我国每年农林固废、城市厨余垃圾等生物质固废中近 60%被焚烧或随意处置，严重污染环境，也是造成雾霾的重要原因之一。南开大学生物质资源化工程中心多年来致力于以生物质固废为原料生产有机肥系列技术的研究应用，获得了高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白质、油脂等的细菌、放线菌和真菌，构建了微生物菌种库和系列化菌剂；开发了可在 5-15 天内将生物质固废转化为有机肥料和富含有益微生物的生物有机肥生产工艺及系列化产品；自主设计研发了以布尔 玛金式搅拌装置为基础的微生物发酵装置，开发了系列化的微生物好氧/厌氧发酵装置。 本项目已申请国家专利 50 项，其中授权发明专利 10 项、实用新型专利 5 项；代表性 SCI 论文 5 篇，出版专译著 7 部；本项目有关技术已被深圳芭田公司、天津百利阳光公司应用，近三年产生了显著的经济、社会和环境效益；本项目已获得 2017 年中国产学研合作创新成果一等奖。

人类在发展过程中目前面临能源危机和环境污染双重压力。在能源消费方面，目前世界能源消耗91%的是一次性矿物燃料能源，但矿物燃料是有限的，不可能成为人类的永久性能源。因此寻找可替代化石能源的新能源是人类可持续发展的必由之路。 据估计，全世界每年由光合作用而固定的碳达2×1011 吨，含能量达3×1018 千焦，可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10 倍；生成的可利用干生物质约为1700 亿吨，而目前将其作为能源来利用的仅为13 亿吨，约占其总产量的0.76％，生物质资源开发利用潜力巨大。据测算，我国拥有的生物质能资源为50 亿吨左右，是我国目前总能耗的4 倍左右[5]。生物质资源虽然丰富，但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重，如秸秆等农业废弃物在田间焚烧，林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃，食品加工的壳、皮等被当作垃圾填埋，这不仅污染了环境，还造成了生物质资源的巨大浪费 利用生物质制备炭材料，在能源领域利用可以直接作为燃料使用，可以避免生物质原料本身能量密度低、体积庞大难于运输等弊端，同时相对于燃煤可以减少硫排放，从而减少对环境的污染，但目前制造成本高，只有在特定的场合才使用，目前生物质炭在能源方面主要作为高端的燃料电池正极材料。另一方面生物质炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构以及较好的化学稳定性和机械强度，在环保领域对重金属良好的吸附性能，因此对重金属废水处理及土壤恢复与改良具有巨大的应用潜力[8-14]。 由于传统工艺制造活性炭成本高，因此限制了其应用范围。如何最大限度降低制造成本是科研工作必须努力的方向。 生物质炭的制备方法主要分为：热分解法，微波炭化法，水热炭化法。热分解炭化法是目前制备生物质炭的主要方法，热分解制备生物质炭是在隔绝空气条件下生物质的高温裂解成炭，一般需要炭化与活化两个过程且二者可分步或同步进行。首先炭化过程是在300 –1000 0C下使生物质中分子链中C-O、C-C键断裂成炭，随着温度的升高, 生物质炭的产量降低, 含碳量逐渐增加。活化的目的是利用气体或化学物质改变炭化料的内部结构, 扩大孔体积, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸气、空气、CO2进行活化；化学活化则采用化学物质如NaOH，ZnCl2，KOH, K2CO3等在600~11000C下活化，得到活性生物质炭产品。热分解法的缺点在于反应时间长，反应耗能大，传热效率低和反应原料加热不均匀等。微波炭化法则是通过被加热体内部偶极分子的高频往复运动，使分子间相互碰撞产生大量摩擦热量，继而使物料内外部同时快速均匀升温从而达到裂解及炭化的目的。微波加热具有操作简单、升温速率快、反应效率高、可选择性均匀加热等优点。生物质通过微波炭化处理其活性炭得率较高(一般达到40%左右)且表面积大。但微波炭化的不足在于物料的反应温度不能精确控制，过量的微波辐射将对人体健康有损害且工业化放大过程比较困难。水热炭化法是在一定温度(一般200 ℃)和压强（下将水热反应釜内的生物质( 碳水化合物、有机分子和废弃生物质等) 、催化剂和水进行加热，实现对生物质炭化的过程。水热炭化一般制得的生物质表面积小一般500m2/g以下，同时反应时间长，因此生产成本较高。 总之制备生物质炭材料具有丰富的原料来源，同时在能源及环境方面具有广阔的应用前景，尤其在重金属污染治理及土壤恢复及改良前景更为广阔。但目前生物质转化为炭流程长，分解温度高，造成生产成本高而致使生物质的利用率低。如何更高效、成本更低廉实现生物质的炭转化，无论对于人类能源结构优化及环境保护均有十分重要的现实意义。 本项目提出了一种酸催化裂解炭化生物质原料的方法，采用酸催化直接将生物质分解及炭化，并在低温下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 过程，吸收炭化及活化过程蒸发的酸及液态有机物，酸进行循环利用，实现生物质炭材料绿色制备。由此可以制备出生物质炭材料比表面在1000m2/g以上，得率达到50%以上，从而降低生物质炭的制造成本，拓宽其应用范围。二．技术路线酸催化生产技术路线见下图，生物质粉碎后，采用一定酸浸湿润，干燥后进行炭化及活化，控制在4000C下炭化完全冷却，炭化活化过程进行酸回收并返回使用，炭化完全后冷却，加粘结剂压块便得到生物质炭。  图1 酸催化制备生物质炭工艺流程三．技术开发内容及指标技术开发内容生物质原料的筛选及酸种类的筛选温度、时间工艺参数的优化；粘结剂的选择与添加工艺确定日处理1吨中试放大设备选择与设计；技术指标生物质炭得率大于50%；生物质炭的碳含量高于80%；生物质炭燃烧后的灰分小于5%；生物质炭材料比表面在1000m2/g以上。四．经济效益初步分析生物质炭售价按3000元/吨计算，原材料及处理成本约1500元/吨；按年生产1万吨计算，年效益为=（3000-1500）x10000=1500万元。 本项目作为生物质炭新工艺相对于传统工艺，大幅度提高了生物质炭的转化效率及降低了生产成本，因此经济效益非常显著，如果作为活性炭使用效益更加显著。同时具有很好的推广前景。

