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军民融合技术对接会项目介绍二 (中国科学院广州能源研究所) 序号 项目名称 项目介绍 技术领域

1 生物质气化热电气 联供技术 生物质气化发电、供气、供热,即热电气三联供,是以生物质气化产生 的可燃气为燃料, 一方面通过内燃机或燃气轮机等热工转换设备燃烧 发电,同时利用烟气回收的余热向热用户 供热,另一方面向燃气用户 提供生产生活用气.

生物质气化热电气联供技术符合我国生物质 能资 源分布分散的特点, 在生物质气化发电的同时可根据当地情况进行供热 和供气的综合利 用,有利于降低发电成本,提高生物质发电的综合效 益,是一项充分利用生物质燃料潜在热 能的技术. 生物质能

2 生物质气化燃气替 代化石燃料技术 广州能源所集成生物燃气工业控制技术、 工业生物燃气锅炉热力系统技 术、生物燃料工 程技术及工业生物燃气替代石化能源价值工程技术, 形成系统、完整、高效的工业生物燃气 系统,替代工业企业传统石化 能源热力系统,实现工业节能减排,清洁生产,可大幅度降低 工业的 热力成本,并有效减轻温室效应. 生物质气化燃气锅炉新增与改造的系统由原料储存、 上料设备、 气化系 统、灰渣处理装 置、燃气输送、锅炉燃烧器、锅炉烟风系统及主辅设 备控制系统构成, 使生物质燃料在高温 条件下发生链裂解变成 CO、 H

2、 CH4 等可燃性气体,利用效率较高,用途广泛,具有可观的 经济和社 会效益. 生物质能

3 秸秆制备生物燃气 发电技术 利用农业废弃物等生物质产生能源已经有多年研究, 秸秆厌氧发酵产沼 气在我国应用较 广泛,农作物废弃物厌氧发酵产沼气具有清洁、实用 性强、方便管理等诸多优势:研究表明, 每千克农作物废弃物干物质 可产沼气 0.5~0.7 m3.厌氧发酵产生的沼气是一种清洁的可再 生资 源,不但可提供能源,而且对保护森林资源、净化生态环境也有很大作 用. 厌氧发酵后的农作物还可做鱼饵料和牲畜饲料添加剂,具有提高禽 畜免疫力,增加体重的功能.产气后 的沼渣、沼液腐殖酸含量高,氮、 磷、钾和微量元素齐全,是高效的有机肥料. 生物质能

4 中等规模稻壳灰高 值综合利用技术 近年来, 随着生物质综合利用技术的发展, 出现了利用稻壳灰制备活性 炭材料和硅基化工品 等高附加值产品的高效利用技术.在前人工作的 基础上,本项目开发了一种稻壳灰高值清洁 利用的新工艺,利用稻壳 灰废弃物联产分子筛、活性炭和生物基钾肥. 生物质能

5 混合原理高浓度厌 氧发酵制备生物燃 气关键技术 本技术重点利用易腐有机废弃物(如养殖场粪污、工业加工废弃物、生 活垃圾、能源草 等原料)制备生物燃气.采用的成套生物燃气制备工 艺,具有较高的有机负荷和容积产气率, 且运行稳定,有效减少了设 备投资和生产成本,生物燃气经净化提纯后形成高品质的能源产 品, 有效提高了产品的价值. 生物质能

6 生物柴油 生物柴油, 是由甲醇与动植物油脂中的游离脂肪酸、甘油三酯成分发生 酯化、酯交换反 应,生成的脂肪酸甲酯(主要成分是棕榈酸甲酯、油 酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯等), 反应过程降低油料的粘度, 改善油料流动性和汽化性能, 达到作为燃料使用的要求. 由于可 再生, 无污染,生物柴油是典型 绿色能源 .其性能与 0#柴油相近,可以 替代 0#柴油,用 于各种型号的拖拉机、内河船及车用柴油机.生物柴 油的热值约

1 kcal・kg-1,能直接使用 或以任意比例与 0#柴油混合, 且无需对现有柴油机进行改动. 生物质能

7 生物汽油 广州能源所在世界上首先实现了在

150 吨/年生物汽油中试装置上水相 催化重整生物质 水解液合成生物汽油的连续运行.该项目以玉米芯、 生物秸秆等木质纤维素生物质为原料, 通过水解处理生物质形成含木 糖和葡萄糖的水解液,对水解液中的糖进行低温加氢转变成相 应多元 醇,继而采用高性能的水相重整催化剂进行多元醇加氢-脱水-加氢-异 构反应,生成 以C5+烃类为主的生物汽油.将该技术进行产业化推广 可以解决缓解国家和广东省能源短缺 的形势,且生物汽油是一种清洁 燃料,不含硫分,生产过程 CO2 零排放,因此具有十分广阔 的应用前 景. 生物质能

