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[成果] 1900120056 北京
V415.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目打破传统卫星分系统独立式的设计模式,提出了为遥感载荷增加“眼睛”和“大脑”的一体化智能载荷研究思路,即在传统分米级遥感相机的基础上增加天文、惯性、卫星导航测量敏感单元和成像策略与信息实时处理单元,形成一体化的智能载荷。提出了载荷与测量一体化建造与标定模型,减少误差传递,实现精确的成像控制和高清晰的成像效果。 提出实时定姿定位高精度智能载荷一体化设计方法,实现智能载荷光机电热系统全局理想配置。提出以卫星本体为中心的空间杂散光姿态球理论,实现面向任务的光学配置优化,建立了一体化智能遥感载荷新模式。 提出了天文星图姿态、惯性陀螺角速度与卫星GPS/北斗位置三位一体的实时定姿定位系统,解决高动态成像下图像定位准确性难题。提出以高动态MEMS陀螺为参考的天文微弱信号探测方法,解决卫星快速机动、敏捷遥感、灵巧成像等过程中精确姿态获取的难题。提出基于自适应阈值的强杂光恒星信号高精度提取方法,解决了单一传感器无法实现星、日、月、地一体化感知与测量的技术难题,实现了复杂工况下全天候成像和目标准确定位。 提出了姿态敏感器与遥感载荷一体化的智能识别与测量技术,以遥感相机的恒星成像为目标参考,实现了遥感系统对空间目标0.03角秒极高精度指向。提出基于遥感图像识别的精密配准与姿态测量方法,实现在轨1,000,Hz、亚角秒级卫星颤振测量。提出一种空间合作/非合作目标异步编码采样的自主探测与智能识别方法,实现了30,km内空间目标分米级定位,并应用于我国月球背面超长波编队飞行探测任务中。
[成果] 1900120049 上海
[TP242, TQ639.3] 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2019
成果简介:我国自主研制的大型民用飞机,通过产学研用的紧密结合,攻克大型飞机自动化喷涂技术。掌握空间大尺度变曲率表面喷涂的自动化关键技术,完成喷涂机器人单元本体及系统设计,建立高效率精密自动化喷涂系统装备。基于对喷涂工艺的广泛试验及深入理论研究,完成大型飞机喷涂表面重建和轨迹规划技术,建立高效率精密自动化喷涂工艺方法。最终实现飞机喷涂自动化系统及相应喷涂工艺,解决飞机手工喷涂对人体伤害大、喷涂质量差、涂料利用率低、自动化程度低、耗能高、污染严重等难题,大幅度提高喷涂质量和效率,并进行大型飞机部段的示范喷涂应用,为我国大型民用飞机的规模化生产提供先进的喷涂技术和装备。 多基体材料机身自适应喷涂工艺。适用于空间复杂曲面的喷涂机器人机构设计及轨迹规划。基于空间位姿检测及补偿的喷涂机器人协调控制。 依据大型飞机涂装所用涂料与工艺程序特点,研究航空涂料自动化涂装工艺,获得了相关的工艺技术参数,提出适用于大型飞机复杂表面的自动化喷涂工艺方法,建立大型飞机表面涂装工艺知识库和民用飞机常用喷漆工艺及漆料选择方法库。 以自主设计和制造的串并联机器人为基础,综合输调漆系统、中央控制系统、定位系统、离线编程等单元技术,集成研制了面向民用飞机大部件的机器人涂装系统,验证和解决了民用飞机自动化喷涂关键技术。
[成果] 1900120031 北京
TP319 应用技术 [公共软件服务, 环境治理] 公布年份:2019
成果简介:我国政府灾害救助信息服务体系基本形成,但是市场和社会力量参与防灾减灾救灾工作的信息服务业务刚刚起步,灾害综合风险防范信息获取主要依赖于各级灾害管理部门,尚缺少面向政府、市场、社会和公众等多主体提供常态减灾与非常态救灾情境下灾害综合风险防范信息服务的集成业务系统,亟需开辟基于互联网、物联网、大数据的灾害风险信息获取新渠道,亟待建设全链条、多主体、多灾种综合风险防范信息服务平台。 研究建立全链条、多主体、多灾种综合风险防范信息产品体系。研制多灾种综合风险信息服务集成平台。建立基于互联网和物联网大数据获取多灾种综合风险防范信息的新渠道。
[成果] 1800130450 北京
TP333 应用技术 电子计算机制造 公布年份:2018
成果简介:成果属于新材料、微电子、物理交叉领域。 阻变存储器兼具信息处理和存储的功能,具有非易失性、高速度、高密度、低功耗等特点,已成为下一代存储器的有力竞争者。诠释阻变激活区电操作过程、精确调控器件性能是自上世纪六十年代以来科学家们一直渴望解决的关键科学问题。 在国家973项目等的资助下,项目组深入研究了阻变材料微观结构与宏观性能的相关性、导电通道形成动力学、磁和光对材料电阻转变的精细调控技术,阐明了电操作对阻变激活区的影响规律,发展出多种新型阻变材料与器件。主要发现点为: 1、首次实验观察到氧化还原类阻变材料中纳米金属导电通道的存在,通过调控阳离子迁移率和导电细丝形核能,获得三种不同的金属导电细丝生长模式,建立了统一的导电细丝生长动力学模型,成功诠释阻变激活区电操作过程。韩国高丽大学Lee评价:“阻变激活区非常小,很难观察到,采用透射电镜揭开了导电细丝的本质”。 