利用金属材料的强度理论来指导采煤截齿齿体材料和焊缝的强度设计。采用新型的快速焊、淬一体化感应加热工艺，使截齿材料各部位实现强、塑、韧合理配合，获得等强度分布和梯度强度分布的两种类型截齿，从而达到提高截齿表面耐磨、心部耐冲击及接触疲劳寿命高的目的。使所生产的截齿性能实现国内领先，接近国际先进水平。同时实现在原有的生产工艺基础上，提高生产效率，单产节能，实现生产环境无污染和劳动强度得到明显改善的目标。

针对国内外低 C/N 城市污水处理中氮磷难以达标及能耗高的技术难题，本成果经过 10 余年的潜心研究与工程实践，提出了 1 个原创理论与方法，突破了 3 项新技术应用的瓶颈，开发并集成了 4 个低 C/N 比城市污水脱氮除磷改良工艺及过程控制技术，共获得 28 项授权的发明专利，发表论文 100 余篇 (SCI50 余篇 )，出版 2 本专著，获 2 次全国优秀博士学位论文提名奖，2 项国家级火炬计划项目。本成果为低 C/N 比城市污水连续流脱氮除磷提供了多角度、全方位的综合性解决方案，填补了我国在此项技术研究领域的空白，形成了具有我国自主知识产权的污水脱氮除磷技术。

本研究团队研发了具有自主知识产权（专利号：ZL 201610601410.0；ZL 201610601445.4）的新型固定床生物反应器——Xcell反应器（图1）。Xcell反应器采用新型的“瀑布式”传氧方式，实现真正意义上的无泡通气，可提供良好的氧传质性能以及混合性能；采用“悬浮接种”技术使得反应器的种子细胞捕获能力良好且细胞在反应器中分布均匀；采用“Push-pause”混合技术，可有效避免固定床模块出现死区，进一步提高液体混合效率，同时对氧传递有一定的促进作用。Xcell反应器为贴壁动物细胞的培养与应用提供了一种新的固定床生物反应器与技术。 为了实现基于固定床生物反应器细胞培养过程的高效研发与规模放大，本研究团队建立了具有自主知识产权（专利申请号201910893202.6）的固定床生物反应器缩小模型——TFB反应器（图2）。基于TFB反应器与Xcell反应建立了固定床生物反应器scale-down/scale-up平台（图3）以及QbD导向的病毒疫苗过程工程的快速开发策略，实现了细胞培养及病毒扩增工艺从20 mL到0.5 L与2.5 L的规模逐级放大。

