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北京交通大学科技成果汇编

城轨交通用超级电容储能系统

项目简介:

对于城市轨道交通,再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中,超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率,降低牵引能耗,减少再生失效,抑制网压波动。

北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。

 

                                                  

 

 (a)车载超级电容储能系统实验平台   (b)地面超级电容储能系统实验平台



(c) 超级电容储能系统实验波形

用于轨道交通的超级电容储能系统

 

激光驱鸟器系列产品和专利技术

项目简介:

北京交通大学充分发挥激光技术优势,发现并攻克了国内外现有激光驱鸟器产品存在的严重技术问题,能够开发和生产固定波长激光驱鸟器、波长调谐激光驱鸟器和超宽光谱激光驱鸟器3大类激光驱鸟器,并且各类激光驱鸟器的激光发散角不大于17μrad,完全保证人眼和鸟眼安全。

1.已经具有生产适于水产养殖和果园种植的全天候自动运转的固定波长激光驱鸟器产品的能力。共有450nm、502nm、532nm、580nm、650nm、660nm和670nm等系列21个规格42个型号固定波长半导体激光驱鸟器和全固态激光驱鸟器,其中14个规格28个型号的激光驱鸟器,具有偏振调制或闪烁调制等功能,属于国际首创;7个规格14个型号的激光驱鸟器具有国际先进、国内领先水平。图1是全天候自动运转的532nm全固态激光驱鸟器产品样机。

2.已经具有生产适于水产养殖、果园种植、环保和电力等领域的手持式固定波长激光驱鸟器产品的能力。

3.已经具有生产适于机场的手持式固定波长激光驱鸟器产品的能力,21个规格42个型号,激光光斑外径可达到200mm,激光发散角全部不大于17μrad。

4.已攻克了适于机场的全天候自动运转固定波长激光驱鸟器产品的关键技术,此类产品共21个规格42个型号,激光光斑外径分别为150mm和200mm,激光发散角17μrad;其中具有偏振调制和闪烁调制系列的产品均属国际首创。

5.已攻克了全天候自动运转的波长调谐激光驱鸟器的关键技术,此类激光驱鸟器属于国际首创,能够驱逐各种鸟类,尤其适应于鸟类种类繁多或鸟类差异大的机场等领域,发明专利:波长调谐激光驱鸟器,申请号:201410055471.X。






 

应用范围:

机场、水产养殖、农业与林业(尤其果园种植)、环保和电力网等领域。

市场前景:

1.国内农业和林业鸟害严重,激光驱鸟器市场巨大。

2.水产养殖鸟害严重,激光驱鸟市场巨大

3.机场激光驱鸟器市场巨大,利润空间巨大。

预期效果

1.技术指标:

1)固定波长激光驱鸟器同类产品(指单纯依靠波长和功率驱鸟的)技术指标达到国际先进、国内领先水平。

2)偏振调制和闪烁调制式固定波长激光驱鸟器,属国际首创。

3)波长调谐激光驱鸟器,属国际首创。

4)超宽光谱激光驱鸟器,属国际首创。

2.经济指标:

1)水产养殖和果园种植领域市场巨大,并且尚未引起关注,国内市场年需求量约100万台,以国内市场占有率1%,国外市场占有率1%,可实现年销售约2~5亿元。

2)机场市场激光驱鸟器:保守估计激光驱鸟器投产后前三年的国内外市场占有率如下:

第一年:国内1%,国际0.1%;

第二年:国内2%,国际0.2%;

第三年:国内4%;国际0.4%。

保守估计第一年可实现销售收入9000万元,可实现利润3000万元。

综合上述市场需求,合计年销售额可达3~6亿元人民币

知识产权归属情况:技术秘密&专利  

1.发明专利:波长调谐激光驱鸟器,申请号:201410055471.X。

2.发明专利名称:超宽光谱激光驱鸟器,申请号:201410046692.3。

3.固定激光驱鸟器具有不少于5项技术秘密。

 

悬浮式物料输送系统

项目背景:

悬浮式物料输送系统使用气垫支撑代替传统的托辊支撑。

其工作原理是:由风机向气室内供气,气室内具有一定压力的气体从盘槽上的气孔中喷出,在输送带和盘槽间形成一个稳定的气垫层,使输送带产生悬浮效果,从而实现悬浮输送。

悬浮式物料输送系统开发的产业意义:物料输送系统随着国内经济的蓬勃发展而飞速发展,但是国内生产企业一直难以解决传统托辊式输送皮带机高耗能、寿命低的缺点,输送系统急需开发高效节能的高端装备。目前,国际发达国家开发出应用气垫代替托辊进行支撑的悬浮式输送皮带,且取得了巨大的经济效益。该类输送系统具有以下显著的节能特性,比起传统的托辊支承皮带节能效率可达到30%以上。维修费用可节约60~75%。输送能力和使用寿命可提高二倍以上。是解决目前制约输送机械发展的突破性创新!

