（1）能量自给型城市生活垃圾综合处理利用系统
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所 中国科学院成都生物研究所
     主要完成人员：陈勇 李海滨 吴创之 刘克鑫 廖银章 阎常峰 熊祖鸿 赵增立
     研究起止日期：2000.1——2002.4
     任务来源：广东省科技计划百项工程项目
     内容摘要：本项目是针对我国城市生活垃圾的特点，开发投资省、处理效率高、成本低的垃圾处理及资源化利用新技术与新工艺--能量自给型城市生活垃圾综合处理及利用系统。工艺过程和功能可简单描述如下：未分拣的城市生活垃圾进厂后首先贮存于密闭的垃圾料仓中，再由投料抓斗送至破袋、分选装置，经机械、人工分选，垃圾被分为砂土等无机物类、可回收类、可腐有机物类、易燃有机物类等四大类。其中砂土等无机物可加工成建材或用卫生填埋方法处理；可腐有机物送至发酵工序生产有机肥；易燃有机物通过热解焚烧和气化发电为垃圾处理厂及堆肥系统提供所需的热力和电力；热处理产生的灰渣可与分选出的砂土等无机物一同处理。我国垃圾年产量超过1.5亿吨，其中90％以上未进行真正的无害化处理。以每吨/日垃圾处理投资15万元计，市场规模超过600亿元人民币。

（2）太阳能光电转换及功能材料
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所 Frounhofer ISE太阳系统研究所（德国）
     主要完成人员：沈辉 梁宗存 徐雪青 邓幼俊 余征 邓润坤 艾晓彬 胡芸菲 王伟
     研究起止日期：1999.9——2002.7
     任务来源：中国科学院“百人计划”项目
     内容摘要：太阳能材料（1）太阳能光电转换材料及制备技术——颗粒硅带和多晶硅薄膜太阳电池的研究。采用较为廉价的国产低纯度硅原料，制备出转换效率达到8%的多晶硅薄膜太阳电池。旨在为大幅度降低硅太阳电池成本作开创性的探索工作。（2）太阳能光热转换材料及制备技术。通过对薄膜太阳光谱选择性吸收薄膜结构与吸收率、发射率的相互关系的系统研究，优化膜层结构和性能，成功制备了性能优良的Ni-Cr系太阳光谱选择性吸收薄膜，为设计、制备高性能平板是太阳能热水器和具有光热转换功能的新型功能性建筑材料提供了技术上的可行性。纳米功能材料（1）磁性液体制备工艺的优化及微观结构研究。采用改进的工艺进行磁性颗粒表面改性，合成了多种载液的高质量磁性液体，并对合成的纳米磁性液体的结构进行了创新性的研究（已经申请了两项发明专利）。（2）太阳光谱调控薄膜与减反射薄膜的研究。采用化学与物理等方法成功制备气致变色薄膜，并对纳米复合薄膜的优化组装技术、纳米复合薄膜的微观结构和界面结构与光谱调控性能、薄膜器件的气致变色机制与稳定性进行了系统的研究。该项研究的意义在于优化了制备工艺和揭示气致变色性能与薄膜微观结构的相互关系，为推动具有控光功能的太阳能调控薄膜器件走向应用作了理论和实验验证。此外，还成功的利用溶胶-凝胶技术制备了具有良好光学性能的减反射薄膜。

（3）生物质等离子体气化
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：吴创之 赵增立 李海滨 唐兰
     研究起止日期：2000.1——2002.12
     任务来源：国家自然科学基金项目
     内容摘要：生物质是一种可再生能源，储量非常丰富，作为替代能源利用可实现CO2零排放，且其中的S、N 含量低，大大减轻温室效应和环境污染。目前国内生物质气化技术存在的主要问题是燃气热值较低，气化过程产生的焦油较多，造成燃气净化困难，影响内燃机或燃气轮机的正常工作。生物质气化发电过程中的燃气净化通常采取简单的水洗处理，燃气中大量焦油的存在，不仅造成洗涤水的严重污染，而且不利于气化发电系统的高效运行，并浪费能量和资源。国外采取催化裂解或高温裂解来降低焦油含量。催化裂解虽可裂解90％以上的焦油，但技术复杂，催化剂的应用使燃气生产成本大大增加。而完全以牺牲部分燃气热值为代价的高温裂解，焦油仍未能完全消除。本项目研究中提出充分利用热等离子体提供的高温、高能量的反应环境，结合生物质自身特点，使气化过程无焦油形成，同时获得高品位的化学合成气。生物质等离子体气化工艺中，通过调整等离子体气氛以获得不同的目的产物。生物质与废轮胎、废塑料等共热解气化除得到合适比率的化学合成气外，还可获得碳黑为主的副产物，消除了环境污染，提高了资源利用率，也为固体废弃物的高效洁净处理提供了新的途径，具有较好的经济效益和社会效益。

