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。 

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。

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。

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。

本成果的思路方案：合理耦合太阳能热泵、液化天然气预热设备和空温式气化器，改变气化所用空气的温度和湿度，创造稳定适宜的液化天然气气化微环境；并利用强制通风和合理的气流组织，提升空温式气化器空气侧的传热传质系数。从本质出发，解决传统空温式气化器堆霜结冰和成雾的问题。 解决问题： 空温式气化器是气化液化天然气的主要气化设备，利用空气能，节能环保，但是，液化天然气（-161℃）的低温特性造成空温式气化器外表面堆霜结冰严重，导致气化器气化性能严重恶化，需要额外配置备用空温式气化器定期切换及辅助水浴式气化器进一步升温。同时，空温式气化器周围易形成雾区，影响气化区的操作安全。本成果可有效缓解空温式气化器堆霜结冰现象，并消除雾区。 创新点： 1、节能有效地营造不易结霜和成雾的气化微环境； 2、利用太阳能热泵和风机，使空温式气化器增效； 3、合理灵活控制，与传统空温式气化相比，减少占地面积，降低气化成本。 领先性： 国内外尚未见相关技术及报导，处于领先地位

成果产品生物质热解-提质成套装备与技术，主要用于将生物质转化为高品质的液体燃料，替代石油作为车用燃油。工艺采用国内外首创自热式单床内循环串行床对生物质热解，耦联“分级转化”（酯化-加氢）技术对热解生物油提质。

项目简介 本项目针对大型海藻这类潜力巨大的可再生能源采用热解制取生物油的机理问题， 分析海藻水溶性多糖热裂解产油、产气和产炭的特征，并通过多种测试手段相结合具体 分析所制得生物油成分，由生物油成分探索水溶性多糖的热解反应机理。研究热解温度、 停留时间等过程参数对海藻热解制油产率和品质的影响规律，利用灰色关联法分析其影 响程度序列，获得产油率和油品协同最佳所对应的热解工况。最终评价海藻热解生成液248 体油的价值，并提出优化调整策略。

目前，低碳生活、节能社会是能源开发和材料研究的主旋律和重点，所以研究制造低碳材料是热点中的热点；而同时又是可再生、可降解的材料的聚乳酸、淀粉等生物材料，是当今研究的重要方向。聚乳酸、淀粉等生物材料都是从植物等非石油基能源开发而来，因此本项目所研究范围属于国家大力支持的绿色可降解材料领域，应用范围相当广，可替代现有的石油基、石油基复合物等污染环境、破坏生态的材料，是造福人类的潜在绿色材料。本研究以PBS、PLA、植物纤维或淀粉、增韧剂为主要原料用HAKKE制备PBS、PLA基复合材料。由于PLA的脆性和耐热性差，提高PLA的耐热性和韧性是本研究的关键。通过加入植物纤维等填料，并对其进行改性处理，可大大改善复合材料的耐热性能；而在PLA/淀粉复合材料中加入某些特定的增韧增强材料，可大大提高PLA复合材料的韧性，达到可日常生活所用的标准。同时，得到PLA复合材料是生物可降解材料，对环境无任何污染。

日前，东南大学能源与环境学院肖睿教授领衔的清洁能源团队利用废弃生物质秸秆实现了在空气中高效的净水和产电，实现了废弃生物质的新型高效利用。通过对废弃玉米秸秆进行简单的预处理，实现了玉米秸秆在全湿度环境下从空