第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛学子获佳绩
发布时间:2022.08.08

来源:能源学院 编辑:张雯怡 浏览次数:

新闻网讯 8月2日至5日,“六百光年杯”第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛在天津大学举办,我校共推荐15件作品参加比赛,其中7支队伍入围决赛,最终获评特等奖1项,一等奖4项,二等奖5项,三等奖3项,并荣获优秀组织奖。



 我校于2021年11月开展了节能减排交流赛,鼓励低年级学生们认识科创竞赛、融入科创生活。并于2022年3月开展校级选拔赛,通过邀请专家教授先后进行初赛和决赛评审,共选拨推荐15件作品参加国赛,在5月紧张的网申工作后,经专家初评、会评,我校共有7支队伍进入决赛。炎热的7月,同学们的参赛热情高涨,在前期工作基础上,不断打磨作品,结合系统指导和培训,进一步优化作品内容、完善作品呈现形式,队伍的获奖信心越发充分。能源与动力工程学院在提供赛事服务及系统培训之外,积极协助赛事筹办,为线上答辩搭建专用网络演播厅,进一步提升各队伍的答辩及展示效果,华中科技大学最终取得了优异成绩,获奖数量位居全国前列。


 

 

特等奖:环保新锐——高含水有机固废直接阴燃处置工艺与装备系统


设计团队:胡博勋(队长) 何舟磊 谢雨霏 涂林楠 秦潇峰 黎睿曦 管世杰

指导教师:乔瑜 徐静颖 袁浩然

作品简介:以污泥、餐厨垃圾为代表的高含水有机固废是固废处置领域的瓶颈问题,其高含水特性使得传统技术往往能耗大、成本高、推广难。本作品旨在利用阴燃技术原理,设计针对高含水有机固废的直接阴燃燃烧处置技术工艺,实现其低能耗、低成本处置。创新点在于利用多孔介质材料优化系统蓄热和传质特性,实现高含水有机固废无需热干化辅助下的直接自维持阴燃,其氧化反应所产生的热量最大限度用于自身干化及阴燃过程,从而实现系统能耗及运行成本的降低。所设计工艺系统可实现100 t/d高含水有机固废的无害化、资源化处置,每年可节省能耗约580吨标准煤、燃油28000升,减少CO2排放1674吨;系统吨投资成本13万元,吨处置费用75.9元,远低于现有其他处置技术,极具市场前景。



一等奖:微通道耦合等离子体的丙烷催化重整系统与装置

 

设计团队:肖一杨(队长) 严天赐 曾伟豪 查云涛 刘敏炎 谢宇佳 谢停

指导教师:邹春 杨应举

作品简介:针对炼厂气排放造成环境污染和资源浪费的问题,本项目基于理论分析、催化剂制备、反应器设计、结构优化、系统集成、装置性能测试的设计思路,开发了微通道耦合低温等离子体的丙烷催化重整系统与装置。基于热力学理论研究,开发了Ni/MgAl2O4催化剂;基于流体数值模拟,设计并优化了反应器的结构,开发了丙烷催化重整装置。微通道结构具有结构简单紧凑,传热传质能力强,丙烷转化效率高等优点。低温等离子体可以有效降低反应温度,减少反应能耗。循环再生系统能够有效解决催化剂积碳失活的问题,延长反应器的使用寿命。本作品具备碳减排及制氢的双重功能,对于实现双碳目标以及氢能产业发展具有重要的意义。



一等奖:稀燃利器——高效耦合的集成式微波辅助点火方法及装置

 

设计团队:杨镇维(队长) 韩嘉浩 晏君豪 陈代新 陈清华 陆昭华 李健雄

指导教师:王兆文 成晓北

作品简介:交通是国家发展的命脉,汽车是交通流淌的血液,与我们的生活息息相关。我国每年内燃机燃油消耗量和碳排放量巨大,面对“碳达峰、碳中和”的号召,探索更高效、更节能、更清洁的内燃机技术的需求已不可回避。本作品旨在开发一种高效耦合的集成式微波辅助点火方法和装置,利用微波辅助点火(MAI)技术实现稀薄燃烧的稳定点火,达到降低燃油消耗、碳排放和污染物排放的目的。小组自主设计集成式耦合火花塞,采用陶瓷体两用和线路调换等思路,大幅减小火花塞体积和提高微波传输效率,使之能够推广应用;同时提出基于当量比的微波参数优化和控制方法,根据不同行驶路况匹配对应当量比,控制微波脉冲波形和延迟时间,实现对微波辅助点火的调控。基于本作品技术的研发及应用,1000万辆汽车有望每年节省燃油4.8亿升,降低CO2排放107万吨。



一等奖:污泥改性固磷方法与“磷离尽致”资源回收装置

 

