1、北京大學(xué)產(chǎn)業(yè)化項目匯編北京大學(xué)科技開發(fā)部2010年1月目 錄C-Sight 人工視覺假體3新型牙科仿生修復(fù)材料6磁性納米材料造影劑項目9生物醫(yī)用金屬材料醫(yī)療制品13微生物采油技術(shù)15煤矸石生產(chǎn)高性能氮氧化物耐火材料技術(shù)17新粉煤灰與礦渣制備高性能礦渣纖維技術(shù)19新型高效復(fù)合脫硫、脫硝材料與技術(shù)21煤炭發(fā)電過程余熱高效回收技術(shù)23提高熱效率降低氮氧化物排放的無焰燃燒技術(shù)25納米材料的大規(guī)模組裝及能源應(yīng)用27基于動態(tài)行走機理的智能助殘肢體的開發(fā)與應(yīng)用29先進醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)商業(yè)計劃33皮江法煉鎂工藝37C-Sight 人工視覺假體一、項目概述北大工學(xué)院開發(fā)出的C-Sight 人工視覺假體，由攝像頭

2、，微型芯片等構(gòu)成，可取代視網(wǎng)膜，使患者恢復(fù)視覺。此項技術(shù)在美國和中國都申請了專利保護，并通過了動物實驗。第一代C-Sight 人工視覺假體產(chǎn)品已經(jīng)通過測試，很快將應(yīng)用于人體。C-Sight 人工視覺假體二、應(yīng)用范圍對視網(wǎng)膜色素變性、老年黃斑變性等視網(wǎng)膜損傷導(dǎo)致的視覺功能缺陷取得顯著的視覺修復(fù)效果。盲人復(fù)明工程三、技術(shù)優(yōu)勢視覺假體技術(shù)主要在在視覺神經(jīng)信息處理、編碼傳輸新規(guī)律，在材料、微電子、信號處理等技術(shù)上取得突破，在理論、技術(shù)應(yīng)用、臨床驗證等研究中取得重要成果：視覺理論、視覺信息編碼的突破：基于視網(wǎng)膜神經(jīng)信息編碼與傳輸?shù)幕A(chǔ)研究，建立復(fù)雜視覺刺激模式下，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞群體編碼模式。視覺信號處

3、理方面：視網(wǎng)膜本身是一個生物并行計算機，傳統(tǒng)的視網(wǎng)膜計算模型都是線性多層計算模式，基于視覺假體的研究我們在視網(wǎng)膜計算的非線性和實時性有所突破。視神經(jīng)的電刺激理論與建模方面：建立從激勵，組織，神經(jīng)纖維的視神經(jīng)模型。通過改變激勵參數(shù)，確定刺激的閾值電流；通過分析組織模型，可以計算假體使用過程中的電場分布，定位刺激點與溫度分布。關(guān)鍵微光機電技術(shù)、臨床手術(shù)技術(shù)的突破：在微光學(xué)系統(tǒng)仿生屈光成像系統(tǒng)、微電子系統(tǒng)仿生視網(wǎng)膜信息處理、編碼與電脈沖生成、無線視頻技術(shù)仿生神經(jīng)信息與能量傳輸上取得重要創(chuàng)新，研究出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的視覺假體，并在人體成功植入。技術(shù)平臺建設(shè)：通過本項目的研究，初步建設(shè)兩個技術(shù)平臺，即“

4、視覺信息編碼和視覺計算技術(shù)平臺”與“仿生微電子系統(tǒng)（Biomimetic MicroElectronic Systems）技術(shù)平臺”新一代醫(yī)學(xué)儀器的研究基地。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段實驗室開發(fā)階段六、市場狀況及市場預(yù)測本項目在相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)的研究上取得突破，獲得源頭創(chuàng)新，并為國民經(jīng)濟、社會發(fā)展解決重大基礎(chǔ)問題。本項目符合我國政府“幫助殘疾人康復(fù)”的“十五計劃”，按照國家發(fā)改委貫徹落實“十五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，加快生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，市場前景廣闊。七、所需設(shè)備及投資估算總投資8000萬元。八、效益分析“視覺假體”產(chǎn)品、手術(shù)，以及術(shù)后培訓(xùn)在內(nèi)的費用，可以控制在10萬元以內(nèi)，

5、將有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。新型牙科仿生修復(fù)材料一、項目概述該技術(shù)旨在開發(fā)基于再生醫(yī)學(xué)新概念的新型牙科修復(fù)用仿生修復(fù)材料。該修復(fù)材料在結(jié)構(gòu)和功能上更加接近自然牙，可以克服目前臨床上廣泛使用的充填樹脂、銀汞合金等在美觀、生物力學(xué)特性上的缺點，實現(xiàn)最大程度的齲壞牙仿生修復(fù)。該技術(shù)將在牙齒修復(fù)方面產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。 項目負(fù)責(zé)人陳海峰在國際上率先提出并開展牙釉質(zhì)微結(jié)構(gòu)的化學(xué)合成工作，2005年初發(fā)表的論文“Self-assembly of synthetic hydroxyapatite nanorods into an enamel prism-like s

6、tructure” 即受到科學(xué)界關(guān)注。美國科學(xué)研究促進會科學(xué)新聞頻道專門報道了該工作。 The University of Michigan Record也通過專文“Researchers synthesize tooth enamel structure in the lab”詳細介紹了陳海峰的研究工作。 基于牙釉質(zhì)特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，陳海峰提出有可能用純粹的化學(xué)方法合成出牙釉質(zhì)結(jié)構(gòu)。2006年發(fā)表的論文“Acellular synthesis of a Human Enamel-like Microstructure”更進一步證實了該假設(shè)的可行性。所合成的類釉質(zhì)結(jié)構(gòu)被美國NIH/NIDCR選為

