體柱用于生物樣品中克倫特羅的分析時(shí)，樣品可以直接進(jìn)樣，免去沉淀蛋白的預(yù)處理程序。樣品上樣后，蛋白及其它樣品基質(zhì)組分在前沿流出，而克倫特羅被保留，達(dá)到同時(shí)進(jìn)行樣品凈化和濃縮痕量克倫特羅的目的。應(yīng)用這種具有專一選擇性的固相提取柱，可以大大簡(jiǎn)化分析步驟，降低分析檢測(cè)線，在復(fù)雜體系的克倫特羅分析中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。4. 限進(jìn)手性分離材料限進(jìn)手性分離材料主要用于生物樣品中手性化合物的色譜分離分析。這種材料以固載的環(huán)糊精為手性試劑進(jìn)行光學(xué)異構(gòu)體分離，并具有蛋白排阻功能，樣品中的蛋白不會(huì)沉積在柱上，因此可以作為色譜固定相，對(duì)于生物樣品進(jìn)行直接進(jìn)樣分析（不需要去除蛋白的預(yù)處理過程）。材料以硅膠微球?yàn)榛|(zhì)合成。5. 用于生物醫(yī)學(xué)工程的微操作機(jī)器人項(xiàng)目的背景及目的作為特型機(jī)器人的一種，微操作機(jī)器人因其具有系統(tǒng)位移精度高，定位精密，操作精密等特性，將人們的工作空間從宏觀領(lǐng)域拓展到了細(xì)微空間領(lǐng)域。用于生物工程中的微操作機(jī)器人系統(tǒng)，可以代替人工完成生物實(shí)驗(yàn)中常見的細(xì)胞級(jí)顯微操作（轉(zhuǎn)基因微注射，染色體切割，細(xì)胞分離，細(xì)胞融合等）。技術(shù)原理與工藝流程因?yàn)樯锖歪t(yī)學(xué)試驗(yàn)中的顯微操作過程是對(duì)生物細(xì)微體，如生物細(xì)胞、染色體等活性物質(zhì)進(jìn)行顯微操作。這些物體的幾何尺度都在微米或亞微米的數(shù)量級(jí)，在宏觀環(huán)境中觀察不到。所以顯微操作的全部工作都要在顯微鏡下進(jìn)行，為了便于操作，還應(yīng)該有足夠的空間能夠放置生物培養(yǎng)皿，滿足微操作工具的運(yùn)動(dòng)和裝卸工作，所以能夠完成這種顯微操作的微操作機(jī)器人系統(tǒng)的主體是一臺(tái)倒置的生物顯微鏡。完成對(duì)生物細(xì)微體顯微操作的部件是兩套結(jié)構(gòu)對(duì)稱的、分別位于主體顯微鏡兩側(cè)的三維高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。為了提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，對(duì)顯微鏡的結(jié)構(gòu)作了修改，將原來手動(dòng)調(diào)節(jié)的載物平臺(tái)運(yùn)動(dòng)改裝成電動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)，將顯微鏡焦距調(diào)節(jié)由手動(dòng)改為電動(dòng)調(diào)節(jié)。這樣顯微鏡部分的所有運(yùn)動(dòng)都實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)控制，可以在計(jì)算機(jī)控制下完成多種形式的運(yùn)動(dòng)。主要技術(shù)性能指標(biāo)微操作手臂的可移動(dòng)范圍是20mm，運(yùn)動(dòng)精度為1m，三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的平臺(tái)可以組合成做空間三維運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)組，其操作空間范圍是20mm20mm20mm，每一方向的操作精度是1m。技術(shù)水平本項(xiàng)目得到7項(xiàng)國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目支持,授權(quán)專利號(hào)ZL97121702.5，獲2002年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)（二等獎(jiǎng)）。應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)應(yīng)用行業(yè)1.生物工程2.醫(yī)學(xué)工程用顯做操作裝置對(duì)細(xì)胞進(jìn)行解剖手術(shù)、人工受精、細(xì)胞核移植、基因注入、細(xì)胞內(nèi)微量注射、胚胎切割等的技術(shù)。顯微操作術(shù)在核質(zhì)關(guān)系、基因表達(dá)、胚胎發(fā)育機(jī)制等的研究中具有重要意義。對(duì)這種顯微操作技術(shù)的掌握與應(yīng)用的程度，也是衡量一個(gè)國(guó)家生物、醫(yī)學(xué)研究、生物工程技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的重要標(biāo)志之一。目前，國(guó)內(nèi)絕大部分使用價(jià)格昂貴進(jìn)口設(shè)備。要使微操作應(yīng)用普及的話，就必須使操作設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，所以應(yīng)用前景還是很好的。如果得到普及的話，每年需求約在百臺(tái)以上。6. 全彩色立體地形模型加工系統(tǒng)項(xiàng)目的背景及目的現(xiàn)有噴墨打印技術(shù)僅能在平面上進(jìn)行，而對(duì)于大量諸如地形沙盤、風(fēng)景區(qū)景點(diǎn)演示、城市規(guī)劃等領(lǐng)域，目前仍普遍采用人工著色的方法。該方法存在加工時(shí)間長(zhǎng)、色彩真實(shí)度低、產(chǎn)品一致性差、成本昂貴等缺點(diǎn)，很難滿高精度的應(yīng)用需求。為此，南開大學(xué)機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所在平面噴繪技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套針對(duì)立體材質(zhì)的彩色噴繪系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了對(duì)立體材質(zhì)表面著色的速度、精度、色彩還原度，降低了加工費(fèi)用。技術(shù)原理與工藝流程本項(xiàng)目由一體化全真地形模型加工系統(tǒng)、噴墨控制系統(tǒng)組成。一體化全真地形模型加工系統(tǒng)利用三自由度直角坐標(biāo)機(jī)器人系統(tǒng)作為全真地形模型加工平臺(tái)。該平臺(tái)采用真空吸附固定被加工對(duì)象，利用高精度滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，利用工控機(jī)和多軸機(jī)器人控制器進(jìn)行加工軌跡規(guī)劃和實(shí)時(shí)控制。噴墨控制系統(tǒng)硬件上采用了雙處理器外加FPGA的體系結(jié)構(gòu)，軟件體系結(jié)構(gòu)由中央主控模塊軟件和噴頭運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)DSP模塊軟件組成。中央主控模塊軟件由噴繪控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件、LINUX操作系統(tǒng)及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序三部分構(gòu)成，其中LINUX操作系統(tǒng)的引入主要是為了簡(jiǎn)化對(duì)硬件資源的控制和方便噴繪控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件的編程。