我國是農(nóng)業(yè)大國，每年產(chǎn)生秸稈等農(nóng)林廢棄物約7.5億噸。大量的秸稈被露天焚燒，不僅浪費了資源和能源，更帶來嚴重的環(huán)境污染。秸稈資源清潔高效利用已經(jīng)成為關乎我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、大氣污染治理、新農(nóng)村建設的重大問題。榮獲2015年國家科技進步二等獎的農(nóng)林廢棄物清潔熱解氣化多聯(lián)產(chǎn)關鍵技術與裝備成功破解了這一難題。

該項目主要完成人、天津大學教授陳冠益告訴記者，目前國內(nèi)采用該項目成果已建成一批示范工程，應用于農(nóng)村集中供氣供熱、園區(qū)熱電聯(lián)供和市政燃氣替代、企業(yè)氣油肥聯(lián)產(chǎn)以及家庭應用等方面，10年來累計處理農(nóng)林廢物850余萬噸，實現(xiàn)產(chǎn)值超過15億元。

據(jù)陳冠益教授介紹，該項目由天津大學、山東大學、山東理工大學、山東省科學院能源研究所、山東百川同創(chuàng)能源有限公司、張家界三木能源開發(fā)有限公司、廣州迪森熱能技術股份有限公司等單位聯(lián)合承擔。項目組歷經(jīng)10余年的持續(xù)系統(tǒng)研發(fā)，在秸稈資源清潔高效轉化技術及多聯(lián)產(chǎn)利用關鍵技術和設備研發(fā)中取得了突破。

當前秸稈生物質氣化裝備生產(chǎn)規(guī)模小，連續(xù)運行性差，焦油衍生的環(huán)境污染與管道爐具腐蝕堵塞問題突出，且存在灰渣和焦油利用兼顧性欠缺等不足。針對這些情況，項目組提出了流化床氣化/下吸式固定床氣化—低焦油在線監(jiān)控—多聯(lián)產(chǎn)氣油肥的新思路。他們將秸稈主要轉化為高品質燃氣，兼顧聯(lián)產(chǎn)燃油和生態(tài)肥料，以期實現(xiàn)秸稈的全資源利用，達到了清潔高效的目的。

在項目實施過程中，研究人員闡明了農(nóng)林廢棄物熱解氣化過程的化學反應機理，成功研發(fā)出系列清潔高效的生物質氣化裝備，突破了焦油控制難題，集成了高品質燃氣、燃油、復合肥的技術工藝體系，探索出生物質氣化多元化的應用模式。

為盡快實現(xiàn)項目成果的工業(yè)化應用，項目組開發(fā)出面向不同應用模式的裝備，其中包括農(nóng)村集中供氣供熱、園區(qū)熱電聯(lián)供、企業(yè)氣油肥聯(lián)產(chǎn)以及家庭應用的成套裝備。此外，他們還建立了秸稈氣化過程中的焦油快速檢測方法，形成了工藝設計軟件包，可為各行業(yè)提供技術服務的完整解決方案，為項目成果的工業(yè)化推廣奠定了基礎。

　　該項目技術也通過了相關部門組織的專家鑒定。鑒定委員會認為，該項目總體技術達到國際先進水平，下吸式固定床低焦油連續(xù)運行生物質氣化技術及裝備、基于化學吸收的燃氣凈化系統(tǒng)等關鍵技術達到了國際領先水平。

目前，該項目已獲授權發(fā)明專利20余項，實用新型專利10余項，參與制定行業(yè)與地方標準多項，發(fā)表SCI/EI檢索論文200余篇，出版著作4部，鑒定成果5項。

陳冠益教授告訴記者，該技術在推廣中具備三大優(yōu)勢：一是原料范圍廣。該技術適合多種原料，包括秸稈、稻殼、果殼、棕櫚殼、甘蔗渣、香蕉稈、林業(yè)廢棄物等。這些原料可通過熱解氣化技術與裝備制取燃氣燃油，實現(xiàn)集中供氣、供熱、制冷或發(fā)電，所產(chǎn)生的生物質炭、草木灰可制備高附加值的活性炭和有機肥等副產(chǎn)品。

二是技術的適應性強。該技術適合有秸稈資源分布的區(qū)域，尤其是農(nóng)場、經(jīng)濟林等生物質資源豐富的地區(qū)，或生活用能源(氣、熱、電)困乏的村落、山區(qū)等區(qū)域，適合中小規(guī)模的分布式用源集群。

三是單個項目規(guī)模靈活。采用該項技術可建設年處理農(nóng)林廢棄物200~10000噸規(guī)模的裝置，年產(chǎn)燃氣為30萬~1500萬立方米。

據(jù)陳冠益教授介紹，近10年來，該技術已累計處理農(nóng)林廢物850余萬噸，替代標煤150余萬噸，減排二氧化碳400萬噸，累計實現(xiàn)產(chǎn)值超過15億元，顯著改善了農(nóng)村環(huán)境，產(chǎn)生了巨大的社會和經(jīng)濟效益。