（4）新型高效蓄冷介质与技术
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：郭开华 樊栓狮 梁德青 舒碧芬 祝慧 赵永利 曾丽 蒙宗信 石磊
     研究起止日期：1999.1——2002.12
     任务来源：国家自然科学基金重点项目
     内容摘要：蓄冷作为主要储能技术应用方式之一，其作用在于电力的移峰平谷，平衡电力负荷，有效节约能源，降低环境污染，是电力负荷管理策略的一项重要技术手段。 本研究重点研究新型高性能水基有机混合物相变蓄冷介质，解决混合介质多相复杂体系中的非常规相平衡、动力学、相关热物性测试，为大规模空调蓄冷工程实践提供高效相变材料、新技术方法、基本规律和理论。以优势功能互补等原则，对多种混合物相变蓄冷介质进行了筛选和测定，相变温度范围覆盖-29-30℃。申请发明专利"一种用于蓄热或蓄冷系统的储热介质"（99127268.4）；用DSC法多种复合蓄冷介质体系进行了相变热、相变点测定，得到低温（0-30℃）任意温度/大相变热(>250kJ/kg)材料构筑方法；申请发明专利"蓄冷剂"。提出的几种低温型相变蓄冷材料已初步应用。取得了节能5~13%的良好效果，初步实现了功能互补，密度适中，来源广泛、价格适度便宜，提高了应用性能。 在以往实验装置的基础上，新建立了一套用于研究气体水合物的透明PVT测试系统，对水合物相平衡热力学特性进行了精细测试和研究；并首次报道了HFC-134a的I-H-V平衡数据；还首次测定了纯环戊烷水合物、多元环戊烷体系、HFC-134a/环戊烷相平衡数据。结合分子聚集理论、van der Waals固溶体理论、Langmuir吸附理论和Wilson活度理论，成功的给出了水合物中客体分子逸度模型表达。 建立了水合物低温显微实验及计算机图像测试系统，拍摄到宏观和微观气体水合物生成图像，并进行了分形描述和计算机模拟计算，得到了分形维数。对气体水合物结晶引导时间、过冷和结晶动力学条件也进行了测试，取得了初步结果。 建立了可视化高效蓄冷介质的蓄冷/释冷实验和冰蓄冷/释冷实验系统，对R141b气体水合物的形成（蓄冷过程）进行了可视化实验研究，得到了气体水合物蓄冷过程的物理特性，研究了载冷剂流量对蓄冷量的影响等；对水在结冰过程的不同材料的换热表面和几种空间强化结构方式进行可视化研究，得出了蓄冷释冷过程强化传热的有效方法。

（5）低温余热制冷及热泵的产品开发
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：李戬洪 马伟斌 梅建滨 王东海 王铁军 舒碧芬
     研究起止日期：1999.7——2002.7
     任务来源：广东省高新技术产业发展资金（成果孵化）项目
     内容摘要： 一、用途：余热制冷及热泵是一种以工业余（废）热为热源制取7°C以上冷冻水，用于空调或工业冷却，或将低于100°C的低温热源的温度提升40~60°C，再用于工业生产，是一种能大幅度提高企业能源利用率，达到节能、节水、减少温室气体排放、减少热排放目的的高新技术。该技术可广泛用于工业的余（废）热回收，如化工、冶炼、石油、酿造、热电厂等各种工业企业；也可用于地热、太阳能制冷，满足空调或生产工艺所需的冷却。二、性能：a) 余热制冷系统耗电只占制冷机输出功率的2~3%，比电制冷节电70~80%。可节约大量一次能源。b、可大幅度提高一次能源的利用率，提高幅度约10%。c、减少煤、石油的使用，可减少CO2、NOX等有害气体及温室气体的排放，改善环境条件。d、制冷机以溴化锂-水为工质、无毒无臭、运行安全可靠、不污染环境、更不象氟利昂（CFCs)对大气层造成破坏。三、市场前景：低温余热制冷及热泵是一种可广泛应用于各种工业企业、回收65°C以上热能并得到有效利用的高新技术，其产生的冷量或较高品位的热能可用于生产工艺、空调等，因此其应用面非常广，具有广阔的市场。同时，也可广泛应用于地热能、太阳能这些可再生能源，其产生的冷量可用于空调、高经济种植业的温湿度调节、养殖业冬夏水温的控制等。因此，其前景是非常光明的。

（6）利用光催化技术去除室内空气中有毒有机物的研究
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：王良焱 李新军 郑少健 何明兴 冯满枝
     研究起止日期：1998.10——2002.10
     任务来源：广东省科技计划重点项目
     内容摘要：探讨了溶胶-凝胶法、光催化表面光还原金属沉积法、磁控溅射法、溶浸法等制备二氧化钛及其改性光催化剂的方法以及在活性炭等载体上固定的工艺条件。设计并加工了光催化处理空气污染物的小试产品装置。通过采用气质联用仪和电化学在线检测系统分析考察了不同光催化剂、有机物浓度、水分、光源等对光催化降解有机物的影响。光催化小试产品在降解有机物气体方面效果显著。光催化空气净化器可广泛应用于家庭、娱乐场所、办公室、医院消毒、生产车间等不同尺度空间，也可应用于汽车、火车、飞机等交通工具内，还可与中央空调连用，应用于办公场所、住宅、工厂等建筑物内。目前，市场上的空气净化器主要起到微尘过滤作用。室内空气污染不仅损害人的生理机能，而且还会引起神经系统机能下降，这些因室内空气污染所造成的不适症已被世界卫生组织称为厌恶建筑物综合症。因此，净化室内空气、解决室内空气污染问题对人们健康尤为重要。光催化空气净化器具有十分明显的优点，光催化所产生的活性自由基可以将空气中的污染物彻底氧化分解，无二次污染。可以预测，在室内空气污染日趋严重，而人们环保意识及对保健要求日益增高的情况下，本项技术具有相当巨大的市场潜力，并将像空调机一样成为人们生活的必需品。可以说，本项目的市场应用前景十分广阔。

（7）饮水脱毒新技术
     主要完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：王良焱 李新军 郑少健 黄琮 何明兴
     研究起止日期：1999.10——2002.10
     任务来源：广东省科技百项工程计划
     内容摘要：TiO2光催化剂制备和改性和负载是饮水脱毒技术的核心内容。TiO2光催化剂的制备主要采用溶胶--凝胶法，以金属醇盐等为前驱物制备。由于纯TiO2的激发波长较短，活性不高，因此改性研究非常重要。经过大量实验和反复摸索，尝试了多种改性方法并进行比较，如掺杂金属离子Mg， Ag，Fe，掺杂阴离子如SO42-，与绝缘体复合如SiO2，与半导体复合如WO3等，寻找到波长响应范围大，活性高的催化剂，大大提高了光催化的氧化性能。光催化剂的负载是光催化技术应用的难点，通过不断摸索，找到一套合适的镀膜烧制方法。为了研制出集体（小区）式的水处理系统，光催化反应器的设计与优化是另一个制约因素。在原有的单体（间歇式）水处理系统的基础上，又研制出单体（连续式）水处理系统，并由此设计出集体式（串联）和集体式（并联）水处理系统，称为第一、二代集体水处理系统。经过不断优化，光催化水处理系统已经实现模块化，根据不同产水量的要求增加反应器个数从而满足要求，不仅避免了庞大反应器的操作维护不便问题，还保证了出水水质。该项目的圆满完成，使得光催化水处理技术由实验室走向市场。作为一项新型水处理技术，面对广东省管道直饮水的设想要求，光催化的应用前景十分看好。

