为深入实施创新驱动发展战略,进一步协同创新资源,龙门实验室坚持新型研发机构定位、坚持聚焦优势细分领域、坚持以直接服务企业为目的、坚持建设开放型研发平台、坚持以市场思维开展运营,在充分挖掘企业需求的基础上,凝练出首批企业联合研发项目指南,现予以发布。项目申报采用“揭榜挂帅”方式开展,欢迎符合条件的科研团队独立或联合申报,具体事宜公告如下:
一、项目基本情况
本批次企业联合研发项目以产业需求为导向,以市场应用为目标,由龙门实验室与合作企业共同出资设立,秉承“项目共研、团队共引、难题共解、利益共享”的合作机制,充分发挥龙门实验室公共研发服务平台作用,协同优势创新资源,解决企业实际需求,推动传统产业转型升级,促进新兴产业培育壮大。本批次项目指南共4项,项目立项后可备案为河南省重大科技专项或河南省重点研发专项。
项目1:高端功能化特种聚醚材料制备及其产业化
1. 研究背景。聚醚材料作为石化乙烯下游产业链的重要延续,已广泛应用于国民经济的各个领域。它是一种是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等在催化作用下经加聚反应制得的线型聚合物(非离子表面活性剂产品),其本身(或经过特定结构改性的化合物)被广泛应用于石化、采矿、日化、农化、工业清洗、润滑油等行业。根据应用领域的不同,聚醚材料可分为硬泡聚醚、软泡聚醚、特种聚醚等。
中国聚醚市场总体呈现“高端不足、低端过剩”的现状,目前仍以低端产品为主,80%以上高端或特殊聚醚依赖于进口,具有巨大的进口替代空间。此外,由于聚醚产品应用领域持续拓展,对聚醚行业生产要求日益提高,并且呈现专业化、多样化和个性化等特点。同时在国家节能、环保政策趋严的背景下,聚醚行业将向环保、低碳和高附加值的方向发展。因此亟需开发高效、环保的国产化高端特种聚醚制备技术,并持续推进特种聚醚材料专业化、多样化和个性化应用,促进聚醚行业向环保、低碳和高附加值的方向发展,实现进口特种聚醚产品的国产化替代。
2. 研究内容。本项目旨在开发多系列、特定用途的特种聚醚材料新产品并实现产业化。具体如下:(1)研究不同嵌段聚醚封端及窄分布聚醚工业化制备技术,开发新型酸催化烷氧基化工艺;(2)通过装备研究及工艺设计,建立不同系列特种聚醚的示范型中试生产装置;(3)建立“功能性特种聚醚结构—使用性能”数据库,通过化学改性目标聚醚分子结构,研制3~5种面向油田化学、日化、农化、润滑油等领域的定制化、功能化特种聚醚材料;(4)建立特种聚醚材料系列产品的相关标准,建立系统的特种聚醚应用产品数据库以及生产、检测、应用等行业规范,为大乙烯下游产业链做出贡献。
3. 考核指标。(1)产品指标:研制3~5种面向不同领域的定制化、功能化特种聚醚材料新产品,建成年产10000吨级特种聚醚材料示范型中试生产线。(2)知识产权指标:申请发明专利不少于5项(国际专利不低于2项),制定聚醚材料相关行业或团体标准1项。(3)经济社会效益指标:完成特种聚醚材料及其衍生产品的产业化,孵化1-2家产业化公司,提供至少50个就业岗位。在特种聚醚材料行业建立国内领先指标优势,建成示范性产业基地,面向农化、油田、润滑油等行业配套产业进行技术转让转化。项目实施周期内累计新增销售收入5000万元以上,或累计净利润1000万元以上。
4. 项目经费参考额度。2000万元。
项目2:赤泥综合利用
研究背景。洛阳某氧化铝生产加工企业,项目设计氧化铝产能120万吨/年,实际产量135万吨/年左右,需要铝土矿供应约360万吨/年,年产赤泥量约250万吨/年,目前堆存的赤泥总量约2000多万吨(赤泥库总占地面积89公顷,未来5年即将堆满)。赤泥堆存造成的生态环境和安全问题正严重威胁氧化铝工业的可持续发展,积极研究赤泥的综合利用对行业发展和当地环境改善有重要意义。
其中赤泥基本成分分析如下:
