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1、附：东南大学能源与环境学院新能源、节能与环保成果简介新型太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统 联系人：张小松，教授、博士生导师. Tel：13951974528. Fax：02583792722. E-mail：rachpe 通讯地址：南京市四牌楼2号东南大学动力工程系，邮编210096国家自然科学基金研究项目的产业化开发（多项国家发明专利授权）一、系统简介太阳能溶液除湿蒸发冷却空调技术是一种新型的、太阳能驱动的制冷技术方法，其基本原理是利用溶液除湿剂将湿空气进行除湿干燥，然后进入蒸发冷却器将空气等焓加湿，实现将空气与制冷工质-水的显热转化为湿空气潜热，达到降温要求。利用此基本原理可以构建不同用途模
2、式的循环系统实现舒适度好的辐射供冷系统、空气品质高的热湿独立处理系统、蒸发冷冻技术等。该空调系统具有节能和环保的双重优势：节能性体现在两个方面：其一，利用太阳能驱动制冷系统，节省大量的高峰用电期空调耗电；其二，由于溶液除湿蒸发冷却技术可发展一种除湿潜能蓄能技术，该技术具有蓄能密度大（为冰蓄冷蓄能密度的3倍多）、常温保存等优点，利用该蓄能技术一方面可以弥补太阳能的不连续性和不稳定性能源特性，为解决利用太阳能的瓶颈问题提供一有力途径，是系统方案更具可行性，另外，可以利用此蓄能技术实现电网的峰谷负荷转移，保障电网负荷的稳定性。环保性体现在溶液除湿蒸发冷却空调技术没有使用传统的CFCs制冷工质，不会造
3、成现有制冷工质引起的臭氧层破坏和温室效应问题。另外，该空调技术实现无露点控制，可以使得空调过程在干工况下进行，避免了湿工况滋生细菌的恶劣环境，同时还没有露点控制过程中再热量引起的冷热抵消问题。二、系统基本原理图和相关技术性能 系统基本原理图如上，分别是不同应用模式的流程循环图。经理论与实验研究表明，利用LiCl溶液作为液体除湿剂的除湿蒸发冷却系统，可以利用5575的热源驱动，热力性能系数COP可达0.7左右；冷水机组提供512冷冻水，单位空气流量制冷量10kW.三、已有研究成果1专利已经获得专利：高效节能环保型溶液蓄能空调，专利号：ZL 00 1 12534.6（发明专利）太阳能蓄能型冷水机组
4、装置及其蒸发冷冻制冷方法，专利号：ZL200510095385.5太阳能空气预处理溶液集热再生装置，专利号：ZL200710020630.5另外，已有多件相关国家发明专利被正式受理并公开。2、该项目已经通过中华人民共和国教育部的科技成果鉴定。太阳能光伏/光热一体化热泵热水系统1、背景资料近年来太阳能光伏发电系统得到了前所未有的迅猛发展，但还难以在商用、民用建筑中广泛应用，其主要障碍是光伏电池的转化效率较低和成本偏高。由于只有一定光谱范围内的太阳能可以产生光电效应，实际投射到光伏电池板上的太阳能只有615左右转化为电能输出，而剩下的85以上都转化为热能排放到环境中。而且光伏电池工作温度每降低1，
5、光电转换效率平均可提高0.40.5。因此，如果将太阳能电池组件与太阳能集热器结合为一体，使用循环流体直接将光伏电池组件上产生的热量移走，并有效地利用到建筑物供暖、空调、供热水等热需求中，则既能提高光伏电池的转化效率，又可以提供生活中需要的大量低品位的热能，避免使用电或燃料燃烧来获取热量，减少排放；同时，太阳能光伏板与集热板的一体化能够减少占地面积，降低系统相对成本，对于面积有限的建筑安装具有重要实际意义。这方面产品开发目前还不成熟，但美国能源部（DOE）、国际能源机构（IEA）、荷兰能源研究中心（ECN）以及一些企业正在加快工程示范。2、太阳能光伏/光热一体化热泵热水系统原理与设计将太阳能光伏