（8）100kW岸式波力电站研建
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要研究人员：游亚戈 蒋念东 余志 王伟 邓幼俊 颜希文
     工作起止时间：1996年1月-2000年12月
     成果研究类别：应用技术研究
     成果研究水平：国际先进
     任务来源：国家科技部"九五"重点科技攻关项目
     内容简介： 100kW岸式波力电站是一座振荡水柱型波能装置，电站的研建为科技部"九五"科技攻关项目。项目指标为：研建一座装机容量100kW、与电网并网运行的实用示范岸式波力电站；电站主体能抵抗50年一遇台风，工作寿命15年；电力输出功率指标：在入射波高H1/10=1~3m，平均周期T=5~7s时，平均发电功率N=5~40kW，最大发电功率Nmax=100kW，提供的成果基本达到国际同时期的先进水平。研究内容包括：
     建立了海洋波浪资源信息软件系统并对广东省汕头市南澳海域及汕尾市遮浪海域做了波能分析，给出100kW波力电站的波能资源估计；用边界元法对100kW波力电站波能装置周围的波浪场做了计算，得到波浪力、附加质量和波浪阻尼，最终得到水柱运动，最大俘获宽度比，最佳阻尼等设计参数。对装置做了参数优化；设计出合理的卸载装置(即保护装置)，使波能装置在保护状态时能避开对结构最危险的载荷。各种自动保护措施基本涵盖了波力电站的各种事故状态，使波力电站可以在无人职守的情况下工作。
     振荡水柱式装置的最大优点就是透平机组等相对脆弱的部分只与往复流动的空气接触，不与波浪接触，因此比机械式的波能装置的抗浪性能好，故障率低。随着人们对环境要求越来越高，波浪能的应用前景也越来越好。

（9）煤粉低尘燃烧技术及其在工业加热炉窑中的应用
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要研究人员：陈恩鉴 林伯川 阎常峰 左军 杨卫斌
     工作起止时间：1997年1月-2000年12月
     成果研究类别：应用技术研究
     成果研究水平：国内领先
     任务来源：国家计委"九五"重点科技攻关项目
     鉴定情况：2000年11月21日通过广东省计划委员会验收
     内容简介： 煤粉低尘燃烧技术是对燃煤液排渣旋风燃烧技术进行了重大的改进而开发出来的新型煤洁净燃烧技术。.这项技术是使煤粉在一个具有完整的强烈旋转回流流场的圆柱型燃烧室中进行高热强度半气化燃烧，燃烧室中的温度保持在高于灰渣熔点温度以上的水平，火焰中的灰渣在旋转流场的作用下被燃烧室壁面捕集，并在高温下成液态渣除去，进入炉膛的是洁净的不含灰的高温还原性火焰。此项技术保留了煤粉燃烧方式的优点，如燃烧连续稳定、易于调节、燃烧气氛可控等，克服了煤粉燃烧火焰含灰量高的缺点。煤粉低尘燃烧器的火焰洁净度远高于水煤浆火焰，可与重油火焰相媲美。本项技术不需对煤进行特殊加工，煤种适用范围宽，经济性好。因此，这是一项在工业窑炉上实现以煤代油的极有前途的煤洁净燃烧技术。这项技术具备如下特点：
     ①采用独特的端面旋流进风技术，在煤粉低尘燃烧室中形成一个轴对称的、完整、规则、理想的旋转回流流场。这为合理组织和强化燃烧，灰渣被充分捕集创造了必要的条件。
     ②端面旋流进风方式使燃烧室侧壁成为一个完整连续的圆柱面。这为煤和液渣的附着燃烧并在高速旋转气流的驱动下逐渐向排渣口流动提供了一个没有阻碍的流场，彻底消除了常规煤粉液渣燃烧器产生风口结渣、堵塞事故的根源。
     ③浓相定向的给煤结构消除了煤粉"短路"逸出燃烧器的现象，进一步提高了捕渣率。
     ④燃烧室壁特殊的冷却结构，保证了燃烧室的工作寿命。

（10）新能源信息网建设
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要研究人员：余志 邓院昌 刘尚余 吕鹏梅 张焕芬 蔡远利 李家成
     工作起止时间：1998年1月-2000年12月
     成果研究类别：软科学研究
     成果研究水平：国内领先
     任务来源：国家科技部"九五"重点科技攻关项目
     内容简介： "新能源信息网建设"是"九五"国家重点科技攻关计划课题"新能源利用技术示范"下的一个专题项目，是在国家科技部、国家经贸委、中国科学院能源委员会的共同指导下，由中国科学院广州能源研究所承担其建设任务的。该项目是国家为了适应信息时代的要求，根据产业发展的需要，设立的一个新能源和可再生能源领域内的信息资源库的基础建设项目。
     新能源信息网建设的目的在于建立一个以新能源和可再生能源为信息资源的信息功能网络系统。该系统不仅能提供丰富的信息资源，还可通过对信息进行提炼、归纳、统计、建模等手段，提供对新能源和可再生能源领域的专家服务、决策支持等功能模块。新能源信息网建设对新能源和可再生能源产业自身发展、产业信息化、推广新能源领域内的技术产品以及促进国际合作与交流等方面具有相当深远的意义。
     通过三年的努力，新能源信息网建设取得了相当的成绩，主要表现在：一、网页的建设及维护工作比较出色。在新能源网的成长过程中，共推出了近十个改版，并且对信息结构进行了多次调整，网页文件已近100M。二、数据库资源建设取得了阶段性成果。现在建成的数据库种类较全面、记录数较多、记录的有效率较高。三、后台管理软件开发成绩显著。后台管理软件的开发使得数据库的维护工作更加简单、网页信息的自动更新得以实现。四、网站的行业服务得到加强。新能源信息网为众多的新能源企业提供了免费信息服务，包括网页制作、信息发布、简报派送等，使其在本行业的知名度进一步提高。
     新能源信息网建设是其信息产业形成与发展的基础，待其产业形成之后，其技术经济和社会效益将随着产业的不断发展和完善而显示出来。同时，随着INTERNET的推广和普及，以先进的通信技术为基础，以高性能计算机管理为核心的能源信息网络系统，在扩大信息服务功能，改变信息服务落后于社会需求的同时，将有着十分广阔的应用前景。

