清华大学科技成果汇编-清华大学科技成果重点推广项目.docx

公共安全领域清华大学科技成果重点推广项目突发公共安全事件应急平台1成果简介应急平台是软硬件结合的突发公共事件应急技术系统。在突发公共事件发生时，能迅速获取现场信息和数据，结合各种基础数据，科学分析突发公共事件的发展趋势，评估危险级别，快速调出数字预案，综合专家救援意见，协助制定现场作战方案。在平时，它能分析潜在风险，模拟灾害发生场景进行预案演练，通过信息门户教育公众，提供生动的灾害避难与救援信息。同时，不同地区、不同部门应急平台按照国家规范互联互通，实现了数据和信息的共享，促进了应急联动和沟通协调，为各级政府的高效应急提供强大支持。2应用说明应急平台由基础支撑系统和综合应用系统两大部分组成，即硬件支撑和核心应用。支撑系统包括：通信系统、计算机网络系统、图像接入系统、视频会议系统、移动应急平台、安全支撑系统和容灾备份系统等；应用系统包括：综合业务管理系统、风险隐患监测防控系统、预测预警系统、智能方案系统（即数字预案系统）、指挥调度系统、应急资源管理和保障系统、应急评估系统、模拟演练系统和数据库系统。按照核心功能划分，应急平台也可以看作由三个部分组成，分别是信息获取系统、应急智能系统和决策指挥系统。具备以下主要功能：（1）日常公共安全数据信息的汇集与报送；（2）数字化应急预案的管理与完善；（3）隐患分析和风险评估；（4）特别重大或者重大突发公共事件的接报与现场信息的实时获取与分析；（5）灾害事故的发展预测和影响分析；（6）预警分级与信息发布；（7）应急方案的优化确定与启动；（8）动态的应急决策指挥和资源、力量调度；（9）事故过程的再现与分析；（10）应急行动的总体功效评估和应急能力评价等。3效益分析实现突发公共事件应急平台的产品化，应用于各省级、地市级、区县级、企业、专项部门等应急平台的建设。4合作方式商谈。煤矿瓦斯突出动态预测和综合利用技术1成果简介防止煤矿瓦斯爆炸的关键技术包括：瓦斯抽放技术、矿井通风技术、煤与瓦斯突出防治技术、安全监测监控技术、煤矿火灾防治技术、煤矿粉尘防治技术等。从矿井抽放出来的瓦斯气体和通风出来的乏风气体含有不同成分的甲烷，它是一种可以充分利用的能源，但如果排放到大气中则是巨大的环境污染源。煤与瓦斯突出的非接触式预测方法是通过对瓦斯或煤体本身的信号的实时监测而进行的连续动态预测技术。因此，非接触式连续预测是目前瓦斯突出预测的主要研究方向。针对掘进工作面煤与瓦斯突出非接触动态预测预报的需要，分别研究基于动态瓦斯涌出规律和基于光线传感器的工作面突出危险性连续监测技术与装备。通过分析瓦斯涌出动态变化规律与突出危险性的关系、实时监测瓦斯动态涌出特征波形、提取与突出危险性相关的特征指标，建立煤巷掘进炮后30分钟的吨煤瓦斯动态涌出量指标、瓦斯涌出变异系数指标、炮后瓦斯涌出最大速率指标等连续预测指标，然后研究确定这几种指标与炮掘工作面突出危险性的关系及指标临界值，最后应用目前国际上较为先进的基于人工智能的预测诊断技术来综合判断工作面所处地点的安全状况以及前方的潜在危险性，实现工作面瓦斯动态涌出预测，并开发出瓦斯的智能报警系统。 2应用说明我国是煤炭大国，具有丰富的瓦斯资源。然而由于种种原因，我国瓦斯的开发和利用规模普遍偏小。2004年全国国有高瓦斯突出矿井平均煤层气的开发率仅10%左右。我国高瓦斯矿井多，目前全国共有高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井9000多处，占矿井总数的30%左右。其中国有重点煤矿258处，占重点煤矿矿井总数的46%。瓦斯开发利用率低是造成瓦斯煤矿灾害事故居高不下的重要原因。国家安全生产监督管理总局提出的瓦斯治理原则是“先抽后采、监测监控、以风定产”，但目前我国煤矿的瓦斯利用率不高，经济效益不高，造成了煤矿对抽放设备和通风设备的投入不足，因此加强瓦斯的综合利用，是保证安全生产和提高煤矿经济效益的最重要的途径。瓦斯的利用主要分为两大类，采矿过程中抽放的矿井煤层气（CMM）的利用和矿井通风系统中乏风（VAM）的利用。（1）CMM的综合利用CMM作为民用燃料的经济性评价。根据煤矿的地理位置和瓦斯的抽放产量，来评价管道运输、加压汽车运输等经济性。利用CMM发电的主要设备有燃气内燃机（gas engine）、燃气轮机（gas turbine）、燃煤锅炉煤层气混合燃烧和蒸汽轮机，联合循环、热电联产。