8 生物丁醇 本项目采用成本低廉的农林废弃物(玉米芯、秸秆、稻草、芦苇、麦秸 和能源草等)为 原料通过水解、脱毒、发酵、蒸馏生产生物丁醇,不 仅会降低成本、缓和 与民争粮 的矛 盾,而且原料均是可再生的, 既解决了秸秆弃置、焚烧造成的环境污染问题,也可提高农民 收入减 少碳排放,同时也为生物质能源在化工品加工领域的应用开创了新途 径,将在很大程 度上缓解能源危机和环境污染. 生物质能

9 木质纤维素生物质 原理合成生物航空 燃料 本项目主要通过将木质纤维素类生物质高效催化转化成糠醛、HMF 及乙 酰丙酸等平台化 合物混合体系,并在该体系中引入羟醛缩合反应,通 过低碳数的醛、乙酰丙酸物种在催化剂 上的缩合,实现碳数在 8-15 之间的中间产物, 经脱水-氢化-异构反应可生成以 C8-C15 正构及 异构 液体烷烃为主要成分的生物航空燃油, 其组成与普通航空煤油相近, 且 在纯度、发热值、 密度和低温性能等方面均高于普通航空煤油,可以 直接用于喷气式飞机或飞行器的供给燃油. 该工艺可显著提升生物液 体燃料的品质,具有反应温和、效率高、工艺简单、清洁无污染等 优点, 可克服腐蚀性有害物质的去除工艺的技术障碍和工艺能耗太大的瓶 颈问题,实现生物 质原料的高端利用. 生物质能

10 木质纤维素制备生 物基多元醇 本项目主要以木质纤维素为原料, 首先通过水解液化处理将其转变为含 糖量 较高的木质纤维素水解液;

其次,以水解液为原料通过发酵制备 微生物油脂;

最后,利用化 学改性方法对微生物油脂进行改性制备出 适用于工业应用的生物基多元醇.该工艺原料来源 丰富多样,可连续 生产,可规模化利用自然界中丰富的木质纤维素资源, 不存在传统植物 油脂 与人争粮 的问题,不仅可以使大量的农业废弃物秸秆资源增 值和高效利用,降低对环 境的污染,而且可以减少对化石能源的消耗 与依赖,节省大量的地球资源. 生物质能

11 生物质基合成气制 备高碳醇 我国现有的高碳醇工业基础薄弱,技术落后,产量低.但增塑剂醇、洗 涤剂醇的市场需 求量大,潜在用量更大,每年需耗大量外汇进口,仍 然满足不了需求,严重影响相关工业的 发展.目前,高碳醇主要以不 可再生的石油为原料进行生产.随着石油资源的不断消耗、能 源问题的日益加剧, 研究和开发新的以可再生资源为原料通过改良 F-T 合成生产高附加值 液体产品迫在眉睫. 本项目以成本低廉的农林废弃物(玉米芯、秸秆、稻草、木屑、树枝等) 或它们热裂解 得到的生物油为原料经气化得到合成气, 合成气经净化、 重整后压缩进入固定床反应器,在 双功能催化剂作用下通过一步法合 成高碳醇. 生物质能

12 有机废弃物热法制 取低碳醇液体燃料 本项目以农林有机废弃物 (包括各种农作物生产与加工废弃物、 林业生 产与加工废弃物、 城市垃圾等)热裂解得到的生物油和废弃烃类液体 燃料(包括废弃的煤油、汽油、柴油、润 滑油、石脑油及液化石油气 等液态燃料)为原料通过加入一定量的乳化剂和水进行乳化,并 按一 定比例混合后于固定床或流化床中进行非催化部分氧化气化得到由 H

2、CO、CO

2、CH4 等 组分构成的合成气,经气体脱水、脱硫、干燥后 压缩进入低碳醇合成反应器,在催化剂作用 下合成低碳醇.该工艺通 过生物油与乳化废弃烃类液体燃料的混合来改变气化原料组成,不必配置单独的气体重整反应器即可实现所得合成气中 H2/CO 比的有效调 节,减少合成气中 的CO2 含量,从而实现后续低碳醇的高效合成. 生物质能

13 废气塑料热裂解制 备润滑油基础油 本项目以聚乙烯、 聚丙烯以及混合聚烯烃为原料, 首先通过反应釜的低 温热裂解制备了 一系列的裂解蜡;

其次, 以长链烯烃和裂解蜡为原料, 利用能源化工实验室自行研制的催化 剂对其进行催化加氢异构反应, 得到具有较高附加值的石油化工产品. 生物质能

14 微生物油脂 广州能源所能源化工实验室的授权专利技术微分式渗滤床稀酸水解液 法可以提供高效 油脂发酵所需的廉价底物,从而大大降低微生物油脂 的生产成本.目前能源化工实验室拥有 能高效利用木质纤维素水解液 生产微生物油脂的菌株