（11）气体水合物生成过程机理及其分形理论的研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要研究人员：舒碧芬 郭开华 赵永利 梁栋 樊栓狮 刘晓聪
     工作起止时间：1997年1月-2000年12月
     成果研究类别：基础理论研究
     成果研究水平：国际领先
     任务来源：国家自然科学基金青年项目
     内容简介： 气体水合物是指某种气体（或可挥发性液体）在一定的压力、温度条件下，与水分子结合形成的一种笼状形晶体。常见的气体水合物有致冷剂水合物和天然气水合物等。
     在气体水合物储能技术应用中，气体水合物的快速，均匀地生成是技术成功与否的关键，而对于天然气水合物而言，掌握其生成、释放规律，控制其生成、释放速度和条件，是开采天然气储藏、储运天然气的关键。这些问题的解决都依赖于人们对其复杂生成过程机理的认识程度。气体水合物生成过程是一具有非常规相变特性和不归则瞬变形态的多元多相复杂热流体系的水合反应动力学过程，在过程中紧密结合的传递现象包含相与相之间的扩散，质量传递，热量和动量传递，传递过程中的相介面非常复杂。对于这种复杂热流体系，特别是气体水合物生成和相扩散的界面形态，对于简单化的宏模无法揭示内部的规律和现象本质，常规的相变和热流理论对这种复杂体系显得涑手无策。
     本次研究在准确测定过程的宏观特征的同时，通过微观实验观测，对水合物生成过程的形态进行分析，利用形态学和分形理论，对非规则形态的气体水合物生成过程相界面和结晶规律进行分形描述。同时，进一步建立数学模型，利用分形理论对水合物晶体生长规律进行数学模拟，结合实验摄影结果的分析研究，揭示了气体水合物生成过程机理。从根本上为解决实际应用关键技术提供了理论根据。
     研究成果包括：
     ①气体水合物生成过程特征与条件。项目对具有应用前景的CFCs 替代物HCFC141b、HFC134a、HFC152a的单一和混合气体水合物的生成过程的诱导时间、成核条件、生成速度进行研究，首次得出了上述气体水合物的结晶区域图，并建立了理论结合实验求解生成速度的计算方法。
     ②气体水合物生成过程相界面形态的变化及水合物晶体生长规律的微观实验及分形研究。这是一项创新性的研究成果，主要通过水合物生成过程的形态学，来研究水合物的生成动力学。在国际上首次得到了HCFC141b生成过程相界面形态的变化及水合物晶体生长规律的摄像图象，并创新性应用形态学、分形学理论方法，对水合物微观生成过程图象进行计算和描述。
     ③建立数学模型，利用分形理论对水合物晶体生长规律进行数学模拟，结合实验结果，揭示了水合物生成过程机理。

（12）车载交通信息与导航系统
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要研究人员：余志 王伟 吴必军 蒋念东 孙培亚 李利新 苏秋成 颜希文 邓幼俊
     工作起止时间：1998年7月-2000年12月
     成果研究类别：应用技术研究
     成果研究水平：国内先进
     任务来源：中国科学院高发局特别支持项目
     内容简介： “车载交通信息与导航系统”是中国科学院特别支持项目"电动汽车电气系统研究开发"的子课题，是以汽车为应用对象的城市交通信息与导航系统。该系统集成了计算机图形处理、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）等技术，主要有如下成果及性能指标：
     ①一套完善的GIS数据库结构及其修改方法。这些数据库包括道路、河涌、湖泊、山脉、村落、居民小区、立交桥、公交站点、停车场、洗车场、修车场、加油站、单位、公交、航班、汽车、火车、单位等；
     ②交通信息与导航系统运行平台。该平台以PC机通用操作系统Windows98为工作环境，以Visual Basic 5.0为编程工具，在GIS数据的基础上，结合图形显示、数据库及GPS定位等技术研制而成，在专用计算机设备上，实现了地图的显示、信息查询、路径寻优、交通导航、地理点、线（轨迹）数据的采集并可回放等功能：
     ③车载交通信息与导航系统样机。该样机由工控机主板、彩色液晶显示屏等组成，采用蓄电池为电源，采用Garmin 25 作为定位芯片，解决了电磁干扰问题。系统的稳定性与可靠性较好，在广州市区街道上进行实时导航，得到较好的效果。为了提高软件的运行速度，使车载导航系统实用化，改用手提电脑作为软件系统运行的平台，GPS接收芯片采用手提电脑键盘接口电源，整个系统通过专门研制的转换器由汽车电池供电，这样实现了车载交通信息与导航系统的小型化和实用化。
     ④GPS定位技术的研究。对GPS定位精度进行了研究，发现任何一台GPS设备都会出现偶然的定位异常现象（定位误差超过1000米），从定位状态、DOP类型/天线状态和接收机状态中无法判断GPS 设备输出的定位结果是否正常，这种现象应当在导航程序中充分考虑，可以采用数学上的误差矫正的办法加以处理。
     该车载交通信息与导航系统采用自主开发平台，拥有自主的数据结构和运行版权。
     该系统的GIS数据库结构已完善，系统的运行速度有了较大提高，硬件平台的界面及操作功能有待于进一步改进。此系统可应用在与地理信息或导航有关的任何行业，比如城市汽车尾气污染监测及预报系统、城市有线电视管理系统、土地管理系统、出租汽车管理系统等。
     该系统的附属产品"广州市城区电子地图"光牒已在新华书店出售。本系统目前已在城市地理信息数据采集、公交线路采集中得到了初步应用。现在要解决的主要问题是小型化和降低硬件成本。

