生物質(zhì)能室

發(fā)布時(shí)間： 2018-11-09 瀏覽次數(shù)： 282

 

研究室簡(jiǎn)介

生物質(zhì)能研究室主要從事低值廢棄物高效轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)推廣工作。研究團(tuán)隊(duì)依托山東省生物質(zhì)氣化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和山東省生物質(zhì)資源化工程技術(shù)研究中心等優(yōu)勢(shì)科研平臺(tái)，通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物化學(xué)轉(zhuǎn)化方式，在生物質(zhì)熱解氣化制備高品質(zhì)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(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目5項(xiàng)，國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目3項(xiàng)，國(guó)家863項(xiàng)目2項(xiàng)，山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目12項(xiàng)等一批國(guó)家及山東省科技計(jì)劃，總到位經(jīng)費(fèi)達(dá)到2000余萬；發(fā)表論文80余篇，其中SCI收錄32篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利20項(xiàng)，獲得山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，青島市科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，培養(yǎng)碩士研究生12名。

生物質(zhì)能研究室現(xiàn)有固定人員17人，其中博士10人，具有高級(jí)職稱者11人，專業(yè)涵蓋工程熱物理、環(huán)境工程、化學(xué)工程、微生物、催化化學(xué)等。

主要承擔(dān)課題

低值和廢棄農(nóng)業(yè)生物質(zhì)高效煉制與綜合利用－果蔬加工廢棄物轉(zhuǎn)化生物燃?xì)怅P(guān)鍵技術(shù)及裝備，國(guó)家科技支撐項(xiàng)目，936萬；

纖維素類生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化利用技術(shù)－木質(zhì)纖維原料高效預(yù)處理技術(shù)與工藝設(shè)備研究及示范一沼氣提純凈化技術(shù)及裝備研究，“十二五”863重點(diǎn)項(xiàng)目，270萬；

玉米秸稈分段清潔燃供熱技術(shù)與裝備研究，公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)任務(wù)書，128萬；

工業(yè)生物質(zhì)廢物高效清潔制備生物質(zhì)燃?xì)饧夹g(shù)集成與工程化模式研究一生物質(zhì)燃?xì)馄焚|(zhì)提升浄化技術(shù)，國(guó)家科技支撐項(xiàng)目，105萬；

Fe／CaO作用下生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化體系關(guān)鍵過程耦合與定向調(diào)控機(jī)制，國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，80萬；

光合細(xì)菌－納米二氧化鈦制氫體系產(chǎn)氫機(jī)制及協(xié)同作用研究，國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金，25萬；

產(chǎn)丁醇梭菌屬微生物木糖與葡萄糖同步利用調(diào)控機(jī)制研究，國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金，20萬；

納米Fe3O4介導(dǎo)的種間直接電子傳遞對(duì)甲烷發(fā)酵中納米ZnO的毒性削減作用研究，國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金，20萬；

多級(jí)結(jié)構(gòu)Ni基復(fù)合催化劑強(qiáng)化生物質(zhì)熱解氣相催化提質(zhì)機(jī)理研究，山東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，17萬；

生物質(zhì)基富甲烷氣體制備中原位脫碳機(jī)制研究，山東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，18萬；

基于復(fù)合材料原位脫碳的低質(zhì)廢棄物定向熱轉(zhuǎn)化過程機(jī)制，山東省自然科學(xué)基金三院聯(lián)合專項(xiàng)，65萬；

微納結(jié)構(gòu)催化劑強(qiáng)化生物質(zhì)基液相組分催化提質(zhì)過程研究，山東省自然科學(xué)基金三院聯(lián)合專項(xiàng)，65萬；