6、/集热系统与热泵技术有机结合，将太阳能光伏电池板直接作为热泵的蒸发器，制冷剂通过太阳能光伏/集热板时吸收太阳能和空气中热量而蒸发，设置在光伏/集热板表面的光伏电池在制冷剂相变冷却方式下高效率地输出电能，通过蓄电池和逆变控制器等供建筑用电；蒸发后的低温低压的气态制冷剂经过压缩机压缩成为高温高压的气体，然后进入套管冷凝器释放冷凝热给循环水，最后再经膨胀阀节流降压后回到集热/蒸发器，如此形成一个热泵循环，实现热源温度提升。获取的热源（3550热水）可为建筑全年提供生活热水和冬季低温热水通过设置在地板盘管进行辐射采暖；获取5070热水可用来驱动吸收式制冷、溶液除湿蒸发冷却等制冷空调方式。3、系统特点与
7、性能优势有效提高了太阳能综合利用效率，大幅度节约整体成本，而且充分满足了建筑用电和生活热水、供暖等需求，具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。主要性能优势如下：1) 光电转换效率高：制冷剂直接在光伏/集热板中蒸发的相变冷却方式有效降低了光伏电池的工作温度，提高了光电转换效率，与同等面积的单独光伏组件相比，电量产出可提高15左右；2) 光热高效利用：光伏电池无法吸收的太阳辐射能被制冷剂吸收，通过热泵循环提升到较高品位热能，供5070热水（生活热水、驱动制冷设备用）的全年平均能效比达到4.0以上，供30热水（地板辐射采暖用）的能效比达到5.0以上，实现了太阳能光电/光热的高效综合利用。3) 系统成本
8、低、安装面积小：太阳能光伏组件、集热组件、热泵蒸发器集为一体的结构设计，相比同等热、电产出的分离式光伏与集热组合系统，成本降低40以上，减少太阳能板面积，易于建筑结合。本成果为国家863计划资助项目：2007AA05Z434新型多功能热泵热水装置国家发明专利，多功能热泵型空调热水器，专利号：ZL 03 1 31988.2背景资料近年来，很多的研究者注意到热泵在提供家用热水方面有非常明显的优势，热泵热水装置有很大的发展，特别是在美国、澳大利亚和日本等，蒸汽压缩式热泵热水装置已经占有了一定的热水器的市场。在美国,热泵热水器自1988年问世以来发展很快,目前已占据了热水器很大的市场份额。 表1主要热
9、水器经济性比较 热水器名称初投资(元)耗能（KJ/升）每升热水运行费用(元)全年运行费用(元)热泵热水器1700560.0079474电热水器1300186.60.026451587煤气热水器8502100.01411846液化气热水器8502100.022911374 由以上的比较可见蒸汽压缩式热泵供应洗浴热水无论从节能效果还是节省费用方面都有明显的优势，因此热泵热水装置在国外，特别是在日本，美国有着广泛的应用。国内现在也有厂家在推广同类的产品。太阳能热泵热水器这种形式的热水器主要的特点是将蒸发器与太阳能集热器合为一体，能够更加有效的利用太阳辐射的能量，制冷剂在太阳能集热器中吸收太阳辐射能，
10、蒸发后进入制冷压缩机升温升压后进入水箱中冷凝，水箱中的水吸收制冷剂的冷凝若升温，得到低温的洗浴用的热水。3多功能热泵热水器由于热泵热水器的高的能源利用效率，提出了太阳能，热泵热水器合为一体的装置，其原理图如下图所示，该装置既可以实现与太阳能热水器合为一体，可以最大限度的利用太阳能，在夏季可以利用太阳能生产热水，冬季由于利用太阳能，节约热泵的耗电量，热泵承担了将热水从较低温度提高到较高温度的作用，既有效的利用太阳能提升热水温度的能量，相对于普通热泵热水器又使得热泵的耗能较低。新型排风能量回收新风换气机（二型）国家发明专利，节能型新风换气机，专利号：ZL 03 1 12815.71.背景介绍随着社