我国目前的发电设备大多不能解决煤层气浓度变化引起的工作稳定性问题，而且没有大功率的瓦斯发电设备，因此引进国外先进技术，开发大功率的瓦斯发电设备，并且提高瓦斯发电的工作稳定性，就成为瓦斯发电研究中的重要问题。目前我们与日本三菱公司已展开合作，计划建立一个煤层气的示范电站，并可能通过技术转让的形式，提高国内同类设备的生产和设计技术。（2）VAM的综合利用目前我国煤矿的矿井乏风排放量巨大，不仅污染环境，还浪费能源。如果能够充分利用矿井乏风，就可使安全生产走上良性循环轨道，极大地提高煤矿管理者改善矿井通风的意愿。VAM的主要利用有热逆流反应器、催化热逆流反应器、锅炉辅助燃烧系统、稀薄气体燃烧的燃气轮机等多种方式，目前此方面国内还没有开展研究和利用，本项目计划首先进行利用乏风作为锅炉辅助进风系统的工程可行性研究，然后与国外公司开展技术合作，研究稀薄气体燃烧的燃气轮机技术，提高VAM的综合利用程度。3合作方式商谈。无线应急图像传输系统1成果简介本系统采用TDS-OFDM技术，全数字调制解调方法，在8MHz或2.67MHz模拟带宽内，可传输5.5Mb/s或1.6Mb/s的数据，频谱利用率高。在城市复杂无线环境中，抗多径和干扰能力强，可高速移动，灵敏度高，覆盖范围大，接通率高。车载发射机的覆盖半径为1020km，单兵背负式发射机覆盖半径13km，城市环境不受建筑物阻挡的影响。支持多基站自动判选切换，发射机可在多基站网络中漫游，网络可覆盖城市的每个角落。视频编码采用MPEG-II或H.264，图象质量高，画面清晰流畅，断点少。2应用说明公安移动视频传输，城市应急指挥，战场信息传输，电视台移动采访直播。3效益分析资金投入：200万元每年销售收入：500万元每年净利润：100万元4合作方式系统集成销售，技术转让。85能源环境领域化工生态工业规划系列项目1成果简介（1）中国鲁北生态工业模式研究本研究中心运用工业生态学、系统工程、化学工程的理论和方法，从元素代谢与物质循环、工业共生、柔性、演变进化、能量集成、水集成、关键链结技术、与自然生态协调、信息系统九个方面，对鲁北生态工业系统的三条生态产业链进行了定量的分析与比较，得到了平均路径长度、原子利用率、共生效益、柔性指数、生态生产力等一系列生态系统特性指标，建立了一套系统的生态工业分析方法和指标。在上述分析的基础上，我们总结了鲁北生态工业系统的特点，认为在系统内所有物质和能量实现了合理利用，具有密切的产业链共生耦合关系，形成了一个结构紧密的、所有资源共享共管的联合企业型生态工业模式。鲁北生态工业系统（2）贵阳磷化工生态工业园区规划贵阳磷化工生态工业园区以群落化、组团化、专业化为特点，充分发挥三县市现有的产业基础，重新整合磷、煤两大资源，形成各具特色的三大产业群落，通过有计划、分阶段的项目实施，增加产品种类、扩大生产规模、开发高附加值产品，增强群落实力。园区则从整体上通过系统集成和宏观引导等手段，在产品、企业、群落和园区多个层次上优化配置资源，提高资源、能源使用效率；通过加强企业间、产业间和区域之间的联系，推进产业链的纵向扩展和产业间的横向耦合共生，以及废弃资源的循环利用，实现磷、煤化工产业升级、产品结构调整，完成资源型产业生态化转型。贵阳磷化工生态工业园区（3）抚顺矿业集团生态工业园区规划在充分分析抚矿集团现状，找到制约集团发展关键问题的基础上，我们为抚顺矿业集团设计了如下多元化发展模式：建设生态工业园区，依靠资金激活和技术注入，依托现有产业基础，首先发展资源的综合利用和深加工体系，完成工业结构转型；同时进行环境治理和生态恢复，发展生态农业、休闲观光和工业旅游等项目，形成有一定经济效益的生态环境产业；最终实现产业转型，建立生态产业。这样既解决产业接续和下岗失业问题，又成功借鉴鲁尔经验，形成具有鲜明特色的生态化工业转型模式。抚顺矿业生态工业园区（4）贵阳国华天成磷业有限公司循环经济试点方案贵阳国华天成磷业有限公司建设循环型企业试点是贵阳市循环经济建设首批试点单位之一，是企业层面按照循环经济理念推进工业循环体系建设的示范企业。