（13）水体有害有机物质光催化处理研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要研究人员：王良焱 赵锡伟 郑少健 陈非力 朱春媚 邹向 仝兆丰 杨宝山
     工作起止时间：1996年10月-2000年6月
     成果研究类别：应用技术研究
     成果研究水平：国际先进
     任务来源：广东省科委"九五"重大科技攻关项目
     鉴定情况：2000年6月8日由广东省科技厅组织鉴定
     内容简介： 光催化氧化法是一种新兴的环境净化高新技术。该技术隶属环境科学、催化、化学、物理、材料科学等交叉学科的产物。与其他常规的物理或化学处理方法相比，具有高效节能、清洁无毒、无二次污染和工艺简化等优点，故在空气净化、各种生物难降解有机废水、综合废水的处理及生活用水的深度处理等方面有广阔的应用前景；尤其适用于受有毒有机物污染的水体、气体、固体。将其应用于生活饮水的深度处理，有着特殊的效果。
     本研究成果已达到且部分超过合同书要求的主要技术、经济指标。研制出产水量5升/次的小型（家庭式）、产水量200公斤/次的中型（集体式）光催化优质饮水实验室样机各一台，其出水经中国广州分析测试中心、广州市卫生防疫站测定，目标有毒有机物降解率大于80%；Ames试验阴性；处理后水质的含菌指标符合或高于国家饮用水标准。催化膜经简单清洗可反复使用，预计其使用寿命十年以上。若批量生产，中、小型光催化优质饮水机成本分别在3000元/台、500元/台以下。
     光催化氧化技术是目前国际热点研究方向，在中国属于新兴科学与高新技术行业。光催化氧化深度处理饮水样机在光催化技术的应用方面填补了国内空白，处于国内领先地位。该技术设备结构简单，运行稳定，费用低廉，不会向水中带入任何有害物质，属"绿色"产品可彻底降解有毒有机物质，市场前景十分看好。

（14）废水污泥与低价煤的混燃机理研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：陈勇 田福军 李海滨 熊祖鸿 杨雪莲
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介：
     由于环保的要求，城市中因处理废水而产生的污泥数量越来越庞大。由于污泥成份特殊，利用填埋方法、焚烧法、肥料法等处理都有较大局限性，成本也较高，所以难以推广应用。 而作为我国主能源的煤炭资源被大量消耗，优质、高品位的煤不断减少，如何有效利用低价煤是充分利用煤资源的关键。本研究利用污泥粘度大，含大量可燃成份的特点，把污泥当作一种粘结剂与低价煤混合，制成型煤。型煤具有热效率高、烟尘和SO2排放少等优点。本研究是型煤技术的一种发展，既可实现污泥的资源化处理，又可以提高低价煤的使用效率，降低燃煤过程污染的排放量，这对解决日趋严重的能源和环境问题有重要的意义。
     本课题是应用常规洁净煤技术对可再生能源利用的一种新的探索，它首次提出了污泥型煤的概念，实现了废物处理、节能和控制污染排放三方面的有机结合。主要的特色有三方面：
     (1) 利用污泥中水份高和粘性大的特点，代替了型煤生产过程中所需的粘结剂和水份，既利用了污泥中的有机质，又减轻了单独处理污泥时除去水份的难度。
     (2) 利用污泥有机质中挥发份高的特点，污泥与煤混合后提高煤中挥发份的含量，污泥起到助燃剂的作用，对充分利用低价煤有重要作用。
     (3) 把污泥处理过程的除臭和燃煤过程中的脱硫结合在一起，既可解决污泥释放臭味难题，又可减少燃煤过程中SO2 等的排放，取得了一举双得的效果。
     本研究为污泥无害化资源化地处理以及劣质煤的有效利用提供新的思路和方法，具有广阔的应用前景和重要的现实意义。

（15）喷流-移动床垃圾衍生燃料（RDF）热解燃烧机理研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：陈勇 王志奇 李海滨 黄海涛 陈平 熊祖鸿
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介： 本课题为国家自然科学基金资助项目。垃圾衍生燃料(RDF: Refused Derived Fuel)具有物性相对均匀、易于运输和储存、不易腐败变质等特点，是垃圾清洁处理和能源利用的新技术。而本项目提出在喷流-移动床这一新型反应器内进行RDF热解燃烧技术更是为实现城市固体废弃物处置的减量化、无害化和资源化要求提供了新的思路和方法。其原理是：将RDF 颗粒加入热解反应室内，在一定量空气的作用下，中心的粒子被气流夹带起，周围粒子在另一股水平辅助气流作用下强制移向中心，然后再被中间气流夹带起，形成一个内循环，粒子完全处于流动状态；同时，在空气中少量氧的作用下，物料部分燃烧提供热量而使部分物料热解，热解产生的气体通过缩口进入具有二次进风的上层气体燃烧室中燃烧。从燃烧学的角度讲，气体燃烧较固体燃烧均匀、完全，燃烧效率高；从污染控制的角度讲，燃烧均匀、充分，完全有利于二恶因生成的控制；从炉内腐蚀控制来看，低温比高温对Ca(OH)2除HCl有利；因此，RDF的热解燃烧法有助于从根本上实现垃圾的清洁利用。
本研究的目的是对喷流-移动床的基本流体力学特性以及RDF在喷流-移动床中先热解然后气相燃烧机理特性进行系统地研究，验证该技术方法的可行性并提供了大量基础性实验数据，为进一步推广和发展该技术方法提供了坚实的依据，为寻求实现我国城市生活垃圾的资源化、减容化和无害化处理技术提供科学依据。
     实验结果表明，水平辅助气的引入可以降低喷流-移动床中心最小喷动气速、调空喷泉高度、加快环流区颗粒流动速率。RDF 可成功地实现先自热型热解然后再气相燃烧。通过空气/燃料比控制热解温度，而辅助气可调控热解使温度分布，二次空气可调控燃烧室温度。Ca(OH)2在热解室中可脱除大部分HCl。热解气体可在燃烧室中充分燃烧，通过调整二次空气可把CO和NOx的排放控制在很低的范围内。
     本项目首次提出RDF热解燃烧法，把垃圾热解燃烧技术和RDF技术及和在一起，是垃圾清洁能源利用的最有效的方法之一；首次提出喷流-移动床技术，并对该技术的基本流体流学特性以及RDF在该反应器中热解燃烧机理进行了深入、系统的研究，对该技术的特点有了全面和充分地认识。为实现垃圾的无害化、能源化、减量化提供了新的技术支持。

