"古代发明热解浓缩生物质制炭，燃烧温度达到1400℃以上，成就了陶瓷、铁器的人类工业，高温是工业的生命。人类钻木取火至今，始终摆脱不了生物质因低热值，燃烧温度低，达不到大工业生产要求的瓶颈，现代工业文明依赖化石燃料的火源技术，是环境污染、气候变化和不可持续的根源。 我校成功开发生物质单相燃烧的绿色高温工业火源技术，取名为霄，霄是继人类仅有的炭和煤之后第三代高温工业火源技术，获得国际专利。从钻木取火、木柴制炭、火药爆炸到化石燃料，人类每一次新火源技术的出现，无不使人类生产力发生翻天覆地的变革，生物质高温高效燃烧技术将构建领先世界绿色工业体"

项目简介 本成果针对农村废弃生物质资源丰富的情况，利用热裂解副产物炭和不可凝气体作 为热裂解液化的能源，有效利用热载体加热装置排放的烟气作为流化气。采用该技术研 发的生物质裂解制油系统具有工艺过程合理、无二次污染、节能、成本低等优点。 性能指标 系统能耗: <10kW； 覆盖面积:100m2 ； 生物油质量产率:>55%。 适用范围、市场前景

成果与项目的背景及主要用途： 本项目的出发点是将我国大量的生物质及城市有机废物资源（如农作物废弃物、林业废弃物、城市垃圾中丰富的有机物、造纸造浆中的废物、酒精生产厂的废液废渣、动物粪便、食品加工中的废弃物、家庭中有机垃圾、草类废弃物，产量约每年 30 亿吨）高效转化为清洁的电力。我国当前的生物质及城市有机废物资源没有得到合理的利用。 利用生物质作为能源，不仅有助于我国长期的能源供给问题的解决，更重要的是可改善环境质量。本项目技术路线所排放污染物如二氧化碳、硫化物、粉尘粒子的浓度大大低于现有的燃煤发电厂。此外，高效、清洁的气化发电技术可以克服现有的城市垃圾处理处置方式的缺点。与现有垃圾焚烧炉技术相比，本项目的技术路线具有以下优点： 1）发电效率高； 2）炭转化率高、能量利用率高； 3）排放的二次污染物少； 4）初投资和远行费用低。 本项目的目的是有效地利用生物质及城市有机废物，通过流化床气化的方式将其转变为电力。确保生产电力的成本可以与现有的燃煤电厂竞争，同时确保生天津大学科技成果选编产过程符合环境友好性要求，没有明显的二次污染。 技术简介： （1）低焦油生物质气化发电技术。低焦油控制技术：<10mg/Nm3。生物燃气品质提升技术:热值>6MJ/Nm3。多原料生物质气化技术已处于中试阶段，采用农村秸秆等剩余物进行气化制备生物燃气，满足农村 500 户居民供暖、炊事，剩余燃气发电并网，用于照明等。利用农林废弃物进行集中供气、供暖、发电，使用玉米芯、棉花秸秆、麦秸为原料，年处理量为 5200 余吨，产气量 15000m3/天，气柜出口气体的焦油含量为 8-10mg/Nm3,燃气热值为 5200-6000KJ/Nm3，气化炉气化效率 72-75%，该技术焦油含量低，后续净化工艺简单，焦油废水排放少，对环境污染小。 （2）生物质快速热解制备生物油技术，包括生物质选择性催化热解工艺优化；生物油精制改质的技术工艺路线；车用替代液体燃料的技术开发；千吨级工艺包的研发与示范。生物柴油制备技术，规模化高效清洁生物柴油技术 适应多种原料包括地沟油、粮油加工下脚料与动物植物等，体现出高效清洁优势，具备规模化连续化运行能力。 （3）新型生物柴油制备技术，研究顺磁性整体细胞催化工艺，兼顾环境与成本优势，试图突破化学法与固定化酶法的局限性，生物柴油原料拓展与加工工艺集成，藻类能源植物、耐高盐碱能源植物选育栽培；热化学热解气化与生物发酵耦合工艺，实现全组分综合利用。 技术水平及专利与获奖情况： 本技术水平处于国内领先水平，在国际上也是先进的。目前正在申报发明专利 2 项。 应用前景分析及效益预测： 本项目的市场前景很大。以天津市为例，天津市每年约有 600 万吨生物质资源，可发出功率为 90-100 万千瓦的电。若考虑大量种植能源作物，则可以发出更多的电，而且随着发电规模的扩大，可以显著降低成本。如果单座发电厂的规模在 2000-4000kW，该发电成本与燃煤电厂相当。为天津市大量的生物质废物找到一条合理的利用途径，同时解决了因城市有机垃圾堆置而带来的环境污染问题。以 2000 千瓦的发电能力为例，投资回收期为 2.2 年，年盈利为 220 万左右。 应用领域： 现有的发电厂、热电厂、农场、乡镇、农林产品加工厂、城市生活垃圾处理站。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 需要稳定的生物质或生活垃圾原料供应（年需要量为 22000 吨左右）；设备相对比较简单，但需要由相关的厂家定制生厂；厂房面积约为 15000－20000 平方米；投资规模在 700 万左右。 合作方式及条件：技术一次购买，技术入股，合作投资入股均可。 

