近三年承担国家级科技项目共7项,包括3项国家重大专项子课题, 4项国家重点研发计划子课题,承担国家自然科学基金项目共21项,承担省部级科技项目(含基金)共21项,承担其他重大科技项目共8项,承担自主或横向课题共12项,项目经费总额6665.25万元;发表科技论文共100余篇,其中SCI收录51篇;授权发明专利共45项。成果获国家科技进步二等奖1项,山东省科技进步二等奖1项,青岛市科技进步奖1项,行业科技进步奖2项。形成了一系列具有完全自主产权技术及成套装备,多项成果得以转化和应用,起到行业发展引领作用。通过与企业的科研合作、技术服务、人才培训等多种形式,为相关行业和技术领域内的科技进步、人才培养和经济建设做出了贡献。
标志性成果一:高炉熔渣高效余热回收利用与装备
我国钢材产量为10.5亿吨,接近世界总产量的50%,高炉熔渣是钢铁生产过程中的主要副产物,含有大量高温余热,如何高效回收利用这些热量对我国节能减排具有重大意义。研究团队围绕着高炉熔渣离心粒化、高效换热、分质利用等基础理论和关键技术进行研究,在熔渣离心粒化和稠密气-固两相流动换热机理研究上取得突破,提出颗粒熔渣粒化与余热回收调控机制;在移动换热机内渣粒流动特性与换热特性研究基础上,研制了熔渣机械离心粒化及余热高效回收装备和系统集成工装;对铁矿—生物质复合球团预热过程中孔隙结构形成机理与调控机制进行了深入研究,成功解析还原气扩散机理,为建立生物质气基直接还原炼铁体系及基础理论奠定了重要基础。该技术已在济钢、莱钢、青钢等钢铁企业得以应用,取得了重大节能减排效益;研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、青年科学基金项目、青钢集团等资助, 2018年获山东省科技进步二等奖。
标志性成果二:建筑固体废物资源化共性关键技术及产业化应用
与同济大学长期合作,针对国内建筑固废资源化处置的重大社会需求,联合研发了建筑固体废物资源化共性关键技术及产业化应用技术成果,解决了建筑固废高效连续处置与安全应用卡脖子难题,研发适合我国建筑固废特点处置工艺及核心设备,保障建筑固废高效连续处置;建立再生混凝土配合比设计方法,发明性能调控和施工技术,成果应用到国内25个省市自治区,建立了85条生产线,累计处置建筑固废超1亿吨,创造效益3.7亿元。本成果也获得2018年度国家科技进步二等奖。
标志性成果三:半集中式分质供排水与固体废物综合处理资源化技术
与德国达姆斯塔特工业大学共同研发了“半集中式污水及固体废物综合处理及资源化技术”, 该技术改变了传统的集中式供排水模式的“污染物末端处理”结构与物质流和能量流“直线式”流动模式,从根本上解决了现有水资源重复利用率低和污染物难以资源化难题,该技术成果成功在2014年青岛世界园艺博览会进行示范应用,实现再生水回用率达90%以上,生活用水节水率达40%以上;通过污水污泥与生活垃圾协同消化处理,在有机废弃物100%无害化处理与利用的同时,实现绿色清洁能源(沼气发电)回收利用。该技术解决了快速发展中城市区域基础设施建设与环境污染问题,与我国当前建设“低碳社会”和“绿色住宅区”的小康社会目标高度契合,具有良好的社会效益及环境效益。
标志性成果四:高比例可再生能源耦合协同清洁供热技术
针对北方地区冬季燃煤供暖带来的严重污染问题,研发了高比例可再生能源耦合协同清洁供热技术。根据农村、城镇不同地区资源分布及气候条件,因地制宜地利用太阳能、生物质能、地热能、空气能等可再生能源构建高比例可再生能源耦合供热广义系统,通过对各热源装备供热特性及耦合作用机理研究,建立了系统瞬态模拟及优化模型,开发了系统配置与运行策略优化、供热系统与建筑负荷动态匹配、生物质锅炉燃烧变工况自适应控制等关键技术,为北方地区提供低成本、高效率的可持续清洁供热解决方案。该技术指导山东、吉林、河南等近2000万m2清洁供热系统改造,取得了推动了可再生能源规模化应用。该研究受到中国政府/世界银行/全球环境基金“北方地区高比例可再生能源多源互补供热系统开发和激励政策研究”、国家重点研发计划“华北东北村镇资源清洁利用技术综合示范”子课题“生物质混合物料低氮燃烧清洁化供暖技术与示范”等项目资助。
标志性成果五:零能耗放装配式建筑研究
针对日益增长建筑能耗和我国能源短缺的矛盾,开发一系列集装配式技术、节能-产能-储能的零排放技术、智慧化管理系统零能耗放装配式建筑,首创提出太阳能发电制氢-燃料电池热电联产系统,解决并网难,余电浪费等问题,提高可再生能源就地消耗比例,实现零排放;并利用家庭能源管理系统和智慧化信息的综合应用,实现家庭能源的智慧化管理。该项目研究获得国家自然基金委,山东省重点研发计划等多个项目资助,研究超过发表SCI收录论文30余篇,目前零能耗放装配式建筑在山东、浙江多地进行示范建造。