7、2005年11月舉行的“產(chǎn)品開發(fā)之路”的會議標(biāo)志，并在牙科2006年3月國際年會（Orlando）“最新研究進展新聞專題”口頭報告了該研究成果。關(guān)于這一方面的工作，德國Advanced Materials雜志社2006年專門發(fā)表了“Researchers get their teeth into artificial dental enamel: A natural fix to avoid metal fillings”評述該工作），指出“研究人員終于實現(xiàn)了人工牙釉質(zhì)的生長，這個工作可以引導(dǎo)開發(fā)新一類硬的涂層材料，有望實現(xiàn)缺損牙齒的自然修復(fù)?！庇始一瘜W(xué)學(xué)會Chemistry World專

8、門發(fā)表“Chemical fix for a perfect smile”評述該工作，指出“化學(xué)家可以使人工牙釉質(zhì)很快用于你的牙齒修復(fù)。這是首次不使用蛋白質(zhì)和成釉細胞合成牙釉質(zhì)的類似結(jié)構(gòu)?！痹摴ぷ鬟€受到美國、德國、英國、法國等多家媒體專題報道。2009年我們小組成功地在人體近生理條件下實現(xiàn)人牙表面牙釉質(zhì)的直接化學(xué)再生，所再生的人工牙釉質(zhì)具有天然牙釉質(zhì)的微結(jié)構(gòu)和類似的力學(xué)性能，為該成果真正走向臨床應(yīng)用提供了可能性。該工作發(fā)表之后即受到諸多關(guān)注，2009年8月25日英國皇家化學(xué)學(xué)會旗下的Highlights in Chemical Science和Chemistry World 雜志社評述該工作并

9、作專文“Enamel Regeneration makes scientists smile”介紹推薦。 2009年9月9日Nature China雜志社也發(fā)專文“Biological materials: A tooth for a tooth”評述該工作，并給予高度評價，指出“對于牙醫(yī)和希望有漂亮牙齒的人們來說，這無疑是一個好消息。北京大學(xué)的陳海峰及其課題組可以用一種簡單的化學(xué)方法再生牙釉質(zhì)這些發(fā)現(xiàn)對于牙齒修復(fù)來說具有潛在的應(yīng)用價值”。該工作已經(jīng)申請中國專利。目前我們正在和北京大學(xué)口腔醫(yī)院修復(fù)科主任，中華口腔醫(yī)學(xué)會口腔修復(fù)專業(yè)委員會主任委員馮海蘭教授合作，開發(fā)用于臨床的新器械和劑型。新型牙

10、科仿生修復(fù)材料二、應(yīng)用范圍可以替代目前臨床上廣泛使用的充填樹脂、銀汞合金等，并應(yīng)用于窩溝封閉劑預(yù)防齲病。更進一步可以用于牙齒漂白和美容， 取代烤瓷和雙氧水漂白。三、技術(shù)優(yōu)勢該修復(fù)材料是一類從物理化學(xué)結(jié)構(gòu)上具有人牙釉質(zhì)的基本微結(jié)構(gòu)特征和生物活性的仿生材料，因而具備人牙釉質(zhì)的化學(xué)物理特性、特別的機械性能和生物活性。能夠模仿天然釉質(zhì)的防齲性能，具有智能性，僅在“需要”的時候釋放氟離子、磷酸根和鈣離子，改變?nèi)サV化/再礦化的動力學(xué)過程，這樣可以在該填充材料周圍避免牙齒組織的繼發(fā)齲壞，并對暴露于整個口腔環(huán)境的牙體組織都具有防齲的效能。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段已完成了對小型樣品的實驗測試，效

11、果良好。六、市場狀況及市場預(yù)測齲病是最主要的牙體組織缺損性疾病，主要導(dǎo)致牙體釉質(zhì)、本質(zhì)的不可逆破壞，導(dǎo)致牙體功能的喪失，并導(dǎo)致牙體牙髓及根尖周組織疾病。據(jù)衛(wèi)生部組織的全國第二次口腔流行病學(xué)調(diào)查資料報告，我國居民齲病患病率為50，乳牙患齲率80，65歲以上老年人缺牙11顆，口腔病患病率97.6，其中需要專業(yè)干預(yù)而未經(jīng)治療的為94.5。根據(jù)此次調(diào)查資料計算，我國的齲齒總數(shù)高達20億顆以上，而這些齲齒中的90%以上都沒有接受治療。目前國外的產(chǎn)品占據(jù)了中國口腔的高中端市場，主要在大的口腔?？漆t(yī)院及綜合醫(yī)院口腔科或醫(yī)療中心使用；國內(nèi)產(chǎn)品主要在低中端市場如縣以下口腔醫(yī)療機構(gòu)使用。本課題擬開發(fā)的口腔修復(fù)材料

12、是基于再生醫(yī)學(xué)新概念的全新的口腔修復(fù)材料，可望打破當(dāng)今我國國產(chǎn)品牌主要是仿造國外產(chǎn)品，高端口腔修復(fù)材料市場主要被外國公司壟斷的現(xiàn)狀。七、所需設(shè)備及投資估算約需1-2年，經(jīng)費約為500萬元。八、效益分析按每個修復(fù)器械和藥劑成本150元，售價350元，每年生產(chǎn)1萬個， 則毛利有200萬元， 2.5年可回收成本。為各方創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟與社會效益。九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化公司。磁性納米材料造影劑項目一、項目概述近年來在世界很多國家中，造影劑市場都呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 Business Communications Company的市場研究報告顯示，美國2003年醫(yī)學(xué)造影劑市場規(guī)模為28億美元，并且

13、正在以平均6.9%的速度增長，預(yù)計2008年可以增至39億美元。美國磁共振診斷對比劑市場的平均增長率為11 .5 % ，為對比劑市場中增長最迅猛的品類。在中國，磁共振診斷對比劑市場的增長更加強勁， 平均增長率已經(jīng)超過了30 % 。在2004年中國的造影劑市場中，X線造影劑約為4億人民幣，市場規(guī)模的平均增長為26%27%；磁共振造影劑市場也將近1億元，并且正在以較快速度增長。目前，市場上主要是Gd-DTA造影劑，但由于其代謝快，體內(nèi)存留時間短等原因，使得每次診斷的注入計量很大，勢必對人體健康有相當(dāng)?shù)呢?fù)面影響。美國Berlex 實驗室開發(fā)的菲立磁(Feridex IV)是市場上唯一一個基于磁性納米