11、会经济的发展和生活水平的提高, 人们不简单满足空调能调节室内的温度和湿度改善工作或生活的环境, 室内空气品质越来越受到人们的重视。 军团菌曾经引起人们对集中空调系统的恐惧, 而密封性越来越好的大厦中的上班族和居住者也越来越意识到室内空气恶劣带给身体健康的负面影响, 因此集中空调系统的新风量的要求也越来越高, 为此设计者不得不牺牲机组的投资和运行费用来改善室内空气的品质。在建筑物的空调负荷中，新风负荷占相当大的比例。在国外，新风负荷一般占建筑空调总负荷的2030%。同时从室内排出的空气中大量的热(冷)量排放到大气中, 不仅给城市空气造成热污染, 同时也浪费了大量的能源. 因此从排风中回收能量已经
12、是空调业内人士的共识, 在国外集中空调系统能量回收设备已经成为法定必须的设备。2 全铝制板翅式换热器与凝结水间接蒸发冷却21 全铝制板翅式换热器全铝制板翅式换热器结构紧凑, 传热效果好, 现在可以用0.1mm甚至更薄的翅片加工用于民用空调领域的全铝制板翅式换热器。作者所在的东南大学一直致力于用于民用制冷和空调领域的全铝制板翅式换热器的研究, 设计和制造了全铝制板翅式空气-空气换热器。22 凝结水间接蒸发冷却 利用蒸发冷却的原理使得排风在换热器中温度能不断的降低， 将新风冷却到露点一下， 此时新风在换热器中的焓降增加。凝结水出现，而凝结水本身可能污染室内的天花板，因此我们将凝结水引入到排风中，此
13、时凝结水在排风中不断的蒸发，吸收排风的显热，排风的温度不断的降低，从而排风能更好的冷却新风，将新风冷却到更低的温度，新风中出现结露，这样新风中的凝结水蒸发冷却间接的冷却新风。3 试验研究和结果（省略）4 实物照片本装置可以是商用型（如上图），也可以是家电型（如下图）。三相流态化烟气脱硫脱硝除尘技术一、 成果简介化石燃料（煤、石油和天然气等）和固体废弃物燃烧产生的烟气中含有粉尘颗粒、SOx、NOx等对环境有害成分，需要净化后才能排放到大气环境中。本技术即是针对上述问题而开发的。如图，该技术系统由预除尘器、增湿降温器、吸收塔、除沫器、化浆池、沉降池和浆液循环子系统等组成。其工艺流程为：向锅炉尾部烟
14、气喷入雾化水滴或吸收剂浆液使烟气降温，同时烟气中粉尘颗粒长大并部分分离，然后烟气由吸收塔内的布气室进入有石灰石浆液的鼓泡管中，在鼓泡管内形成流态化泡沫层，在此区域内实现脱硫脱硝和精除尘。脱硫脱硝除尘后的烟气通过高效低阻惯性分离器除去泡沫和水分后经引风机由烟囱排出。反应塔下部通入空气使脱硫反应产物完全氧化成稳定的。反应塔和配浆池内设有搅拌器。石灰与水在化浆池内调成均匀的浆液后由浆液泵送至液面附近。浆液中加有脱硫脱硝添加剂。从反应塔下部排出的浆液经沉降池沉降后，清液送入化浆池循环使用，废渣可作水泥掺和料、筑路材料和建材。该技术已通过江苏省环境厅组织的专家鉴定，整体技术国内领先，关键技术国际领先。该
15、技术现已取得国家实用新型专利和国家发明专利。二、 技术指标脱硫效率 95%，脱硝效率55， 除尘效率95，重金属脱除效率90，二恶英去除效率90，系统压降180mmH2O柱。三、 应用范围该技术可广泛用于各种类型中小型工业锅炉（电力、化工、冶金等行业）、垃圾焚烧炉及其它固体废弃物焚烧炉尾气净化，经放大改进后，可用于大型燃煤电站烟气处理。采用上述技术，能显著减少SO2和酸雨污染造成的经济损失，同时其对人类健康和生态环境的危害也会减轻。用户将免支排污费。因而，三相流态化烟气脱硫技术不仅具有显著的经济效益，其社会效益也十分巨大。该技术还可同时去除烟气中氮氧化物、氯化氢、重金属和二恶英等有害成份秸秆循