试点方案依据生态工业、化学工程、系统科学的基本原理，按照生态效率原则、绿色先进原则、系统协调和渐进演化等原则，对国华天成磷业有限公司的电炉法黄磷生产过程提出了熔融态黄磷渣热态直接熔制技术，评价了直接利用黄磷生产中排放的熔融磷渣、磷渣高温余热和黄磷尾气组合的六种可行方案，并对所提出的多产品共生方案中的产品进行了市场和工艺分析，最后分析了该方案的经济、环境和社会效益，提出了方案实施计划。贵阳国华天成磷业有限公司建设循环型企业试点方案对矿产资源型企业建设循环经济有指导意义，是第一个全面论述磷化工企业建设循环经济的方案。贵阳国华天成循环经济产业链2合作方式商谈。水质有机污染预警仪1 成果简介荧光技术是近20年来兴起的新型分析方法，灵敏度高、适用范围广。而随着激光、微处理机、电子学、光导纤维和纳米材料等新技术的引入，则大大推动了荧光法的相关理论和应用的发展。荧光光谱与水样唯一对应，故被称为“水质荧光指纹”。废水的荧光指纹与未受污染的水体的荧光指纹有着显著差异，可以用以判断水体是否被污染，进而为污染事故快速诊断提供依据。荧光光谱技术还具有测量简单、时间短、重现性好、取样量少、自动化程度高等优点，测量不需要药剂，不会产生二次污染，特别适合在线实时监测。可单独使用或与其他在线监测仪器配合使用。 清华大学开发的水质有机污染预警仪实现了自动取样、过滤、恒温（25±0.01）测量和自动报警。仪器依靠硬件设置和软件设计实现了对光源的实时监控，消除了光源的瞬时抖动及光源衰减对测量的影响，使测量结果更稳定、精确。软件设计人性化，能以实时波形图方式动态显示测量结果；超过污染阈值时，自动报警；所有监测数据自动保存，数据保存格式为excel表格，以便于后续处理；当仪器光源老化时，自动提示更换；温控精度达到±0.3，可以消除环境温度变化对测量结果的负面影响。仪器的主要性能如下：样机信噪比>108，生活污水的COD分辨率为0.1 mg /L，响应时间仅100 ms，功率135 W，稳定性好，测量偏差±1.0，光源寿命1000h。在测试波长下，样机测量结果与商业化的荧光分光光度计的结果无明显差异。科技查新结果表明，未发现使用类似荧光信号作为污染指示的专利，更未见相关装置的报道。已申请专利。2 应用说明本仪器可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测和预警。在水体有机物的测量中，信号强度与TOC线性正相关，相关系数达到0.83；在污水厂进水有机物的监测中，信号强度与COD线性正相关，相关系数达到0.92；在污水厂出水有机物的监测中，信号强度与COD线性正相关，相关系数达到0.87。连续监测时，样机运行稳定，样机灵敏，能快速响应各种水质变化。由于具有自动报警功能，仪器也可以起到一个简单的水质预警站的作用。3 效益分析我们目前的水体控制断面大多还采用每月人工取样的方式进行水质监测，还有很大的空间推广。本仪器成本不足13000元/台，远低于在线监测设备动辄数十万的价格。而本仪器运行稳定、灵敏，目前尚无相同原理的同类仪器。与普通的有机物在线监测仪相比，它拥有预警功能，与普通的预警系统相比，它价格低廉。其特点是仪器成本低、维护省、快速、无二次污染。24小时连续使用，运行费每月仍不足200元，具有明显的经济和技术优势。4 合作方式转让或者联合推广。系列内循环厌氧反应器1 成果简介内循环厌氧反应器是在UASB反应器基础上发展起来的高效反应器，它依靠沼气在升流管和回流管间产生的密度差在反应器内部形成流体循环。内循环加强了废水中有机物和颗粒污泥间的传质，使得处理同类废水时，该反应器的有机负荷达到UASB反应器的24倍。根据各种水质特征的废水以及污泥厌氧消化的特征，对内循环厌氧反应器进行改进，开发出系列内循环反应器，以适应不同任务。该反应器的关键技术在于反应器构造和运行技术。我们长期围绕内循环反应器的流态和高效稳定运行的关键问题，如颗粒化，水力剪切力对颗粒污泥的影响等进行了系统研究，掌握了运行要点。采用我们的反应器还可显著提高沼气产量和甲烷含量。拥有3项发明专利，2项实用新型专利。2 应用说明内循环厌氧反应器适合处理低、中、高浓度有机废水和污泥。它占地小、容积小、运行费低，特别适合我国经济还不发达、土地少的情况。目前，还以内循环厌氧反应器为核心开发出了一体化装置。经过模块化后，内循环反应器可以产品化，以保证生产的专业化和安装调试的高效，同时也保证了环保企业的利润。我们的反应器已经在低成本快速启动等方面有了一定突破，稳定性也得到明显提高，推广前景好。