14、氧化鐵設(shè)計的并得到美國FDA批準(zhǔn)的造影劑，但其市場價格很高（56mg Fe/5 mL/支, 約75美元）。磁性納米材料的應(yīng)用二、應(yīng)用范圍磁共振造影劑 神經(jīng)系統(tǒng)病癥造影劑磁共振血管造影的血池造影劑三、技術(shù)優(yōu)勢 設(shè)計并合成了聚乙二醇(PEG)和DNA多重修飾的Fe3O4納米粒子，該類生物修飾的納米粒子不僅在核磁共振成像中表現(xiàn)出更好的成像效果，而且在生理環(huán)境中對巨噬細胞具有明顯的抗非特異吞噬能力，從而使得該類復(fù)合顆粒具有成像與藥物載體的多功能應(yīng)用潛力，相關(guān)工作發(fā)表在國際材料學(xué)一流雜志Advanced Materials上。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段工學(xué)院侯仰龍課題組長期從事磁性納米材料

15、的研究工作， 特別是近年來，致力于磁性納米材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，包括MRI造影劑，集診斷與治療為一體的多功能分子探針等。目前，對于MRI造影劑工作已經(jīng)有很好的工作積累和重要進展，擬進行深度開發(fā)以推進該項研究進入臨床應(yīng)用。六、市場狀況及市場預(yù)測依全球領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢和中國相對較低的成本優(yōu)勢，公司決心在產(chǎn)品上市后5年成為中國最大的磁性納米材料造影劑公司，并將產(chǎn)品向發(fā)達國家推廣銷售。七、所需設(shè)備及投資估算經(jīng)費總額：100200 (單位：萬元)經(jīng)費支出預(yù)算支出項目經(jīng)額用途說明備 注1、人員費30人員團隊費用，雇傭研究人員、市場外聯(lián)團隊人員及其它臨時勞務(wù)費等高級研究人員3-4名；34名博士后；常設(shè)助理研

16、究員、技工、市場外聯(lián)、研究生等2、設(shè)備費20包括新樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)、磁性能和生物相容性的初級評價、相關(guān)實驗等包括激光粒子散射儀等3、材料、耗材費40化學(xué)試劑、高分子材料和生物醫(yī)學(xué)試劑等各種功能性工質(zhì)的配置4、測試化驗加工費30生物學(xué)、臨床的大量數(shù)據(jù)的采集和實驗5、燃料動力費10試驗運行水電等6、差旅費20國內(nèi)外出差，短期臨床工作等國內(nèi)外先進技術(shù)的考察7、會議費10組內(nèi)課題討論、會診，組外會議等8、國際合作與交流費20技術(shù)交流、國際技術(shù)專家咨詢等主要為邀請外部的專家?guī)椭?、出版/文獻/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費10資料查詢，信息調(diào)研，專利申請，論文出版等費用10、管理費10在建設(shè)示范工程中的管理成本支出合 計2

17、00八、效益分析此產(chǎn)品的目前市場需求主要集中在實驗室動物試劑需求，GE等相關(guān)公司愿意提供銷售渠道；在未來的發(fā)展中，我們會開發(fā)一系列的相關(guān)產(chǎn)品，希望交由有經(jīng)驗的企業(yè)申請臨床實驗直到取得銷售批文，在此過程中公司我們會全力配合。計劃建立三年內(nèi)累計收入1億，累計利潤2千萬； 五年內(nèi)累計收入5億， 累計利潤1億； 前八年累計收入8億， 累計利潤1.6億.九、合作方式合作建立聯(lián)合實驗室。 合作建立產(chǎn)業(yè)化公司。生物醫(yī)用金屬材料醫(yī)療制品一、項目概述本項目利用北大工學(xué)院最新的科學(xué)研究成果，采用無毒生物醫(yī)用鈦基記憶合金；低彈性模量醫(yī)用鈦合金；可降解性鎂基生物醫(yī)用金屬材料等三類未來新型先進生物醫(yī)用材料，優(yōu)化設(shè)計出其

18、硬骨組織替代器械。該產(chǎn)品將在生物醫(yī)用金屬材料醫(yī)療制品方面（骨科植入物和口腔植入物）創(chuàng)造廣泛的社會效益和豐厚的經(jīng)濟效益。生物醫(yī)用金屬材料醫(yī)療制品二、應(yīng)用范圍骨骼替代骨科植入物口腔科植入物 三、技術(shù)優(yōu)勢 本項目主要研究其材料合成和加工技術(shù)，完成其物理、化學(xué)和生物學(xué)性能評價，解決器械精密加工制造關(guān)鍵技術(shù)，攻破這三類材料到器械的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)難題。所涉及的技術(shù)均為自主創(chuàng)新性質(zhì)，研究水平處于國際先進。四、技術(shù)水平1. 通過工業(yè)化試驗驗證，掌握質(zhì)量穩(wěn)定可靠的新型醫(yī)用鈦合金和鎂合金棒、板材批量化制備工藝，為醫(yī)療器械產(chǎn)品加工提供高質(zhì)量的材料；2. 新型醫(yī)用鈦合金生物和力學(xué)相容性及綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)的Ti6Al4

19、V 等外科植入金屬材料，可與國外Ti-13Nb-13Zr 等新型醫(yī)用鈦合金相媲美；新型醫(yī)用鎂合金生物和力學(xué)相容性及綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可降解醫(yī)用高分子材料。3. 新合金具有優(yōu)良的工藝成型性，能滿足各類冶金半成品加工及復(fù)雜骨科產(chǎn)品的制造；4. 與國內(nèi)外現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品“性價比”高，使用壽命延長，單位成本降低1030%。5. 本項目研究成果完全可以替代進口同類產(chǎn)品。五、項目所處階段處于技術(shù)開發(fā)階段后期，很快將產(chǎn)業(yè)化。六、市場狀況及市場預(yù)測生物醫(yī)用材料和醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為21 世紀(jì)世界經(jīng)濟的一個支柱產(chǎn)業(yè)。2000 年全球醫(yī)療器械市場己達1650 億美元，其中生物醫(yī)用材料及制品約占4050。七