16、环流化床锅炉一种新型的中温中压秸秆循环流化床锅炉，用于大规模处理棉秆和树枝。其技术路线如下： 燃料（柴油或天然气）和来自一次风机的燃烧风在启动燃烧室燃烧后产生高温烟气，进入水冷风室，再通过水冷布风板进入炉膛，以加热床料。秸秆燃料从加料口加入。空气分一次风和二次风送入炉膛，一次风经空气预热器加热后经过水冷风室和水冷布风板进入流化床燃烧室；二次风经空气预热器加热后，从前后墙沿炉膛高度分三层进入炉内，三层二次风口呈交错布置，高速喷入炉内，补充燃烧所需空气，并加强炉内混合。烟气和夹带的物料在炉膛上部出口分两路进入布置在炉膛与尾部竖井烟道之间的高温绝热旋风分离器，分离下来的灰一路进入外置换热器，在其中低
17、速流化，将一部分热传给埋在床中的高温过热器，受到冷却后返回炉膛进行再燃烧；另一路通过水冷机械调节阀直接返回炉膛，通过调节两者流量即可控制外置换热器与炉膛的温度分布。分离后的烟气通过对流管束，部分飞灰经分离之后落入灰斗，没有被分离下来的飞灰随同烟气依次流经低温过热器、省煤器和空气预热器，然后进入锅炉的出口烟道。锅炉给水经上下两级省煤器加热后进入汽包；锅炉内的饱和水经集中下降管进入水冷壁下集箱、燃烧室水冷壁，加热蒸发后流入上集箱，然后进入汽包；饱和蒸汽经汽包引出管流入低温过热器下集箱，由下级低温过热器加热后进入减温器调节气温，然后又由上级低温过热器加热后流入二级减温器调节气温，经喷水减温后的过热蒸
18、汽流入外置换热器中的高温过热器，加热至450后进入高过出口集箱，然后又进入布置在炉前的汇汽集箱，然后送入汽轮机发电。秸秆循环流化床锅炉的主要技术参数如下：过热蒸汽压力3.82MPa、过热蒸汽温度450、锅炉给水温度150、锅炉排污率2、空气预热温度204、排烟温度150、锅炉热效率85%。特色及优点新型的中温中压秸秆循环流化床锅炉具有如下的特色及优点：1、 将高温过热器置于外置式换热器中。外置换热器中腐蚀性气体浓度低，且固体流速较低，有效的防止了高温过热器的腐蚀和磨损。2、 燃料的适应性好，可以用于大规模处理棉秆、树枝(如枣树枝)等条状秸秆。3、 对秸秆燃料的长度适应性好，分布可为220cm，
19、对秸秆燃料破碎机械的要求低。4、 采用多点加料的方式，使投入燃料在锅炉截面均匀分布。5、 锅炉效率高，可达85以上；可以在40120额定负荷下运行。图1 燃秸秆循环流化床锅炉装置主视图，1、汽包，2、下降管，3、水冷壁上集箱，4、炉膛出口，5、高温绝热旋风分离器，6、炉膛，7、汇汽集箱，8、水冷壁，9、二次风口，10、下料口，11、水冷布风板，12、水冷风室，13、排渣管，14、对流管束，15、灰斗，16、二级减温器，17、上级低温过热器，18、一级减温器，19、下级低温过热器，20、低温过热器进口集箱，21、省煤器，22、尾部竖井烟道，23、空气预热器，24、高温过热器出口集箱，25、排灰管
20、，26、外置换热器，27、高温过热器，28、返料器，29、排渣口，30、点火燃烧器，31、水冷壁下集箱，32、箱式冲灰器。第二代城市生活垃圾低温气化和高温熔融集成技术一、 项目简介本项技术可从根本上解决垃圾在焚烧处理过程中产生的二恶英、重金属等二次污染问题。本项技术采用前置全封闭惰性介质振动流化床干燥装置对高水分、低热值、未有效分类的城市生活垃圾进行处理，可大大降低垃圾预处理成本；低温循环流化床气化方式可减轻氯、硫等酸性气体、重金属和二恶英的析出，并回收垃圾中的金属；高温熔融焚烧不仅将焚烧过程中形成的二恶英彻底分解，而且杜绝了二恶英在下游低温区域的再合成，熔融灰渣可将重金属固化，解决了灰渣不能