内循环厌氧反应器可以作为核心生物反应器和其他处理技术联合起来组成完整的处理工艺。由于内循环厌氧反应器效率是UASB反应器的24倍，处理污泥时，水力停留时间降至10天以内，因此可以显著降低造价。我们以废水和污泥处理流程为例做介绍：废水：调节è沉淀è内循环厌氧反应器è好氧处理案例：医院污水全封闭处理工艺（发明专利）污泥：预处理è内循环厌氧反应器è脱水è干化案例：一种水源热泵与污泥厌氧消化集成方法及系统（正在申请专利）开发的系列在江苏某污水厂进行的是内循环厌氧反应器污泥高温消化，实现了水力停留时间为12天时，平均VSS的去除率达到59%，每立方米污泥产气率17.6 m3，明显优于国内每立方米污泥产气率414m3的水平。该系统采用了5项专利技术。 3 效益分析在传统领域，本反应器可用于废水和污泥的厌氧处理；也可以作为有机废水和废物的能源（甲烷）回收或者有机酸制取的关键发酵设备。该反应器的有机负荷达到UASB反应器的24倍，因此容积仅为UASB反应器的1/21/4，成本低，而且回收甲烷的能力较高。内循环厌氧是塔式反应器，适合产品化。高效厌氧技术是能耗低，还能回收能源或者资源，是环境技术中最主要的节能减排技术之一，具有很大的应用前景。4 合作方式技术转让。再生水回用于景观水体水质保障技术1成果简介我国是水资源紧缺的国家，目前再生水日益成为城镇发展的第二水源。建设生态城市或者宜居城市，必须有适当的水面，调节小环境，美化城市。目前在我国的许多城市，再生水都用来作为城市或社区景观水体的补水。再生水是经过一定深度处理的城市或生活污水，这使得再生水污染物本底值相对较高。另外景观水体的稀释自净能力较天然景观水体差，当使用再生水使得景观水体在春、夏、秋季节极易发生水华（严重富营养化的表现）；缓慢的水流是水华发生的必要条件，公园以及住宅区内的人工水景、河道多属于非连续流动水体，流速缓慢，有的甚至是静止水体，为藻类的生长提供了稳定的水环境。国际上对于浅水湖泊的研究经验表明，浅水湖泊比深水湖泊更易发生水华问题，这与浅水湖泊的富营养化发生机制有关。人工景观水体属于浅水水体，水深一般在12m，因此易发生水华。一旦出现水华将导致藻类以及其他水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧产生变化，造成水质恶化，伴随恶臭等的发生，使水生生态系统和水体功能受到阻碍和破坏，极大地破坏景观水体的使用功能。再生水回用于景观水体水质保障技术包括再生水深度处理技术和景观水体水质保障技术两部分，各包含相关的技术设备。根据使用对象的情况可以联合使用（如补水不是再生水时），和单独使用（如可以仅使用水质保障技术）。当外源污染物可以控制时，该技术可确保景观水体水质满足美学使用要求，水体不黑不臭。2应用说明再生水回用于景观水体水质保障技术由清华大学等单位结合国内具体情况经过长年试验研究、应用研究所取得的成果，属于自主开发系统产品。该成果获2005年北京水务科学技术三等奖。该技术硬件设备主要由以下部分组成：高效再生水净化系统、景观水体水质监控系统、景观水体水质维护系统。系统运行管理方便，高效低耗。应用时主要通过对水体特征分析和流态模拟后，进行相关设计，确定经济合理参数，然后确定适用的硬件系统。3效益分析采用再生水作为景观水体补水，比使用天然水源资源费大大降低，同时使用该系统，也可减少再生水的补水量（再生水的补水量降低30%）。4合作方式设计和应用。静音微电耗空气净化器1成果简介随着科技的进步和人类文明的发展，人类赖以生存的大气质量却在下降，尤其是室内空气污染还在日益加剧。为了净化被污染的空气，人们研制了各种空气净化器。室内空气净化器主要分为除尘式空气净化器、除菌式空气净化器和除有害气体式空气净化器三种类型，也有上述功能组合的空气净化器。但目前所有空气净化器，一般都采用风机或加热等作为动力使空气流动达到空气净化目的，因而噪音大、电耗多，还要定期更换滤材、吸附材料或催化剂，既麻烦、又增加运行成本。为了克服现有技术的缺陷，清华大学发明了一种静音微电耗空气净化器，该空气净化器不需要风机、加热等驱动就可以使空气流动；净化器本身又不需要过滤材料、吸附材料或催化剂，因而噪音极小、功率极低、运行费用极省。