新能源与低品位余热联合利用的多能互补系统集成技术:建立多种新能源热利用形式(太阳能制热、风力制热等)、以及低品位余热联合利用系统，以 模型预测控制和运行优化技术为工具，建立了系统最优的运行策略，实现系统的 最优运行和控制。

研发了几种高性能的提取及分离稀散金属铼的活性体系。以生物质废弃物废纤维素为原材料，胺基修饰制备得到了六种胺基化废纸吸附剂，对 Re(VII) 表现出较高的吸附性能。针对含铼料液中经常伴生钼的问题，研制了以稻壳、秸秆为原材料的吸附剂，经酯化后，得到了两种吸附材料 ORH 、 OCS ，以另一种天然生物质褐藻为原材料，经酯化后，得到了具有活性的交联吸附剂 CAS 。通过对实际料液分离铼的动态模拟实验，验证了这几类吸附剂的实际应用性，对 Re(VII) 的回收率可达 97% 以上，为工业应用奠定了基础。针对传统铼的液相分离体系，研制成功多种用于固相萃取的树脂微球，其分离过程可避免传统液液萃取体系易产生第三相，以及产生大量无机废弃物等弊端，实现了快速、绿色的分离效果。以工业液液分离反应器为蓝本，自行设计建制了一套恒温萃取装置，温度控制范围在 5 ℃ -80 ℃，控温精度可达± 0.05K 。在此装置上测定了 10 余套铼的液液分离过程中的热力学参数，以经典的统计力学结合溶液化学理论，计算得到了液液分离过程的热力学参数，进一步解释了萃取反应过程中的溶液化学理论，为反应器的工业化奠定了基础。

热管式生物质气化炉是将高温热管技术引入生物质气化炉中，实现生物质的间接气化，使得生成的燃气中不含氮气，热值可达15MJ/Nm3。试验结果表明与用空气直接供热气化的气化炉气体组分和热值比较，用热管式生物质气化炉间接供热得到的气体组分中H2的含量很高，约是用空气直接供热气化的10倍，热值是用空气直接供热气化的2～3倍。用所开发的热管式生物质气化炉建立小规模分布式热电联产系统，合理利用生物质能，解决我国分散地区的热、电供应问题。已申请了两项发明专利，目前均已授权。旋转热管生物反应器是采用回路热管的技术原理，依靠热管吸热段上的热管浆叶来实现吸热。热管浆叶和热管搅拌轴是相通的，两者组合的旋转热管本身是一个等温体，当热管浆叶围绕搅拌轴旋转时，在釜内形成圆筒形的液体等温层，并通过布置多层热管浆叶，就可实现整个釜内的温度均匀性。优点是吸热桨叶单元占用空间小，强化管外反应器内介质的传热传质，提高反应器内传热效率和生物反应效率，同时实现节能减排目的。已申请了一项发明专利，目前已授权。

在沼气工程、垃圾填埋场、污水处理厂等废弃物处理项目中，会产生含有硫化氢组分的生物质气体，在其利用及排放过程中需要进行脱硫净化处理。本系统采用湿式催化氧化法，基于吸收-氧化原理，将硫化氢组分转化为可回收利用的单质硫，也可形成硫酸盐副产，可满足对原料气进行高效脱硫并使净化后气体达到相关要求及环保标准。应用于渗滤液沼气工程、餐厨垃圾处理厂、污水处理厂、垃圾填埋场、垃圾中转站等领域。

本发明公开了一种低品位热能驱动的吸收式制冷除湿一体化空调系统，包括溶液除湿循环回路和溶液制冷循环回路；溶液除湿循环回路包括发生器、溶液?溶液换热器和溶液除湿器；发生器输出端a通过溶液?溶液换热器连接溶液除湿器输入端，溶液除湿器输出端通过溶液?溶液换热器连接发生器输入端；溶液制冷循环回路包括吸收器、溶液?溶液换热器、发生器、冷凝器、蒸发器以及表冷器；吸收器输出端通过溶液?溶液换热器连接发生器输入端，发生器输出端a通过溶液?溶液换热器连接吸收器输入端b，发生器输出端b连接冷凝器输入端，冷凝器输出端a连接蒸发器输入端a，蒸发器与表冷器通过第二阀门和冷冻水泵连接，蒸发器输出端b连接吸收器输入端a。