2、发现氧离子迁移对器件阻变性能具有显著调控作用,阐明了电极工程、界面工程和离子掺杂对器件中氧离子迁移与性能调控的规律,获得多种新型阻变存储器材料体系和单元结构,研制出自整流和互补型阻变存储器件,为阻变存储器的串扰问题提供了可能的解决方案。德国Jülich中心的Waser评价:“采用材料工程的办法消除了阻变存储器串扰问题”。 3、发现磁和光均可调控特定阻变介质的电子结构而表现出多个电阻状态,提出通过多场调控来实现多值存储的方法,率先在有机存储介质中获得量子导电行为,研制出磁场可调、光学敏感和量子导电的多值阻变存储器件。印度国家化学实验室首席科学家Ogale评价:“在阻变过程中实现了对磁性的调控……磁有序和电阻态的结合将可能引领‘四态’数据存储的发展”。 4、发现氧化还原生成的金属导电通道可在有机物介质中稳定存在,构建并制备出基于有机物介质层的新型阻变存储器件,所获得的有机阻变存储数据保持性能入选2013年国际半导体发展路线图,并通过精确调控转变过程实现神经突触感知过程的可塑性模拟。 发表SCI论文78篇,科学出版社出版《阻变存储器材料与器件》专著1部,10篇代表性论文SCI他引1438次,单篇最高SCI他引491次。发表于Adv Mater, Nano Letters和Mater Sci & Eng R的3篇论文入选ESI高被引论文。 成果推动了材料在多场条件下微结构演化和电磁性能调控理论的发展,提升了阻变材料用于信息存储的水平及其多功能化技术,对相关材料的多场调控具有重要的指导意义。
[成果] 1800300231 北京
TQ925 应用技术 生物、生化制品的制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术技术来源:自主研发适用范围:棉纱和棉针织物染整加工中的精炼过程,以及练漂后的去除织物上的残留H2O2基本原理: 该课题所研制的复合精炼酶wck-3就是以碱性果胶酶为主的多元复合酶。其作用是去除果胶物质的同时,又能与其它酶产生协同效应随即去除蜡状物和其它非纤维杂质,从而实现理想的精炼效果。此复合酶在精炼时发生三步反应:第一步反应是在弱酸性条件下纤维素酶破坏纤维表皮层,降解纤维表面的微纤和去除附在纤维上的棉籽壳;第二步是在碱性条件下果胶酶与果胶质的水解反应,降解去除果胶物质;第三步反应是表面活性剂与棉织物中蜡状物质的乳化反应。棉纤维中的果胶和蜡状物质等杂质主要存在于角皮层和初生胞壁中。在酶精炼中,由于棉纤维表面存在着许多微孔和裂缝,使酶能够通过这些微孔和裂缝渗透到角皮层和初生胞壁中,从而接触到杂质并将其降解。果胶酶与果胶形成一个复合物,然后又与这个复合物继续反应使其变成水溶性产物从纤维上溶解下来,即当果胶酶作用于棉纤维表面时,使角皮层和初生胞壁中的果胶迅速分解为水溶性的低聚物或半乳糖醛酸等,此时作为生物胶及果胶酸盐等物质被分解后,表皮层和初生胞壁中的非纤维素杂质也相继被释放出来,并被非离子表面活性剂等助剂溶解、分散及乳化而去除。从而使织物获得良好的润湿性及服用性。 wck-d是由过氧化氢酶和纤维素酶复合而成。组分过氧化氢酶只对H2O2有催化水解作用,在生物净化工艺条件下,可快速去除残留在织物上的H2O2,而对染料没有作用,所以,脱氧和染色可以同浴;wck-d的另一组分是纤维素酶,其作用是催化水解纤维素,在生物抛光工艺条件下,纤维素酶和机械冲击同时作用,纤维素酶的水解作用使纤维表面的微纤弱化,机械配合下将绒毛去除,从而使织物达到生物抛光的目的。 工艺流程: 工艺流程为: 复合精炼酶wck-3:精炼——氧化灭火——水洗;具体如下: 1、弱酸性浴处理:温度(57-60ºC)、时间(10min)、pH值(4.0-5.0); 2、碱性浴处理:温度(57-60ºC)、时间(20min)、pH值(9.0-9.5); 3、温和氧化灭活:温度(60-70ºC)、时间(60-90min)、pH值(9.0-9.5)。 复合除氧抛光酶wck-d:除氧抛光染色——水洗——皂洗灭火——水洗——酸洗——甩干——后整理。 具体如下: 1、除氧:室温、时间(10-20min); 2、染色:加匀染剂、染料运转10min后,分3次加完元明粉,控制每分钟升1ºC至60ºC(保温10min完成抛光过程),加代用碱保温固色30min; 3、水洗:室温、时间(10min); 4、皂洗灭活:温度(90ºC)、时间按(10min); 5、水洗:室温、时间(10min); 6、酸洗:室温、时间(10min)。 关键技术:自主研发的复合生物酶wck-3和wck-d。
[成果] 1800130451 北京
R37 基础研究 医学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:研究目的:呼吸作用是生物体最基本的生命活动之一。哺乳动物细胞的呼吸作用由位于线粒体内膜上的四个呼吸链蛋白形成的超级复合物完成。呼吸链蛋白超级复合物的主要功能是将NADH分子上所携带的高能电子通过其电子传递链传递到氧分子上,同时驱动基质中的质子转运到膜间隙中,为复合物V合成ATP提供能量。由于缺少呼吸链蛋白超级复合物的结构信息,各呼吸链复合物之间是如何协同传递电子以及转运质子的机制并不清楚。 一百多年来,对线粒体呼吸链的研究一直都是生命科学领域的热点之一。Peter D.Mitchell因于1978年提出线粒体呼吸链的化学渗透假说、1997年John E.Walker因阐明了ATP合成酶(复合物Ⅴ)的三维结构的而分别获得了诺贝尔化学奖。