静音微电耗空气净化器已获得国家专利，专利号：ZL200820108077.2应用说明静音微电耗空气净化器采用极不均匀电场的高压电晕放电产生等离子体使荷电灰尘在电场力的作用下向收尘极运动，并带动空气作定向运动，从而使空气流动，形成电风。荷电灰尘到达收尘电极后就附着在收尘电极上，空气则继续流动。电晕极和收尘极均可方便取出，发现收尘极和电晕极积灰后，取出擦净再装入即可重新使用。实验证明，静音微电耗空气净化器可以有效除尘；由于细菌和病毒多数附着在灰尘上，而且电晕放电能产生紫外光和氧化性很强的活性粒子，因而能降解挥发性有机物和灭菌消毒，还能产生负氧离子，有助于清新空气。静音微电耗空气净化器无运行噪声，且功率只有2W。3应用范围室内，会议室等生活空间4效益分析单台成本小于200元，售价500元，成本收回视现有机加工设备，厂房的拥有度。应用前景十分广阔。5合作方式技术转让或合作生产。含油污水的纳米TiO2光催化降解净化处理研究1成果简介在石油开采和生产中，不可避免地要产生大量含油污水。对这些含油污水、特别是海上石油开采中的含油污水的高效净化处理，对水资源保护和环境保护具有重要意义。目前我国在原油开采中，采用斜板除油器、加气浮选器和核桃壳过滤器的老三段脱水方法来进行稠油油田生产水处理。现有的老三段生产水处理方式存在停留时间较长、设备体积大、对破乳剂的依赖很大等问题，探索开发新型高效含油污水处理方法很有必要。2应用说明纳米TiO2颗粒是性能优异的光催化剂材料，当将其悬浮于水溶液中时， 在紫外光的照射下，它能快速降解水溶液中多种有机物。但悬浮于水溶液中的纳米TiO2颗粒很难回收，因此，在工业应用时会成本较高。清华大学成功开发制备出以纳米磁性粒子为内芯、外层包覆TiO2层的纳米TiO2复合磁性光催化剂。这种新型纳米磁性复合TiO2光催化剂粒子的尺寸只有几十个纳米，具有很好的光催化降解性能，能降解多种有机物。同时因其磁性粒子具有软磁性能，能在外加磁场的作用下便于回收和重复使用。最近，在中国海洋石油总公司的支持下，中海油海洋石油研究中心和清华大学合作开展了含原油污水的纳米TiO2光催化降解净化处理研究，并以取得显著进展。应用于工业、企业含油污水的处理。3合作方式 商谈。纳米光催化饮用水净化器1成果介绍供水水质关系到广大居民的身体健康和产品质量。目前我国自来水的质量还比较差，其中细菌总数平均合格率为97.87，大肠杆菌为77.95%。许多楼房供水系统一般采用水泵加水箱或储水池组成小区的供水系统，其细菌指标大大高于水厂出水指标。此外，目前在自来水中已鉴定出2000多种有机物，其中有的是致癌或可疑致癌的物质。这些有机毒性物质主要来自于：（1）水源中的残留农药污染；（2）水中的有机腐植物质；（3）自来水加氯消毒产生的有机氯代物等。为了保证正常和高质量的生活，解决生活用水中的细菌问题和有机物的净化问题成为了高质量供水的关键问题。利用纳米技术发展起来的光催化技术不仅可以把几乎所有的有机物进行彻底降解，并且还具有很强和广普的杀菌性能。在楼房供水系统中采用光催化技术，不仅可以在不用氯的情况下对储水进行杀菌净化，抑制细菌的繁殖并且还可以把自来水中的各种有毒有机污染物进行净化，提高饮用水的质量和口感。这种技术适合应用于小区的供水以及家用供水系统。清华大学在光催化技术上进行了多年的研究；利用在材料制备，催化剂制备以及环境分析方面的优势，在光催化技术的研究上取得了突破性的进展。目前，已经申请国家发明专利10项。在新型光催化剂的研究以及室内空气净化器应用研究上具有创新成果和先进技术。2技术指标（1） 催化剂的耐水压，耐水压必须超过0.8Mpa；（2） 典型有机物（氯仿）的净化率达到20%；（3） 细菌杀灭率90%以上。3应用说明由于光催化反应净化系统仅需要紫外光源和光催化剂，因此其结构相当简单，很容易在供水系统的储水装置或流动装置上实现。通过点亮紫外灯，辐照到光催化剂上就可以起到杀菌和有机毒物的净化作用。一般把紫外灯密封在石英管中，对于5m3的储水装置，使用30W的紫外光源就可以了。而催化剂一般采用网状的柔性催化剂，可以提高光线利用效率和满足不同条件的安装。 4效益分析目前，已有成熟的技术和工艺。对于家用净化系统，一套成本500元左右，可以卖到10001500元左右。对于小区供水，可以和小区的供水加压系统结合，提高整个小区的供水质量。5合作方式 成果转让。纳米光催化杀菌生活用品1成果介绍在我们的日常生活用品涉及到每个人的生活卫生。