成果与项目的背景及主要用途： 本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术 途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到 节能、减排、增效、降耗的综合效果。 本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计 算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的 能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化 操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、 降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。 大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收， 本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守 恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外 部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的 20天津大学科技成果选编 21 能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度 考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。 随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生 了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 主要包括： 1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 2. 工艺系统优化 3. 化工能量系统分析与集成优化 4 Total Site 能量系统优化 该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、 食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可 控制在 1 年以内，也可根据工厂要求控制在 3 年以内。 技术原理与工艺流程简介： （1） 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 采用数学及计算机技术对现场采集的数据进行分析，修正模型参数，建立与 现场操作数据基本吻合的机理模型，寻求对工艺及设备的深刻理解，诊断系统及 设备的潜力和瓶颈。 通过计算机模拟与标定计算，诊断装置与设备的潜力及存在的瓶颈因素，通 过少量的改造或操作优化，实现装置扩产或节能。 （2） 工艺系统优化 反应系统：采用夹点技术，有效利用反应热。对于吸热反应，则实现有效供 热。 精馏系统：优化精馏塔序列及回流比、采出量，采用夹点技术实现精馏塔内 部及外部能量系统的集成优化，以及多效精馏、热泵精馏、隔壁精馏等技术的优 化运用。 换热网络优化：通过夹点技术分析节能潜力，优化换热网络。对冷系统和热 系统采用。 设备强化：采用计算机模拟技术优化工艺操作及设备选型，通过选用高效分天津大学科技成果选编 离、换热、蒸汽回收装置实现设备强化。设备强化同时带来最小换热温差的变化， 进而，通过夹点技术，实现设备强化后的反应系统、精馏系统及换热网络的再优 化。部分装置的优化效果可达 40%以上。本技术若用于工艺包效果会更好。 （3） 化工能量系统分析与集成优化 含换热网络优化和蒸汽动力系统优化二项内容。通过夹点分析和换热网络优 化技术，实现对用热及用冷过程的优化，对新过程，一般可节能 2040%，对已 有过程，一般可节能 1030%。蒸汽动力系统优化含锅炉系统，蒸汽储能，热电 联产，燃料系统等的优化，节能效果在 1030%范围。 （4） Total Site 能量系统优化 以夹点技术为核心，从各装置的工艺优化入手，首先实现能量需求侧的优化， 然后对各装置进行夹点分析和换热网络优化，使能量回收达到最优，然后考虑各 装置之间的能量优化，最后是公用工程系统的能量优化。最终，做到全系统的能 量优化。Total Site 能量系统优化是工厂能量优化的最佳解决方案，可显著提高 系统能效。 技术水平及专利与获奖情况： 该技术具有近 30 年的研究历史，数千套装置的工业实践，是美国国家能源 署首推的过程工业节能减排先进技术。 本项目组自 2008 年与英国曼彻斯特大学过程集成中心（CPI）展开合作，在 近 20 年过程模拟优化研究基础上，消化吸收 CPI 的过程集成技术，经过 10 余个 工厂，近 30 套不同工业装置（涉及石油化工、煤化工、精细化工、食品工业、 制药工业、电力等过程）的工业实践，积累了丰富经验。 优化过的典型工业过程有： 20 万吨/年二甲醚装置优化 60 万吨/年煤制甲醇过程优化 10 万吨/年水玻璃生产过程优化 10 万吨/年白炭黑生产过程优化 2 万吨/年大豆制油过程优化 2 万吨/年大豆蛋白生产过程优化 22天津大学科技成果选编 120 万方/天天然气处理过程优化 150 万吨/年常减压装置优化 20 万吨/年催化裂化装置优化 4 万吨/年气分及 MTBE 装置优化 2 万吨/年 HFC125 装置优化 应用前景分析及效益预测： 系统优化的目标是降低能耗和企业的生产成本，同时，带来节能减排的社会 效益。 节能减排势在必行，系统优化是帮助企业提高技术水平，实现节能减排的有 效技术途径。 应用领域：石油化工、煤化工、精细化工、食品、制药、电力等行业 合作方式及条件：面议

D-泛酸钙[N-(2,4-二羟基-3，3-二甲基丁酰)-β-氨基丙酸钙]属维生素类物质，作为人体和动物体内辅酶A的构成成分，主要作用是参与生物体内蛋白质、脂肪、糖类的代谢，广泛用于医药、食品和词料工业。 医药方面，D-泛酸钙作为药物，主要用于维生素B缺乏症及神经炎，手术后肠绞痛，辅助治疗红斑狼疮，此外还用于制造其他药物。食品方面，鉴于D-泛酸钙具有补充生物体内维生素B需求和增强食品风味两方面的功效，用作各种保健食品的营养增补剂。词料工业方面，D-泛酸钙主要用作猪鸡鸭、鱼等畜禽词料添加剂，防治动物因缺乏泛酸所引起的皮肤粘膜病变、发炎，肠道和呼吸道疾病，生殖机能紊乱，耐紧张能力降低，猪患鹅步病，家禽产蛋量低、胚胎死亡率高等。由于国内养殖业发展很快，加之D-泛酸钙在体内形成的活性代谢物泛酸是生物体自身成分，无毒性物质残留，是国际公认的一种绿色词料添加剂。工艺特点：工艺原料易得，来源广泛，立足国内； （1）本工艺反应条件温和，无高温、低温和高压等苛刻要求，因而对设备无特殊要求； （2）本工艺回收利用较完全，故成本较低； （3）本工艺“三废”主要是生产过程中产生的含氰废水，但可利用蒸馏—生物接触氧化塔处理工艺，使工艺废水达到国家排放标准； （4）本工艺采取先拆分、后酰胺化方法，产品质量较高，可达到出口标准，直接创汇。