处于呼吸链上游的负责电子传递及形成质子浓度梯度的超级复合物结构比复合物V要复杂得多,研究意义和难度可见一斑。 主要科学发现点: (1)在低等生物中,多亚基的复合物I可被一类单一组分的II型NADH-泛醌氧化还原酶NDH2所替代。申请人研究组在Nature报道了II-型线粒体呼吸链复合物I的结构;随后又分别在PCCP、JMC等杂志深入研究了NDH2的详细电子传递机制。 (2)高等哺乳动物细胞中,申请人分别在Nature和Cell发表研究论文,首次报道了所解析的最复杂的非对称性膜蛋白超级复合物结构;并依据高分辨的结构基础提出了全新的电子传递机制,为进一步理解哺乳动物呼吸链超级复合物的组织形式、分子机理以及治疗细胞呼吸相关的疾病提供了重要的结构基础。两篇论文均被Faculty1000重点推荐。 (3)从低等到高等生物细胞,线粒体呼吸链蛋白都是重要的药物作用靶点,申请人以线粒体呼吸链蛋白为靶标进行小分子的筛选与开发,发现并在细胞和动物水平验证了对耐药疟原虫株具有很好的抑制作用的小分子。 成果产生的价值: (1)NDH2在多种病原微生物中高度保守,如结核杆菌、疟原虫、刚地弓形虫等。由于只存在于低等生物中,所以一直以来被认为是一种很好的对抗病原体的特异性靶标分子。NDH2结构和机制的研究为针对耐药性疟原虫的新型抗疟疾药物前体分子开发以及新的治疗疟疾的药物打下了良好的基础。 (2)人类线粒体呼吸链结构异常会导致多种疾病,例如阿兹海默综合症、帕金森综合症等。线粒体呼吸链复合物的结构生物学研究不仅有助于阐明复合物的电子传递机制以及跨膜质子泵的工作原理,也为人类深刻理解线粒体呼吸链突变所导致的疾病发生、发展及可能的治疗方案提供了坚实的基础。
[成果] 1800300222 北京
X703.1 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术技术来源:自主研发适用范围:适用于处理印染、化工、机械加工等行业的混合工业废水基本原理: 该技术针对含工业废水比例较高的城镇污水处理厂二级处理尾水残留有机物复杂,出水有机物、总磷和色度高、氮素含量相对较低的特点,基于改善污废水可生化性、提高复杂有机物去除效果的需求,将城镇污废水处理厂常用的A2/O工艺改为水解-好氧工艺,优化了水解预处理和曝气池单元的运行参数,将常规A2/O工艺改为好氧氧化,减少溶解性易生物降解有机物在厌氧/缺氧段的消耗,提高好氧段生物量,改善活性污泥性状;同时充分利用有限的池容,延长好氧氧化停留时间达16~18h,提高复杂有机物的好氧降解效率。以去除CODCr总体效果最优为目标,优化了混凝-曝气生物滤池深度处理工艺。在此基础上,形成“水解-活性污泥-混凝沉淀-生物过滤”污废水协同处理工艺,实现了生物-物化单元的协同作用和功能互补,可整体上提高城镇污废水处理系统对有机物、总磷的去除效果及系统运行的稳定性。 工艺流程: 工艺流程为“水解-活性污泥-混凝沉淀-生物过滤”。具体如下: 1、污水进入水解酸化池,与池中污泥混合,发生水解酸化反应。水力停留时间为12小时。 2、水解出水进入曝气池,仅采用好氧氧化,易采用较低的有机负荷和较长的水力停留时间,适宜的有机负荷为0.045-0.205kgBOD5/(kgMLVSS.d),水力停留时间为优选16~18小时。 3、二沉池出水通过混凝沉淀步骤,进一步去除悬浮性有机物、部分胶体物质及大分子有机物,避免后续曝气生物滤池的阻塞,同时降低有机负荷,有利于后续曝气生物滤池的运行。 4、混凝沉淀后采用曝气生物滤池对污水进行处理,去除水中残留的长碳链脂类物质和中小分子有机物。最终出水可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。 关键技术: (1)优化的二级生物处理工艺与参数。 (2)适用于二级处理尾水的混凝-曝气生物滤池深度处理工艺。
[成果] 1800300208 北京
TU991.33 应用技术 其他水利管理 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:县镇联片供水。 基本原理: 县镇联片管网安全供水技术主要包括多点水源联片供水管网管理系统和多点水源联片供水管网水质保障方案两部分。多点水源联片供水管网管理系统可实现供水预案预演与校核、爆管等突发事故预演与应对方案制定和供水系统规划优化等功能;多点水源联片供水管网水质保障方案集消毒剂优选、消毒点优选、基于在线监控的消毒剂投加和管网水质优化监控等于一体,对管网水质实现全面有效的控制。 关键技术: 1、多点水源联片供水管网管理技术。在城乡供水一体化过程中,多个独立供水的乡镇管网往往联片形成较大的供水管网,这类管网一般供水距离长,节点水量小,管网基础数据不完整。多点水源联片供水管网管理技术采用EPANET开源代码,建立了管网水力学模型,模型参数采用遗传算法率定,以水力学模型为基础,建立了多点水源联片供水管网管理平台,具备支持管网规划、爆管管理、水龄分析等日常管网管理功能。 2、多点水源联片供水管网水质保障方案。通过自主研发的水质模型,模拟管网中余氯的降解过程,确定管网中水质薄弱点,并以此为基础,确定二次加氯节点,以末梢水质达标为目标,优化加氯量,管网余氯浓度、亚氯酸盐和氯酸盐浓度等符合国家饮用水水质标准(GB5749-2006)。 技术工艺: 具体如下: 1.多点水源联片供水管网管理技术主要功能包括管网供水保障方案制定、关键连通管段铺设、爆管工况分析、水龄分析、管网管理规划、管径管材优化、管网在线数据导入等。 2.多点水源联片供水管网水质保障方案以管线探测和管网GIS和SCADA系统为基础,建立管网在线管理系统,以管网补压点为依托,优化设置消毒点,以流量和消毒剂浓度在线监测为基础,优化确定消毒剂投加。