有时，在生活环境中容易产生异味以及微生物的繁殖。对这些生活用品可以进行抗菌处理，这样就可以杀灭生活用品上的细菌，病毒等，保证有一个卫生的环境。同时，在这些生活用品中通过光催化剂还可以消除异味。目前，对于日常生活用品一般添加杀菌剂，以达到抗菌的目的。常用的材料有有机胺类抗菌剂，纳米Ag等抗菌材料。有机胺类抗菌剂虽然效果较好，但存在不耐洗以及副作用等问题。纳米银主要存在与纯棉产品结合不好以及存在变色等问题。在布基和纸基上低温存积高活性的光催化剂，利用自然光以及荧光灯的光线，就可以产生光催化作用，杀灭生活用品上的细菌和病毒。此外，还可以对环境空气中的有害气体产生净化作用。此外由于光催化作用，该类材料还具有自清洁的作用；由于采用了低温处理技术，使得光催化剂具有更好的活性和结合能力，并不会影响其本底材料的老化。此外，通过稀土和微量纳米银与光催化剂的复合，具有暗态杀菌性能。清华大学在光催化技术上进行了多年的研究；利用在材料制备，催化剂制备以及环境分析方面的优势，在光催化技术的研究上取得了突破性的进展。目前，已经申请国家发明专利10项。在新型光催化剂的研究以及室内空气净化器应用研究上具有创新成果和先进技术。2技术指标抑菌率达到95以上。3应用说明通过低温制备技术，可以在布基以及纸基材料中结合纳米光催化剂，形成具有光催化活性的纳米膜，使得布基或纸基具有在自然光照下的抗菌净化性能。可应用于内衣、床上用品、毛巾、袜子、窗帘、墙纸等产品。如毛巾，通过制备纳米光催化剂，使得毛巾在自然光的辐照下，产生光催化活性，杀灭和抑制细菌的生长，达到洁净的目的。4效益分析该技术主要针对各种产品，进行一系列物理化学处理，工艺技术高，但生产过程和传统工艺相容，容易实现。通过该技术处理，产品将增加新的功能，适合潮流发展以及功能化的需求，可以提高产品的档次和价格，具有较高的利润空间。5合作方式成果转让。纳米光催化汽车用空气净化器1成果简介随着人们生活水平的提高，对汽车的要求也越来越高。汽车发展的总体趋势是密封性能增加，大量使用装饰材料进行汽车的再装饰。由此带来的后果是汽车中会产生和积累大量有害的有机气体，很长时间难以清除。目前，很多汽车不适症以及晕车等症状大部分与车内空气污染有关。此外，在汽车这个载体中，经常会运载不同的人，其细菌和病毒的交叉感染也是一个严重的问题。而目前车内空气净化还没有提到日程，大部分方法是通过开窗或加香水来解决。开窗虽然可以暂时改善空气质量，但会产生诸如能耗增加，温度不能保证以及不方便等问题。此外，车内吸烟也是需要解决的问题，由于车内空间小，很容易产生严重污染。随着对生活质量要求的提高，车内空气净化具有重要的发展前景。近年，随着纳米技术的发展，光催化技术为室内空气的净化展现了诱人的应用前景。由于光催化技术不仅可以完全净化空气中的有机污染物，同时还具有很强的广普杀菌性能，并具有效率高、成本低、对环境和人体无害的特点，在小环境的净化上显示出重要的应用前景。清华大学在光催化技术上进行了多年的研究；利用在材料制备，催化剂制备以及环境分析方面的优势，在光催化技术的研究上取得了突破性的进展。目前，已经申请国家发明专利10项。在新型光催化剂的研究以及室内空气净化器应用研究上具有创新成果和先进技术。2技术指标（1） 空气中细菌杀灭率达到90%；（2） 甲醛净化率达到90%。3应用说明对于车用空气净化器：主要由过滤除尘系统，光催化杀菌净化系统，风机系统和电控系统构成。使用金属和布基丝网膜光催化剂，利用UVA和UVB紫外光源（8W），可水洗；空气处理量：0.51m3/min，适合12m2的车内空间净化；时间10min，采用24V的汽车电源。对于较大型的车可以适当增加风机功率和紫外灯功率，保证净化速度。功能：过滤灰尘，杀灭车内空气中的细菌和病毒，净化车内甲醛，甲苯以及汽油味等有毒气体和异味，从而净化车内环境。4效益分析由于结构简单，不需要其他化学药剂， 具有装置成本低和使用安全的特点。此外，仅需要8W的电源，同样具有省能的功效。适合于各种不同的车内环境使用。目前，已有成熟的技术和工艺。该技术发展的整机成本在200元左右，市场接受价格在500800元之间，具有较高的利润空间。由于是新技术，需要较强的市场开拓能力。5合作方式成果转让。纳米光催化家用空气净化器1成果简介随着工业化以及城市化的发展，环境污染变得越来越严重。尤其是小环境的污染，几乎涉及到日常生活的方方面面。