目前生物柴油的制备方法一般是通过酯交换反应生产。酯交换法主要有酸催化酯交换、碱催化酯交换、酶法催化酯交换、多相催化酯交换、均相体系催化酯交换和超临界酯交换。传统的化学法通常采用强酸（硫酸）或强碱（KOH 和 NaOH）作催化剂，是均相催化反应过程，反应条件相对温和，反应速率快，但这些催化剂具有强腐蚀性，反应结束后需对它们进行中和和分离等后续处理，工艺流程长，生产成本增加，还存在废水和废渣排放等环境污染问题，因此采用非均相催化技术制备生物柴油势在必行。

利用低温等离子体协同催化剂催化氧化方法将内燃机(柴油)尾气中的PM (主要成分是碳和碳氢化合物)和未完全燃烧的燃料HC氧化成二氧化碳(C02)和水(H20)，同时促进HC还原NOx。本技术产品只需在发动机排气管上安装一个等离子体反应器，车上安装一台脉冲电源就可以实现PM、HC、NOx的同时去除。项目技术处世界领先水平。 本技术在柴油发电机上的性能测试结果，PM去除率高达91%，HC去除率可达到100%去除，NOx去除率为40%。 本成果产品可用于在用车改造或非道路移动源的排放控制，其市场巨大。据《中国机动车环境管理年报(2019)》统计，2018年，全国柴油车保有量为2103万辆，其中国五及以上标准的汽车占15.4%。国四及以下柴油车约为1780万辆，其尾气控制市场总量大约为3000亿元以上。2015年，工程机械(非道路移动源)保有量690.8万台.农业机械柴油总动力89783.8万千瓦.船舶保有量16.6万艘,飞机起降856.6万架次。因此，非道路移动源尾气排放控制约有1500亿元的总市场规模。

1 成果简介原料油脂费用占生物柴油生产成本的 80％以上，目前原料油脂价格高居不下并不断上涨，制约了生物柴油产业化和商业化。国内外生产生物柴油的主要原料是大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、地沟油等。它们与农业争地，与食品及饲料争原料，单位生物量的产油率低，生产周期长，消耗大量的水资源、化肥和能源。 清华大学发明了微藻异养发酵生产生物柴油的新技术，其技术特征在于：通过对一种特别藻株特殊品系的筛选和代谢途径的改变，Chlorella protothecoides 0710 strain 由光合自养转变为化能异养，细胞由绿变黄，生长繁殖更快，油脂含量提高 3－4 倍，达细胞干重的 61％以上。又将工业界成熟的发酵技术应用于高油脂异养微藻的生产，进一步提高发酵规模和细胞密度，现细胞发酵密度超过了 100 g/L，获取了大量异养干藻粉后提取油脂，经转酯化反应生成了高质量的生物柴油。 该技术的创新点： （ 1）发明了微藻异养发酵生产生物柴油新技术，打通了以糖、淀粉、有机废水、二氧图1 吉化工程新型塔及常规塔运行外观 图2 庆阳石化工程新型塔（ 左侧） 及常规塔（ 右侧）运行外观化碳等为原料、工业自动化条件下高效生产生物柴油的新途径； （ 2）异养藻细胞发酵产量和油脂含量不断创造新高（ 细胞干重 100 g/L，含油量 60％），提高了该技术工业化生产的经济性。 （ 3）在发酵前引入利用 CO2和光合作用来减少糖或淀粉的消耗，降低成本同时减少温室气体的排放。该技术获 3 项国家发明专利和 2007 年全国发明大会奖。2 应用说明应用目标：与有实力的企业界合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。 主要生产原料为以下 4 类之一：（ 1）二氧化碳；（ 2）甜高粱、甘蔗等糖质原料；（ 3）或木薯、玉米等淀粉质原料；（ 4）或含糖有机废水等。 生产设备：微藻培养池、光生物反应器、工业发酵设备及厂房为主。 生产消耗：电能、蒸汽等（无污染等环境问题）。 产品应用：微藻生物柴油质量好，应用范围与目前市场上销售的柴油完全相同。 投资风险：本技术创新性强，没有前人的实践、范例和经验；通过工业化和规模化来实现进一步降低成本的目标；高技术、高投入、预期高回报的同时也存在投资风险。  图 1 流程图3 应用说明中国境内的生物柴油能源市场等。4 效益分析全世界油脂价格和液体燃料价格疯狂上涨，对世界经济、政治和国家安全等产生重大影响。实现本技术商业化运作的经济效益和社会效益巨大。5 合作方式双方共同合作，在工业化规模上进一步降低微藻发酵过程的成本，实现该技术的商业化运作。6 所属行业领域能源环境。