[成果] 1900010376 北京
TN918 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:弱光量子调控是量子保密通信的基本手段。由于条件的差异,在理想条件假设下的量子通信理论并不能保障实际量子通信的安全性。实际量子通信系统主要采用相干态弱光源而不是理想单光子源,因此,对相干态弱光源量子态的深度理论分析并应用于实际量子通信,意义重大。在国家杰出青年科学基金,教育部“长江学者”奖励计划等支撑下,该项目对弱光量子态调控开展了系统性理论研究,得到实验检验,并付诸实际应用。项目完成人在其作为唯一作者的前期论文中深入分析了相干态弱光源密度矩阵的convex性质,提出了诱骗态方法量子密钥分发的关键理论:X.-B. Wang, PRL 94, 230503(2005)。根据这一理论,相干态弱光源量子通信的安全距离从之前的十公里量级大幅提高到百公里量级,真正获得了应用价值。以该理论与实验科学家合作,使中国在国际上首次实现了百公里距离量级的诱骗态量子密钥分发,在这方面的实验水平迅速占据世界领先地位。他的这些工作,为中国量子通信技术的发展做出了重要贡献。诱骗态方法随后获得广泛应用,包括“京沪干线”和“墨子号”卫星的量子密钥分发。入职清华以来,王向斌教授在量子密钥分发方面又取得两个系列的理论创新成果并得到重要应用或引领多项实验突破。该项目的主要学术贡献有: 系统性构建了基于非精确控制光源的诱骗态方法,为“墨子号”量子科学实验卫星提供了关键理论支撑,前期诱骗态方法受限于一个实际执行条件,即要求对光强的精确控制。卫星发射必然经过剧烈振动,载荷光源光强将不可能精确控制。他系统化研究了非精确控制弱光密度矩阵性质,发表了系列理论文章,给出了非精确控制光强的诱骗态方法的普适理论,使非精确控制相干态弱光源的安全性等价于理想单光子源安全性。该理论和前期的理论均已成功应用于“墨子号”卫星对地的量子密钥分发(Nature 2017,文献33与28)。 提出了可实际可执行的“测量器件无关量子密钥分发”系列理论。解决光源不完美的安全漏洞后,他又提出了可实际执行的“测量器件无关量子密钥分发”的诱骗态理论,并在增强实用性方面给出了系列理论成果,为后来实现免疫于任何针对探测器攻击的量子密钥分发并做到实用化奠定了关键理论基础。该系列理论相继得到4个世界领先水平的团队系统性采用,完成了多个突破性实验:加拿大团队在2013年当年就实现了可以抵御任何黑客对探测器的攻击的量子密钥分发实验(PRL)、中国科学家联合团队于2016年实现了安全距离世创界记录的400公里实验并将之前的实验成码率提高500多倍(PRL)、东芝公司剑桥实验室于同年实现的高成码率实验(Nature Photonics),另一著名的中国科学家团队2017年实现的高效抗干扰实验(Optica)。 此外,他还在量子力学基础检验与应用方面开展了富有成效的理论研究,得到多位国际同行,如诺贝尔物理学奖得主Serge Haroche的Nature Physics论文(2014年)和诺贝尔物理学奖得主David Wineland的PRL论文(2016年)的引用,还得到多篇Science论文和其他论文的引用。
[成果] 1800300183 北京
TU991.112 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:饮用水安全保障技术适用范围:适用于含氟地下水除氟。 基本原理: 研发出用于含氟地下水处理的硫酸铁改性活性氧化铝吸附剂,再生中通过采用硫酸铁活化的方式解决了硫酸铝再生导致的铝离子偏高的问题。 关键技术采用活性氧化铝作为除氟吸附剂,在吸附剂再生中采用硫酸铁活化,解决了硫酸铝再生导致的铝离子偏高的问题。 技术工艺: 具体如下: 1.高氟井水经过盐酸调节pH值到6左右,上向流进水,处理水从吸附罐上部流出。 2.吸附-解吸罐4台,其中1-3号以三级串联方式进行吸附操作。待3号罐出水超标时,切换1号罐进入解吸-再生阶段,2号罐变成第一级、4号罐变成第三级,如此循环往复,进行三级吸附,一段解吸-再生操作。出水端设置对出水的氟浓度与pH值的自动检测。 3.利用碱液进行吸附剂再生,然后利用硫酸铁溶液进行活化。 4.含有大量氟离子的碱液进入尾液处理单元,经过盐酸调pH值后,加入石灰乳溶液及PAM进行絮凝,絮凝体自反应罐底部流入干化槽进行干化,上清液排入下水道。
[成果] 1800300029 北京