室内空气污染目前对生活质量影响最大和最直接的，对于城市生活来说，8090的时间是在室内渡过的，而室内污染一般是室外污染的520倍。尤其是随着住房节能和密封性能的提高以及大量装修材料的使用，室内空气污染变得更加严重。最近，国家为此建立了民用建筑工程室内环境污染控制规范的国家标准。该规范严格规定了民用建筑室内污染物的种类和限量，放射性氡、甲醛、氨、苯和挥发性有机物被列入污染物名单。室内污染主要分三类：粉尘污染，化学污染以及生物污染。粉尘主要来自大气中的气溶胶和灰尘等，可以通过过滤膜的方式进行净化。化学污染主要来自家居装修，家具，电器以及生活用品等，主要是有害有机气体，目前没有有效的方法，一般采用活性碳吸附净化，但活性炭寿命很短。生物污染主要是细菌、病毒等，目前主要通过有机消毒液以及紫外线辐照净化，效率低并有较大的副作用。对室内空气的化学污染和生物污染的净化处理还没有建立起有效的方法，基本是采用开窗通气，以及利用吸附加香等净化方式进行处理。开窗通气是一种比较简单的方法，但存在着能量消耗大以及受场所限制等局限性。利用吸附方式的净化，效率低，容易饱和以及不能杀灭细菌等缺点，不能长期使用。利用负氧离子等技术会产生臭氧，对人体有害，此外其净化活性也较低。利用加香技术，并不能清除污染物，只是通过香味掩盖其真实的污染情况。以上技术目前还难以根本性地解决室内空气污染的问题。近年，随着纳米技术的发展，光催化技术为室内空气的净化展现了诱人的应用前景。由于光催化技术不仅可以完全净化空气中的有机污染物，同时还具有很强的广普杀菌性能，并具有效率高、成本低、对环境和人体无害的特点，在小环境的净化上显示出重要的应用前景。清华大学在光催化技术上进行了多年的研究；利用在材料制备，催化剂制备以及环境分析方面的优势，在光催化技术的研究上取得了突破性的进展。目前，已经申请国家发明专利10项。在新型光催化剂的研究以及室内空气净化器应用研究上具有创新成果和先进技术。2技术指标（1） 空气中细菌杀灭率达到90%；（2） 甲醛净化率达到90%。3应用说明对于家用空气净化器：主要由过滤除尘系统，光催化杀菌净化系统，风机系统和电控系统构成。使用金属和布基丝网膜光催化剂，利用UVA和UVB紫外光源（8W×2）。可水洗；空气处理量：26m3/min，适合30m2房间净化，时间20min。功能：过滤灰尘， 杀灭空气和房间中的细菌和病毒，净化房间中的甲醛，甲苯以及胺等有毒气体以及异味，净化室内环境。4效益分析由于结构简单，不需要其他化学药剂， 具有装置成本低的特点和使用安全的特点。此外，仅需要30W的电源，同样具有省能的功效。适合于各种不同的室内环境使用。目前，已有成熟的技术和工艺。该技术发展的整机成本在400500元左右，市场接受价格在10001500元之间，具有较高的利润空间。由于是新技术，需要较强的市场开拓能力。5合作方式成果转让。电站锅炉运行优化控制系统1成果简介随着市场竞争的不断加剧，热电厂要求不断降低生产成本以提高其产品竞争能力，还要求降低污染排放。锅炉的污染排放主要是烟气中的SO2和NOx，其中SO2的排放量主要由燃料的性质决定，无法进行调整和控制，而NOx的排放量却可以通过运行调整和设备改造进行优化调整。因此降低锅炉运行成本，主要在于提高锅炉运行效率，降低烟气NOx排放。提高锅炉运行效率，降低NOx排放，传统的做法是进行锅炉设备的改造，如进行锅炉受热面的改造，燃烧器的改造，但这种方式存在下列缺陷:（1） 投资大；（2） 要求锅炉长期停炉施工；（3） 由于对锅炉进行较大的改动，因此可能会对锅炉的安全运行产生影响。因此对锅炉设备进行改造具有较大的风险，要求较大的投资。近年来，随着在线检测仪表的发展和应用，自动控制理论和应用，人工智能技术的发展和应用，以及锅炉自动控制的改造、可控性的提高，清华大学自行研发了采用软件技术进行锅炉优化运行的控制技术，实践表明，这种采用软件优化运行的技术具有成本低、效果快、适应性强的特点。根据锅炉运行经验可以知道，锅炉运行性能，即锅炉运行效率和NOx排放，受到诸多因素的影响，包括负荷、煤质、煤粉细度、一次风量、二次风量、磨煤机出口温度，给粉机偏置、烟气含氧量等。对于固定的锅炉、固定的煤种，在某一负荷下，目前锅炉运行在线可调的仅是一次风量、二次风量、磨煤机出口温度、给粉机偏置、烟气含氧量等，这些量都是DCS里的控制回路设定值，或者是运行人员手工操作值，这些量决定了锅炉运行性能。