设计团队:王梦颖(队长) 许莹莹 郭敏若 孙志远 郭欣杰 徐茂霖

指导教师:刘欢

作品简介:污泥,已成为继大气污染、水污染之后的又一主要环境污染问题。我国污水污泥产量巨大而处理能力与建设高质量城镇污水处理系统的目标仍有差距。《“十四五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》中提出着重破解污泥处置难点,实现污泥无害化推进资源化。但现行主流的污泥焚烧灰酸浸提磷技术存在磷损失大、回收经济效益差、酸浸过程释磷率不高等问题,因此我们在原有路线上引入了固磷剂辅助热水解的前端调理方法,使污泥中磷形态发生转化,增加热稳定性高的无机磷含量从而增加了焚烧灰中可回收磷的总量,并设计搭建污泥改性固磷装置,实时监测污泥液相参数,对运行参数进行动态调控。经该方法调理后,弱酸酸浸所用酸浓度降低到原来的十分之一时,即可达到相同的浸出效果。在降低污泥处理成本的基础上,充分发挥了污泥的资源属性,为打造绿水青山的美丽生态家园注入硬核力量。



一等奖:助力碳中和——低浓度甲烷高效燃烧及烟气脱碱利用装置

 

设计团队:田紫漪(队长) 李浩宇 曹欣赫 李松忆 李能涛 寸思妍 刘嘉轩

指导教师:李鹏飞 李显

作品简介:甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体,而煤矿开采导致的瓦斯泄漏严重,低浓度甲烷大多直接排放入大气。于是本团队设计了一种包含预热区-燃烧区-再热区的多孔介质燃烧装置,应用多孔对流充分利用了甲烷燃烧产生的烟气热量对未燃烧的瓦斯进行预热,实现了对低浓度甲烷的高效清洁利用。而针对甲烷的燃烧产物二氧化碳仍是温室气体,不宜直接排放的问题,我们利用富含二氧化碳的热烟气对新疆高碱煤进行水洗,脱除高碱煤中的钠和钙等碱性矿物质,实现煤炭提质和CO2矿化,进而实现了全流程甲烷和二氧化碳两种温室气体的系统减排。


同时,本作品采用经实验验证的高精度计算流体力学模拟方法进行燃烧装置数值模拟及实验验证,最终得到甲烷的燃烧效率能达到99%以上。该装置每年可处理甲烷28.1吨;根据甲烷的温室效应潜能值为二氧化碳的29.8倍,可等效减排二氧化碳约837.4吨;单个装置工作一年产生的CO2对高碱准东煤进行脱有害碱金属处理,可使3541.1吨高碱准东煤提质。单个装置年总经济效益达37.38万元。具有显著的节能减排效果。


参赛作品“藻生贵子——微藻醇热法合成碳量子点”获得二等奖,团队成员包括符高铭、王云艺、陈栋良、李涛、聂晗文、林璐秋6位同学,由龚勋老师和徐静颖老师指导。该作品提出了一种基于低碳生物燃料生产及污水处置工艺的微藻醇热法合成碳量子点的新技术路线,降碳减排,助力打造绿色环保的工业制备碳量子点产业链。参赛作品“辐射散热型柔性热电发电贴片”获得二等奖,团队成员包括刘志杰、胡博兴、陈思龙、任帅帅、蒋敏辉、刘尊、任俊霖7位同学,由申利梅老师指导。该作品本作品以热电发电技术为基础,从可穿戴式设备出发,提出利用低品位热能获得电能,制备了一种辐射散热型柔性热电发电贴片,为小功率可穿戴电子设备供电进而替代传统电池,实现完全“零”碳排放。此外,参赛项目“噗噜噗噜——智能巡航水体修复船”、“中药废渣绽放双碳之花——一种中药废渣制备高性能活性炭的装置”和“水热与热解耦合处理厨余垃圾的装置”获二等奖,“面向零碳氨SOFC动力系统的快速启动热设计与加热元件”、“一种CO2催化加氢合成燃料的装置与耦合系统设计说明书”和“风光无限——太阳能聚光加热处理废风机叶片回收高值化产物系统”获三等奖。


 

全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛是由教育部高等教育司、教育部高等学校能源动力类专业教学指导委员会主办的全国大学生学科竞赛。本届比赛以“点亮生命之光,绽放生命之魂”为主题,继续发扬“节能减排,绿色能源”的主题,旨在鼓励青年大学生在竞赛中从“点亮”想法,到“绽放”生命。本届比赛共吸引了来自清华大学、华中科技大学、浙江大学、上海交通大学等全国608所高校的6218件作品参赛,参赛学生数量、参赛作品数量、参赛高校数量三项数据再创新高。经专家组评审会议、线上答辩等,最终评出特等奖10项(0.16%)、一等奖138项(2.22%)、二等奖227项(3.65%)、三等奖1164项(18.7%)。在当今“碳达峰、碳中和”的时代背景下,希望通过全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛吸引更多的学子们投身进来,为早日实现“双碳”目标贡献青年智慧、青年力量。

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