噴繪控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件的主要功能將在下一節(jié)詳細(xì)敘述。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)DSP模塊軟件由接口通信程序、運(yùn)動(dòng)控制主程序、運(yùn)動(dòng)控制算法及運(yùn)動(dòng)控制模塊輸入輸出驅(qū)動(dòng)程序四部分構(gòu)成。接口通信程序提供與中央主控模塊軟件通信的接口通道；運(yùn)動(dòng)控制模塊輸入輸出驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)模塊中DSP與FPGA通信。主要技術(shù)性能指標(biāo)從一體化小型化角度設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，解決全真三維模型的加工與噴墨作業(yè)，保證系統(tǒng)具有高精度和色彩還原度。主要技術(shù)指標(biāo)： 系統(tǒng)外形尺寸：3000mm2000mm1800mm 最大加工面積：2500mm1200mm600mm 模型匹配精度 0.05mm 色彩分辨率 ：90180dpi 整機(jī)重量：2000kg 支持衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)包括TM、ETM、SPOT、ALOS、ASTER、IKONOS、QUICKBIRD（快鳥）、IRS-P6（印度星）等。 能夠針對(duì)無人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)與GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 保證原有各類數(shù)據(jù)來源的精度不變 色彩分辨率 ：90180dpi技術(shù)水平及用途地理沙盤能形象、立體展示山地、河流、城鎮(zhèn)、交通及單位部署及行動(dòng)方案，不僅有使用價(jià)值，且有裝飾和欣賞效果。地理沙盤系統(tǒng)可用來研究地形、確定部署、進(jìn)行規(guī)劃、指揮調(diào)度、研究方案、廣告宣傳等，是用戶展示本單位建設(shè)成果和工作業(yè)績(jī)的有力窗口，因而廣泛運(yùn)用于部隊(duì)、政府機(jī)關(guān)、水利、交通、電力、人防、通信、公安、旅游、金融、國(guó)土資源、農(nóng)業(yè)、房地產(chǎn)等部門以及需要的企業(yè)單位。應(yīng)用行業(yè)：1.軍事2.旅游區(qū)展示3.土地規(guī)劃應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)地理模型的需求量越來越大。傳統(tǒng)地理模型采用純手工制作，耗時(shí)長(zhǎng)，成本高，本項(xiàng)目可以極大提高地理模型的制作水平，降低制作成本，并把原來手工制作需要長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的工作縮短到十幾個(gè)小時(shí)?，F(xiàn)在地理模型制作每平米市場(chǎng)價(jià)格是萬元以上，本項(xiàng)制作地理模型的成本可以控制在千元以下，具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。7. 欠驅(qū)動(dòng)非線性橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)項(xiàng)目的背景及目的橋式吊車是一種十分常見的裝配運(yùn)輸工具，在港口、倉(cāng)庫、建筑工地等場(chǎng)所得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前，對(duì)于橋式吊車主要還是通過有經(jīng)驗(yàn)的工人來進(jìn)行操縱的，存在著培訓(xùn)周期長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，安全性不高等缺點(diǎn)。為此，設(shè)計(jì)一套操作方便的吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以提高吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 并將工作人員從當(dāng)前這種艱苦的工作環(huán)境中解放出來。技術(shù)原理與工藝流程1） 橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：吊車控制單元，工作空間監(jiān)控單元，和操作單元。控制單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它主要負(fù)責(zé)吊車的作業(yè)控制。該單元接收來自操作員的命令，還接收來自工作環(huán)境監(jiān)測(cè)單元的環(huán)境信息，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障或緊急制動(dòng)。監(jiān)測(cè)單元主要由多個(gè)CCD攝像頭和圖像處理器構(gòu)成，主要包括兩方面功能：將采集到的環(huán)境圖像實(shí)時(shí)地傳輸?shù)讲僮鲉卧?；?duì)環(huán)境信息進(jìn)行處理，得到障礙位置信息傳輸給控制單元以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。操作單元是橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)的人機(jī)接口。2）橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由機(jī)械主體，驅(qū)動(dòng)裝置，測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)四部分組成。機(jī)械主體是指橋式吊車的機(jī)械部分。驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)控制量來為機(jī)械部分提供相應(yīng)的力/力矩，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的安全、平穩(wěn)運(yùn)送?？刂葡到y(tǒng)的控制命令是跟據(jù)吊車系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型以及實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋來在線計(jì)算的，而實(shí)時(shí)狀態(tài)的反饋則通過測(cè)量部分（主要包括編碼器等傳感元件）來完成。主要技術(shù)性能指標(biāo) 橋式吊車自動(dòng)控制系統(tǒng)橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)：l 負(fù)載定位精度：5mm。l 負(fù)載擺角抑制：-10度10度。l 具有負(fù)載緊急制動(dòng)能力。l 友好的人機(jī)界面。 橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)：l 外形尺寸：2m1.2m0.5m。l 控制周期：1ms。l 控制方式：力控制。應(yīng)用行業(yè)1.運(yùn)輸2.工業(yè)3.建設(shè)。本項(xiàng)目的應(yīng)用可以提高橋式吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 既可將工作人員從艱苦的工作環(huán)境中解放出來，又可以增加橋式吊車在危險(xiǎn)、極端環(huán)境下的作業(yè)能力。