20、、所需設(shè)備及投資估算投資規(guī)模為1200萬元左右，其中600萬元用于購買設(shè)備，200萬元用于實驗室建設(shè)，200萬元用于材料研究并骨科器械設(shè)計，200萬元用于器械定型并尋找企業(yè)合作生產(chǎn)銷售。八、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作建立聯(lián)合實驗室，進行技術(shù)后期開發(fā)及產(chǎn)品定形。合作建立產(chǎn)業(yè)化公司。微生物采油技術(shù)一、項目概述中小型城市污水高效處理技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用；生態(tài)帶建設(shè)工程項目建設(shè)；微生物提高石油采收率技術(shù)研究和開發(fā)。微生物采油示意圖二、應(yīng)用范圍可以作為城市環(huán)境工程建設(shè)、污染綜合治理的有效技術(shù)支撐；微生物采油技術(shù)可以在各個大型油田開采區(qū)使用。三、技術(shù)優(yōu)勢微生物生命活動將有機污染物作為所需

21、的“糧食”而進行降解和利用，從而對污染物質(zhì)進行治理；在各種環(huán)境中微生物無法單獨存在，而是形成微生物“社會”群落，廢水生物處理實際上是對微生物的定向激活和調(diào)控，發(fā)揮功能微生物的作用、抑制“有害”微生物的限制。北京大學(xué)工學(xué)院擁有全國唯一、對各種環(huán)境微生物群落進行系統(tǒng)分析和調(diào)控的研發(fā)平臺；北京大學(xué)工學(xué)院擁有全國最大的污染治理微生物菌種資源庫。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段已開始了對滇池流域的綜合治理工作；采油技術(shù)在大崗、大慶等油田實驗測試，效果良好。六、市場狀況及市場預(yù)測由于該技術(shù)綜合地使用多種技術(shù)處理污染問題，流域綜合治理的效率要高很多。在目前的環(huán)境下微生物采油技術(shù)，市場的潛力更為巨大。

22、七、所需設(shè)備及投資估算約需2-3年，完成技術(shù)的轉(zhuǎn)化和推廣工作，經(jīng)費約為400萬元。八、效益分析有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式與采油與煉油企業(yè)合作。合作建立聯(lián)合實驗室。合作建立產(chǎn)業(yè)化公司。煤矸石生產(chǎn)高性能氮氧化物耐火材料技術(shù)一、項目概述煤矸石的主要礦物是粘土礦，主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁以及殘存的碳。而煤矸石所含的二氧化硅、三氧化二鋁以及殘?zhí)加质翘紵徇€原-氮化工藝合成復(fù)合氮氧化鋁硅（一種新型高性能耐火材料）的主要原料。利用煤矸石合成高性能的氮氧化物耐火材料，既可以充分利用煤矸石廢棄資源與能源，還可以解決耐火材料原料緊張的局面，并提供高性能的新型耐火材料產(chǎn)品，同時緩解因耐火材料開采、生

23、產(chǎn)以及煤矸石污染等帶來的一系列環(huán)境與社會問題。煤矸石制成的高性能氮氧化物耐火材料二、應(yīng)用范圍利用電廠或大型礦業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的煤矸石生產(chǎn)高性能氮氧化物復(fù)合耐火材料產(chǎn)品。三、技術(shù)優(yōu)勢北京大學(xué)工學(xué)院與山西新型爐業(yè)集團公司、北京科技大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的利用煤矸石生產(chǎn)高性能氮氧化物復(fù)合耐火材料產(chǎn)品，經(jīng)過近5年的聯(lián)合攻關(guān)，年處理5萬噸煤矸石的工業(yè)示范生產(chǎn)線于2009年10月19日在山西太原點火。經(jīng)過幾年工藝、設(shè)備等的聯(lián)合攻關(guān)，利用煤矸石為原料生產(chǎn)的氮氧化物耐火材料產(chǎn)品的性能已經(jīng)全面達到了以金屬鋁粉和金屬硅粉為原料的產(chǎn)品水平。該項目不僅是擁有6項國家發(fā)明專利的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤炭副產(chǎn)物環(huán)保新技術(shù)，其工業(yè)示范還是該領(lǐng)

24、域在世界范圍內(nèi)的首次技術(shù)突破。四、技術(shù)水平國際領(lǐng)先水平五、項目所處階段研究還發(fā)現(xiàn)，氮氧化物耐火材料具有極其優(yōu)異的抗侵蝕和抗熱震性能，利用煤矸石合成的氮氧化物耐火材料不僅可以直接用于高爐以及有色金屬冶煉用耐火材料，而且在鐵溝耐火材料、鐵水包耐火材料、連鑄中間包耐火材料以及連鑄水口功能耐火材料中適量加入所合成的氮氧化物耐火材料，可以不同程度提高各類耐火材料的使用壽命。六、市場狀況及市場預(yù)測因此，該類耐火材料的工業(yè)生產(chǎn)與推廣應(yīng)用，不僅實現(xiàn)了煤矸石的高附加值利用，而且可以提高多種傳統(tǒng)耐火材料的質(zhì)量，提高該類耐火材料的市場競爭力，促進耐火材料工業(yè)和耐火材料產(chǎn)品的更新?lián)Q代。七、所需設(shè)備及投資估算總投資 7

25、000萬元。八、效益分析有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。已經(jīng)和山西相關(guān)企業(yè)建設(shè)了一個該類型企業(yè)，進行規(guī)?；a(chǎn)。九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。新粉煤灰與礦渣制備高性能礦渣纖維技術(shù)一、項目概述2008年我國燃煤電廠以及供熱燃煤鍋爐所產(chǎn)生的粉煤灰（渣）量近4億噸，占全國工業(yè)固體廢棄物約40%。隨著煤電的增長，每年新增粉煤灰貯藏量約0.5億噸，至2008年粉煤灰歷年貯藏量超過12億噸，不僅消耗大量的沖灰用水，而且占用大量的土地。目前所利用的部分粉煤灰基本上局限于低附加值的填路和建材等。今后如果大幅度開發(fā)低階劣質(zhì)煤的利用，則粉煤灰排放可能大幅度攀升，預(yù)計到2020年，我國粉煤灰年排量將達5億噸左右