X505 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术技术来源:自主研发适用范围:污水处理厂污泥脱水、污泥高浓度厌氧消化基本原理: 水热技术通过在密闭的容器中将污泥加热,在一定温度和压力下污泥微生物细胞破碎,胶体结构破坏,粘度降低,胞内水、毛细吸附水和表面吸附水大量析出,从而提高了污泥的脱水性能。同时,在水热过程中大分子有机物发生水解,由固相转移至液相,从而大幅度提高了污泥的生物降解性能。 工艺流程: 序批水热工艺,也称(Hydrothermal Sequence Batch Process,HSBP),水热反应器是水热序批工艺的核心装置,其基本工作步骤分为进料、加热、反应、闪蒸、出料5步。 进料:通过动力空气将浆化污泥输送至某水热反应器。 加热:通过一次闪蒸蒸汽加热,提高能量利用率。 反应:保温一段时间,使污泥细胞充分破碎,胞液溶出。 闪蒸:分两次闪蒸,充分利用余热,降低能耗。 出料:排至热泥储罐,待脱水工序使用。 水热序批工艺装置采用3R2F1D模式,即3个反应器循环,2次闪蒸,1次回流稀释。每个水热反应器均需经历进料(FI)、一次闪蒸蒸汽加热(1S)、原料蒸汽加热(S)、反应(R)、一次闪蒸(1F)、二次闪蒸(2F)、出料(FO),共七步。三个水热反应器在执行程序的安排上相互错开,分别构成一个闭路循环,以保证原料污泥不断输入和水热污泥不断输出。 关键技术: 开发了以水热技术为核心的城市污水处理厂剩余污泥减量化技术,基于多级闪蒸、梯级换热的工艺原理,开发了序批式水热闪蒸反应器,实现了伴随物质传递的高效能量交换,比国外同类技术节能30%。
[成果] 1800300094 北京
X853 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发和优化集成适用范围:预警工业废水非正常排放基本原理: 将污水与污泥用泵输送至生物抑制性实时监控系统,在曝气虹吸槽中曝气充氧、充分混合后,进入密闭盘管推流式生物反应器,通过DO监测仪实时监测反应器两端DO值,由PLC实时计算活性污泥的OUR值,根据OUR值的变化情况,对污水的生物抑制性实时预警。 关键技术:基于活性污泥呼吸速率的监测预警系统,气虹池槽、密闭盘管推流式反应器。
[成果] 1800300095 北京
TP242 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:自主研发适用范围:300~1000mm管径的污水管基本原理: 自主研发的管道机器人能在300-1000管径的污水管中行走,并获得管道内部视频数据,通过该研究建立的综合评价方法,对污水管道的健康状况进行定量化的评估,为科学客观的进行管道维护修复决策提供正确的依据。 工艺流程: 1)试制污水管道视频机器人系统,主要由移动载体(行走部件)、管道内部环境识别检测系统、信号传递和动力传输及控制系统组成。 2)试制污水管道修复机器人,该机器人机械臂可搭载切刀、磨头以及喷头等工具,对管道中存在的沉积物、结垢、树根以及轻微裂缝等问题可进行切削、打磨以及喷涂处理。 3)建立污水管道缺陷检测结果分级方法和基于模糊决策的排水管道缺陷状况评价方法。对管道机器人检测的数据进行综合分析及管道健康状况评价。 关键技术: 研发的管道视频检测机器人及其控制、视频采集、记录技术,与国际市场产品性能相当,并具备管道内部易燃易爆、有毒气体原位检测功能。
[成果] 1800130209 北京
[X703.1, X591] 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:为了解决中国核设施及核技术应用中产生的放射性废水流量波动大、组成复杂等特点导致的系统复杂、容易堵塞、处理效率低、废物产生量大、设备庞大等问题,该项目从放射性废水处理工艺优化、关键技术突破和装备研发等方面系统的开展了放射性废水高效处理技术和装备研制,为中国放射性废水的高效处理及节能减排提供技术和装备支持。 该项目取得了以下创新性成果: 1.获得了放射性废水高效处理工艺,通过将高效去污和高倍去污的功能分离有效解决了工艺设计上的矛盾,采用三级膜处理模块的优化组合,使系统同时实现了高效去污和高倍数浓缩,通过离子交换处理和膜处理的组合进一步提高了处理效率,使出水达到了近零排放,同时相比传统工艺有效减小了树脂的使用量,实现了放射性废物的小量化。 2.优选获得了高抗污染叠管式膜处理组件用于放射性废水处理,有效延缓了膜堵塞实现了系统稳定运,采用保安过滤替代传统砂、微滤等工艺实现了预处理工艺的简化,从而使得设备简单化小型化,减小了占地面积和未来设备退役成本。 3.研发了放射性废水处理高效处理装备,通过对不同级膜出水回流的优化组合保证了出水品质稳定,通过泵、阀、流量等关键系统的优化选择以及系统流量的高效匹配提高了系统稳定性,通过布置优化实现了设备小型化,最终研发的系统,设备紧凑、运行稳定、操作简单,实现了远程控制,经过了工程实践的验证。 4.项目系统的研究了放射性废水处理的方法,比较了蒸发、吸附、离子交换和膜等放射性废水处理技术的适用范围、技术特点和去污因子变化范围,深入研究了放射性核素吸附去除机理及材料制备方法。取得了放射性废水处理技术和理论上的突破,为放射性废水处理评审提供了技术依据和条件支撑。 该项目发出了具有自主知识产权的放射性废水高倍浓缩处理工艺及装备,成果实现了核设施放射性废水高效处理技术的自主创新,提高了处理技术和工艺水平,对中国核设施放射性废水高效处理及中国核工业的节能减排提供了技术和装备支持,同时。对于中国内陆核电站的建设提供技术支撑和贮备。课题的推广实施将产生重要的经济效益、社会效益和环境效益。