但由于下列原因，目前我国电站锅炉普遍存在运行效率低、NOx排放偏高的缺点：（1） 锅炉热力优化试验时间间隔较长；（2） 锅炉经常进行设备改造而导致锅炉状态偏离热力试验的状况；（3） 有些锅炉燃烧的煤种不稳定；（4） 由于运行中的积灰、结渣、漏风等问题而使设备状况偏离试验工况；（5） 燃烧系统运行并没有按热力试验结果运行，具有很大的随意性。鉴于上述原因，目前我国的电站锅炉普遍存在较大的优化空间和节能潜力，清华大学通过多年的研究开发了具有自主知识产权的运行优化控制系统。锅炉运行优化控制系统工作原理图该系统由稳态优化和动态优化两个主要功能模块。稳态优化包括神经网络模型和遗传算法两个关键技术，通过现场正交性能试验的数据建立神经网络模型，把实时采集的现场参数、优化操作量的约束条件和用户定义的优化目标带入神经网络模型，运用基于最优保留的遗传算法得到最优操作量设定值，再传给DCS完成执行机构的自动调整。稳态优化的实现是要经历一个过渡过程，过渡不好对燃烧的经济性和稳定性都会造成负面影响，为此我们就在系统中添加了动态优化部分。动态燃烧优化是指把稳态优化得到的性能参数作为设定值，运用预测控制器实现的闭环优化控制。此外，我们的燃烧优化系统还能实现多目标的优化，用户可以选择三种优化方式，分别是：指定NOx排放上限的锅炉效率最高，指定锅炉效率下限的NOx排放最少，运行成本最低。2技术指标通过锅炉运行优化控制系统，能够实现锅炉运行性能的闭环优化控制，并达到下列技术指标：（1） 锅炉运行效率提高0.5以上；（2） 锅炉烟气NOx排放至少降低10。3应用说明随着市场竞争的加剧，热电企业迫切要求降低其生产成本，以提高其核心竞争能力，对于锅炉而言，降低生产成本要求提高运行效率，降低NOx排放。我国绝大部分热电企业都是燃煤机组，都有锅炉运行优化控制的需求，只是是否有合适的成熟的技术。目前我国热电企业普遍进行了DCS控制改造，设备的可控性得到大大的提高，DCS作为优化控制系统的控制执行层，为锅炉的优化运行控制提供了良好的物质基础。该系统已在国内多个电厂得到了成功应用，某35万“W”型火焰燃煤锅炉的应用验收报告显示该系统平均提高锅炉效率0.69%，某30万前后墙对冲燃煤锅炉的应用验收报告显示该系统平均提高锅炉效率0.49%。4效益分析一台10万火电机组，如果锅炉运行效率提高2，则蒸汽原煤耗约降低2左右，目前热电厂蒸汽原煤耗平均150kg/t，则生产1吨蒸汽可降低3kg原煤，以每年400t/h负荷运行4500小时计算，原煤作230元/吨计算，初步估计可以节省人民币124.2万元人民币。5合作方式商谈。催化燃烧一氧化碳（CO）净化器1成果简介在北方农村和小城镇，目前冬季供暖主要采用煤的直接燃烧进行热量的提供。该种供热方式的特点是设备简单，价格便宜以及燃料价格便宜，适合普通家庭生活使用，其存在的缺陷是：（1） 安全没有保障，由于煤的不完全燃烧会产生大量的一氧化碳（CO），使得CO中毒事件年年都有发生；（2） 有大量的有害性有机物产生，污染空气环境；（3） 燃烧效率低，能源利用率还有待提高。清华大学科研人员利用催化燃烧的原理，在稀薄空气的条件下，通过催化氧化作用促进燃烧过程中产生的各种有机物在催化剂床层上进行催化燃烧，使得这些有机物完全燃烧，从而解决CO的中毒问题和不完全燃烧有机物的空气污染问题，同时也可以提高煤的利用效率。2技术指标我们研究开发的催化燃烧催化剂主要是基于稀土复合氧化物的新型催化剂，特点是催化效率高，使用温度低，价格便宜并可以固载化在金属载体和多孔陶瓷载体上，可以与燃烧器配合集成使用。（1） 一氧化碳（CO）的净化率达到90以上；（2） 可挥发性有机物（VOC）的净化率达到80以上；3应用说明对于家庭供暖系统，一般直接采用煤球燃烧炉，在其烟气部分具有很高的温度（300度），催化净化器可以直接安装在炉子的燃烧器上面。利用尾气的热量保持催化净化器的温度，使得未完全燃烧产物在催化净化层产生低温燃烧，彻底净化其有害气体。4效益分析由于结构简单，不需要其他化学药剂，具有装置成本低和使用安全的特点。目前，已有成熟的技术和工艺。该技术发展的催化燃烧器成本在20元左右，市场接受价格在4050元之间，具有较高的利润空间。由于是新技术，需要较强的市场开拓能力