26、，且大部分在遠離大城市的礦區(qū)，能否拓展粉煤灰的使用領(lǐng)域、提高單位利用價值，已成為影響我國煤炭、電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。因此開發(fā)粉煤灰、煤渣高技術(shù)、大規(guī)模的高附加值的產(chǎn)品不僅可以解決制約煤電發(fā)展瓶頸，還可有效緩解粉煤灰堆存占用土地及粉塵對西部、華北等干燥地區(qū)區(qū)域環(huán)境的影響。二、應(yīng)用范圍燃煤企業(yè)固體廢物處理，新型環(huán)保建材生產(chǎn)。三、技術(shù)優(yōu)勢北京大學(xué)工學(xué)院首次研究了利用粉煤灰（渣）與高爐渣制備礦渣纖維的工藝技術(shù)，取得了較好的研究成果。已經(jīng)申報了相關(guān)的發(fā)明專利，且獲得了科技部和國家發(fā)改委的聯(lián)合資助。在實驗室內(nèi)系統(tǒng)研究各種粉煤灰與爐渣混合后熔渣組成對熔渣黏度與表面張力的影響規(guī)律及黏度控制方法；研

27、究了混合熔渣溫度與熔渣黏度與表面張力的關(guān)系與控制方法；研究了不同熔渣黏度與表面張力時適宜的熔渣纖維化工藝與纖維質(zhì)量；研究了添加劑種類與加入量對熔渣纖維化工藝與纖維質(zhì)量的改善作用。不僅在實驗室內(nèi)獲得了優(yōu)質(zhì)纖維，而且進行了200公斤級的放大試驗。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段實驗室開發(fā)階段六、市場狀況及市場預(yù)測根據(jù)粉煤灰、煤渣的組織與物性特點，開發(fā)硅酸鋁纖維產(chǎn)品是一條可行的高附加值利用途徑，粉煤灰纖維化技術(shù)不僅可以成分利用煤灰、煤渣中的各種成分，而且可以利用煤渣的熱能，從而降低生產(chǎn)成本！利用煤灰、煤渣生產(chǎn)的纖維可以制備保溫隔熱材料以及建筑保溫材料，不僅可以大規(guī)模生產(chǎn)，從而解決粉煤灰、渣的

28、規(guī)?；脝栴}，而且大幅度提高我國建筑節(jié)能水平，從而為我國節(jié)能降耗和改善環(huán)境做出貢獻。七、所需設(shè)備及投資估算總投資1000萬元。八、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。新型高效復(fù)合脫硫、脫硝材料與技術(shù)一、項目概述燃煤過程二氧化硫排放是大氣中二氧化硫的主要來源，國內(nèi)外對燃煤過程硫污染治理做了大量的工作，開發(fā)出了許多治理的方法，但是，已經(jīng)可以工業(yè)化或者中試過的主要方法都存在著明顯的缺點，主要包括：投資大、運行費用高，或者廢棄脫硫劑無回收價值，廢棄脫硫劑的堆放存儲占有大部分的面積，同時容易造成二次污染等等。目前，我國煙氣脫硫主要采用石灰石膏法，雖然脫硫效率高、技術(shù)

29、成熟，但是存在著大量無法解決的問題：不僅在制備CaO時需要排出大量的CO2，而且其脫硫產(chǎn)品石膏，幾乎無回收經(jīng)濟價值，堆放存儲的廢棄脫硫石膏占有大量的土地，釋放出有毒物質(zhì)，造成二次污染，而且浪費大量的硫資源。二、應(yīng)用范圍燃煤企業(yè)脫硫、脫硝。三、技術(shù)優(yōu)勢北京大學(xué)工學(xué)院利用納米表面修飾活性半焦的方法，制備了性能優(yōu)異的新型煙氣脫硫劑。分別申報了新型活性半焦生產(chǎn)方法以及新型納米復(fù)合脫硫、脫硝劑的生產(chǎn)與脫硫工藝的發(fā)明專利。所開發(fā)的吸附-再生型的新型脫硫劑及其脫硫工藝，具有脫硫效果好、工藝流程短、投資與生產(chǎn)成本低、脫硫劑可循環(huán)使用、脫硫副產(chǎn)品可充分回收等優(yōu)點，而且，通過優(yōu)化的工藝，可實現(xiàn)同時脫硫與脫硝。具有

30、很好的應(yīng)用前景與實際推廣價值。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段實驗室開發(fā)階段六、市場狀況及市場預(yù)測本技術(shù)可應(yīng)用于現(xiàn)有燃煤工業(yè)鍋爐的煤改氣工程，為更加節(jié)能、更具環(huán)保的燃氣工業(yè)鍋爐提供了新的實現(xiàn)途徑，具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。七、所需設(shè)備及投資估算總投資3000萬元。八、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。煤炭發(fā)電過程余熱高效回收技術(shù)一、項目概述煤炭電力系統(tǒng)煙氣、灰渣都含有大量的顯熱，如何利用該類廢熱（余熱）具有重要的意義。北京大學(xué)在此領(lǐng)域進行了系統(tǒng)的研究，所研發(fā)的廢熱利用技術(shù)主要分為兩種。一是中低溫的廢熱，一般500以下，特別是200以下

31、的廢熱難用于發(fā)電。發(fā)電技術(shù)的熱力學(xué)循環(huán)中利用的流體工質(zhì)，對環(huán)境不造成污染。有效實現(xiàn)發(fā)電的效率在630%之間。除發(fā)電外，還可以向用戶供暖以及熱水等。新研發(fā)的技術(shù)，可以用60水平的低溫發(fā)電以及供能。特點是：利用自然流體工質(zhì)的特殊流動及傳熱特點，在特定溫度范圍內(nèi)有效吸收廢熱，并用于發(fā)電；離開發(fā)電機組后的自然性、功能性流體的溫度還較高，可以進一步為用戶供熱水和供暖等。全國每年接近2億噸高爐渣 1500度高爐渣余熱幾乎浪費二、應(yīng)用范圍在電廠、焦化廠等處有效利用300以上廢熱，二氧化碳減排。三、技術(shù)優(yōu)勢北京大學(xué)工學(xué)院系統(tǒng)研究了工業(yè)余熱綜合回收技術(shù)，利用無污染超臨界流體介質(zhì)，產(chǎn)用新型熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，研究開發(fā)具