此外，本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)開發(fā)的橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，也可以用于各大高校研究所進(jìn)行非線性欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)教學(xué)、科研的平臺(tái)。應(yīng)用前景本項(xiàng)目的研究成果，可以有效地提高橋式吊車系統(tǒng)的裝運(yùn)效率，減小系統(tǒng)操作復(fù)雜度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加系統(tǒng)的安全可靠性。從而將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，隨著素質(zhì)教育的進(jìn)一步深化，各大高校正不斷地尋求良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣，橋式吊車作為一種典型的欠驅(qū)動(dòng)非線性系統(tǒng)是一個(gè)很好的研究對(duì)像，因此，項(xiàng)目組所設(shè)計(jì)開發(fā)的橋式吊車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在教學(xué)、科研上也有廣闊的應(yīng)用前景。8. 具有巨霍爾效應(yīng)的納米鐵磁金屬顆粒薄膜磁敏材料本項(xiàng)目將巨霍爾效應(yīng)這一納米體系的新效應(yīng)應(yīng)用于器件領(lǐng)域，以納米鐵磁金屬顆粒薄膜替代現(xiàn)有霍爾器件的摻雜半導(dǎo)體活性層材料，是一個(gè)全新的技術(shù)，取得了多項(xiàng)具有原始創(chuàng)新性的技術(shù)成果，進(jìn)一步推進(jìn)了納米材料在新材料技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)成果已獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)九項(xiàng)。納米鐵磁金屬顆粒薄膜霍爾器件具有的工作溫度寬、溫度穩(wěn)定性能優(yōu)異、抗核輻射等優(yōu)點(diǎn)，在微弱磁場(chǎng)探測(cè)、航天器的精確定位、導(dǎo)航以及軍事裝備等方面都具有十分重要的用途，市場(chǎng)前景廣闊。圖1 沉積超?。?0 nm）顆粒薄膜敏感層后的光學(xué)顯微鏡照片。Au/Cr電極（亮的區(qū)域）的間距為20m。圖2 沉積超?。?0 nm）顆粒薄膜敏感層后的光學(xué)顯微鏡照片。Au/Cr電極（亮的區(qū)域）的間距為100m。圖3 2 英寸單晶硅片沉積的3x3陣列原型器件的光學(xué)顯微鏡照片。9. 新型智能化電動(dòng)自行車控制器 項(xiàng)目組研發(fā)了一款專用微控制器MCUDDC101，并以此芯片為核心開發(fā)出新型電動(dòng)自行車控制器產(chǎn)品DSC01。該產(chǎn)品總結(jié)、繼承和發(fā)揚(yáng)了以往電動(dòng)自行車控制器，控制簡(jiǎn)單、操控性強(qiáng)、使用方便、性/價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，使這一產(chǎn)品技術(shù)特性更加完善。并針對(duì)以往控制器自控性不高、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理較差、動(dòng)力使用效率低等問題大膽將閉環(huán)控制、智能化電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力管理、車輛運(yùn)行自動(dòng)駕駛控制、電子安全識(shí)別等高科技設(shè)計(jì)手段和技術(shù)成功地運(yùn)用到這一產(chǎn)品中。該智能電動(dòng)自行車控制器基本框圖如圖1所示。圖1、智能電動(dòng)自行車控制器DSC01框圖 技術(shù)特色對(duì)電動(dòng)自行車控制器的控制模式、電路模型重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，保留和改進(jìn)了原有的電源電壓現(xiàn)實(shí)、欠壓預(yù)警、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)和安全剎車控制等性能，相比原來的控制器主要還有以下改進(jìn)：1. 閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速方式。使車輛真正地實(shí)現(xiàn)助力功能，使電動(dòng)自行車可以有效利用人力，既保留了傳統(tǒng)自行車健身的優(yōu)點(diǎn)，又可以在人力不足時(shí)補(bǔ)充動(dòng)力。2. 增加冷啟動(dòng)禁止功能。即時(shí)速低于5公里時(shí)不輸出動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了提高壽命和運(yùn)行效率，降低動(dòng)力消耗，安全可靠行駛的一舉多得。3. 即時(shí)定速巡航。可以實(shí)現(xiàn)真正的無級(jí)調(diào)速。4. 電子安全鑰匙自動(dòng)識(shí)別。可以更有效地防止被盜。5. 人力電力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換方便。6. 專用MCU控制芯片。可以利用它研發(fā)新一代產(chǎn)品。DSC01控制器是一款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（專利號(hào)為：200720096067.5）的高新技術(shù)產(chǎn)品。它的市場(chǎng)定位為中國(guó)的高端電動(dòng)自行車用電子控制器和出口型高級(jí)電動(dòng)自行車用控制器。相信通過它的應(yīng)用，會(huì)將我國(guó)的電動(dòng)自行車的智能化電子控制技術(shù)提高到一個(gè)新的水平。同時(shí)可為企業(yè)創(chuàng)造不可估量的經(jīng)濟(jì)效益。 10. 發(fā)光二極管陣列鐵路信號(hào)裝置本專利技術(shù)提供一種發(fā)光二極管陣列鐵路信號(hào)裝置，能滿足鐵路信號(hào)機(jī)光學(xué)性能和技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)用鐵路信號(hào)燈，發(fā)光效率高，節(jié)電，發(fā)散角小，可靠性強(qiáng)；專為鐵路部門設(shè)計(jì)的新型鐵路信號(hào)機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，可替代目前用白熾燈和螺紋有色聚光鏡構(gòu)成的各種鐵路信號(hào)燈（機(jī)），遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于白熾燈。玻璃燈罩透鏡陣列殼體LED陣列后蓋(e) 白色信號(hào)機(jī)樣機(jī)照片(a) 紅色信號(hào)機(jī)樣機(jī)照片(b) 黃色信號(hào)機(jī)樣機(jī)照片(c) 綠色信號(hào)機(jī)樣機(jī)照片(d) 藍(lán)色信號(hào)機(jī)樣機(jī)照片紅、黃、綠、藍(lán)和白信號(hào)機(jī)樣機(jī)照片11. 