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。 

由生物质制成的炭具有无烟、无味、热值高等特点，可以直接施放到土壤中或作为炭基肥的原料使用，一方面改良土壤、增加肥力，另一方面利用其耐降解性质，延长碳在土壤中的封存时间，降低温室效应对全球气候变化的负面影响。此外，生物炭是一种很好的吸附剂，具有较大的比表面积，其表面含有丰富的含氧活性功能团，可净化水质，吸附土壤中一些常见的环境污染物如重金属、农药等。因成本较低，已广泛使用于化工、冶金、环保、农业等领域。 目前，已有的生物炭生产系统都会至少存在下列问题之一：①产能小，难以满足大规模生产需求，如窑式炉、釜式、螺旋推进炉等；②炉内温度难以控制，生物炭品质难以保证，如竖流式炉等；③对原料要求高，应用范围受到限制，如回转窑；④能耗大，生产成本高，存在环境污染（特别是焦油难处置）。针对以上问题，东南大学将炭化过程产生的副产品（焦油和热解气）进行燃烧，燃烧产生的高温烟气采用内外联合加热方式为生物质炭化过程提供热量，无焦油产生，实现连续式进出料和能量梯级利用。目前已建成日处理秸秆量7吨和24吨的成套工程，日产生物炭约2.1吨和7.5吨。工程连续稳定运行。 本技术已申请国家发明专利3件（授权2件），发表学术论文12篇，获国家“973”、江苏省环保厅科技项目支持。

由生物质制成的炭具有无烟、无味、热值高等特点，可以直接施放到土壤中或作为炭基肥的原料使用，一方面改良土壤、增加肥力，另一方面利用其耐降解性质，延长碳在土壤中的封存时间，降低温室效应对全球气候变化的负面影响。此外，生物炭是一种很好的吸附剂，具有较大的比表面积，其表面含有丰富的含氧活性功能团，可净化水质，吸附土壤中一些常见的环境污染物如重金属、农药等。因成本较低，已广泛使用于化工、冶金、环保、农业等领域。 目前，已有的生物炭生产系统都会至少存在下列问题之一：①产能小，难以满足大规模生产需求，如窑式炉、釜式、螺旋推进炉等；②炉内温度难以控制，生物炭品质难以保证，如竖流式炉等；③对原料要求高，应用范围受到限制，如回转窑；④能耗大，生产成本高，存在环境污染（特别是焦油难处置）。针对以上问题，东南大学将炭化过程产生的副产品（焦油和热解气）进行燃烧，燃烧产生的高温烟气采用内外联合加热方式为生物质炭化过程提供热量，无焦油产生，实现连续式进出料和能量梯级利用。目前已建成日处理秸秆量7吨和24吨的成套工程，日产生物炭约2.1吨和7.5吨。工程连续稳定运行。

生物能源是太阳能在生物体内以化学能储存的能量形式,是最安全洁净，持续可再生的重要能源，也是解决可替代交通运输燃料的最有效手段。生物航空煤油是利用非食用植物油（麻风树油，微藻油等）为原料，进行加氢，去氧，裂解异构化等改性处理后获得生物航空煤油。生物航空润滑油，利用蓖麻油为原料，通过酯化反应获得耐高温多元醇酯，替代石油基的润滑油，同时也是新一代耐高温新型航空润滑油的重要保障。

1、聚偏氟乙烯水性氟涂料的合成技术研发：解决PVDF附着力差的问题，并解决现有水性涂料在耐水性、耐高温性等方面的缺陷。2、盐酸中氟离子的脱除技术：寻求盐酸中氟离子脱除技术，使氟离子降低到50PPm以内；是否有合适的材质，用于在180℃条件下生产盐酸下游产品。

本项目是基于复合矿物材料的改性，通过 CPB（阳离子）和 CSB（两性）复合改性方法，取代原有的传统药剂，可以在气浮、生物处理等领域开展应用。 技术指标包括： 1）通过 XRD、SEM、BET、FTIR、Zeta 电位等科学表征方法，验证了改性后药剂的微观结构有利于后续的物化、生物过程； 2）通过 Design Expert 数据处理软件探讨改性膨润土的二次响应曲面模型以及优化的水平值，建立的污染物指标的去除模型； 3）利用响应面 Optimal Design 建立数学模型，基于响应面法(RSM)优化复合改性膨润土的制备条件和工艺参数，该改性复合材料（阴-阳离子、阴-阳-非等表面活性剂、PAC 基质交联等方式）能实现市政污水稳定提标中 COD 保持在30mg/L 以下，黑臭水体治理中 TP 保持在 0.2mg/L 以下，含重金属废水的治理中 Cr 的浓度保持在 1.0mg/L 以下，印染废水中锑离子实现 95.2%的去除效果。使用该改性药剂后，运行成本吨水投加药剂费用为 0.5 元，该技术能解决多种难以处理的废水。