山东工艺美术学院位于山东省济南市，始建于1973年，建有千佛山和长清两个校区，是目前独立设置的公办艺术院校中唯一一所工艺美术学院。现已形成本科教育、研究生教育、高等职业教育、继续教育、社区艺术教育和高中美术教育等多层次办学格局。设有视觉传达设计学院、建筑与景观设计学院、工业设计学院、服装学院、造型艺术学院、现代手工艺术学院、数字艺术与传媒学院、人文艺术学院、应用设计学院、继续教育学院、公共课教学部、思想政治理论教学研究部、艺术与设计实践教学中心、创新创业学院(淄博陶瓷学院)、附属中等美术学校15个教学单位。建有博物馆、美术馆，设有中国民艺研究所、中华传统艺术研究中心等研究机构，建有国家人才培养模式创新实验区、国家级实验教学示范中心，“非物质文化遗产研究中心”为山东省人文社会科学研究基地。编辑出版学报《设计艺术》、校报《山东工艺美院报》。建有学校网站及“设计?中国”等专业网站。学校是国家“十三五”产教融合发展工程规划建设单位、山东省首批应用型人才培养特色名校工程建设单位。 学校高度重视学科建设。立足建设以设计学为主导、美术学为基础、相关学科为支撑、传统工艺美术为特色的学科专业布局，艺术学理论、设计学、美术学为一级学科硕士学位授权点，艺术设计、美术为艺术硕士专业学位授权领域。设计艺术学、艺术学、戏剧与影视学为“十二五”省级重点学科，其中设计艺术学为省级特色重点学科，设计艺术学、艺术学为“泰山学者”特聘教授岗位。 学校坚持“以特色求发展”的办学理念。坚持“以教学为中心，以教师为主导，以学生为主体”，坚持立德树人，以培育和践行社会主义核心价值观为使命，建立并不断优化设计教育“创新与实践教学体系”，努力培养具有“科学精神、人文素养、艺术创新、技术能力”的创新型应用设计人才。学校设有28个本科专业，50余个专业方向，其中艺术设计、动画、艺术设计学为国家特色专业。 学校打造高素质师资队伍。教师中有中央联系的高级专家、中国文化名家暨中宣部“四个一批”人才、享受国务院政府特殊津贴专家以及全国优秀教师、全国先进教育工作者、中国设计业十大杰出青年、山东省“泰山学者”特聘教授、山东省有突出贡献的中青年专家、山东省专业技术拔尖人才、山东省教学名师、齐鲁文化英才等。同时聘有国内外名誉教授、客座教授、兼职教授及“六艺学者”特聘教授。 学校科研及创作实绩突出。建有“国家动漫产业发展基地”、“中国非物质文化遗产保护中心传统手工艺研究基地”。近年来，学校承担、完成国家社科基金项目等国家级、省部级重点研究项目;参与“中国民间文化遗产抢救工程”、“手艺农村”等科研及设计项目，作品入选首届“中国设计大展”并获奖;广大师生在“全国美展”等国家级展赛，以及在德国红点概念设计大赛、德国IF国际设计竞赛、美国弹力方程式国际设计锦标赛(简称“FE”)等国际设计大赛中成绩优异。 学校服务社会成果丰硕。近年来，学校发挥专业优势，完成北京奥运会官方海报设计、第十一届“全运会”视觉形象系统设计。参与完成上海世博会山东馆、韩国丽水世博会山东活动周、哈萨克斯塔阿斯塔纳世博会中国馆山东活动周、中国深圳文博会山东展区等设计施工运营工作，完成山东区域发展战略主题展等系列重点设计项目。学校与山东省十余地市人民政府及浪潮集团、海尔集团等知名企业签署合作协议，全面开展工业设计、城市规划、文创产业等重点项目合作和智库服务，取得积极成果。学校设有山东省文化创意产业“金种子”孵化器，不断完善专业人才培养、创意设计研发、区域经济与文化服务一体化的产教融合发展机制。 学校实施开放办学战略。积极开展教育合作与学术文化交流，学校为国际设计艺术院校联盟、国际平面设计协会联合会成员，举办国际设计艺术院校联盟会议等教育交流活动。与美国俄勒冈大学、法国里昂美术学院、英国杜伦大学等院校签订合作协议，开展教学与科研合作。近年来，举办“中国(济南)当代国际摄影双年展”、“世界大学生摄影艺术展”、“第七届中国体育美术作品展”、“中国国际大学生设计双年展”等重大展览和学术研讨活动，深化学术文化交流。 学校秉承“天工开物，匠心独运”的校训精神，围绕设计艺术教育特色，切实担负起人才培养、科学研究、社会服务、文化传承的大学使命，为“设计服务社会，设计引领生活”持续奋进。

Ø  成果简介：针对高强度钢、淬硬钢等难加工材料构成的曲轴、连杆、凸轮轴等发动机关键零部件切削加工效率低，以及切削液、固体废弃物和噪声等废流排放量大的特点，通过绿色干切削刀具与工艺的研究、开发和应用，在保证加工质量水平的前提下，大幅度提高了加工效率。开发出针对发动机零件“以车代半精磨”、“以铣代半精磨”等实用的绿色干切削工艺技术，在保证发动机零件加工质量和效率的前提下，显著减少了污染物排放，提高了加工经济性，达到了绿色制造的目的。Ø  效益分析：