（16）设施农业中温度自然调节的研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：江晴 李戬洪 梅建滨 王东海 王铁军 马伟斌 张小娟
     陈锋 饶红
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介： 农业温室是为抵御自然灾害，特别是风沙、寒冷的侵袭而发展起来的，本身的弱点主要表现在日照下室内温度过高，而这个问题还没有很好解决。研究开发相关的技术对农业发展有重要意义。
本研究提出利用地下储能对温室的温度进行自然调控，地下储能的容量很大，系统投资和运行费用都不高，是一个经济和技术都可行的方案。
     在国外已建立了不少实验研究和数值模型，其中二维动态模型TRNSYS能比较准确地预示温室内的温度和湿度，温室地下土层的温度和湿度。三维动态模型SHESS对earth to air换热器的管道长度、直径和间距等给出了优化数据。我国在这方面的研究近乎空白。本项研究在TRNSYS或SHESS的基础上，在模型和软件方面，发展得更科学更合理，不仅可以填补国内的空白，而且达到国际先进水平。
     本研究主要分为三个部分：温室中空气--土壤换热数值模拟研究；温室中传热传质的动态模拟研究；温室自然调温的实验研究。其中创新的工作包括：太阳辐射等热源项的处理TRNSYS和SHESS都没有交代清楚。我们受次提出了处理的方法；由于考虑对太阳辐射的准确处理，考虑温室与大气天空的辐射换热，因此，温室中传热传质的模型比以往更复杂了 ；建立一个约300m2的温室调温示范系统。
     本研究应用Fluent软件，对空气－土壤换热器进行了模拟实验研究，给出了系列重要设计参数，通过对植物和土壤表面蒸发以及太阳辐射等源项的研究建立了温室中一维传热传质的动态模拟，能预测温室中温度和湿度的变化，这两方面的研究填补了国内空白，建立了以地下储能为主的全国第一套温室中央空调系统，实现了温室温度的自然调节。
     通过本项目的工作，解决了问世温度自然调节中的系列问题，对于促进温室产业和设施农业的发展具有重要意义，并产生良好的经济效益。

（17）天然气水合物基础及新技术研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：樊栓狮 郭彦坤 胡玉峰 祝慧 郭开华 舒碧芬 梁德青
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介： 能源问题是决定和制约我国经济可持续发展的重要战略因素之一。天然气水合物是未来的重要潜在的清洁能源，对我国的能源安全和经济发展具有非常重要的意义。
     本课题以天然气水合物基础和新技术应用前沿问题为研究内容，研究了天然气在不同条件下的相平衡，对不同添加剂对天然气水合物的储气特性进行了研究，开发出了高密度的储存方法。
     本课题通过自行设计，委托法国SancheZ公司加工，完成了国内首套"可视化高压流体测试系统"实验装置，可用于PVT测试、水合物相平衡、油气和制冷剂性能测试等等。主要技术参数：V=13~100ml，P=0~40MPa，T=-253~393K；温度精度±0.1K, 压力精度±24kPa。同时自己设计加工、搭建了三个小型实验台：天然气水合物储气性能测试实验台（重量法）；天然气储气过程实验台(1.3L，半连续式)；准平板法导热系数测试仪。
     测定了甲烷、天然气的相平衡、三元天然气在电解质和醇类抑制剂存在条件下的相平衡，为抑制管道中水合物提供了基本数据，提出了高压PVT装置测定气体水合物相平衡测定的新方法。而且还进行了结构I型、II型和H型水合物相互转变的初步探讨。进行了环戊烷的水合物相平衡实验，通过实验测定了环戊烷单独可以形成水合物的相平衡曲线，比国外领先一步，为进一步降低水合物平衡压力和提高储气能量密度打下基础。首次利用重量法测定天然气水合物储气性能，开发出储存密度高达170V/V天然气储存技术，申请了"气体低压高密度储存方法"专利，找到合适的化学添加剂加快天然气水合物生成速度、储气量。对水合物分离技术进行了理论分析，提出了"从催化裂化干气中分离回收乙烯的方法及其装置"发明专利。在水合物相平衡模型方面，进行了水溶液、化学位描述新方法探索。

