第四十期技术成果汇编（河南省科技成果转移转化服务平台）

276号技术成果

成果名称：化工生产中的热泵精馏节能技术与装备

项目编号：A-07-022198-0

技术领域：高端装备制造,节能环保

成果详情：化工生产中存在大量的蒸发、浓缩、精馏、结晶、干燥等分离过程，这一过程需要消耗巨大的能量作为塔釜热源，同时消耗大量的冷却水将塔顶蒸发产物冷凝成液态。本项目针对这一背景，基于压缩式热泵技术，提出了一种适用于此类工艺过程的节能改造技术，其基本思路是用压缩机对塔顶气态物料进行压缩，使其温度提高后用于塔釜液态物料加热，同时使塔顶物料冷凝为液态产物，形成一套压缩式热泵精馏（蒸馏）工艺及其成套装置设计技术。与现有的塔底采用蒸汽加热液态物料、塔顶采用冷却水冷凝气态产物的工艺相比，本项目技术方案实现了能量在系统中的循环使用，塔底不再需要加热蒸汽，塔顶也不再需要冷却水，从而可节能节水50%以上，经济和环境效益极为显著。

本项目形成的专利技术成果：1.采用热泵技术的碳酸二甲酯（DMC）合成与精制工艺及其装置，专利 200810151005.9 2.碳酸二乙酯热泵精馏装置及工艺，专利号 200810231613.0 3.酒精发酵糟液热泵浓缩工艺及其装置，专利号 200810232627.4 58 4.热泵精馏节能改造方法和装置，专利号 200910022126.8 5.燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺及装置，专利号 02145503.1。

市场及效益分析：此类项目节能效益非常显著，以年产 1 万吨 DMC 工艺为例，通过改造反应精馏塔，年节约能耗费用约 800 万元，项目改造总投资约 600 万元，多半年即可收回改造费用。本项目具有年产 5 万吨无水乙醇中试生产装置设计经验，该装置已经运行了 4 年，年产值约 4 亿元左右，生产利润可观。

技术成熟度：该项技术成果比较成熟，目前可直接进行工程应用。

合作条件：要求合作方具备机械制造的背景，尤其是压力容器、换热器等制造经验，最好具备工程安装、服务的经验和能力，具备化工行业从业背景，具备节能环保领域工作经验。

    277号技术成果

成果名称：采油井场原油加热低温空气源热泵装置

项目编号：A-07-022197-0

技术领域：高端装备制造,节能环保

成果详情：油井采出液在冬季需要加热才能保证外输。有些井场会伴生套管气，因此可使用简单的水套炉燃烧套管气对采出液进行加热，简单经济效果可靠。但也有相当一部分井场没有套管气副产物，这些井场冬季解决原油加热的手段主要有三种：一是使用燃煤锅炉对原油进行加热，二是直接使用电加热，三是使用太阳能装置进行加热。燃煤方案需要外购燃煤，使用中存在一系列的弊端，如冬季运煤困难，煤炭保管成本较高、煤炭丢失，燃煤炉日常看管工作量大等，因环保因素使用受限等问题。电加热方案通过电磁加热或感应加热装置实现，从一次能源利用率角度衡量，显然经济性非常差，但设备最为简单，也基本无需人员维护。太阳能加热装置则需要很大的集热面积及相应安装场地，另外，冬季太阳辐射强度较弱因此集热量有限，并且冬季阴天较多，晚上也没有太阳能，所以太阳能装置仍需要采用电辅助加热以保证阴天和夜晚的热量供应，相比于电加热而言其总体经济性仍不够理想。本项目组针对这一生产需求，正在研发一种压缩式低温空气源热泵装置，该装置从空气中取热用于原油加热，适用于没有套管气作为加热炉燃料的井场，能解决燃煤方案所带来的实施不便，电加热经济性差，太阳能装置的占地、初投资、运行成本、可靠性、维护工作量等问题。该装置主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等部件构成。系统中还设置有应急用的电辅助加热器，在压缩机出现故障或维护时用于保证系统供热。本项目组长期从事工业热泵节能技术研究与开发工作，具有深厚的研究成果积累及丰富的相关产品开发经验，并曾或陕西省科技进步二等奖、陕西省高校科技进步一等奖。

市场及效益分析：该产品整机重量约 500 公斤左右，占地约 6 平米，输入功率 10～20kW。系统总体运行能耗约为电加热装置的 50%左右，节能效果显著。该装置整体撬装，室外安放，全天候自动运行，并可实现远程联网监控和管理。目前该产品在国内市场尚处于空白阶段，是产业介入的良好时机。该产品生产属于小型成套制冷装置组装领域，生产的主要工作是钣金、焊接、组装、实验、调试等手段，对生产设备的投入要求比较低。主要设备投入是流水组装线、焊接设备、冷媒充注与检漏设备、钣金与涂装设备、焓差实验室等。生产设备投资 500 万元约可实现产值约 0.3～0.5 亿元/年，毛利率约 40%左右。

技术成熟度：该项处于研究初期，正在开展原理样机制作、实验验证装置搭建中。

合作条件：要求合作方具备机械制造的背景，最好具有小型系统集成的生产经验，以及小批量生产的组织能力。厂房及办公面积需求约 600 平米、技术人员 2～4 名、工人 10 名、流动资金 300 万元。