[成果] 1800300009 辽宁
X703.3 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术适用范围:城市污水处理厂机械脱水污泥,各种工业污泥以及江河湖泊产生的污泥、底泥基本原理: 将机械脱水污泥由进料装置送入转盘式污泥干化机中与由蒸汽发生装置产生的以100℃-150℃的低温水蒸汽进行相变换热,并通过空心轴上的空心盘片和导流片的转动使污泥翻转、搅拌,使污泥与筒体内壁和空心盘片相接触,不断更新受热面实现充分加热,使其所含的水分发生相变蒸发,污泥得到干化;污泥干化尾气中蒸汽潜热利用潜热回收热泵回收,并将回收的热能,再经蒸汽发生装置产生的低温水蒸汽作为干化热源,利用于污泥干化,尾气蒸汽发生相变由蒸汽变成冷凝水;在干燥过程中污泥将产生恶臭气体,利用生物过滤器巧对污泥干化尾气进行处理,实现干化过程无臭味排出。 工艺流程: 泥转盘干化工艺包括:污泥存储装置、蒸汽发生装置、污泥转盘干化系统、余热回收系统、废气收集及处理系统、控制系统等几个部分。 本示范工程是通过污泥调理、脱水、转盘干化达到污泥无害化、减量化和稳定化的目的。具体流程为: (1)二沉池污泥通过加入调理剂进行调理后进入污泥脱水机,将污泥水分降到80%以下后,由螺旋送料机送入污泥储料斗内,储料斗下部安有螺旋装置将脱水污泥送到干化机内。 (2)脱水污泥经螺旋送料装置从进料口进入干化机,并与转盘空心内腔中的饱和蒸汽(120-150℃)进行间接换热。干化机盘片上装有推泥板,将污泥向前推进的同时对污泥进行翻转、搅拌,使污泥与干化机筒体内壁和空心盘片充分接触,并不断更新受热面,实现污泥的充分加热。污泥中的水分以蒸汽的形式被脱除,干化后的污泥从干化机底部的出料口经螺旋出料装置排出干化机。通入干化机的饱和蒸汽通过相变换热后,变成蒸汽冷凝水,经由干化机中心轴内的冷凝管排出。 (3)污泥干化产生的污泥废蒸汽由引风机从干化机的蒸汽出口引出,并与排出的蒸汽冷凝水在换热器内进行换热,进行余热回收后,蒸汽冷凝水可升温到近100℃。蒸汽冷凝水被导回到锅炉中继续加热,产生蒸汽。 (4)污泥干化过程产生的臭气和不凝的挥发性有机化合物(VOC)由离心风机抽送到生物除臭装置内进行除臭处理,剩余气体导入污水厂曝气池内进行曝气处理。污泥蒸汽冷凝水送入到污水厂进行进一步的污水处理。 关键技术: 环境友好型高效污泥转盘干化技术。 技术来源及知识产权概况: 污泥干化主体设备自主研发,干化系统为优化集成,该技术已申请并获批国家发明专利。
[成果] 1800130051 北京
TN305.7 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:集成电路产业是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。中国集成电路产业发展严重受制于集成电路制造装备,尤其是技术难度最高、最核心的装备-光刻机。工件台作为光刻机最核心的子系统,为满足更苛刻的光刻线宽需求,其功能越来越复杂、性能不断挑战极限。该研究历时十五年,突破了纳米运动精度超精密光刻机双工件台系列关键技术,获授权发明专利126项(含美国授权发明专利13项),发表论文被SCI收录61篇、EI收录169篇。 主要技术发明点如下: 1.气浮平面电机双工件台技术。结合气浮支承和永磁同步平面电机技术,提出了“气浮平面电机”双工件台技术方案,直接跨越了单工件台和第一代双工件台方案(气浮直线电机),效能达到国际最先进的第二代双工件台(磁浮平面电机)同等水平。针对平面电机,发明了谐波对消设计方法,推力波动低至1%、寄生力矩降低90%、推力提升125%;发明了以高性能工程陶瓷为骨架、集高精度气浮、高效水冷和大推力线圈于一体的紧凑化电机动子;发明了集超大永磁阵列(2.1m2)和气浮平面(平面度<10μm)于一体的电机定子制造工艺。该方案不仅具有第二代双台方案优点,更降低了控制难度和热功耗,架构技术达到世界领先水平。 2.六自由度磁浮微动台技术。在国际上首次将过驱动技术应用于微动台的设计和控制,利用冗余电机实现了低阶模态抑制,极大降低柔性对控制精度的影响,解决了结构柔性与控制带宽的矛盾,实现等效固有频率超过700Hz、控制带宽超过300Hz。 3.纳米精度超精密测控制技术。发明了9轴冗余激光干涉测量技术,实现10pm解耦精度、20kHz解算速度;结合数据驱动与非线性控制,提出了零相位误差跟踪前馈、基于误差频率特性的变增益反馈和滑模控制,实现了运动精度MA<1.6nm、MSD<2.6nm。 4.系统化设计技术及应用创新。围绕双工件台极高的性能和可靠性需求,还发明了由零刚度重力平衡、动量守恒消振等构成的系统化设计技术,为下一代产品研发建立了完整的技术体系;通过推广应用,在大尺寸平面光栅制备、高通量基因测序等产品中发挥核心作用,提升了中国高端仪器设备的国际竞争力。 该成果通过技术转让和产品销售实现直接经济效益2.3亿元,通过推广应用实现间接经济效益7.45亿元。双工件台的成功研制,标志着中国成为世界上第2个掌握这一顶尖技术的国家,打破了专利壁垒,填补了国内空白,实现了技术跨越,开创并支撑了国产光刻机与国际领先技术同步发展的战略格局。