取得成果:


试验样机


双气室串联结构实验平台


多气室并联结构试验平台

阻力实验结论:输送带摩擦系数为0.0127,是传统输送带的1/30


 

解决了系统产业化的技术难题:

(1)气孔堵塞及清理技术难题


(2)密封难题


并联式气箱结构图


(3)安装难题


模块化设计

(4)跑偏及自动纠偏难题


三维模型


实验系统

 

(5)边缘保压结构

   

(6)控制难题


结构图


30米循环式悬浮式物料输送系统的样机

发明专利:

1.一种用于悬浮式物料传输的双气室箱体201110353268X

2.一种可防堵塞的悬浮式物料传输系统陶瓷喷嘴2012100068202 

3.一种悬浮式物料输送系统的可防输送带跑偏装置201210143546.3 

4.一种悬浮式物料传输装置综合参数测试系统2011103745597

5.一种双气室气膜型悬浮式物料传输系统2011103532683

 

 

产业推广优势:

根据前期调研,在未来10年,我国皮带输送机行业需求仍将高速增长。仅煤炭一项,在2020年全国需求量达到29亿吨,我国发电装机总量将达到9亿千瓦。与此对应的皮带输送机行业销售收入将达到500-700亿元。从业人员达到450万人以上。按照目前的统计显示,从事这一行业的企业在2009年只有240家左右,且规模以上的企业全部是生产托辊式皮带输送机。因此,此项开发目标实现后,以其独到的技术高度和节能特性,可以逐步推广,如果达到国内市场份额的0.5-1%,即可实现年销售收入3-7亿元。与此同时,应用悬浮式物料输送系统可以为国家节约能源30%以上,必将带来巨大的经济效益和社会效益。

.GPS/BDS卫星授时芯片研发及产业化

卫星导航系统具有定位和授时功能,该项目专注于普通民用卫星授时市场,研发卫星授时专用芯片。由于省去了定位计算,与常用的卫星导航芯片相比,在授时应用时,该芯片的成本、功耗均可节约75%以上。芯片支持GPS和BDS,授时精度优于20ms,可广泛应用于普通家用电子钟、车载电子钟、电子广告牌、计时收费设备、智能电表、工业自动化控制及智慧农业等领域。

芯片可提供24个时区格林威治时间,无需用户进行时区换算;提供年月日时分秒星期及中国的阴历,免去了万年历的换算;具有守时功能,无需额外授时电路;提供串口输出,方便工业及高端用户;提供数码管扫描输出,可直接驱动数码管,省去了扫描电路,为下游企业节约了成本。

该项目历经3年的FPGA样机试验,各项指标均满足设计要求,目前已进行ASIC设计和流片阶段,预计4月份可以完成流片及测试,明年有望量产。寻求投资合作伙伴,共同开发芯片市场;寻求芯片用户企业,以芯片为核心开发各种卫星授时产品;寻求芯片代理商,共同发展,互利共赢。

无线多跳自组网络节点设备

项目简介:

1. 简介

我们研制的“无线多跳自组网络节点设备”充分发挥了Ad Hoc网络的融合性、综合移动性以及自组织性和灵活性等优势,在能量限制与资源限制条件下,从物理层、MAC层以及应用层关键技术入手,对自组织性能进行提高和完善,为自组织网络提供可靠Quos保障。

2. 项目的技术创新点

  1. 不需要固定基础设施的支持,在没有建立通信基础设施或通信基础设施遭受破坏时可以采用。
  2. 临时快速自组网络,节点在网络拓扑结构变化的情况下可以自动地探测网络拓扑信息,动态确定传输路由和选择工作参数,从而实现网络的有效控制和管理。
  3. 支持网络节点的快速移动,保证网络的可靠传输。
  4. 分布式(将网络的控制功能分散到多个节点或全部节点中)、无中心的网络,具有很强的鲁棒性和抗毁性,可以作为生存性较强的后备网络。
  5. 可以作为现有网络的补充,充分发挥各自的优势,协同工作。同时网络的节点之间以对等的方式进行通信,具有高度的协作性。
  6. 适应性强,适合于多种场合和多种业务需求。
  7. 支持多跳路由,能够实现多点间的移动双向通信。