皮膚病無創(chuàng)檢測(cè)的光學(xué)成像技術(shù)光學(xué)相干層析術(shù) (Optical Coherence Tomography，簡(jiǎn)稱OCT) 利用寬帶光波場(chǎng)的低相干性來探測(cè)被測(cè)組織內(nèi)部不同深度處的散射光信號(hào)，是繼超聲波、X-CT、MRI技術(shù)之后的一種全新的醫(yī)療檢測(cè)和成像技術(shù)，并被證實(shí)在臨床醫(yī)學(xué)中有著巨大的應(yīng)用前景，已成為現(xiàn)代生物醫(yī)療儀器領(lǐng)域的一個(gè)極其重要的研究熱點(diǎn)，在眼睛、耳鼻喉科、胃腸病、婦科、牙科等等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。OCT技術(shù)的探測(cè)深度為1.52毫米，分辨率為幾十幾微米，可非接觸、無創(chuàng)、原位及實(shí)時(shí)地診斷表皮、上真皮及皮膚附屬器的一些病變特性，如活動(dòng)性炎癥、壞死和角化過度、角化不全、真皮內(nèi)空洞形成、大皰性疾病、惡性黑色素瘤、濕疹、疥螨及銀屑病等皮膚疾病，可精確給出病灶或可疑病灶區(qū)域的大小、形狀和所在位置。OCT技術(shù)涉及光、機(jī)、電、控制、圖像處理、信號(hào)處理、光生物學(xué)及生物醫(yī)學(xué)診斷等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。本項(xiàng)目課題組從事光學(xué)相干層析術(shù)的研究，搭建了光纖型光學(xué)相干層析系統(tǒng)樣機(jī)，在進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，開展了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究工作，包括系統(tǒng)的噪聲分析、圖像處理及信號(hào)處理等，為皮膚病無創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用化打下了良好的基礎(chǔ)。OCT系統(tǒng)樣機(jī)照片12. 肌電假手技術(shù)肌電假手的主要特點(diǎn)是手指靈活、手腕可動(dòng)、穩(wěn)定識(shí)別、 電刺激反饋感覺、 成本低廉、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。肌電假手觸覺反饋電刺激原理圖肌電假手技術(shù)的應(yīng)用 肌電信號(hào)識(shí)別技術(shù) 與三維動(dòng)作分析儀相結(jié)合分析人體運(yùn)動(dòng)技能 與機(jī)械相結(jié)合研制助力裝置：如外骨骼機(jī)器人、老年人助力機(jī)器人 與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合開發(fā)肌肉控制裝置：如游戲控制器 表面電刺激技術(shù) 與傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)針灸相結(jié)合，開發(fā)電針：治療幻肢痛智能作業(yè)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)：人-機(jī)協(xié)調(diào)作業(yè)物理支持：機(jī)械手臂，識(shí)別工件并搬運(yùn)工件，抓取工件并根據(jù)作業(yè)步驟改變工件位置；支持工人作業(yè)，降低工人體力消耗，提高生產(chǎn)效率。智能作業(yè)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)：模擬仿真使用ROBOGUIDE 和 OpenGL建立模擬系統(tǒng)，優(yōu)化機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)軌跡，模擬人機(jī)碰撞，縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本。13. 節(jié)能與清潔生產(chǎn)一、清潔生產(chǎn)審核項(xiàng)目南開大學(xué)清潔生產(chǎn)研究中心自2005年成立以來，進(jìn)行各類審核60余項(xiàng)，包括化工、電力、石油天然氣、電鍍、冶金、食品飲料、建材、服務(wù)等多個(gè)行業(yè)，審核企業(yè)除了天津本地企業(yè)之外，還包括河北、山東、上海、重慶、內(nèi)蒙、吉林等遍布全國(guó)多個(gè)省份。其中化工類審核14項(xiàng)，石油、天然氣及石油化工類審核11項(xiàng)，電力審核11項(xiàng)。同時(shí)深入開展清潔生產(chǎn)工藝與技術(shù)的研發(fā)，著重于清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)改造提高生產(chǎn)效率，達(dá)到節(jié)能降耗，減污增效的目的。在進(jìn)行清潔生產(chǎn)審核的同時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)考察和實(shí)測(cè)，審核數(shù)據(jù)和生產(chǎn)工藝，查閱大量的國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料，深入研究各行業(yè)的理論和技術(shù)工藝，細(xì)致地查找問題，科學(xué)地分析原因，通過翔實(shí)的物料衡算，經(jīng)科學(xué)理論論證，查找清潔生產(chǎn)機(jī)會(huì)、污染物去向及產(chǎn)生的原因；通過大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，制定一些解決問題的清潔生產(chǎn)方案；并通過論證推薦可行方案。企業(yè)通過推薦方案的實(shí)施，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步，獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。近幾年主要承擔(dān)的清潔生產(chǎn)審核項(xiàng)目，如下：1）河北威爾康制藥有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）2）諾和諾德制藥有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）3）華北制藥威可達(dá)有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）4）中國(guó)石油天然氣股份有限公司大港油田天然氣公司清潔生產(chǎn)審核（已完成）5）長(zhǎng)慶油田采油二廠清潔生產(chǎn)審核（已完成）6）中海石油基地集團(tuán)有限責(zé)任公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）7）中石油南堡油田清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）8）三井高科技有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）9）上海通用汽車公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）10）三星高新電機(jī)有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）11）天津市可口可樂飲料有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成）12）天津華暉精工制版有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）13）大唐國(guó)際陡河電廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）14）華能上安電廠清潔生產(chǎn)審核（石家莊）（已完成通過驗(yàn)收）15）石家莊熱電總廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）16）石家莊東方熱電股份有限公司第二發(fā)電廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）17）內(nèi)蒙古包頭山泉化工廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）18）內(nèi)蒙古包頭云杉化工廠清潔生產(chǎn)審核 （已完成通過驗(yàn)收）19）內(nèi)蒙古烏海市金屬鈉化工廠清潔生產(chǎn)審核 （已完成通過驗(yàn)收）20）上海綠人生態(tài)經(jīng)濟(jì)科技有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）21）重慶市秀山天雄錳業(yè)清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）22）貴州省松桃三和清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）23）山東省微山七五生建煤礦清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）24）深圳海量存儲(chǔ)設(shè)備有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）25）石家莊焦化廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）26）唐山市熱電總廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）27）唐山頂峰熱電有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）28）內(nèi)蒙古西水創(chuàng)業(yè)股份有限公司4號(hào)窯、自備電廠的清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）29）內(nèi)蒙古海吉氯堿化工股份有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）30）內(nèi)蒙古烏海藍(lán)星玻璃有限責(zé)任公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）31）內(nèi)蒙古烏?；び邢薰厩鍧嵣a(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）32）內(nèi)蒙古烏海市君正化工有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）33）天津大港發(fā)電廠清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）34）科萊恩（天津）有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）35）科萊恩顏料（天津）有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）36）天津一汽豐田汽車有限公司清潔生產(chǎn)審核（開發(fā)區(qū)、西青區(qū)）（已完成通過驗(yàn)收）37）京東橡膠有限公司清潔生產(chǎn)審核（河北省、已完成）38）亞實(shí)履帶（天津）有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成通過驗(yàn)收）39）大港油田第一礦區(qū)管理服務(wù)公司清潔生產(chǎn)審核（已完成）40）大港油田井下技術(shù)服務(wù)公司清潔生產(chǎn)審核（已完成）41）大港油田采油一廠清潔生產(chǎn)審核（已完成）42）大港油田集團(tuán)油田化學(xué)品有限公司（已完成）43) 天津原龍化工有限公司清潔生產(chǎn)審核（正在進(jìn)行）44）天津振興偉業(yè)化工染料有限公司清潔生產(chǎn)審核（正在進(jìn)行）45）天津雀巢有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成）46）內(nèi)蒙古泰達(dá)制鈉有限公司清潔生產(chǎn)審核（已完成）47）中石油長(zhǎng)慶油田采油三廠清潔生產(chǎn)審核（甘肅?。?8）中石油長(zhǎng)慶油田采油一廠清潔生產(chǎn)審核（甘肅?。?9）中石油長(zhǎng)慶油田采油一處清潔生產(chǎn)審核（甘肅?。?0）中海油中捷石油化工有限公司清潔生產(chǎn)審核（河北省黃驊市）51）北京藍(lán)星化工有限公司清潔生產(chǎn)審核（北京市）52）中電投吉林二道江發(fā)電公司清潔生產(chǎn)審核（吉林?。?3）中電投吉林松花江熱電清潔生產(chǎn)審核（吉林省）54）中電投吉林渾江發(fā)電公司清潔生產(chǎn)審核（吉林?。?5）美國(guó)歐文斯科寧建材有限公司清潔生產(chǎn)審核（天津）56）天津大邱莊鍍鋅廠清潔生產(chǎn)審核57）北京紅星股份有限公司第一分公司清潔生產(chǎn)審核（天津）58）日新（天津）塑膠有限公司清潔生產(chǎn)審核59）國(guó)華能源發(fā)展（天津）有限公司清潔生產(chǎn)審核60）PPG（涂料）天津有限公司清潔生產(chǎn)審核61）中海油298號(hào)海上生活船清潔生產(chǎn)審核62）煙臺(tái)華安國(guó)際大酒店清潔生產(chǎn)審核63）天津三環(huán)樂喜新材料有限公司清潔生產(chǎn)審核二、能源審計(jì)項(xiàng)目多年來該中心一直從事節(jié)能減排技術(shù)、節(jié)能審計(jì)和能源評(píng)估工作研究，培養(yǎng)了一批節(jié)能與清潔生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員，積累一些節(jié)能減排的研究成果， 2009年由天津市節(jié)能推薦為天津市節(jié)能審計(jì)單位之一。幾年來，承擔(dān)國(guó)家和地方以及企業(yè)項(xiàng)目14項(xiàng)；承擔(dān)能源審計(jì)和用能評(píng)估項(xiàng)目20余項(xiàng)；涉及重點(diǎn)行業(yè)有石油化工、電鍍、冶金、煤炭、電力、建筑、與機(jī)械設(shè)備等行業(yè)，根據(jù)審核出的技術(shù)難題，深入開展技術(shù)研發(fā)，達(dá)到節(jié)能、降耗、減污、增效的目的。 近幾年主要承擔(dān)的能源審計(jì)項(xiàng)目，如下：1）鹿泉東方鼎鑫水泥有限公司能源審計(jì)及規(guī)劃（2006-2007）2）石家莊新世紀(jì)焦化有限公司能源審計(jì)及規(guī)劃（2006-2007） 3）曲寨水泥有限公司能源審計(jì)及規(guī)劃（2007.3-2007.12）4）（美國(guó)）亞實(shí)履帶（天津）有限公司能源審計(jì)；電加熱爐的節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目；（2008-2009）5）天津可口可樂有限公司能源審計(jì)（2009-正在進(jìn)行）6）天津精工華輝制版有限能源審計(jì)及報(bào)告編寫；（2009正在進(jìn)行）7）樂金電子（天津）電器有限公司（已完成）8）天津雀巢食品有限公司（已完成）9）天津泰達(dá)燃?xì)夤荆ㄒ淹瓿桑?0）天津泰達(dá)自來水公司（已完成）11）天津泰達(dá)新水源科技開發(fā)有限公司（已完成）12）天津中法威立雅水務(wù)公司（已完成）13）天津國(guó)投津能發(fā)電有限公司（已完成）14）天津泰達(dá)電力公司（正在進(jìn)行）三、合理用能評(píng)估項(xiàng)目2010年，本中心在全國(guó)120家申報(bào)單位中脫穎而出獲得了國(guó)家節(jié)能中心成員單位資格，被國(guó)家節(jié)能中心列為推薦合理用能評(píng)估單位，多次參加評(píng)審國(guó)家的能評(píng)報(bào)告。