基于化學(xué)鏈熱轉(zhuǎn)化的秸稈制備合成天然氣關(guān)鍵過程基礎(chǔ)研究，山東省自然科學(xué)基金聯(lián)合基金，50萬；

熱體系副產(chǎn)物生物炭轉(zhuǎn)化關(guān)鍵熱物理過程解析，山東省自然科學(xué)基金聯(lián)合基金，60萬。

固體廢棄物定向熱解氣化

★ 重點(diǎn)：以高品質(zhì)合成氣制備為目的的先進(jìn)熱解氣化技術(shù)研發(fā)。

★ 合成氣平臺(tái)：制氫、合成液體燃料及化學(xué)品、生物航油、生物天然氣。

★ 重點(diǎn)解決：熱解氣化過程的定向性調(diào)控；過程催化材料及工藝開發(fā)；焦油裂解、CO2分離、組分調(diào)質(zhì)。

★ 明晰了熱解過程產(chǎn)物的選擇性控制規(guī)律，掌握了產(chǎn)物定向性調(diào)控方法，發(fā)表SCI一區(qū)論文5篇。

★ 合成氣中焦油含量低于50mg／m3，CO2吸收率達(dá)到80％以上。

★ 獲國(guó)家自然科學(xué)基金、省自然科學(xué)基金、國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目支持。

市政污泥減量化及資源化利用

★ 重點(diǎn)：市政污泥生物干化技術(shù)及裝備。

★ 生物干化技術(shù)平臺(tái)：耐熱微生物篩選、污泥調(diào)質(zhì)技術(shù)、生物干化工藝、一體化生物干化設(shè)備。

★ 重點(diǎn)解決：污泥中微生物細(xì)胞高效破解；生物干化工藝優(yōu)化；一體化成套設(shè)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(guī)律，建立并優(yōu)化了生物干化工藝，開發(fā)了處理量為5噸規(guī)模的一體化成套中試設(shè)備。獲得3項(xiàng)專利授權(quán)。鑒定成果1項(xiàng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

★ 處理時(shí)間7－10d，污泥基質(zhì)含水量＜35％。

★ 國(guó)家自然科學(xué)基金、省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省科學(xué)院杰出青年基金項(xiàng)目支持。

生物天然氣

★ 重點(diǎn)：高濃度中溫沼氣技術(shù)及裝備、一體兩相厭氧消化工藝、沼氣轉(zhuǎn)化生物燃?xì)怅P(guān)鍵技術(shù)。

● 蔬菜廢棄物、秸稈等特種農(nóng)業(yè)廢棄物、城鎮(zhèn)生活垃圾廚余等預(yù)處理與厭氧轉(zhuǎn)化；

● 新農(nóng)村建設(shè)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(qiáng)化酸化預(yù)處理技術(shù)，提高了秸稈類生物質(zhì)厭氧消化效率；

● 固體兩相厭氧發(fā)酵工藝，解決易腐類原料的高濃度、穩(wěn)定發(fā)酵難題；

● 厭氧發(fā)酵失穩(wěn)預(yù)警及調(diào)控技術(shù)，解決厭氧過程底物與產(chǎn)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(chǎn)品CO2；

★ 獲國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家863計(jì)劃、山東省自然科學(xué)基金支持。

炭基吸附材料制備

★ 重點(diǎn)：以炭基吸附材料制備為目的的高炭生物質(zhì)熱解聯(lián)產(chǎn)技術(shù)研發(fā)。

★ 炭制備平臺(tái)：超級(jí)電容活性炭、沼氣提純活性炭、粉末炭基肥。

★ 重點(diǎn)解決：炭基吸附材料孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)能的定向性調(diào)控；活化工藝提質(zhì)，整體工藝節(jié)能降耗；低端秸稈類炭化產(chǎn)物利用途徑拓展。

★ 確定了吸附材料孔隙結(jié)構(gòu)調(diào)控規(guī)律，拓展了高品質(zhì)炭基吸附材料預(yù)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(chǎn)物產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化途徑（替代復(fù)合肥骨架料），發(fā)表論文4篇。

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

★ 公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)，省自然科學(xué)基金、國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目支持。

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