3. 应用该技术,已经解决如下问题:

支持多种业务,如语音、数据、图像和传真等,并能根据业务流量、信道质量和可利用情况,自动选择合适的传输信道。成功地实现了PMP与Mesh的融合。

主要应用范围:

“无线多跳自组网络节点设备”可应用覆盖公安、军队、机要部门、机场、海关、道路交通、宾馆、住宅小区等多项领域,如奥运安保与城市安全防范、公共设施及危险场合监控、犯罪现场移动勘验、道路联网智能监控以及应急部署等。该项目对于国家安全以及社会和经济发展具有重大意义。

目标市场和拟推广领域包括:军事部门;国家机关;公安;交管;机场;海关;地震局;金融系统;酒店;商场;写字楼;居民小区等。

高氨氮废水处理新技术

项目简介

自然水体受污水中氮素污染,富营养化日益严重。氨氮已经成为我国污染总量控制的限制性指标。高氨氮废水成分复杂,缺乏经济有效处理技术。厌氧氨氧化工艺是解决高氨氮废水脱氮难题的最佳方案。为高氨氮废水处理提供新途径,与现有技术比较,建设和运行费用分别降低25%、35%以上。

厌氧氨氧化生物脱氮优点 :

  • 电耗降低60%左右 
  • 有机碳源需求为“0” 
  • 温室气体减排90%以上 
  • 污泥产量降低50%以上 

根本改变现有高氨氮废水处理模式, 可持续的最佳生物脱氮模式 。


 

技术特点

(1)绿色:二氧化碳减排 、氧化亚氮减排 、药剂投加减少

(2)高效:氨氮出水达标 、总氮出水达标 、COD出水达标

(3)节能:节省曝气能耗 、不需有机碳源 、污泥产量降低

(4)节地: 处理负荷提高 、氨氮总氮同步去除 

 在进水氨氮浓度为400-1800mg/L,COD/TN=0.5-4.0条件下,采用厌氧氨氧化脱氮技术, 氨氮去除率高达95%以上 ,未加外碳源,总氮去除率仍达85%以上。

 

核心专利技术

高氨氮废水厌氧氨氧化脱氮技术(已获的发明专利6项)(TS-ANR Anoxic Nitrogen Removal )  

  • 同步生物反硝化反硫化及自养生物脱氮处理制药废水的装置和方法
  • 一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化方法与装置
  • 一种高盐分高氨氮制药污水的处理装置
  • A2/O+A/O工艺污水生物脱氮除磷工艺及其装置
  • 一种深度脱氮除磷装置及过程控制方法
  • 改良分段进水深度脱氮除磷装置和方法

突出成果

  • 成果一:生产性规模的厌氧氨氧化菌富集和纯化技术 
  • 成果二:厌氧氨氧化生物脱氮工艺及集成技术 
  • 成果三:厌氧氨氧化菌种菌生产、储存及复壮技术 


市场应用前景

适用于高氨氮(氨氮浓度>200mg/L)废水,尤其是高氨氮低有机物(低C/N比)废水。包括:发酵类制药废水、大豆蛋白废水、垃圾渗滤液、煤化工废水、皮革加工废水、味精废水、酵母废水、马铃薯加工废水、稀土金属加工废水、电子产品加工废水、养殖废水等。




在稀土废水、大豆蛋白废水、垃圾渗滤液、制药废水等典型高氨氮有机废水处理中实现高效厌氧氨氧化脱氮,市场应用前景广阔,节能降耗效果显著。

 

挥发性有机气体处理新技术-等离子体除臭技术

项目简介

等离子体被称为是除固、液、气三态以外的第4 种物形态,它是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的呈电中性的导电性流体,一般分为热等离子体(平衡等离子体)和低温等离子体(非平衡等离子体),低温等离子体技术在半导体工业、聚合物薄膜、材料防腐蚀、等离子体电子学、等离子体合成、等离子体冶金、等离子体煤化工、等离子体三废处理等领域被广泛应用,通常是采用加热或放电的手段产生.


自然界中等离体产生的方式主要包括:电晕放电、介质阻挡放电、火花放电、辉光放电、汤生放电和弧光放电。其中,电晕放电和介质阻挡放电在常温常压环境下就可操作,因而被广泛应用。


工程应用流程

 



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