近幾年主要承擔(dān)的合理用能評(píng)估項(xiàng)目，如下：1）天津天房津?yàn)I新城投資有限公司，漢沽朝陽花園C組團(tuán)（完成）2）華北城（天津）投資有限公司，華北國(guó)際工業(yè)原料城一期（完成）3）天津力高房地產(chǎn)開發(fā)有限公司（完成）4）天津固爾好管樁有限公司（正在進(jìn)行）5）中科合資廣東煉油/化工一體化項(xiàng)目評(píng)估（參與完成）6）廣東惠州煉油二期項(xiàng)目評(píng)估（參與完成）四、能源評(píng)估項(xiàng)目該中心將能源評(píng)估、能源審計(jì)與節(jié)能技術(shù)研發(fā)相結(jié)合，能源管理制度與循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)相結(jié)合，通過清潔生產(chǎn)審核發(fā)現(xiàn)的問題，為企業(yè)解決節(jié)能減排技術(shù)難題，開發(fā)節(jié)能減排技術(shù)，形成了具有綜合創(chuàng)新技術(shù)能力的節(jié)能與清潔生產(chǎn)研究的綜合平臺(tái)。近幾年通過清潔生產(chǎn)審核進(jìn)行的能源評(píng)估項(xiàng)目，如下：1）大港油田天然氣公司硅油加熱爐熱平衡測(cè)試及評(píng)估2）大港油田采油一廠輸油泵電機(jī)優(yōu)化運(yùn)行測(cè)試及評(píng)估3）烏海藍(lán)星玻璃有限責(zé)任公司熔窯熱平衡測(cè)試及評(píng)估4）科萊恩（天津）有限公司噴霧干燥塔熱平衡測(cè)試及評(píng)估5）長(zhǎng)慶油田采油二廠加熱爐熱平衡測(cè)試、輸油泵電機(jī)優(yōu)化運(yùn)行測(cè)試及評(píng)估6）亞實(shí)履帶（天津）有限公司熱處理爐電平衡測(cè)試及評(píng)估7）唐山市熱電總廠燃煤鍋爐熱平衡測(cè)試及評(píng)估8）唐山頂峰熱電有限公司燃煤鍋爐熱平衡測(cè)試及評(píng)估9）內(nèi)蒙古西水創(chuàng)業(yè)股份有限公司4號(hào)窯爐熱平衡測(cè)試及評(píng)估10）中海石油基地集團(tuán)有限責(zé)任公司柴油發(fā)電機(jī)能量平衡測(cè)試及評(píng)估11）內(nèi)蒙古海吉氯堿化工股份有限公司電石爐熱平衡測(cè)試及評(píng)估12）華能上安電廠燃煤鍋爐熱平衡測(cè)試及評(píng)估近幾年其他能源評(píng)估和技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目如下：13）天津恒有源地?zé)豳Y源利用有限公司地?zé)峁崤c傳統(tǒng)供熱方式的比較評(píng)價(jià)；（2009-現(xiàn)在）14）天津協(xié)和干細(xì)胞基因工程有限公司燃?xì)忮仩t水汽系能源評(píng)估及工程方案；（2009完成）15）中藥行業(yè)節(jié)能低碳發(fā)展模式的研究（2009正在進(jìn)行）16）天津振興偉業(yè)環(huán)工有限公司環(huán)工企業(yè)成套節(jié)能節(jié)能技術(shù)研制（2009-2010）17）天津臨港工業(yè)區(qū)企業(yè)低位余熱利用項(xiàng)目能源評(píng)價(jià)（2010）18）國(guó)家科技部的“厚電鍍行業(yè)金屬均勻鍍膜節(jié)能與清潔生產(chǎn)（成套）技術(shù)研究項(xiàng)目”（2009-2011）五、節(jié)能與清潔生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)成果（舉例）1、過程節(jié)能-堿性玫瑰精染料節(jié)能型清潔生產(chǎn)新工藝針對(duì)產(chǎn)品收率低，碳利用率低的問題，我們提出了新工藝進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，用98%間氨基苯磺酸替代58%間氨基苯磺酸鈉溶液，通過新工藝改造產(chǎn)品收率提高到77%，（改造前為67.1%）。針對(duì)廢渣問題，我們研制了兩段和兩相式熱裂解工藝技術(shù)及設(shè)備，將氣化可燃?xì)怏w回用于生產(chǎn)鍋爐替代煤炭使用。節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益分析：以該行業(yè)中等規(guī)模公司為例，公司產(chǎn)品產(chǎn)量為堿性玫瑰精等產(chǎn)品700噸/年計(jì)算，玫瑰精產(chǎn)品收率提高10%，每年增加70噸產(chǎn)量，每噸按3萬元/噸計(jì)算，新創(chuàng)產(chǎn)值210萬元；按現(xiàn)有1噸產(chǎn)品產(chǎn)生1噸廢渣計(jì)算，每噸廢渣處理費(fèi)用3500元/噸計(jì)算，廢渣減量至原來總量的10%左右，每年減少處理費(fèi)用231.5萬元；廢渣熱值為29KJ/Kg,與標(biāo)煤熱值相當(dāng)，年節(jié)約標(biāo)煤449t噸，按700元/噸計(jì)，節(jié)約燃料費(fèi)用31.43萬元。兩項(xiàng)合計(jì)262.93萬元。年節(jié)約煤，減少?gòu)U渣的產(chǎn)生排放量662噸/年，廢水排放減少18793噸/年，碳排放762噸/年。每年增加經(jīng)濟(jì)效益472.93萬元。2、厚電鍍行業(yè)金屬均勻鍍膜節(jié)能與清潔生產(chǎn)（成套）技術(shù)2009年主持國(guó)家科技部的厚電鍍行業(yè)金屬均勻鍍膜節(jié)能與清潔生產(chǎn)（成套）技術(shù)研究項(xiàng)目（任務(wù)書號(hào):2009GJA10021）。南開大學(xué)清潔生產(chǎn)研究中心對(duì)幾家厚電鍍（電鑄）企業(yè)進(jìn)行節(jié)能診斷工作，從原料到產(chǎn)品能源流與物質(zhì)流分析入手，發(fā)現(xiàn)電鑄企業(yè)普遍存在能耗高、物耗高、生產(chǎn)成本高，非生產(chǎn)性電能耗達(dá)到40，電能利用率僅為50% ；是導(dǎo)致厚電鍍凹印制版行業(yè)長(zhǎng)期高能耗、高物耗的主要原因。據(jù)此申報(bào)國(guó)家科技部項(xiàng)目獲得成功。針對(duì)電鍍不均勻，造成后期切削產(chǎn)生大量廢銅的問題，通過使用陽極擋板和改變鈦籃形狀位置等手段，可以有效的改善電鍍的均勻性，達(dá)到節(jié)約銅耗和電耗的目的。針對(duì)廢版輥大量積壓，不能重復(fù)利用的問題，我們將其退鉻，并磨去銅的雕刻層，不但可以節(jié)約大量的鐵資源，還可以減少鍍鎳的工序，另外也減少了銅的使用，還消除了廢版輥造成的環(huán)境問題。對(duì)于切削下來的銅屑，不再簡(jiǎn)單的賣給廢銅回收企業(yè)，而是送交磷銅球加工企業(yè)，再加工成電鍍用磷銅球，使其循環(huán)使用。節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益分析：以該行業(yè)中等規(guī)模公司為例，公司產(chǎn)品產(chǎn)量為每個(gè)月生產(chǎn)版輥3500支。通過采用電鍍均勻化清潔生產(chǎn)工藝，使得用銅量減少40%，全年可節(jié)省大約磷銅球購(gòu)置費(fèi)用141.6萬元。