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低温系统关键技术组(前身为中国科学院物理所502组、中国科学院低温技术实验中心低温透平实验室),是我国最早从事气体轴承透平膨胀机和气体制冷液化研究设计、成套集成的单位。研究组共有科研人员12人,均对国内、外各种低温流程有深入的研究,主持或参与了多种气体制冷和气体液化的项目,有丰富的低温工程经验。

研究组多年来一直致力于各种尾气资源(含氧煤层气、焦炉煤气和合成氨弛放气等)的综合利用研究和开发工作,先后开发了无动力氨回收工艺、焦炉煤气综合利用制液化天然气工艺和含氧煤层气液化分离制液化天然气工艺,其中“含氧煤层气分离液化装置实验成功”被《科技导报》评选为2007年度中国十项重大技术进展之一。目前已广泛开展工业化应用或应用于工业化实验装置,并不断加强系统化、工程化和产业化进程。

经过多年的经验积累,特别在军工和航天领域的应用,我组设计制造的透平膨胀机具有结构简单、经久耐用、无需维护和检修的特点。特别是研究开发的π型槽混合式气体轴承结构获得国家专利,气体轴承透平膨胀机获得中国科学院科技技术进步二等奖、国家科技进步三等奖等奖项。由于采用了气体轴承技术,透平转子在气体的支撑下运转,几乎没有任何摩擦和磨损,并且不会有油对过程气体造成污染,因此已广泛地应用于多种气体制冷与液化分离系统,并出口到美国、韩国、葡萄牙、苏丹等国家。

 

近年科研成果部分如下:

(1)气体轴承透平膨胀机

气体轴承透平膨胀机运行稳定,转速高,效率高,无须维修、保养、拆检等,适用于空气、氢气、氦气、天然气及各种混合气体。目前自主设计、生产的气体轴承膨胀机已经配套应用于空分设备、化工尾气回收、天然气液化装置、氦制冷机等,并可以针对用户各种特殊要求、特殊气体设计生产的气体轴承透平膨胀机。

      

       为航天卫星空间模拟装置KM3KM4设计的氦制冷系统,温度可降至20K以下

 

       

              2KW氦透平最低温度可达18.25K,效率可达72%,转速11.8万转/分钟

 

     

           气体轴承透平膨胀机                带可调喷嘴的气体轴承透平膨胀机

 

      

            Sulzer 转速为50万转/分的高速微型透平转子         高速微型透平运行曲线图

 

 

(2)焦炉气、瓦斯气、化工尾气综合利用

低温系统关键技术组经过多年的研究,成功开发了具有自主知识产权的焦炉煤气或煤层气的天然气液化技术,该技术可将甲烷从煤层气 、焦炉煤气分离并液化,这在中国乃至国际上都是第一次。处理后的液化天然气纯度可达99%以上,排放气中甲烷含量小于0.1%,从而解决了煤层气利用难题,该技术也被《科技导报》评为2007年度中国十大技术进展之一。与重庆煤科院合作完成了国家“十一五”重大专项含氧煤层气综合利用项目,并进一步制定了相关标准。我组还采用低温分离的方法成功开发了无动力氨回收装置,在此基础上,2012年开发了用合成氨尾气提纯成液化天然气(LNG)工艺,变废为宝,增加经济效益的同时减少了环境污染。

     阳泉煤层气项目                  重庆煤层气液化示范项目               晋城煤层气项目 

        

                            国内最早的两套LNG示范装置

 

      

                           泰安深燃15万方/天液化天然气工程


       

                太工天成250000 Nm3/d LNG焦炉煤气综合利用示范工程

 

   

                                无动力氨回收装置

 

    

                            金化合成氨尾气制LNG项目

 

 

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