278号技术成果

成果名称：采油井场油井套管气回收压缩机装置

项目编号：A-07-022196-0

技术领域：高端装备制造,节能环保

成果详情：注水采油工艺中，一般将油井的套压维持在 0.2～1.0MPa 之间，以保证抽油机稳定工作，因此需将套管气连续或间断排出，以控制套压在可接受的范围内。对于井口采出液汇管压力（也称回压）低于套压的系统，可采用定压放气阀将套管气排放到原油外输管道中，和采出液一起输往下游联合站进行处理和利用。但多数采油井场的回压都高于能承受的合理套压，因此无法简单地用定压阀回收套管气，为获得较低的套压，只能将套管气通过火炬向压力更低的大气环境排放，造成能源浪费及环境污染。冬季可使用套管气燃烧加热外输原油，夏季只能通过火炬放空。本项目组针对这一生产需求，正在研发用于回收油井套管气的小型成套压缩机产品，通过该压缩机装置将套管气增压后送入原油外输管道，进而输送到下游联合站进行集中处理和利用，同时维持最合适的套压参数，保证油井的正常生产。该技术利用现有的原油外输管道，无需投入专门的输气管网，项目实施增加了油气产量及生产效益，减少了环境污染。该产品属于小型机电一体化 54 成套设备，全封闭或半封闭压缩机主机。压缩机单台功率约 5～30kW 左右，气体收集能力约为 300～600Nm3/天，产品采用模块化设计，每个井场视油井数量需配置 1～3 台压缩机。本项目组长期从事各种容积式压缩机的研究开发，以及过程工业工艺与成套装备技术研究工作，具备丰富的相关领域研究与产业化实践经验，目前正与长庆油田开展相关合作研究开发工作。

市场及效益分析：现阶段，回收油井套管气成为越来越迫切的生产需求，同时具有良好的经济和环境效益，但目前这一工程实际问题尚未得到较好解决。该产品符合当前国家的节能减排背景，并较好切中油田的减排增产技术需求，目前在国内尚处于空白阶段，是起步和占据市场先机的良好时机。该项目属于小型机械制造业，生产设备主要是通用数控加工机床及实验检测设备，生产设备投资 500 万元约可实现产值约 0.5 亿元/年，毛利率约 40%左右。

技术成熟度：该项处于研究初期，正在开展原理样机制作、实验验证装置搭建中。

合作条件：要求合作方具备机械制造的背景，最好具有精密机械加工和制造的经验，以及小型机电产品的集成和成套能力，具备小批量生产的组织能力。厂房及办公面积需求约 800 平米、技术人员 3～5 名、工人 15 名、流动资金 300 万元。

279号技术成果

成果名称：太阳能工业蒸汽直供技术

项目编号：A-07-022195-0

技术领域：高端装备制造,节能环保

成果详情：太阳能热利用技术是当前国际新能源领域的研究热点，也是我国近年来可再生能源发展战略中的重要组成部分。新型水工质的太阳能直接蒸汽（DSG）技术在系统效率、投资运行成本、工质安全/环保性等方面均具有显著优势。对于电力行业，蒸汽参数范围为 p>30bar，t>400oC，DSG 技术可适用于中低压发电。对于其他行业（如采暖、造纸、海水淡化、烟草、食品加工及印染等）蒸汽参数大致为 p<15bar，t<300oC，DSG 技术更适合进行工业蒸汽供给。采用技术成熟的抛物槽式集热器实现 DSG 技术的方案已经过实验验证，据估算，我国工业耗能当中热能大约占 53%，虽然不同工业部门，其热能需求不同，但温度一般不超过 250℃。仅烟草业、食品加工业、造纸业、纺织业、化工业、木材加工业、塑料业、医药业 8 个行业热能消耗若10%由太阳能提供，年节能量可达 2663 万吨标准煤，减排二氧化碳 8682 万吨，年产值至少可达 1000 亿元以上。

技术成熟度：该项技术成果相对成熟，目前可进行产业化示范。

合作条件：要求合作方具备工业生产的背景，最好具有精密机械加工和制造的经验，以及规模化生产的组织经验。厂房及办公面积需求约 1500 平米、技术人员 10～20 51 名、工人 50 名、流动资金 500～1000 万元。

280号技术成果

成果名称：真空浇注混料设备开发

项目编号：A-0-022193-0

技术领域：高端装备制造

成果详情：环氧树脂自动压力注射成型工艺技术（APG），是一种适宜于大批量生产电工部件干式绝缘制品的加工技术。在该技术领域，环氧树脂浇注料是决定最终产品质量的关键。环氧树脂浇注料是由环氧树脂、固化剂、功能性助剂和无机粉体填料等组成的配方体系，它需要混料设备将以上原料按配方条件进行混合。配方条件要求对这些原料进行精确的温度、真空度和混合程度控制。本项目产品为成套APG 真空浇注混料设备，配备一个外置料仓，4 个料罐和 1 组计量泵，2 个静态混合器和 4 套缓冲罐，可配 4 台 APG 锁模机，锁模机只能错开浇注，由系统按照先选择先浇注原理自动控制，主要用于大批量单一材料的生产，日注胶量可达 2.5 吨。

本项目设备设计主要特点：1.自动配料加料，劳动强度低；2.采用静态混合器，树脂料即混即送到模具内，胶料比较新鲜，流动性好，且减少杂质污染；3.注胶压力可自动控制。设备控制系统配有 PLC 和高级人机界面。材料的配料预混，真空备料，浇注等可实现自动控制。设备运行状态可显示，真空温度等关键参数可设置。所有的电机和加热器等都有硬件和软件双重保护，有故障报警中文提示。本项目可提供成套真空浇注混料设备加工图纸，设计方案资料。

市场及效益分析：产品属于组装性产品，主要工作量是机械加工、焊接、组装调试、工程施工等内容。本项目主要应用于 APG 浇注工艺领域，在其它涉及到真空混料的领域也有潜在的应用前景。该项目能提高真空混料效率，减少劳动强度，提高经济效益。

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