由于縮短了電鍍時(shí)間，節(jié)約了電能，所以每個(gè)版輥可以節(jié)電5kwh，全年可節(jié)電5*12*3500=20萬kwh（按每度電0.75元計(jì)算），可節(jié)約20*0.75=15萬元，兩項(xiàng)共計(jì)節(jié)約156.6萬元；新輥?zhàn)悠骄蹆r(jià)：300元/根，目前回收舊版輥的平均價(jià)格：60元/根，修復(fù)費(fèi)用：150元/根，NaOH退鉻液的交給危廢的處理費(fèi)用10元/根，只計(jì)算節(jié)約版輥所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為（300-60-150-10）*3500*12=336萬元。該企業(yè)每年產(chǎn)生廢銅屑8噸，若將其作為廢銅賣掉，每噸只有3萬元，如果交由磷銅球的生產(chǎn)企業(yè)，只需交納10元/kg的加工費(fèi)就可以得到電鍍用陽極磷銅球，按磷銅球每噸59000元來計(jì)算，可節(jié)約成本8*（5.9-3-1）=15.2萬元。通過實(shí)施這些清潔生產(chǎn)新技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)和工藝的改進(jìn)，企業(yè)不但降低了生產(chǎn)的物耗能耗，而且還提高了自身的生產(chǎn)效率，減少了污染物的排放。通過方案的實(shí)施，該企業(yè)取得經(jīng)濟(jì)效益507.8萬元；同時(shí)減少了銅的使用32噸，相當(dāng)于全年生產(chǎn)用銅量的53.3%；同時(shí)回收版輥還節(jié)約了鐵資源和鎳資源；由于提高了生產(chǎn)效率，全年可節(jié)電20萬kwh，相當(dāng)于節(jié)省了標(biāo)煤80噸，減排199.4噸CO2具有很高的低碳環(huán)保意義！3、淬火熱處理爐能源效率評(píng)估與節(jié)電改造項(xiàng)目南開大學(xué)清潔生產(chǎn)研究中心對(duì)某公司進(jìn)行了能源審計(jì)，審計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)熱處理爐保溫效果差，爐壁溫度高，實(shí)際表面溫度為70-90，局部溫度為130-193之間。爐子結(jié)構(gòu)不合理，密封性差，散熱損失大，熱效率僅為15.6%，嚴(yán)重超過國(guó)家用能標(biāo)準(zhǔn)，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，有明顯的節(jié)能機(jī)會(huì)和潛力，通過制定改造方案對(duì)M1001熱處理淬火爐進(jìn)行改造，經(jīng)過實(shí)測(cè)，改造后產(chǎn)品可比用電單耗為0.1000.600kWh/kg達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，爐體外表面溫升實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)均合格。節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益分析：改造后該公司按2009年產(chǎn)量1444千塊計(jì)算，年節(jié)電量最少可達(dá)4.24106J/a，節(jié)電率可達(dá)15%，年節(jié)電費(fèi)用達(dá)到25.6萬元。項(xiàng)目投資費(fèi)用133.7萬元，預(yù)計(jì)5年內(nèi)即可回收成本。熱利用效率由80%提高到95.6%，節(jié)電率達(dá)15.6%。4、鍋爐供熱加濕系統(tǒng)效果評(píng)估與診斷及系統(tǒng)的設(shè)備改造2008年受某公司委托對(duì)燃?xì)忮仩t水汽系統(tǒng)進(jìn)行診斷，診斷問題是系統(tǒng)每年提供高溫蒸汽共計(jì)23520 t/a,其中用于加濕的熱水蒸汽2300 t /a，而供熱蒸汽21220 t /a經(jīng)換熱后冷凝后成為冷凝水沒有任何利用排放了，出水溫度達(dá)到70，能源和水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。這對(duì)這一問題提出優(yōu)化改造方案，并與2009年進(jìn)行技術(shù)改造。節(jié)能效果與經(jīng)濟(jì)效益分析：改造后節(jié)省自來水資源30576 m/a，每噸按6元/ m計(jì)，每年節(jié)省為183456元；節(jié)省純水23520 m/a ，每噸按10元計(jì)，每年節(jié)省235200元。14. 循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理劑在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水長(zhǎng)期循環(huán)使用后，必然會(huì)帶來沉積物附著，金屬腐蝕和微生物滋生著三個(gè)問題，而循環(huán)冷卻水處理就是通過水質(zhì)處理的辦法解決這些問題。這樣做法的好處如下：(1)穩(wěn)定生產(chǎn)：沒有沉積物附著，腐蝕穿孔和粘泥堵塞等危害，冷卻水系統(tǒng)中的換熱器可以始終在良好的環(huán)境中工作。除計(jì)劃中的檢修外，意外的停產(chǎn)檢修事故減少，為工廠的長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)提供保證。(2)節(jié)約水資源：每小時(shí)耗水量達(dá)23500立方米的直流冷卻水系統(tǒng)，如改為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，并以1.5倍的濃縮倍數(shù)運(yùn)行，則每小時(shí)耗水量降為1100立方米，如果將濃縮倍數(shù)提高到3倍，則每小時(shí)耗水量只需550立方米。(3)減少環(huán)境污染：直流冷卻水系統(tǒng)除了形成熱污染外，如果采用化學(xué)藥劑處理以消除結(jié)垢、腐蝕，大量排放對(duì)水源產(chǎn)生嚴(yán)重污染。由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可以大大減少冷卻水的排放量，對(duì)排放的少量污水進(jìn)行處理，可達(dá)到所允許的排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至作進(jìn)一步處理后，可收回作系統(tǒng)的補(bǔ)充水用。這樣使循環(huán)系統(tǒng)形成閉路循環(huán)，不向外界排放污水，就不會(huì)存在污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡的問題。循環(huán)冷卻水在運(yùn)行中，使用水處理藥劑是最經(jīng)濟(jì)最有效的方法。冷卻循環(huán)水的處理藥劑應(yīng)該有阻垢、緩蝕、抗氧化的作用，在運(yùn)行中延緩硬垢的生成。同時(shí)水處理藥劑中應(yīng)有可以抗銅件氧化的藥劑，以避免設(shè)備中銅件的腐蝕。還必須減少生物污泥的生成速度。本項(xiàng)目推薦的幾種循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理劑(1)阻垢緩蝕劑使用阻垢緩蝕劑后的鋼、銅腐蝕率現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總 上圖：冬季和夏季配方的緩蝕效果曲線以上實(shí)驗(yàn)證明阻垢緩蝕劑的腐蝕率完全達(dá)標(biāo)。水處理方案實(shí)施兩個(gè)月后，鋼腐蝕率、銅腐蝕率基本控制在鋼腐蝕率 ，銅腐蝕銅腐蝕率監(jiān)測(cè)：每月一次測(cè)試系統(tǒng)鋼、銅腐蝕率 ，達(dá)到國(guó)標(biāo) 對(duì)鋼、銅腐蝕率的要求。說明阻垢緩蝕劑 LM 及銅緩蝕劑 LM 同時(shí)使用，可以有效減緩系統(tǒng)碳鋼及銅材設(shè)備的腐蝕。