32、有自主知識產(chǎn)權(quán)的余熱綜合利用技術(shù)、工藝以及相關(guān)的設(shè)備，此外，利用300以上的各種廢熱，可將二甲醚等轉(zhuǎn)化為燃燒值更高的氫能源。除有效將廢熱轉(zhuǎn)化成燃燒值更高的清潔燃料外，還能消耗二氧化碳。設(shè)計的反應(yīng)器使一些燃料，如二甲醚等與一些物質(zhì)反應(yīng)，生成具有更高熱值的清潔燃料。可以在電廠、焦化廠等處有效利用300以上廢熱，為二氧化碳減排做出貢獻。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段實驗室開發(fā)階段，需要進一步適當(dāng)研發(fā)可以形成產(chǎn)品。六、市場狀況及市場預(yù)測根據(jù)我國能源消費的結(jié)果，此類高效廢熱利用技術(shù)市場潛力巨大。不僅可以應(yīng)用于煤炭工業(yè)，而且在其它能源、資源工業(yè)以及民用場所都具有很大的應(yīng)用潛力和市場。七、所需設(shè)備

33、及投資估算總投資200萬元。八、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。提高熱效率降低氮氧化物排放的無焰燃燒技術(shù)一、項目概述最近十余年國際燃燒領(lǐng)域發(fā)展了一種新型的燃燒方式：無焰燃燒。這種燃燒可以發(fā)生在低氧（2%-15%）和低溫（900-1200C）的條件下，具有爐膛整體燃燒的特征和熱流分布均勻、燃燒噪音小及溫度波動小等特點。相比局部高溫的有焰燃燒，這種燃燒的污染物NOx和CO等的生成顯著降低（大約可降低70%以上），輻射傳熱增加及熱利用效率大幅度提高（有時超過50%）。另外，無焰燃燒對使用低熱值（劣質(zhì)）燃料有明顯的優(yōu)勢。由于集節(jié)能、減排、環(huán)保于一身，無焰燃燒技術(shù)

34、被國際燃燒界譽為21世紀(jì)最有發(fā)展前途的燃燒技術(shù)。無焰燃燒二、應(yīng)用范圍改進工業(yè)鍋爐的燃燒方式。三、技術(shù)優(yōu)勢北京大學(xué)能源與資源工程系對無焰燃燒已進行過多年的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。利用無焰燃燒方式實現(xiàn)了高效低污染物排放的新爐膛設(shè)計。北京大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：無焰燃燒的發(fā)生并不需要滿足現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)所要求的“空氣高溫預(yù)熱以及與燃料分開噴入”等條件，而燃料-空氣射流噴入爐膛的初始高動量才是無焰燃燒能否實現(xiàn)的關(guān)鍵、是設(shè)計這種爐膛和改造現(xiàn)有爐膛的重要控制因素。另外，北京大學(xué)也實驗過使用固體燃料（包括煤粉和鋸木粉）的燃燒，并發(fā)現(xiàn)使用與燃氣同樣的爐膛及燃燒器系統(tǒng)也能實現(xiàn)固體燃料的無焰燃燒。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階

35、段實驗室開發(fā)階段六、市場狀況及市場預(yù)測本技術(shù)可應(yīng)用于現(xiàn)有燃煤工業(yè)鍋爐的煤改氣工程，為更加節(jié)能、更具環(huán)保的燃氣工業(yè)鍋爐提供了新的實現(xiàn)途徑，已在天津濱海新區(qū)有示范線。具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。七、所需設(shè)備及投資估算總投資1000萬元。八、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。納米材料的大規(guī)模組裝及能源應(yīng)用一、項目概述納米材料具有很高的比表面積、多樣的表面改性方法、優(yōu)異的力學(xué)和光電性能，在環(huán)境領(lǐng)域（如催化、過濾）具有廣闊的應(yīng)用前景。實際的應(yīng)用則要求材料具備可控的顯微及宏觀結(jié)構(gòu)，能夠大批量低成本生產(chǎn)，并且易于操作和回收等特性。曹安源教授和清華大學(xué)機械工程

36、系吳德海教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進行合作，開發(fā)了一種新型的“碳納米管海綿”材料。這種材料的密度只有水的1%，孔隙率達到99%以上，在電子顯微鏡下觀測是由無數(shù)碳納米管互相搭接形成的一個三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。初步的研究結(jié)果表明，碳納米管海綿可以快速吸收并儲存相當(dāng)于自身重量80到180倍的各種有機溶劑和油類（汽油、柴油、潤滑油、植物油等）。與之相比，普通的有機聚合物海綿、自然界的多孔纖維物質(zhì)、活性炭等常用材料吸附油類的重量比只有40或者更低。納米海綿二、應(yīng)用范圍水面油污清除、油田溢油處理、水源凈化等三、技術(shù)優(yōu)勢1. 碳納米管海綿具有很好的力學(xué)性能，可以被反復(fù)地壓縮、壓實之后仍然能夠恢復(fù)原來的形狀。這種超彈性起

37、源于碳納米管的獨特石墨層片管狀結(jié)構(gòu)，以及它們在三維空間中的立體搭接。當(dāng)環(huán)境中的油污被吸入到海綿體內(nèi)，可以像擰出毛巾里的水一樣被直接擠壓出來再利用，碳納米管海綿也能被反復(fù)循環(huán)使用而不會解體；2. 在高溫下合成的碳納米管及其宏觀體結(jié)構(gòu)具有超疏水、親油的表面特性。因此碳納米管海綿不需要經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)改性處理就可以直接投入使用，在油水混合的情況下可以強烈地吸收油性分子而不吸收任何水分。這種很高的選擇性是其它各種材料所不具備的；3. 體積大的塊狀的碳納米管海綿能夠被壓實成任意形狀（如球形、片狀）的小顆粒，一經(jīng)吸收液體馬上膨脹回原來的多孔結(jié)構(gòu)。這些海綿顆?？梢噪S意地拋灑在水面或海面，在漂浮的過程中吸收并除