21、有效利用的问题。此外，采用高参数蒸汽联合循环，发电效率可望大幅度提高。二、 技术指标1 二恶英排放0.1ng/Nm3，达到并超过世界最严格的排放标准。2 采用高参数蒸汽循环，发电效率可达到2628%以上。三、 应用范围本项技术可用于新型垃圾电站的建设，旧垃圾电站的改造以及燃煤锅炉改造成燃用垃圾电站。四、 经济效益分析 采用第二代城市生活垃圾低温气化和高温熔融集成技术用于建造垃圾电站，二恶英和重金属等二次污染的排放大幅度降低，虽然在电站锅炉岛初投资有一定幅度的增加，但省去了尾部庞大的烟气处理装置，总投资与第一代垃圾电站基本持平，运行费用与第一代垃圾电站相当。但是，较第一代垃圾电站发电效率提高15
22、20个百分点，经济效益是第一代垃圾电站的23倍。东南大学能源与环境学院水环境研究领域相关成果简介(一) 太湖流域生活污水除磷脱氮和节能降耗关键技术生活污水中的氮、磷排放是导致太湖富营养化的重要原因，我校环境学科依托相关科研项目，开发了多箱一体化生活污水除磷脱氮技术及装备、压力生物接触氧化塔脱氮除磷技术、水解酸化/稳定塘生活污水处理工艺、纳滤水处理技术。其中吕锡武教授承担的江苏省科技厅重大科技攻关项目“智能化中小型生活污水除磷脱氮技术及装备（BE2001035）”，基于已有成果，提出了全新的泥水自循环阶式A2/O生活污水除磷脱氮工艺与多点交替进水阶式A2/O生活污水除磷脱氮工艺，实现氮、磷的稳定
23、有效去除，与传统工艺相比，节能15%以上。该工艺的提出，为我国生活污水处理的产业化、智能化提供了新的选择，并有效实现生活污水处理过程的节能降耗。并建成了规模为500m3/d的小型示范工程一项。由清华大学钱易院士为主任委员的课题鉴定委员会对该成果给予了高度评价，鉴定水平为国际领先。学科组在生活污水处理领域共申请国家发明专利4项（其中1项已获授权），编制企业标准1项。(二) 太湖流域高浓度难降解工业废水处理技术实现高浓度难降解工业废水的达标排放，并进一步提高工业废水处理出水水质以适应更高环境标准，是保护太湖水环境的重要举措。我校在本领域内以一批国家、省部级科研项目和一大批工业企业委托科研与技术开发
24、项目为支撑，取得了丰富的研究成果，建立了国内很有特色的应用研究优势领域。袁春伟教授主持的国家“863”项目“基于弥散光纤的负载纳米二氧化钛光催化降解技术（2002AA302304）”，主要致力于纳米半导体光催化氧化降解水中有机污染物的系统、深入的研究，开发低耗高效的污染物降解技术与装置，达到国际先进水平。张林生、吴浩汀等教授依托江苏省科技厅项目：“制革废水治理技术研究”、“含氯苯、对邻硝氯苯农药废水的综合处理技术”、“涂装工艺磷化废水脱磷技术研究”、“厌氧颗粒污泥处理有机废水的特性及相关研究”等，开发了一批工业废水处理技术与设备。此外，开发的“江苏省印染废水级达标技术”、“扬子石化污水处理厂出
25、水生态塘深度处理技术”，进一步提高了工业废水处理出水的水质，技术的应用将有效控制污染物的排放，适应太湖流域更高环境标准的要求。“十五”期间，环境学科完成40多项的科技成果转化。本方向已获得与申请国家发明专利3项，一些应用成果被轻工部、江苏省环保厅推荐为最佳实用技术。(三) 太湖流域农村环境综合整治（1）农村生活污水处理技术：在国家“十五”重大科技专项子课题“河网区面源污染控制成套技术”研究中，针对在太湖地区农村污水氮、磷污染负荷大的特点，研究与开发了适合农村地区推广应用的 “厌氧跌水充氧接触氧化人工湿地” 污水处理关键技术，以及多项辅助技术，建立了农村生活污水低建设成本、低能耗、高效除磷脱氮处