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研究内容。(1)技术路线一:脱碱后综合利用。因赤泥中存在较高含量的碱性成分,生产作建材会形成硅酸盐凝胶体,致使建材龟裂,工程结构破坏,因此赤泥在用于建材生产前,需先进行脱碱处理。利用工业尾气中的CO2与赤泥中的碱性成分发生碳酸化反应是一种有效途径,这样既能降低赤泥碱性成分含量,又能合理利用CO2减少温室效应,还能回收利用碳酸盐。本项目拟采用的工艺流程如下:在搅拌罐底部通入CO2使其与赤泥浆料发生预碳酸化反应;再进入碳酸化反应器中通入CO2进行碳酸化脱碱,对得到的浆料脱水/筛分,得到滤液和低含水量的脱碱赤泥产物;再对滤液沉淀、离子分离器分离,得到含高浓度碳酸盐的浓溶液和低浓度循环液,浓溶液干燥得到碳酸盐,低浓度循环液作为循环水再利用。本反应过程无有害物质产生,脱碱赤泥分级分离,水资源循环利用,可高效回收碳酸盐产物,并且脱碱后的赤泥可用作建材生产、环境修复等。(2)其他技术路线。其他能有效实现赤泥综合利用的技术路线。
考核指标。(1)技术指标:脱碱后赤泥Na2O 含量<0.5%,脱碱后的赤泥用于建材等行业。(2)成果指标:发表学术论文不少于2篇,申请专利不少于3项。(3)效益指标:项目研发并产业化后,年处理赤泥量20万吨以上,回收碳酸盐收入900万元以上,脱碱后的赤泥用作建材生产等。
项目经费参考额度。1000万元。
项目3:核反应堆芯用高性能钼铼合金材料研发与应用
1. 研究背景。核能作为一种高效、清洁能源,被广泛应用于民用发电、空间推进器动力源、航母及潜艇等大型舰艇的动力源等,在世界经济的发展中发挥着越来越重要的作用。近年来,基于深空探测、星表能源、深海探测器和陆基核电源等应用需求,对新型核反应堆提出了结构设计紧凑、固有安全性高、运行寿期长等要求。与传统核反应堆相比,此类反应堆堆芯材料要求承受更高的反应温度与抗辐照能力。难熔金属钼合金具有熔点高、高温力学性能优异、导热性良好等特点,使其成为第四代高温核裂变反应堆、聚变堆等先进核反应堆的重要候选材料,其性能决定着核反应堆的安全及使用寿命。
钼在作为核级材料使用时,由于其典型的体心立方结构,存在室温脆性与低温辐照脆性、难加工、焊接性能差等缺点,严重限制了钼在核领域的应用拓展。通过合金化来实现钼的强韧化,改善加工性能是钼材料研究一个重要的发展方向。国内外研究者先后开发出了TZM、ODS-Mo、Mo-W、TZC等多类牌号的合金体系。但这些合金体系大多注重强度的改善,难以从根本上改善钼的室温脆性与焊接性能差等问题。金属铼是目前被认为改善钼室温脆性和加工性能最为有效的合金添加元素。在Mo中添加Re后将形成“铼效应”,显著改善钼的室温脆性,并提升材料强度、抗蠕变性能与焊接性能。
然而,核反应堆用钼铼合金构件复杂,导致成型困难、组分与性能的难匹配等系列问题也是限制钼铼合金在核工业应用的重要因素,目前国内外仅极少数企业开展了高性能核能用钼铼合金制品的研制,尤其是钼铼合金薄壁管的研发与成型,难以满足先进核反应堆的应用需求。为此迫切需求开发出自主创新的高性能钼合金,满足核反应堆的使用需求,推动新型核反应堆行业的技术进步。
2. 研究内容。本项目为满足反应堆用高性能钼铼合金材料的应用需求,针对高性能钼铼合金组织不均匀、变形困难、强韧性协同调控等难题。阐明致密化过程中合金微观组织演变规律,探究钼铼合金材料成型过程中多相协同塑性变形机制,构建原料分级配比-素坯成型烧结模型,开发出核反应堆用钼铼合金复杂构件加工与一体化成型技术。开发多元多相复合粉体制备,均匀化、高致密低氧烧结、均质低氧热变形、高性能钼铼合金结构件表面精细化处理等核心技术,揭示组分-工艺-杂含之间关系,满足新型核反应堆所需成套关键高性能钼合金材料的需求。
3. 考核指标。(1) 技术指标。管材:纯度4 N以上,尺寸范围在Ф7.5-21 mm*d 0.6-1 mm* L 1000-6000 mm,C、N、O含量分别控制在≤50 ppm、≤20 ppm、≤20 ppm,内外径及壁厚公差为±0.05 mm,长度公差为±0.5 mm,直线度为0.5/1000 mm,粗糙度Ra≤0.8 µm。力学性能要求:室温Rm≥600 MPa,高温(1100 ℃)Rm≥200 MPa,室温延伸率≥ 25%;室温Rp0.2≥450 MPa,高温(1100 ℃)Rp0.2≥180 MPa,高温(1100 ℃)延伸率≥ 25%。棒材:纯度4 N以上,尺寸范围在Ф8-80 mm * L 550-1500 mm,相对密度≥99%,O含量≤10 ppm。其它碱性金属、其他Fe、Ni、Co、Si等≤10 ppm;力学性能要求:Rm≥ 700 MPa,高温(1100℃)Rm≥250 MPa; 室温延伸率≥ 25%,高温(1100 ℃)延伸率≥ 25%。