水和油是不互溶的。要使二者成为混合液，需借助外力或加入表面活性剂，由燃料油（煤油、汽油、柴油、重油、渣油）和水组成的乳化液就被称为乳化燃料。乳化油是油包水型分子基团，油是连续相，水是分散相。由于该液珠中水的沸点（1000C）低于汽、柴油沸点（130℃以上），在汽缸温度急剧升高时，液珠中的水先沸腾汽化，体积在几万分之一秒的瞬间增大了1000倍，其效果相当于一次极小的爆炸。无数小液珠的爆炸进一步击碎油滴，形成二次雾化，加大了空气与油雾的接触面积，于是完全燃烧提高了发动机燃烧效率，增强了发动

防爆柴油无轨胶轮车，是根据隧道运行工况的特点，研制隧道用新型专用车辆。以柴油机为动力，采用静液压驱动方式，配置先进，工作可靠，驱动力大，爬坡能力强，仅为1400mm的超窄宽度和全轮驱动性能，提高了车辆在狭窄巷道运行能力，双向驾驶功能，解决了车辆在迎头工作面的调头难题，车辆进得顺畅，回得自由，机动灵活，适应性强，安全高效，运输成本低。

完成人简介：申烨华教授一直从事资源化学、化学生物学与分析化学的教学和科研工作。主要研究方向为资源化学与蛋白质化学，研究课题包括以沙生木本油料植物长柄扁桃为核心从事沙生植物产业化开发研究、以自主开发的新型生物柴油固体催化剂为技术核心开发生物柴油新技术、以重组蛋白的表达纯化复性及结构解析为技术核心从事基质金属蛋白酶抑制剂与抗癌机理研究。获陕西省科技进步一等奖和三等奖各一项。申请专利17项，获国家授权发明专利14项（第一发明人9项），转让专利1项。陕西省科技厅鉴定科研成果3项，关于长柄扁桃食用油和蛋白粉的研究为国际首创，三项成果的技术均达到国内领先水平。发表研究论文80余篇，其中SCI收录30余篇。 成果内容：生物柴油生产新工艺，适用于动植物油脂、餐饮废弃油和酸化油等原料，技术核心是拥有两种新型催化剂，酯化阶段用有机酸代替常用的硫酸催化剂，酯交换阶段用固体催化剂代替常用的氢氧化钠催化剂，通过“常压酯化、酯交换”等工艺，生产合格的生物柴油、生物重油、生物轻油、工业甘油等四种产品。该项技术入选国家发改委颁布的“十三五低碳技术”。 成果优势及用途：针对中国生物柴油原料的特性，最先进的生产工艺是酯化酯交换蒸馏生产生物柴油。经过多年的生产总结，研究团队在优化酯化与酯交换两种催化剂，以及改造工艺和设备的基础上，研究出“常压酯化、酯交换、脱醇、水洗、干燥、减压蒸馏”生产合格生物柴油的工艺。此套新工艺从设备投资、物料消耗、能耗、产品品质及环保配套等多方面达到国内及国际领先水平。 技术特点：（1）生物柴油产品收率高。收率≥92%，平均水平是87%；（2）消耗低。综合能耗≤200kg标煤/吨产品，目前的平均水平300kg标煤/吨产品。甲醇消耗≤130kg /吨产品，目前的平均水平≥150kg /吨产品；（3）无新增污染物。无酸渣产生，用硫酸作催化剂会生成大量的酸渣；（4）投资低。以相同原料5万吨/年生产装置比较，该装置投资为3500万元人民币；中压水解工艺为6500万元人民币；酯交换工艺4300万元人民币；（5）产品质量优异。产品可达欧盟5标准的质量要求。 投资预算：总投资约5000～6000万元，其中固定资产4200～4500万元，流动资产1500～1800万元。 成果知识产权情况：授权国家发明专利7项、授权国家实用新型专利2项、科研成果鉴定1项。 

针对煤矿井下和其它运输作业的实际工况，依据《煤矿安全规程》和《煤矿用防爆柴油机车技术检验规范》等相关技术标准，应用隔爆原理解决了柴油机的防爆问题，应用尾气净化技术有效控制柴油机有害气体的排放；采用水冷却原理与方法解决柴油机机体表面温度与排气温度的控制问题；应用模块化设计理论、动力学分析方法、计算机辅助设计技术及试验分析，进行牵引车整体结构与性能的优化，研制的防爆低污染柴油牵引车， 解决了车辆的防爆、发动机缸体表面温度的控制、尾气的净化、排气温度的控制和整车性能优化等技术难点， 为我国煤炭生产提供了一种新型胶轮无轨运输设备。

项目成果/简介:完成人简介：申烨华教授一直从事资源化学、化学生物学与分析化学的教学和科研工作。主要研究方向为资源化学与蛋白质化学，研究课题包括以沙生木本油料植物长柄扁桃为核心从事沙生植物产业化开发研究、以自主开发的新型生物柴油固体催化剂为技术核心开发生物柴油新技术、以重组蛋白的表达纯化复性及结构解析为技术核心从事基质金属蛋白酶抑制剂与抗癌机理研究。获陕西省科技进步一等奖