1 成果简介化学磷钾肥的生产和施用中存在众多问题：（ 1）水溶性磷钾肥易随下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化学磷钾肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生产磷肥耗酸量大且产生大量磷石膏废物；（ 4）我国磷矿以中低品位为主，选矿难度大成本高；（ 5） 有机农业的兴起，对有机肥中磷钾元素的补充也提出来如何替代化肥的现实需求。 “ 有机农业发展的肥料瓶颈、磷肥生产环节环境负担大、优质磷矿资源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列问题的形成是基于传统磷化肥的生产和施用体系。为此，我们开发了利用中低品位磷矿微晶化活化与在解磷解钾菌的促进下的有机肥发酵组合工艺，研制成新型长效富磷钾有机生物肥料和成套装备。该技术 2009 年通过教育部组织的专家技术鉴定，获得科技部农业科技成果转化项目的支持，现在山东完成规模化生产；建立了曹县牛粪复合发酵土壤有机化转换示范区、黄河三角洲生态农业示范区以及环太湖流域控磷环保示范区。2 应用说明本产品是采用经过活化的磷钾矿为主要原料，在特效菌种作用下与有机质共同发酵处理；其特点是长效缓释、非酸化、非水溶性，后效性显著，一季使用多季有效；该肥料可优化土壤矿物组成，避免化肥对农产品质量及土壤酸化等不良影响，达到增产、改善品质、绿色生态的效果。 该产品的原材料来源广泛，除中低品位磷钾矿外，发酵还可以利用各地畜禽粪便、食用菌残渣、泥碳、褐煤、风化煤、糖渣、部分发酵法制作食品类的废弃物、沼气残留物、禽畜粪便及屠宰废弃物及生活垃圾等，能减少环境污染、净化环境、也起到生态循环作用。经过两年多在小麦、蔬菜、冬枣等农林作物上的使用观察，其结果表明：此类有机肥的肥效等同于等量过磷酸钙，但比过磷酸钙具有跨季后效、生态环保、满足绿色有机农产品的生产。  图1 富磷有机生物肥生产工艺流程3 效益分析基本原料和加工成本约 600 元/吨（各地成本有所不同），市场销售价格在 1500 元/吨。形成 3 万吨生产能力的设备投入在 500 万元左右。4 合作方式技术服务。5 所属行业领域先进制造。

1 成果简介化学磷钾肥的生产和施用中存在众多问题：（ 1）水溶性磷钾肥易随下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化学磷钾肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生产磷肥耗酸量大且产生大量磷石膏废物；（ 4）我国磷矿以中低品位为主，选矿难度大成本高；（ 5） 有机农业的兴起，对有机肥中磷钾元素的补充也提出来如何替代化肥的现实需求。 “ 有机农业发展的肥料瓶颈、磷肥生产环节环境负担大、优质磷矿资源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列问题的形成是基于传统磷化肥的生产和施用体系。为此，我们开发了利用中低品位磷矿微晶化活化与在解磷解钾菌的促进下的有机肥发酵组合工艺，研制成新型长效富磷钾有机生物肥料和成套装备。该技术 2009 年通过教育部组织的专家技术鉴定，获得科技部农业科技成果转化项目的支持，现在山东完成规模化生产；建立了曹县牛粪复合发酵土壤有机化转换示范区、黄河三角洲生态农业示范区以及环太湖流域控磷环保示范区。2 应用说明本产品是采用经过活化的磷钾矿为主要原料，在特效菌种作用下与有机质共同发酵处理；其特点是长效缓释、非酸化、非水溶性，后效性显著，一季使用多季有效；该肥料可优化土壤矿物组成，避免化肥对农产品质量及土壤酸化等不良影响，达到增产、改善品质、绿色生态的效果。 该产品的原材料来源广泛，除中低品位磷钾矿外，发酵还可以利用各地畜禽粪便、食用菌残渣、泥碳、褐煤、风化煤、糖渣、部分发酵法制作食品类的废弃物、沼气残留物、禽畜粪便及屠宰废弃物及生活垃圾等，能减少环境污染、净化环境、也起到生态循环作用。经过两年多在小麦、蔬菜、冬枣等农林作物上的使用观察，其结果表明：此类有机肥的肥效等同于等量过磷酸钙，但比过磷酸钙具有跨季后效、生态环保、满足绿色有机农产品的生产。图1 富磷有机生物肥生产工艺流程3 效益分析基本原料和加工成本约 600 元/吨（各地成本有所不同），市场销售价格在 1500 元/吨。形成 3 万吨生产能力的设备投入在 500 万元左右。4 合作方式技术服务。5 所属行业领域先进制造。