[成果] 1800300240 北京
X703 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术适用范围:丙烯腈废水的预处理,分离回收高浓度的氰化物和氨氮基本原理: 膜吸收法是膜技术与气体吸收技术相结合的新型膜分离技术,适宜分离、回收和浓缩溶液中的无机和有机类挥发性物质。膜吸收法去除丙烯腈废水中氰化物和氨氮的原理如图所示。 膜吸收法去除氰化物时,废水pH调至5~6,氰化物以HCN形式存在,挥发性HCN沿膜微孔向膜的另一侧扩散,在微孔膜-吸收液面处被吸收液(如5~10%NaOH)吸收,以NaCN回收。因膜呈疏水性,水或溶液及溶液中非挥发性物质不能透过膜,从而实现氰化物的分离、回收、浓缩。 膜吸收法去除氨氮时。废水pH调至11~12,氨氮以分子形态存在,氨分子经膜孔迁移,在微孔膜-吸收液面处被稀酸(如H2SO4)吸收,以铵盐回收。 工艺流程: (1)砂滤和精滤(5µm)去除废水中的悬浮颗粒杂质 (2)用NaOH调节废水pH至11~12;废水流经膜接触器的管程(中空纤维的管腔),吸收液流经壳程。当废水经过管程时,NH3经膜孔迁移,在微孔膜-吸收液面处被稀酸(如H2SO4)吸收,以铵盐回收。 (3)用H2SO4调节废水pH至5~6;废水流经膜接触器的管程(中空纤维的管腔),吸收液流经壳程。废水在管程中流动时,挥发性HCN沿膜微孔向膜的另一侧扩散,在微孔膜-吸收液面处被碱液(如5~10%NaOH)吸收,以NaCN回收。 关键技术: 由于丙烯腈废水中除游离态氰化物外,还含有丙酮氰醇等物质,因此应先在碱性条件下回收氨,并使丙酮氰醇分解释放氰化物,然后在酸性条件下回收氰化物,以保证氰化物的回收效率。
[成果] 1800300239 北京
X703 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术适用范围:丙烯腈废水的预处理基本原理: 电离辐射降解的原理是:当水分子受到γ射线或电子束辐照时,激发或电离水分子产生一系列羟基自由基(OH)、水合电子(eaq-)、氢原子(H)、H2O2等具有极高反应活性的粒子,这些粒子与水体中的污染物分子发生诸如加成、取代、电子转移和断键等反应,使水体中的有毒有害污染物降解成为低毒或无毒的易生物降解物质,甚至彻底矿化为CO2和H2O。 在pH值3~11之间时,水的辐射化学反应一般表述如下: H2O→[0.28]eaq- +[0.07]H+[0.28]OH+[0.48]H2+[0.75]H2O2+[0.33]H3O++[0.5]OH-上式括号内是相应粒子的产额(G值),表示每吸收100 eV能量所生成(或破坏)的该种粒子数目。在辐照过程中,最主要涉及的是•OH、eaq-和H•三种粒子的化学反应。其中,•OH ( E0aq-( E00aq-类似。因此,水体受到辐照时产生•OH、eaq-和H•,尤其是几乎等量的•OH和eaq-,在特定反应过程中到底是氧化还是还原作用占主导地位受到许多因素的影响,例如污染物类型、饱和气氛以及水体中自由基的俘获剂等。 工艺流程:废水→电离辐照→出水关键技术: 电离辐射预处理技术与装置的核心为水处理实用的电子加速器及束下装置。技术依托单位综合多种技术,成功研制了适用于污水处理的卧式自屏蔽电子加速器的示范装置。该装置的电子束最大能量为0.55MeV,20mA,额定功率11kW,成功进行了30t/d规模的含氰废水和印染废水的连续辐照处理,取得了良好的处理效果。在此基础上,正与江苏达胜加速器制造有限公司紧密合作,设计处理规模500t/d工业废水的电子加速器水处理装置。 此外,借鉴俄罗斯和韩国的相关经验,根据加速器的结构特点,设计出满足废水连续流动的束下装置,主要包括辐照反应池和喷嘴(专利申请号CN 102616880 A,CN103319037A,ZL2012 20565390.3)。 研发的适用于水处理的低能量电子加速器装置在国内处于领先水平,适用于中试和工业规模的污水处理。本套设备的成功研发,不仅开创了我国电子加速器连续辐照处理工业废水的先例,具有广阔的应用空间。主要创新点如下: 1) 电子束能量0.5-2.5MeV,最大束流100mA,最大束功率可以达到120kW,电子加速器的电流转换效率达75%以上。创新要点:体积小,占地面积少;功率大,处理能力强;高效节能,适用于废水、废气和污泥等环保处理。 2) 根据不同能量规格的电子加速器,设计相应的喷射装置,确保电子束能够顺利穿透水层。束下流速保持在1.5m/s—5.0m/s,具有良好的流体设计,流向和流速分布均匀,适合大规模处理各类废水。 3) 将电子加速器辐照与常规的物理-化学、生物处理等工艺相结合,实现高效、节约处理工业废水和微污染水的深度处理等。
[成果] 1800130043 北京