生物表面活性剂是微生物在代谢过程中分泌的一种有高表面活性的物质，具有生物相容性、生物可降解性、无毒或低毒等特性，因此将成为替代化学合成表面活性剂的选择之一。甘露糖赤薛糖醇脂(MEL s)是一种糖脂类的生物表面活性剂，MEL s不仅具有良好的乳化性、生物降解性、较低的临界胶束浓度等，还具有许多特殊的生理活性和医药价值，可应用于环保、食品、化妆品、医药等。如：MEL-A型化合物在较低浓度下作用于Bl 6黑色素瘤细胞，对其有抑制作用，并能诱导细胞分化，促使细胞黑色素释放。 本项目研发的技术通过生产菌株的特殊改造和高通晕筛选，获得生产水平较高的突变株，并经过培养条件的营养组成的系统优化，获得适于产业化生产的发酵条件（产量达到100 g/L,发酵7天）。同时完成了该糖脂的在线随程提取和发酵技术组合（粗提方法简单快捷），还完成了产品的快速分离、纯化和特性（乳化特性、表面活性特性、生物学活性等）分析。

研发了基于生物质的一系列绿色环保无毒无害多功能的零 VOC 水性室内涂料，解决了现有室内涂料对室内空气的污染问题和对人体健康的威胁，同时，赋予了水性室内涂料隔热、防火、抗菌、防腐、导电、自清洁等一系列功能，实现了水性室内涂料的多功能化和智能化。 生物质绿色环保多功能涂料实现了纯水分散，不含任何有机溶剂，涂刷及使用全程不产生任何挥发性有机物 （VOC），优于市面上所有有机室内涂料；对于各种基底， 涂刷性和黏附性均优于商用涂料；从生物质废料出发，经过可工业化的处理方法，可以实现大规模生产，成本极低， 且可实现废物利用。 

SAPO-34分子筛由于其特殊的孔结构和量子效应，使其在选择性吸附与分离、能源开发、石油炼制等方面有着广泛的应用前景，尤其对于垃圾生成的生物气中甲烷与二氧化碳的分离有着优异的性能。南开大学与有关单位形成产学研合作，共同开发SAPO-34分子筛的制备及在生物气净化分离中的重要应用。目前已完成实验室第一阶段研发及小规模中试生产，并实现部分销售。本项目开发出一种在碱性条件下超声波老化，程序升温晶化法合成SAPO-34分子筛新方法。可以有效地将老化时间降低3/4，大大缩短工期，提高分子筛性能，将陶瓷膜分离

SAPO-34 分子筛由于其特殊的孔结构和量子效应，使其在选择性吸附与分离、能源开发、石油炼制等方面有着广泛的应用前景，尤其对于垃圾生成的生物气中甲烷与二氧化碳的分离有着优异的性能。南开大学与有关单位形成产学研合作，共同开发 SAPO-34 分子筛的制备及在生物气净化分离中的重要应用。目前已完成实验室第一阶段研发及小规模中试生产，并实现部分销售。本项目开发出一种在碱性条件下超声波老化，程序升温晶化法合成 SAPO-34 分子筛新方法。可以有效地将老化时间降低 3/4，大大缩短工期，提高分子筛性能，将陶瓷膜分离与喷雾干燥相结合进行产品的干燥、成型，成功地解决SAPO-34 分子筛晶粒较小（纳米级），分离困难等问题。采用电解与离子交换膜结合法处理工业废水技术，做到变废为宝，排放零污染。 已与国际著名生物气净化分离设备供应商 XEBEC 公司形成合作，在不断的交流与完善中，制备的 SAPO-34 应用于 XEBEC 研制的专利产品生物气净化处理器中，分离效果得到国外客户的充分肯定。我们有信心将自主研发、生产的具有民族品牌的 SAPO-34 新型分子筛产品，切实应用于“低碳经济”环节链中，充分利用废物资源，变废为宝。