酰胺丙基叔胺是由脂肪酸与丙基二甲基叔胺生产的精细化学品，是优良的石 英砂浮选剂，也是最有效的沥青乳化剂，还可用于纸张防水剂，腐蚀抑制剂和石 油制品添加剂。它亦是可用于生产制造胺盐、氧化胺、甜菜碱、季铵盐的中间体。 酰胺丙基叔胺氧化胺、甜菜碱是性能优异的温和表面活性剂，常与阴、阳离子和 非离子表面活性剂复配使用。其配伍性能好，刺激性小，易溶于水，对酸碱稳定， 泡沫多，去污力强，具有优良的增稠性、柔软性、杀菌性、抗静电性、生物降解 性和抗硬水性，能显著提高洗涤类产品的柔软性、调理性和低温稳定性。常用来 配制香波、沐浴露、洗面奶、婴儿护理用品以及其他洗涤用品。本项目以独特的 催化与生产技术，可以生产系列的酰胺丙基叔胺及其低杂质含量的衍生产品（胺 盐、氧化胺、甜菜碱、季铵盐）。 关键技术 1、高活性催化剂技术； 2、低成本制造工艺与工程化设备的集成技术； 3、产品色泽浅，色泽/Hazen 不大于 100； 4、产品残留的丙基叔胺、氯乙酸或双氧水含量低。 获得成果 1、申请专利 2 项，授权 1 项； 2、发表论文 5 篇； 3、产业化：已完成 10 升/批的放大试验。 

一、项目简介二次镍氢电池，需要大量高密度高活性氢氧化镍作为电池正极材料。本项目提供生产球镍的技术，粒度在8μm左右在当前的Ni-MH电池的发展过程中，氢氧化镍电极限制了电池容量的进一步提高，这是因为从电池封装的安全性考虑，作为负极的金属氢化物电极要比氢氧化镍电极大很多。因此提高Ni(OH)2电极的能量密度，来和高容量储氢合金负极材料相匹配，对Ni-MH电池整体性能的改善来说就显得至关重要。在高比容量的Ni-MH电池的开发研究中，球形β-Ni(OH)2具有更高的堆积密度，更小的孔体积，更高的电流密度，以及良好的循环性能等优点，目前已成为广泛采用的正极活性物质。二、规模与投资效益分析与预测：年产300吨球形氢氧化镍生产线可实现年产值2600万元，利润300万元。投入产出比、利润率：投入产出比为30％，投资利润率为60％。三、生产设备反应釜（带搅拌）1台，计量泵3台，离心过滤机一套，热水锅炉等。项目转化所需投资：建立年产300吨球形氢氧化镍生产线需投资400万元。四、合作方式面议。

项目成果/简介:利用集成技术生产多效性琼胶，生产节水、节能、减少环境污染的新的生产工艺和多样化。多功能性产品。琼胶生产的在线检测控制技术（增量处理技术）。液态体系胶的生产技术。琼胶寡糖的生产工艺与构效。江蓠（功能）食品开发（凉粉、果冻）。项目阶段:工业化生产阶段效益分析:据报道目前世界琼胶年需求量在20000吨以上，但世界琼胶产量仅为10000吨左右。因此国际市场琼胶价格逐年上升，目前优质琼胶价格为2万美元/吨左右。我国目前琼胶产量约为500吨/年，仅占世界总产量的5%，而且生产出的琼胶质量差，主要体现在凝胶强度低，很大一部分在400g/cm以下，色泽达不到要求。因此我国目前琼胶生产远远满足不了国内外市场的需要，具有很大的市场前景。我国是海藻养殖大国，具有长远的海岸线和海藻养殖带。海藻资源的高值化开发利用和深加工是我国目前科研和生产领域的主攻方向，因而根据目前的生产原料特点和资源状况，拟进行琼胶加工机理的深入探讨。通过生物转化，酶技术定向修饰和化学改性解决生产中技术性难题和提高产品品质，突破多样化应用瓶颈，促进我国海藻工业的发展，利用海藻资源和技术的双重优势获得新的经济增长点。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:201710402964.2 ZL201510660247.0技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