(2)復(fù)合輪配型殺菌滅藻劑使用復(fù)合輪配型殺菌滅藻劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)曲線：實(shí)驗(yàn)證明該復(fù)合輪配型殺菌滅藻劑抑菌效果非常好，可明顯抑菌。(3)RT-03電廠低磷阻垢緩蝕劑RT-03電廠低磷阻垢緩蝕劑冷水酸性阻垢緩蝕劑內(nèi)含多種功能性成份，包括滿足所有工業(yè)水處理的聚磷酸鹽、磷酸脂、共聚物及螯合劑。無色粘稠液體，無沉淀物，比重：20C 時(shí)1.2+0.3，可溶解于任何水，PH值 3，投加方式：連續(xù)投加。循環(huán)水的PH值保持在7.09.2之間。應(yīng)用范圍：敞開式冷卻循環(huán)系統(tǒng)的阻垢和緩蝕，油田水處理中的結(jié)垢和腐蝕控制。(4)殺菌滅藻及粘泥剝離劑應(yīng)用范圍：敞開式冷卻循環(huán)系統(tǒng)的殺菌滅藻。(5)第四代水處理劑第四代水處理劑控制水氯離子。我們研制的離子型除氯劑采用先進(jìn)的工藝技術(shù)，在特殊條件下由生物工程方法合成的大分子有機(jī)物，在高溫高壓條件下能與水中氯離子迅速結(jié)合，并通過排污排出，很好的解決這一難題。由于水汽系統(tǒng)內(nèi)部水質(zhì)總會(huì)含有雜質(zhì)離子,使得金屬表面常常出現(xiàn)腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象,威脅著機(jī)組的正常運(yùn)行。雜質(zhì)離子中以氯離子的危害最為嚴(yán)重。消除氯離子對(duì)鍋爐的危害的一般方法只能通過加強(qiáng)鍋爐排污，通過鍋爐排污來降低爐水中氯離子含量。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，要保證爐水Cl-含量不升高，使用除氯藥劑是最佳的選擇。經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估：(1) 節(jié)約新水量和減少排污量循環(huán)水系統(tǒng)采取加藥處理以后，濃縮倍數(shù)得到大大提高，其濃縮倍數(shù)可以達(dá)到6。當(dāng)系統(tǒng)濃縮倍數(shù)由2提高到6，補(bǔ)充水量可由處理前的23.5立方米/h降低到14立方米/h，節(jié)水9.5立方米/h。排水量可由處理前的11.7立方米/h降低到2.3立方米/h，減少排污量9.4立方米/h。(2) 節(jié)約清洗費(fèi)用生物粘泥附著在管路表面，每個(gè)季度都需要膠球清洗，有時(shí)需要高壓水沖擊，這會(huì)造成清洗費(fèi)用大大增加。而水垢的清洗則需要暫停冷卻系統(tǒng)工作，進(jìn)行酸性除垢清洗，給正常生產(chǎn)帶來很大麻煩。(3) 節(jié)約檢修費(fèi)加藥處理后，腐蝕速度可以降低到0.005mm/a（銅管），這樣可延長(zhǎng)銅管壽命10年以上。并減少了銅管泄漏，避免了凝結(jié)水的污染，可節(jié)約凝結(jié)水。15. 單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用1991年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及2004年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備SWNTs的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖1），純度達(dá)70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá)200公斤/年以上）。圖1、自制的SWNTs合成反應(yīng)器采用機(jī)械共混及原位聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá)0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá)49dB的復(fù)合材料。本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖2）。通過透射電子顯微鏡（圖3）及原子力顯微鏡（圖4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。圖2、可溶性石墨烯的批量制備圖3、石墨烯的透射電鏡照片圖4、石墨烯的原子力顯微鏡照片獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。圖5、基于石墨烯的透明電極材料所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家863重大汽車電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。圖6、基于石墨烯的高性能超級(jí)電容器本項(xiàng)目研究獲得了國(guó)家863納米專項(xiàng)、重大科學(xué)研究計(jì)劃（973）、國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部博士點(diǎn)基金和天津市重點(diǎn)基金等項(xiàng)目的支持，并獲得2010年天津市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。相關(guān)發(fā)明專利：ZL 200410019624.4單壁碳納米管的電弧合成方法 ZL 200510015495.6一種電弧法合成可控單壁碳納米管的方法ZL200910067709.2基于石墨烯的通用裂紋修復(fù)方法ZL200810152470.4 以單層石墨材料為電極材料的超級(jí)電容器 CN200910067708.8 石墨烯與碳纖維復(fù)合材料及其制備方法 CN200910067706.9 石墨烯-有機(jī)材料層狀組裝膜及其制備方法 CN200910067707.3 基于石墨烯的導(dǎo)電碳膜及制備方法和應(yīng)用 CN200910067711.X 石墨烯-無機(jī)材料復(fù)合多層薄膜及其制備方法 南開大學(xué)在碳納米材料的制備及應(yīng)用研究方面取得了一批開創(chuàng)性成果，該項(xiàng)目技術(shù)的推廣，將促進(jìn)我國(guó)新材料、微電子、儲(chǔ)能、資源保護(hù)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，為我國(guó)在這一新型納米材料領(lǐng)域占據(jù)有利地位，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，做出重要貢獻(xiàn)。16. 一種高電壓鋰離子電池的制備方法 本項(xiàng)目是一種高電壓鋰離子電池的制備方法。按鋰離子電池的常規(guī)方法組裝制備，正極材料為碳包覆正極復(fù)合材料LiCoPO4/C，負(fù)極材料為鋰或碳，電解液為加入添加劑的常規(guī)有機(jī)電解液，所述添加劑為噻吩、聯(lián)苯和呋喃中的一種或兩種以上任意比例的組合，添加劑的質(zhì)量百分比用量為常規(guī)有機(jī)電解液的0.05-2%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1）通過對(duì)高電壓正極材料進(jìn)行碳包覆，可在材料顆粒表面形成均勻的導(dǎo)電薄膜，有助于鋰離子的嵌入與脫出；2)噻吩等添加劑的作用保證了電解液組分的穩(wěn)定性。該方法工藝簡(jiǎn)單、易于工業(yè)化，通過正極材料的改性和電解液優(yōu)化，離子電池的電化學(xué)性能有較大改善，在動(dòng)力型鋰離子電池領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。專利號(hào)：201010561062.117. 鋰離子動(dòng)力電池正極材料目前商業(yè)化的鋰離子電池主要是使用過渡金屬氧化物L(fēng)iCoO2作正極和石墨基碳材