生物質能室

發布時間： 2018-11-09 瀏覽次數： 282

 

研究室簡介

生物質能研究室主要從事低值廢棄物高效轉化的基礎研究、應用基礎研究和技術開發推廣工作。研究團隊依托山東省生物質氣化技術重點實驗室和山東省生物質資源化工程技術研究中心等優勢科研平臺，通過熱化學轉化和生物化學轉化方式，在生物質熱解氣化制備高品質合成氣、合成液體燃料、生物活性炭及炭基肥、生物天然氣、污泥生物干化等研究方向開展了大量的科研工作并取得了具有重要影響的成果。

近五年承擔了國家自然科學基金項目5項，國家科技支撐計劃項目3項，國家863項目2項，山東省自然科學基金項目12項等一批國家及山東省科技計劃，總到位經費達到2000余萬；發表論文80余篇，其中SCI收錄32篇，授權國家發明專利20項，獲得山東省科學技術進步獎1項，青島市科技進步獎1項，培養碩士研究生12名。

生物質能研究室現有固定人員17人，其中博士10人，具有高級職稱者11人，專業涵蓋工程熱物理、環境工程、化學工程、微生物、催化化學等。

主要承擔課題

低值和廢棄農業生物質高效煉制與綜合利用－果蔬加工廢棄物轉化生物燃氣關鍵技術及裝備，國家科技支撐項目，936萬；

纖維素類生物質高效轉化利用技術－木質纖維原料高效預處理技術與工藝設備研究及示范一沼氣提純凈化技術及裝備研究，“十二五”863重點項目，270萬；

玉米秸稈分段清潔燃供熱技術與裝備研究，公益性行業（農業）科研專項經費任務書，128萬；

工業生物質廢物高效清潔制備生物質燃氣技術集成與工程化模式研究一生物質燃氣品質提升浄化技術，國家科技支撐項目，105萬；

Fe／CaO作用下生物質熱轉化體系關鍵過程耦合與定向調控機制，國家自然科學基金面上項目，80萬；

光合細菌－納米二氧化鈦制氫體系產氫機制及協同作用研究，國家自然科學基金青年基金，25萬；

產丁醇梭菌屬微生物木糖與葡萄糖同步利用調控機制研究，國家自然科學基金青年基金，20萬；

納米Fe3O4介導的種間直接電子傳遞對甲烷發酵中納米ZnO的毒性削減作用研究，國家自然科學基金青年基金，20萬；

多級結構Ni基復合催化劑強化生物質熱解氣相催化提質機理研究，山東省自然科學基金面上項目，17萬；

生物質基富甲烷氣體制備中原位脫碳機制研究，山東省自然科學基金面上項目，18萬；

基于復合材料原位脫碳的低質廢棄物定向熱轉化過程機制，山東省自然科學基金三院聯合專項，65萬；

微納結構催化劑強化生物質基液相組分催化提質過程研究，山東省自然科學基金三院聯合專項，65萬；

基于化學鏈熱轉化的秸稈制備合成天然氣關鍵過程基礎研究，山東省自然科學基金聯合基金，50萬；

熱體系副產物生物炭轉化關鍵熱物理過程解析，山東省自然科學基金聯合基金，60萬。

固體廢棄物定向熱解氣化

★ 重點：以高品質合成氣制備為目的的先進熱解氣化技術研發。

★ 合成氣平臺：制氫、合成液體燃料及化學品、生物航油、生物天然氣。

★ 重點解決：熱解氣化過程的定向性調控；過程催化材料及工藝開發；焦油裂解、CO2分離、組分調質。

★ 明晰了熱解過程產物的選擇性控制規律，掌握了產物定向性調控方法，發表SCI一區論文5篇。

★ 合成氣中焦油含量低于50mg／m3，CO2吸收率達到80％以上。

★ 獲國家自然科學基金、省自然科學基金、國家863計劃項目支持。

市政污泥減量化及資源化利用

★ 重點：市政污泥生物干化技術及裝備。

★ 生物干化技術平臺：耐熱微生物篩選、污泥調質技術、生物干化工藝、一體化生物干化設備。

★ 重點解決：污泥中微生物細胞高效破解；生物干化工藝優化；一體化成套設備。

★ 掌握了污泥生物干化過程中的微生物群落、水解酶的變化規律，建立并優化了生物干化工藝，開發了處理量為5噸規模的一體化成套中試設備。獲得3項專利授權。鑒定成果1項，達到國際先進水平。

★ 處理時間7－10d，污泥基質含水量＜35％。

★ 國家自然科學基金、省重點研發計劃、山東省科學院杰出青年基金項目支持。

生物天然氣

★ 重點：高濃度中溫沼氣技術及裝備、一體兩相厭氧消化工藝、沼氣轉化生物燃氣關鍵技術。

● 蔬菜廢棄物、秸稈等特種農業廢棄物、城鎮生活垃圾廚余等預處理與厭氧轉化；

● 新農村建設中的生活廢水廢物一體化處理；

● 沼氣凈化，脫硫脫氧，提純制備生物天然氣。

★ 解決的問題取得的突破：

● 秸稈強化酸化預處理技術，提高了秸稈類生物質厭氧消化效率；

● 固體兩相厭氧發酵工藝，解決易腐類原料的高濃度、穩定發酵難題；

● 厭氧發酵失穩預警及調控技術，解決厭氧過程底物與產物失衡問題；

● 將超聲波引入水洗脫碳過程，減少能耗，得到高純度產品CO2；

★ 獲國家科技支撐計劃、國家863計劃、山東省自然科學基金支持。

炭基吸附材料制備

★ 重點：以炭基吸附材料制備為目的的高炭生物質熱解聯產技術研發。

★ 炭制備平臺：超級電容活性炭、沼氣提純活性炭、粉末炭基肥。

★ 重點解決：炭基吸附材料孔隙結構和表面化學能的定向性調控；活化工藝提質，整體工藝節能降耗；低端秸稈類炭化產物利用途徑拓展。

★ 確定了吸附材料孔隙結構調控規律，拓展了高品質炭基吸附材料預處理（微生物）和后處理（超低溫快速降溫）工藝，拓寬了低端炭產物產業化轉化途徑（替代復合肥骨架料），發表論文4篇。

★ 活性炭碘吸附值超過1600mg/g，亞甲基藍吸附值超過30ml/0．1g；超級電容超過250F/g，3000次循環充放電電容保持90％以上。

★ 公益性行業（農業）科研專項，省自然科學基金、國家863計劃項目支持。

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