V244.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:高超声速飞行器是国家面对复杂国际形势的重要制衡手段,热防护技术是其核心问题之一。热防护材料性能高温地面考核是研制高超声速飞行器热防护系统的关键基础。然而,地面考核环境伴随着高温、氧化、烧蚀、冲刷及化学反应等超常规的极端复杂条件,传统测试方法只能观测试验前后考核件形貌变化,得到考核后的烧蚀量等宏观信息,存在过程数据测试难和微观信息无法获取等世界性难题。热防护材料多尺度高温在线测试手段的缺失,导致对材料烧蚀过程、形貌演化、失效机理以及热防护外形边界层转捩缺少深入地认识与理解,国外对相关技术与装置严密封锁,严重制约了中国高超声速飞行器的发展。该项目在国家自然科学基金资助下,经过十年科技创新与探索,形成一套具有自主知识产权的热防护材料多尺度高温在线测试关键技术与装备,主要创新成果如下: 1、发明了热防护材料高温高速流场下氧化烧蚀在线测试技术与装置。建立了考虑高温气流-强光辐射双重干扰的高温成像模型,基于多序列自适应曝光原理发明了高温高速流场图像采集与合成技术,解决了大功率电弧风洞、高温燃气风洞及辐射加热等环境下热防护材料烧蚀形貌、烧蚀量和变形等关键信息的在线测量难题。 2、发明了热防护材料高温三维变形与温度全场同步测量技术与装置。提出了参数自修正的可见光比色法,协同设计温度与变形测试光路,发明了热防护材料三维变形与温度全场同步测量技术,解决了超燃冲压发动机燃烧室、飞行器前缘、鼻锥等关键部件热防护结构/材料温度与变形全场信息的同步在线获取难题。 3、发明了热防护材料微尺度高温力学化学耦合行为在线测试技术。提出了应力可控、标记易得及计算高效的材料高温氧化速率测试方法,实现了材料在不同应力状态下的高温氧化速率与形貌演化实时微观监测,氧化膜厚度测量精度可达纳米级。 4、发明了高温光栅制备方法与多点式光栅应变计测量系统。提出了操作简单、成功率高且无需精细抛光的高温光栅制作方法,发明了短标距、低成本可消除刚体位移影响的多点式光栅应变计测量系统,实现了1000℃下精度达8με的高温应变测量。 该项目授权发明专利20项,发表SCI论文20篇。研发的技术与装备在国内十余家航天单位得到广泛应用,直接经济效益达4800余万元,首次实现了30MW和50MW电弧风洞环境下考核件烧蚀形貌、烧蚀量、位移场、变形场及温度场等关键数据的实时测量,获得了多类关键热防护材料高品质过程数据,填补了多项国内空白,经济效益和社会效益显著。
[成果] 1900010439 北京
TH117.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:装备作战效能是军队战斗力的核心要素。表面涂层是赋予装备零件特定服役性能的要方法。该项目以陆军主战装备关键零部件表面机械性能提升和光电功能创成为目标,围绕表面涂层的使役机制、失效机理、成形方法和服役安全等科学难题进行了近30年持续研究,通过对涂层服役机理的揭示,推动了涂层制造技术的发展,实现了陆军主战装备战斗力的重大提升。主要科学发现如下: 1.发现了装备表面涂层高效服役的宏微观机理,建立了系列涂层微纳结构设计理论与方法。 研究揭示了装备零件表面涂层中关键功能相的服役机理、涂层内部子层间作用机制和涂层基体表界面效应,提出了系列涂层设计思路、设计准则及其重要共性基础理论。构建了装备零件涂层结构、材料、应力协同设计准则,完成了微纳米级厚度、纳米级精度、纳米晶颗粒搭接堆垛和多功能复合的机械摩擦涂层和光电功能涂层的设计制造,实现了涂层服役性能的大幅提升。 2.揭示了系列涂层成形生长热力学基础和动力学过程,建立了装备表面涂层受控成形理论和精细构筑方法。 阐明了涂层成形生长控制热力学基础,提出了系列涂层精细构筑方法。揭示了金属硫化物润滑涂层扩渗成形原理,建立了涂层生长动力学模型。揭示了同类异构复合、掺杂对半导体氧化物光电涂层组织结构和载流子生成、湮灭和输运转移行为的作用机制,实现了涂层光电性能和反应活性的跨越式提升。 3.建立了多信息融合的涂层质量检测和状态监测理论与方法,实现了涂层极端工况下安全持久服役。 建立了电、热、声、磁、力多物理信息复合映射的涂层质量检测理论与方法。揭示了电磁涡流测厚、主动红外测缺陷、压入加声发射测结合强度、纳米压痕测残余应力等关键技术的输入输出响应机制。基于涂层服役状态与内部微区磁畴、电畴偏聚和声发射弹性波释放的映射关系,实现了涂层运行中的健康监测和动态寿命预测。 该项目出版中英文著作8部,发表SCI论文245篇、EI论文142篇。8篇代表作SCI他引452次、总他引1889次。受到包括美国工程院院士Marks、欧洲科学院院士Federico,中国科学院院士温诗铸、赵东元,中国工程院院士薛群基、付贤智等26位院士在内的国内外学者正面引用,并在Adv.Mater.、Nano Today等权威刊物的综述性文章中被作为亮点评述。项目组成员分别获得中国摩擦学最高成就奖、杰出贡献奖,成为国家杰青,入选国家百千万人才工程和万人计划领军人才等,受邀在国内外大会上作Plenary、Keynote等报告50余次。 该项目获国家发明专利38项。成果在装甲机械化部队、陆航部队和重型装备制造企业推广应用,解决了以我军多型主战坦克、武装直升机为代表的“杀手锏”武器装备机械运动部件的可靠润滑难题和光学精密器件的恶劣环境自适应等重大难题,经济和军事效益显著。已获省部级一等奖2项,二等奖2项。
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