（18）新型高效蓄冷介质相平衡及热物性研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：郭开华 樊栓狮 梁德青 舒碧芬 郭彦坤 祝慧 曾丽 赵永利 蒙宗信
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介： 能源问题是决定和制约我国经济可持续发展的重要战略因素之一。蓄冷作为主要储能技术应用方式之一，其作用在于电力的移峰平谷，平衡电力负荷，有效节约能源，降低环境污染，是电力负荷管理策略的一项重要技术手段。
     本研究重点研究新型高性能水基有机混合物相变蓄冷介质，解决混合介质多相复杂体系中的非常规相平衡、相关热物性测试，为大规模空调蓄冷工程实践提供高效相变材料、新技术方法、基本规律和理论。
     以优势功能互补等原则，对多种混合物相变蓄冷介质进行了筛选和测定，相变温度范围覆盖-29~30℃。筛选了中常压（0.01~1MPa）、温度(0.1~30℃)合适的水合物蓄冷剂；申请发明专利"一种用于蓄热或蓄冷系统的储热介质"（99127268.4）；用DSC法（DSC-SP型热分析仪）对低压气体水合物、二元、三元水合盐，如氯化铵/氯化钠/氯化钾等复合体系等，进行了相变热、相变点测定得到低温（0~-30℃）任意温度/大相变热(>250kJ/kg)材料构筑方法；申请发明专利"蓄冷剂"。
     提出的几种低温型相变蓄冷材料已初步应用。在进行低温型相变蓄冷材料性能考核验证的基础上，初步解决了毒性、腐蚀性、可燃性等问题；将比较可靠的材料交由厂家进行二次开发，已初步在冰箱冷冻箱上应用，取得了节能5~13%的良好效果，初步实现了功能互补，密度适中，来源广泛、价格适度便宜，提高了应用性能。
     在以往实验装置的基础上，新建立了一套用于研究气体水合物的透明PVT测试系统，对水合物相平衡热力学特性进行了精细测试和研究；利用低压传感器在温度265.31-288.13 K，压力6-400kPa范围内分别对1,1-二氯-1-氟乙烷（134a）、HCFC-141b 和HFC-152a气体水合物相平衡点进行了测试，并首次报道了HFC-134a的I-H-V平衡数据；还首次测定了纯环戊烷水合物、多元环戊烷体系、HFC-134a/环戊烷相平衡数据。提出了简单和混合制冷剂气体水合物相平衡计算模型。结合分子聚集理论、van der Waals固溶体理论、Langmuir吸附理论和Wilson活度理论，成功的给出了水合物中客体分子逸度模型表达。

（19）喷流-移动床热解燃烧技术研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：陈勇 王志奇 吴创之 黄海涛 李海滨
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容摘要： 本课题为广东省科学技术厅重点攻关项目。垃圾衍生燃料(RDF: Refused Derived Fuel)具有物性相对均匀、易于运输和储存、不易腐败变质等特点，是垃圾清洁处理和能源利用的新技术。而本项目提出在喷流-移动床这一新型反应器内进行RDF热解燃烧技术更是为实现城市固体废弃物处置的减量化、无害化和资源化要求提供了新的思路和方法。其原理是：将RDF 颗粒加入热解反应室内，在一定量空气的作用下，中心的粒子被气流夹带起，周围粒子在另一股水平辅助气流作用下强制移向中心，然后再被中间气流夹带起，形成一个内循环，粒子完全处于流动状态；同时，在空气中少量氧的作用下，物料部分燃烧提供热量而使部分物料热解，热解产生的气体通过缩口进入具有二次进风的上层气体燃烧室中燃烧。从燃烧学的角度讲，气体燃烧较固体燃烧均匀、完全，燃烧效率高；从污染控制的角度讲，燃烧均匀、充分，完全有利于二恶因生成的控制；从炉内腐蚀控制来看，低温比高温对Ca(OH)2除HCl有利；因此，RDF的热解燃烧法有助于从根本上实现垃圾的清洁利用。
     本研究的目的是对喷流-移动床的基本流体力学特性以及RDF在喷流-移动床中先热解然后气相燃烧机理特性进行系统地研究，验证该技术方法的可行性并提供了大量基础性实验数据，为进一步推广和发展该技术方法提供了坚实的依据，为寻求实现我国城市生活垃圾的资源化、减容化和无害化处理技术提供科学依据。
     实验结果表明，水平辅助气的引入可以降低喷流-移动床中心最小喷动气速、调空喷泉高度、加快环流区颗粒流动速率。RDF 可成功地实现先自热型热解然后再气相燃烧。通过空气/燃料比控制热解温度，而辅助气可调控热解使温度分布，二次空气可调控燃烧室温度。Ca(OH)2在热解室中可脱除大部分HCl。热解气体可在燃烧室中充分燃烧，通过调整二次空气可把CO和NOx的排放控制在很低的范围内。
     本项目首次提出RDF热解燃烧法，把垃圾热解燃烧技术和RDF技术及和在一起，是垃圾清洁能源利用的最有效的方法之一；首次提出喷流-移动床技术，并对该技术的基本流体流学特性以及RDF在该反应器中热解燃烧机理进行了深入、系统的研究，对该技术的特点有了全面和充分地认识。为实现垃圾的无害化、能源化、减量化提供了新的技术支持。

（20）造纸厂有机废渣能量利用技术开发研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：李海滨 陈勇 吴创之 赵增立 郑舜鹏 阴秀丽 廖翠萍 熊祖鸿等
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介： 本研究旨在通过利用生物质气化技术处理造纸厂产生的造纸废渣污泥，为我国众多的中小型造纸厂寻求有效可行的造纸废渣污泥处理方法，从而解决造纸废渣污泥造成的环境污染及资源浪费等问题。
     为此，本研究以生物质气化技术为先导的集干燥、气化、燃烧于一体的新型造纸废渣污泥气化处理能量利用系统来实现。其中气化炉作为系统主体设备，将造纸废渣气化处理，产生的可燃气体送入燃烧室燃烧，烟气引入干燥设备，脱出造纸废渣原料中的大部分水分，经干燥处理的造纸废渣原料送入气化炉中气化，产生可燃气体。经过"干燥→在气化装置中气化生成可燃性气体产物→气体燃烧"过程实现洁净处理、能量回收利用。该过程涉及废渣污泥的干燥、输送、热解气化、燃气的输送及燃烧等很多过程。其中燃烧过程为气相燃烧，易于控制；干燥所需的热量可来自气化可燃气体的燃烧，即源自废渣污泥，达到能量自给；由于干燥及燃烧技术都较成熟，所以气化炉的设计和操作条件的确定是该过程实现与否关键的一环。通过对造纸废渣污泥进行物化性分析和热解特性分析，研究了热解温度对热解气体产物成分、产率及热值的影响规律，从而得出气化过程的温度控制范围，脱墨污泥850~950℃，生化污泥及废水污泥900~950℃。根据实验进行能量衡算，脱墨污泥气化产生的可燃气有一半可送入燃烧室燃烧，利用其烟气热量干燥脱墨污泥原料中的水分，另一部分则可作为燃料加以利用，产生一定经济效益；生化污泥气化产生的可燃气几乎都要送入燃烧室燃烧，利用其烟气热量干燥污泥中的水分，虽然不产生经济效益，但也可以在无需外加干燥热源的情况下达到处理目的。

