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(yán)重的環(huán)境污染。秸稈資源清潔高效利用已經(jīng)成為關(guān)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(shè)的重大問題。榮獲2015年國家科技進(jìn)步二等獎的農(nóng)林廢棄物清潔熱解氣化多聯(lián)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備成功破解了這一難題。

該項目主要完成人、天津大學(xué)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(yīng)用于農(nóng)村集中供氣供熱、園區(qū)熱電聯(lián)供和市政燃?xì)馓娲⑵髽I(yè)氣油肥聯(lián)產(chǎn)以及家庭應(yīng)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(xué)、山東大學(xué)、山東理工大學(xué)、山東省科學(xué)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(shù)股份有限公司等單位聯(lián)合承擔(dān)。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(zhuǎn)化技術(shù)及多聯(lián)產(chǎn)利用關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備研發(fā)中取得了突破。

當(dāng)前秸稈生物質(zhì)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(zhuǎn)化為高品質(zhì)燃?xì)猓骖櫬?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(dá)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(xué)反應(yīng)機理，成功研發(fā)出系列清潔高效的生物質(zhì)氣化裝備，突破了焦油控制難題，集成了高品質(zhì)燃?xì)?、燃油、?fù)合肥的技術(shù)工藝體系，探索出生物質(zhì)氣化多元化的應(yīng)用模式。

為盡快實現(xiàn)項目成果的工業(yè)化應(yīng)用，項目組開發(fā)出面向不同應(yīng)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(yīng)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(shè)計軟件包，可為各行業(yè)提供技術(shù)服務(wù)的完整解決方案，為項目成果的工業(yè)化推廣奠定了基礎(chǔ)。

　　該項目技術(shù)也通過了相關(guān)部門組織的專家鑒定。鑒定委員會認(rèn)為，該項目總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，下吸式固定床低焦油連續(xù)運行生物質(zhì)氣化技術(shù)及裝備、基于化學(xué)吸收的燃?xì)鈨艋到y(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

目前，該項目已獲授權(quán)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)在推廣中具備三大優(yōu)勢：一是原料范圍廣。該技術(shù)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(shù)與裝備制取燃?xì)馊加?，實現(xiàn)集中供氣、供熱、制冷或發(fā)電，所產(chǎn)生的生物質(zhì)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(shù)的適應(yīng)性強。該技術(shù)適合有秸稈資源分布的區(qū)域，尤其是農(nóng)場、經(jīng)濟(jì)林等生物質(zhì)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(shù)可建設(shè)年處理農(nóng)林廢棄物200~10000噸規(guī)模的裝置，年產(chǎn)燃?xì)鉃?0萬~1500萬立方米。

據(jù)陳冠益教授介紹，近10年來，該技術(shù)已累計處理農(nóng)林廢物850余萬噸，替代標(biāo)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(jì)效益。