38、去水表面的污染物。使用、運輸和儲存都很便利。同時，碳納米管在惡性環(huán)境或海水中的穩(wěn)定性極高，在空氣中可抗幾百度的高溫。四、技術(shù)水平國際領(lǐng)先水平五、項目所處階段實驗室開發(fā)階段六、所需設(shè)備及投資估算總投資200萬元。七、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益八、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。基于動態(tài)行走機理的智能助殘肢體的開發(fā)與應(yīng)用一、項目概述我國現(xiàn)有各類殘疾人總數(shù)已逾8000萬人，其中肢體殘疾者超過2400萬人。殘疾人士的康復(fù)工程已成為我國社會和諧發(fā)展的重要因素。國務(wù)院、衛(wèi)生部、民政部、中國殘聯(lián)等部門關(guān)于進一步加強殘疾人康復(fù)工作的意見，明確提出到2015年實現(xiàn)殘疾人“人人享有康復(fù)服務(wù)”的宏偉目標(biāo)。

39、因此，對殘疾人康復(fù)設(shè)備的研究將促進社會和諧發(fā)展，帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。北大工學(xué)院將基于動態(tài)行走機理的雙足機器人技術(shù)應(yīng)用到含柔性膝、踝關(guān)節(jié)的智能助殘肢體中，實現(xiàn)了助殘肢體（假肢）與健康肢體之間的動態(tài)交互，截肢者穿戴后步態(tài)自然，行走輕松，不需要長期的訓(xùn)練。智能膝關(guān)節(jié)智能踝關(guān)節(jié)二、應(yīng)用范圍助殘假體，殘疾人康復(fù)工程三、技術(shù)優(yōu)勢對人類行走機理的理解制約了新型下假肢的研制，傳統(tǒng)電機驅(qū)動的機器人肢體并不能很好的替代成為智能助殘肢體。如何設(shè)計柔性關(guān)節(jié)和運動控制系統(tǒng)成為研制穩(wěn)定高效的新型智能助殘肢體的主要瓶頸和難點。項目課題組在柔性關(guān)節(jié)和運動控制領(lǐng)域從事多年研究，結(jié)合在智能肢體和雙足機器人領(lǐng)域的成果，擬

40、通過本合作項目取得以下技術(shù)突破和創(chuàng)新：1. 建立一個含柔性關(guān)節(jié)的動態(tài)雙足行走模型，并完成計算機仿真，從而實現(xiàn)對智能助殘肢體的運動優(yōu)化2. 研制適合高位截肢者用的髖關(guān)節(jié)助力模塊，引入柔性驅(qū)動器3. 研制帶自鎖功能的柔性膝關(guān)節(jié)和彈簧電機組成的踝關(guān)節(jié)4. 研制輕便高效的新型智能助殘肢體，提高肢體的穩(wěn)定性和能量效率。四、項目所處階段實驗室開發(fā)階段五、技術(shù)水平國際先進水平六、市場狀況及市場預(yù)測本項目針對下肢殘疾者恢復(fù)運動能力而設(shè)計，研制出的新型智能肢體將一改傳統(tǒng)機械假肢性能欠佳、行走吃力、訓(xùn)練復(fù)雜等問題，為殘疾人帶來福音。此類新型智能助殘肢體的研制將極大的提高我國假肢技術(shù)水平。此外，由于本研究的內(nèi)容屬于

41、國際研究前沿，取得的成果將處于國際領(lǐng)先地位。因此，通過本項目的實施，將打破歐美對智能假肢領(lǐng)域的產(chǎn)品壟斷，為我國在該領(lǐng)域占得有利地位。七、所需設(shè)備及投資估算序號預(yù)算科目名稱合計(萬元)11、設(shè)備費782（1）購置設(shè)備費783（2）試制（改造）設(shè)備費04（3）設(shè)備租賃費052、材料費5563、測試化驗加工費7374、燃料動力費1085、差旅費1096、會議費 6107、合作/協(xié)作研究與交流費15118、出版/文獻/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費5129、勞務(wù)費301310、專家咨詢費31411、管理費301512、其他開支項0經(jīng)費支出（合計）315八、效益分析具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作

42、建立產(chǎn)業(yè)化公司。先進醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)商業(yè)計劃一、項目概述醫(yī)學(xué)圖像可視化和分析處理處理信息系統(tǒng)，主要應(yīng)用包括醫(yī)學(xué)圖像的計算機輔助診斷、分析、手術(shù)計劃，用于提高醫(yī)生的診斷和手術(shù)計劃的準(zhǔn)確性、完整性，從而提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量和效率。醫(yī)療信息系統(tǒng)可以分為：醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）和臨床信息系統(tǒng)CIS（包括PACS/RIS等臨床信息化解決方案）。前者主要是普通企業(yè)信息系統(tǒng)在醫(yī)院的應(yīng)用，后者則是和各種醫(yī)療設(shè)備相關(guān)的信息處理系統(tǒng)。醫(yī)療圖像信息系統(tǒng)是一個龐大并且仍然迅速成長的市場。隨著三維圖像設(shè)備的發(fā)展，所產(chǎn)生的診斷圖像的數(shù)據(jù)量變得非常大，這提供了很多新的臨床應(yīng)用。同時也對各種圖像管理和處理系統(tǒng)的性能提出了更高的