（21）烟气湿法脱硫系统用耐酸腐蚀换热技术
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：左军 陈恩鉴 林伯川 何立波 谢风里 闫常峰 杨卫斌 汪小憨
     研究起止日期：1999.1-2001.12
     内容简介： 本项目名称为"烟气湿法脱硫系统用耐酸腐蚀换热技术"，于1999年9月由广东省环境保护局批准立项，项目编号为粤环1999-10，承担单位为中国科学院广州能源研究所。
     烟气湿法脱硫系统中需要使用工作在低温酸腐蚀环境下的烟气回热换热器，本项研究首创的搪瓷热管烟气回热器就是专门为此目的而研制的。本回热器把搪瓷层的耐酸、耐磨、低成本同热管换热器的高传热能力及装配式结构的优点结合起来，彻底解决搪瓷换热面无法焊接、加工性差等致命弱点，从而创造出加工装配工艺好、成本低、耐酸及耐磨性优于耐酸合金钢的烟气回热换热器。本成果为解决换热器耐酸腐蚀问题开创了一种新的技术模式。搪瓷热管的涂层能在250度以下长期在各种浓度的硫酸环境中不腐蚀、不破坏、不开裂、不脱落、耐磨损，并具有非常良好的传热性能。
     本技术的搪瓷热管回热器在国内外尚未见类似的技术报道，这项研究成果具有创新性。表面搪瓷层技术与热管相结合制造耐酸腐蚀热管换热器，能够很好地解决换热器的成本与性能的矛盾，与用耐酸腐蚀合金材料来制造换热器相比，在相同的换热能力下，能节省30%的成本，并且其耐酸性能要明显优于不锈钢。本项技术成果在烟气湿法脱硫系统中具有广阔的推广应用前景，同时也能够应用于其它各种低温烟气腐蚀环境下烟气回热系统。本技术在节约能源和环境保护方面一定能带来很大的经济效益和社会效益。
     目前，本项耐低温酸腐蚀换热技术将要得到采用，头一个用户是一台垃圾焚烧炉的空气预热器，垃圾焚烧烟气中除了有SO2外，还有HCL等腐蚀性气体，即使不锈耐酸钢制成的空气预热器也会在短期内被腐蚀损坏。

（22）生物质气化技术应用开发
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：吴创之 陈勇 罗曾凡 郑舜鹏 阴秀丽 徐冰燕 陈坚
     研究起止日期：1998.1-2001.12
     内容简介： 生物质循环流化床气化发电装置是利用循环床气化技术，把各种生物质废弃物转换为可燃气体，将这些气体经过除尘除焦处理，再送到气体内燃机进行发电，达到从低品味能源获取高品位能源的目的。
该气化发电装置，可利用各种生物质废弃物，包括农业废弃物：秸杆、稻草、稻壳等，林业废弃物：树枝、树皮等，碾米厂的谷壳，人造板厂、家具厂、糖厂的木屑、边角料、蔗渣等，这些废弃物资源数量巨大，分布范围广，来源广泛，为气化发电提供了充足原料，而且该气化发电技术已成熟，容易掌握，很适合于广大农村、乡镇、工厂使用，可为广大农村边远地区或缺乏电力的地区提供电力，这对于发展该地区的经济，提高人民生活水平，改善农村环境、减少污染，具有重大的现实意义。

（23）光催化剂改性研究
     完成单位：中国科学院广州能源研究所
     主要完成人员：王良焱 徐悦华 朱春媚 黄琮 郑少健 李新军
     研究起止日期：1998.1-2001.12
     内容简介： 由于常用的光催化剂TiO2的催化活性较低且不能充分利用太阳光，从抑制光生电子与空穴复合、延长空穴寿命、使催化剂激发波长红移、改善其吸附性能等多角度出发，研究了TiO2掺杂金属离子，TiO2与绝缘体、其他半导体、阴离子复合等改性技术对TiO2光催化剂催化效能的影响，制备出高活性的改性TiO2催化剂。
     主要指标性能：对有毒有机物（如有代表性的三氯乙烯）达到70%；经光催化反应后出口空气达到国家标准。 实际达到的性能指标：由于没有检测三氯乙烯的合适仪器，故改用亚甲基蓝等染料作为反应底物。多种改性催化剂活性均高于纯TiO2，其中以TiO2粉末表面掺杂阴离子SO42-改性催化剂的活性最高。
     技术的创造性与先进性：与国内外同类技术比，目前改性TiO2催化剂的活性提高幅度都不大，如本研究中的Fe/ TiO2、WO3/TiO2以及TiO2表面沉积多种价态的金属铁或镍的改性催化剂，但TiO2粉末表面掺杂阴离子SO42-改性催化剂的活性则大幅度地提高。
     尚未见有文章报道采用TiO2表面沉积多种价态的金属铁或镍的改性催化剂以及TiO2粉末表面掺杂阴离子SO42-改性催化剂光催化降解多种类型的有机污染物，从抑制光生电子与空穴复合、延长空穴寿命、使催化剂激发波长红移、改善其吸附性能等多角度出发，探讨了光催化活性提高的原因。
     技术的成熟程度，适用范围和安全性：光催化剂的改性技术已经成熟，由于TiO2改性催化剂的活性高，光催化降解有机物的速率快，有机物完全降解的时间缩短，固定后可用于空气的光催化净化器和水处理技术。光催化剂无毒无害。
     应用情况及存在的问题：高活性的TiO2改性催化剂可用于光催化处理水、气技术以及自洁薄膜材料，光催化在废水处理，特别是难降解有机物的废水处理以及工业废气、室内空气的净化处理、自洁薄膜材料方面具有很广阔的应用前景。在应用时，须先将TiO2改性催化剂固定在合适的载体上。因此，该技术的规模推广应用还需光催化剂的固定、装置等相关技术的同时研发。