26、理系统。在宜兴市太湖湖滨地区，建立了22km2的示范工程区，建成自然村污水收集与处理系统12套，取得了良好的示范效果和环境效益，已申请国家发明专利5项，相关研究成果获2006年江苏省科技进步二等奖。（2）污染净化型农业构型及面源污染控制技术研究：在江苏省环保厅的支持下，以水耕蔬菜型人工湿地为核心，进行了污染净化型农业污染控制技术研究，将氮磷作为资源加以重新认识，通过种植经济植物，在高效净化水质的同时，作为一种生态农业生产出经济效益。在太湖西岸主要的入湖河流陈东港边建立了基于水耕蔬菜型人工湿地技术的长期中试基地，建设水生植物滤床设施占地面积2400 m2，其中植物种植面积1440 m2。（3）农
27、村居民集中居住区现代化人居环境构建关键技术研究及示范：在江苏省科技厅社会发展招标项目研究中，进行了农村居民集中居住区现代化人居环境构建关键技术研究，新成了以适合于江南特征农村集中居住区规划与住宅建筑形式、建筑节能、住宅区水的健康循环、垃圾收运系统等方面的关键技术，并建设了相关示范工程。(四) 太湖流域水环境生态修复与水质改善技术（1）生态混凝土护岸技术：针对太湖已有的硬质混凝土护岸阻断了水陆物质与能量交换，导致湖滨带生态及水体自净功能丧失的问题，在保持普通混凝土基本功能的前提下，研究与开发出具有连续多孔，可生长多种植，具有强大生态净化功能的生态混泥土护岸技术。该技术已成功应用于上海市水源地水质
28、改善、镇江水环境质量改善与生态修复技术研究及示范、宜兴市小型生活污水深度处理生态工程等多项“863”示范工程中，已申请国家发明专利2项，取得国家发明专利1项。（2）湖体水质改善技术基于人工介质的湖内生态水质改善技术：依托国家“十五”重大科技专项子课题“太湖梅梁湾水源地水质改善技术”，针对太湖梅梁湾水源地藻类、藻毒素和微量有机物污染问题突出的问题，在国内外较早提出采用人工介质的方法有效富集土著微生物，去除藻类、藻毒素及微量有毒有害有机物的方法。该技术对藻类及藻毒素去除效果显著，其中藻毒素（TMC）去除率可达65以上。已申请国家发明专利1项。（3）组合生态浮床水质改善技术：依托国家“十五”重大科技
29、专项子课题“太湖梅梁湾水源地水质改善技术”，首创性地开发出组合生态浮床水质改善技术，形成由水生植物，水生动物及微生物构成的生态净化系统，大幅度提高了水质净化效果。已申请国家发明专利1项。(五) 安全饮用水保障技术以吕锡武教授为带头人的创新团队，在“十五”期间作为主要的技术负责人，参与了国家“863”计划项目“太湖流域安全饮用水保障技术（2002AA601130）”，牵头组织了长三角两省一市科技攻关项目 “长三角区域城镇饮用水安全保障技术（BS2004050）”，并指导江苏省科技厅招标项目“城镇饮用水安全保障技术与工程示范”（无锡市自来水总公司承担），取得一系列丰硕的成果。课题组围绕水源地生态防
30、护、饮用水微污染净化和安全输配水等安全供水的三大环节，开展了水源地水质调查、生态混凝土的制备与水源地生态防护水质改善技术、富营养化原水中蓝藻与藻毒素的生物降解、生物强化活性滤池、臭氧-生物活性炭深度处理、安全消毒等多层次的相关技术研究与开发，并开发了适用于中小型水厂的节能型跌水曝气生物接触氧化-超滤组合净水工艺，为太湖流域、长三角区域乃至我国南方地区的安全饮用水保障提供了先进、可靠的技术支撑。系列成果分别经科技部与江苏省科技厅组织验收，总体达到国际先进水平。上海市自来水市北有限公司利用该成果在上海市杨树浦水厂建设了规模为36万m3/d的饮用水深度处理示范工程。该创新团队在该领域共申请国家发明专利5项（其中1项已获授权），编制企业标准（草案）2项。