干悬浮性多功能种衣剂内含杀虫剂、杀菌剂、植物生长调节剂、肥料及保水材料，外观呈粉末状态，类似于干悬浮剂，具有较高的科技含量。与悬浮种衣剂或悬乳济相比，其特点是含量高，体积小，可节省瓶、箱等包装材料，便于贮存和运输，且贮存稳定性好。使用时，按比例加水调制即可使用，可发挥多功能的作用，但对制剂中的成膜剂等助剂的质量要求比悬浮种衣剂要高。目前，多功能干悬浮剂在国内还未大量生产。干悬浮性多功能种衣剂的功能保水吸水、透气逸氧；防病治虫、肥效缓释；壮根壮苗、调节生长；省工节本、增产增收。 根据不同农作物的特点及气候状况，具有针对性的开发了以下种衣剂： 玉米：玉米在我国东北、西北、华北、华中等地区的地下害虫主要有：蛴螬、蝼蛄、地老虎、金针虫等，开发了针对玉米以杀虫作用为主的干悬浮性多功能种衣剂。棉花：棉花的主要虫害是地老虎，主要病害有棉立枯病、炭疽病、角斑病等，针对棉花开发了以杀菌、杀虫为主的干悬浮性多功能种衣剂。小麦：小麦的主要虫害有蛴螬、蝼蛄、金针虫，主要病害有白粉病、黑穗病、赤霉病等，开发了以杀菌、杀虫为 的干悬浮性多功能种衣剂。

腌腊肉制品以其独特的风味深受消费者欢迎，是肉类制品中的一大类产品。 腌腊肉制品为了达到较长的保藏期，往往采用高盐或较高程度的干燥进行加工， 影响了产品的口感、质构、风味和出品率。本研究中心开发的低盐腌制技术，利 用高效无磷持水剂，在保证产品优良保藏性的基础上，降低了盐的使用量，使其 口感更适于消费者，更有利于健康，产品出品率有了明显提高，质构得到明显改13 善。在腊肉中使用，可使其出品率从普通的 75%左右，提高到 90%左右。 本技术已在上海一企业转让，使用效果优良

利用集成技术生产多效性琼胶，生产节水、节能、减少环境污染的新的生产工艺和多样化。多功能性产品。 琼胶生产的在线检测控制技术（增量处理技术）。 液态体系胶的生产技术。 琼胶寡糖的生产工艺与构效。 江蓠（功能）食品开发（凉粉、果冻）。

球墨铸铁是一种高强度铸铁材料，具有优异的力学性能，如较高的强度和屈服强度，较高的伸长率和一定的冲击韧性。在常温工作条件下，球墨铸铁可以代替铸钢来铸造复杂零件，生产成本低廉，具有广泛的用途，目前我国球墨铸铁的年产量可达600多万吨。但是，一般的球墨铸铁在低温使用时，其韧性急剧下降，使球墨铸铁转变为脆性材料，无法抵抗各种使用环境所产生的冲击，可能造成零件的突然脆断，从而引发重大的人员伤亡和经济损失。对于一般铁素体基体的球墨铸铁QT400-18L，保证了400MPa的抗拉强度和18%的伸长率，但其-40℃下的标准V型缺口试样的冲击功只有3~5J。对于一般铁素体基体的球墨铸铁QT350-22L，-40℃下的标准V型缺口试样的冲击功不小于12J的要求，但其抗拉强度则会低于400MPa。 本技术立足于国内原材料，通过合理选择熔炼工艺，严格控制球化和孕育过程，合理控制球墨铸铁的化学成分与组织，可获得高韧性耐低温球墨铸铁，抗拉强度不低于400MPa，伸长率不低于18%，而且-40℃下的标准V型缺口试样的冲击功不小于12J。 该高韧性耐低温球墨铸铁可以满足大功率高速内电牵引机车的箱体铸件、磁悬浮列车轨道梁铸件、寒冷地区工作的风力发电、石油机械、矿山机械用齿轮箱及箱体的制造。

中试阶段/n该技术是国家湖北省科技攻关计划项目资助开发的成果，在对传统工艺生产鱼鲊过程中优势优势乳酸发酵菌进行分离纯化的基础上，采用纯种植物乳杆菌和戊糖片球菌强化发酵工艺，经配料、接种、厌氧发酵、调配、装罐、高压灭菌等工序制成。产品具有酸鲜可口、酸香怡人等特点。该技术已在福娃集团有限公司完成中试生产，可适合不同规模的企业接产。