43、要求。以往的（2003年之前）單個圖像工作站的處理能力已經(jīng)不能完全滿足很多臨床圖像處理的需求，因此最近3年來，計算機輔助處理和基于服務(wù)器的三維圖像處理系統(tǒng)成為新的趨勢。這樣的服務(wù)器不僅具有智能的、高速的數(shù)據(jù)處理能力來提供豐富的處理結(jié)果，還支持遠程訪問服務(wù)。這樣不僅可以處理大量的圖像數(shù)據(jù)，而且用于醫(yī)生可以在各地方使用其功能，擴大了系統(tǒng)的使用范圍，使得遠程醫(yī)療也逐漸成為可能。在中國，和PACS系統(tǒng)相比，三維圖像處理的用戶效益不同。PACS等信息系統(tǒng)，對于醫(yī)院的效益是隱性的，而三維圖像處理是單獨于CT圖像掃描之外的收費項目, 直接可以為醫(yī)院帶來直接收入。收費標(biāo)準(zhǔn)一般一個部位80-150元人民幣。而三

44、維重建和分析花費時間大，單一的工作站處理數(shù)量有限，國外的產(chǎn)品價格高（美國市場約15-25萬美元）。因此支持多用戶的圖像處理系統(tǒng)的需要會很大。原始CT圖像三維可視化結(jié)果（左） 和增強后三維可視化結(jié)果（右）血管分析診斷（自動骨去除）n 血管結(jié)構(gòu)分析 （外科手術(shù)計劃和導(dǎo)引）二、應(yīng)用范圍臨床信息系統(tǒng)CIS（包括PACS/RIS等臨床信息化解決方案）三維醫(yī)學(xué)圖像處理信息系統(tǒng)三、技術(shù)優(yōu)勢三維醫(yī)學(xué)圖像處理信息系統(tǒng)，由軟件和相關(guān)硬件組成，包括單機工作站和服務(wù)器兩種產(chǎn)品。工作站提供單用戶處理系統(tǒng)，服務(wù)器提供多個用戶同時使用的支持。三維可視化和圖像處理的速度優(yōu)于國外先進系統(tǒng)；覆蓋國外同類產(chǎn)品的圖像分析功能，具有更

45、高的處理速度和準(zhǔn)確性更高相對國外產(chǎn)品具有價格優(yōu)勢,相對于國內(nèi)產(chǎn)品具有明顯技術(shù)優(yōu)勢。四、技術(shù)水平國際先進水平五、項目所處階段實驗室開發(fā)階段六、市場狀況及市場預(yù)測據(jù)3D Medical Imaging: A Global Strategic Business Report : “全世界三維醫(yī)學(xué)圖像市場2012年會達到3.9billion美元。其中歐洲是最大的市場，2008年為9.35億美元。亞太地區(qū)是發(fā)展最快的市場。美國是最大的單獨的三維醫(yī)學(xué)圖像市場，2008年占34.6%。CT、MR是最大的市場段，2012年為2.7billiom美元。CT、MR和超聲以后5年會有持續(xù)的增長。三維成像系統(tǒng)、可視化

46、和相關(guān)治療是市場中的主力。市場增長的原因是三維成像系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的進步。三維圖像相關(guān)的治療數(shù)目不斷增長擴大了市場對使用三維可視化技術(shù)的接受程度。三維系統(tǒng)迅速從UNIX轉(zhuǎn)到PC工作站。對能夠處理最新的CT和其他設(shè)備產(chǎn)生的大量圖像的工作站導(dǎo)的需求旺盛。醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域正經(jīng)歷從三維到四維轉(zhuǎn)變的快速的發(fā)展階段。開發(fā)圖像處理軟件和PACS網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)將會長期在診斷圖像領(lǐng)域看到顯著的收入?！逼?、所需設(shè)備及投資估算總投資 萬元。八、效益分析有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益九、合作方式合作建立產(chǎn)業(yè)化基地和公司。皮江法煉鎂工藝一、項目概述我國是世界最大的金屬鎂生產(chǎn)國，但鎂冶煉企業(yè)大多采用皮江法煉鎂，在燃燒方式上基本是直接燃煤

47、方式，能源利用率較低，燃料消耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重，環(huán)保不達標(biāo)排放。鎂現(xiàn)行生產(chǎn)工藝流程的特點，決定了鎂冶煉業(yè)是消耗資源和能源較大的行業(yè)，嚴(yán)重制約著鎂行業(yè)的發(fā)展。硅熱還原法煉鎂是將煅燒白云石和硅鐵等磨成細粉，按一定比例混合壓成團狀，裝入用耐熱合金制成的還原罐內(nèi)，在11501200的高溫及1020Pa的壓強下進行還原得出鎂蒸汽，冷凝后成為結(jié)晶鎂，再融化制成鎂錠。硅熱法煉鎂中，多是采用加拿大的皮江設(shè)計的從外部加熱的橫罐真空還原爐，還原爐用耐火磚砌筑，許多個還原罐排成一列，平放在還原爐的支座上，外部用燃料加熱。所以，硅熱還原法煉鎂又稱皮江法煉鎂。MgO+CaO+1/2Si=Mg(g)+1/2(2CaOSi

48、O2)傳統(tǒng)金屬鎂還原爐一般采用返熱加熱還原罐的結(jié)構(gòu)。這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的還原爐中的火焰和煙氣翻過擋火墻進入爐膛，自上而下經(jīng)過還原罐，很快的由過火孔排出爐膛，排煙溫度可以高達1200左右，不能很好的回收利用，能源浪費嚴(yán)重。此外，傳統(tǒng)的金屬鎂還原爐使用原煤作為燃料，燃燒效率低下，污染嚴(yán)重。而且這種燃燒方式導(dǎo)致金屬鎂還原爐爐膛內(nèi)部溫度不均，燃燒溫度控制不靈活，造成了還原罐壽命普遍太短，生產(chǎn)出的成品金屬鎂品質(zhì)不高。在硅熱法煉鎂過程的每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都存在這樣和那樣的一些問題。如白云石原料耗量大、能耗高、還原效率低、硅鐵耗量大、還原周期長、還原罐耗量大、粗鎂質(zhì)量不穩(wěn)定、部分雜質(zhì)(Mn、Si、Al、Ni)含量偏高等等。在皮江法煉鎂中，還原爐能耗最高。傳統(tǒng)的倒焰式還原