板材:规格L 500-1500 mm*W 60-100 mm* d 0.2-60 mm,纯度4 N以上,相对密度≥99%,O含量≤10 ppm。其它Fe、Ni、Co、Si等≤10 ppm;力学性能要求:室温Rm≥ 750 MPa,高温(1100 ℃)Rm≥250 MPa; 室温延伸率≥ 25%,高温(1100℃)延伸率≥ 25%。(2)成果指标:发表学术论文 3~5 篇,申请专利不少于 5 项,制定行业或企业标准 2~3 项。(3)效益指标:开发的钼合金产品在核反应堆上示范应用。项目实施周期内,新增销售收入 500 万元以上。项目完成后,预计年新增销售收入 2000 万元以上,或年新增利润 600 万元以上。
4. 项目经费参考额度。1000万元。
项目4:自走式马铃薯装袋收获机研发及产业化应用
1. 研究背景。马铃薯是世界重要粮食作物和经济作物,种植范围广、抗逆性强、增产潜力大、恶劣环境下也能稳定高产,总体种植效益高于小麦和玉米。我国马铃薯种植面积和产量均居世界第一位,种植面积超过7000万亩。我国马铃薯作物生产机械化一直未能有所突破,除了耕整地外的种植、收获环节机械化水平明显偏低,且以挖掘机起挖除土、人工捡拾装袋为主。2023年全国马铃薯平均机收率仅为30%左右,远低于小麦、玉米、水稻的平均机收率。
2. 研究内容。研发一种适合黏重土壤使用的马铃薯收获机,作业性能和产品可靠性满足国家标准要求,并实现产业化。(1)研究地表挖掘仿形系统,突破常规挖掘机构地表仿形效果不佳的难题。(2)研究新型分秧除杂、薯土分离,解决现有分秧除杂机构复杂,黏重土质条件下薯土分离困难的问题,突破马铃薯收获后含杂率高的难题。(3)研制柔性抖动筛分输送系统,突破马铃薯收获后破皮率高、输送系统易卡滞、故障率高的难题。(4)研发新型快速收集系统,形成整机一体化作业,突破分段作业成本高的难题。(5)研究整机可视化智能监测,减轻操作强度。
3. 考核指标。
(1) 技术指标如下:
自走式马铃薯装袋收获机技术指标
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(2)成果指标:研发无级变速马铃薯装袋收获机,性能满足技术指标要求并完成第三方鉴定;突破马铃薯收获机关键核心技术≥3项;完成专利申报≥2项,发表论文≥1篇。
(3)经济效益指标:单台售价约30-35万元/台,项目期内预计实现30台以上销售,销售收入约900万,利润约130万;项目产品量产后,年销量预计300台以上,年创产值约8000万,利润约1200万元。
4. 项目经费参考额度。1400万元。
二、相关要求
本批次“揭榜挂帅”项目团队采用竞争性路演评议进行初选,按竞争择优原则经尽职调查通过后签订合作合同。项目执行期间取得的知识产权归龙门实验室及合作企业共有。拟参与“揭榜挂帅”的科研团队及项目负责人需满足以下条件:(1)在本领域中具有较强的科研攻关能力。(2)项目负责人在龙门实验室年度工作时长不少于9个月;如不能满足,需指定一个专职负责人对项目实际负责,该专职负责人原则上需要博士学历或副高级以上职称(特别优秀者可以适当放宽条件),需具有较强的组织协调能力,在团队中有较强的凝聚作用,有充分的时间和精力从事团队的科研和组织管理工作,需全年在龙门实验室工作。(3)团队构成合理,并需包含一定比例的龙门实验室全职工作人员。(4)执行河南省科技厅相关限项规定。河南省重大科技专项、河南省重点研发专项在研项目负责人不得申报项目;已承担省财政支持的科技计划项目且截止到2024年6月30日逾期未结项的,不得申报项目。(5)同等条件下,实验室内部团队优先。
请有意向参与申报的科研团队对照榜单要求,填写项目申报书、预算书等资料,并提前准备项目路演PPT,于7月20日前发送到指定邮箱。通过路演评议初选的团队需配合进行尽职调查,尽职调查通过后按照龙门实验室科研项目立项管理有关规定签订项目任务书。对遴选出的优秀科研团队,将给予足额经费资金保障。
邮箱:longke@longmenlab.com
咨询电话:0379-65560012(工作日上午9:00-12:00、下午14:00-18:00)
附件:
1. 项目申报书模板
2. 项目预算申报书模板
龙门实验室
2024年7月6日