10 余株,已完成油脂发酵的中试实验, 其糖 油脂转化率处于国际领先水平, 所生产出来的微生物油脂结构与组成可 以调控,能满足 食品轻工、医疗保健以及能源化工上的各类用途. 生物质能

15 环氧植物油油脂增 塑剂 本项目通过合成一种高效的固体酸催化剂, 然后将其用于大豆油等植物 油脂的环氧化反 应.该催化剂对大豆油等植物油脂具有较高的环氧化 效率和选择性,反应完成后催化剂可利 用简单的过滤方法进行回收, 催化剂可反复使用仍能保持较高的催化性能.该工艺具有反应 温和、 环氧效率高、工艺简单、清洁无污染等优点,可克服传统强酸催化剂腐 蚀性有害物质 的去除工艺的技术障碍和工艺能耗太大的瓶颈问题,实 现植物油脂的高端利用. 生物质能

16 废润滑油再生方法 的研究 在节约资源 以及人们对环保要求日益严格的条件下, 如何得到高效率、 低成本、少污染的废润滑油再生 方法已受到广泛的重视,其对社会的 经济和社会的可持续发展亦具有其重要的意义.本实验 于克服现有技 术存在的问题, 得到了一种适合于所有类型废润滑油的再生方法,其主 要步骤: 氧化漂白、酸中和氧化、絮凝、破乳、沉降、过滤、减压蒸 馏、白土精制和过滤. 生物质能

17 糖酯表面活性剂 广州能源所能源化工实验室以各类秸秆水解液为亲水性原料, 微生物油 脂或其它廉价油 脂为疏水性原料,建立了生物法联合化学法制备糖酯 表面活性剂的工艺路线, 其所产糖酯表 面活性剂结构与组成可以调控, 可以满足工业上的不同需求. 生物质能

18 细菌纤维素 广州能源所能源化工实验室的授权专利技术微分式渗滤床稀酸水解液 法可以提供高效 细菌纤维素发酵所需的廉价底物,从而大大降低细菌 纤维素的生产成本.除此之外,我们也 开发了利用水果原料、非金属 矿土无机凝胶、 有机废水产细菌纤维素的相关工艺,可合成满 足食品、 轻工、医疗、环境所需的各种细菌纤维素产品. 生物质能

19 凹凸棒土基石蜡相 变复合材料 本项目结合凹凸棒土对有机物的良好吸附性能, 开展以凹凸棒土为吸附 介质、相变蜡为 吸附对象,研制开发储能性能良好的凹凸棒土基石蜡 建筑节能复合相变储能材料.自主开发 高效、廉价、持续、稳定的可 用于制备凹凸棒土基复合相变材料的生产工艺,开辟凹土在建 筑保温 材料领域新的应用范围, 加快凹凸棒土产业的转型升级, 具有较好的经 济效益与社会 环境效益. 生物质能

20 非金属矿(凹凸棒 土)的高值化利用 该技术以产自江苏省盱眙县的凹凸棒石黏土为原料, 通过对其进行活化 处理和有机改性 处理等系列的工艺路线,开发出不同的凹凸棒土基产 品,主要有:(1)用于润滑油基础油 精制的凹凸棒土基复合吸附剂: 主要用于吸附润滑油基础油的中含氮化合物、含硫化合物等 影定润滑 油基础油安定性的杂质;

(2)用于大豆油绿色环氧化工艺的凹凸棒土 基固体酸催 化剂:将固体酸负载在凹凸棒土中,用于大豆油的环氧化 催化反应,催化剂可重复使用;

(3) 凹凸棒土基有机无机聚合高分子 材料:主要有凹凸棒土改性的纤维素类阳离子絮凝剂,用于 废水的絮 凝处理,可对废水中固体絮凝的同时吸附废水中的有机污染物. 生物质能

21 粘土基有机废水脱 色吸附剂 目前,活性白土和颗粒白土主要应用于油性体系的脱色, 而水性体系脱 色主要以活性炭 作为脱色剂,但其成本较高,再生困难.本项目技术 针对当前活性白土和颗粒白土产品单一, 质量不佳, 脱色力低等问题, 分别以活性白土和颗粒白土为原料,经水漂洗、酸化、单一或 复配有 机改性等过程制备成本低、脱色率高的粘土基有机废水脱色吸附剂, 使 其能广泛应用 于工业有色废水的脱色处理.并通过循环有机改性使该 技术的生产成本大大降低,同时有效 减少废水排放对环境的影响. 生物质能

22 太阳能中温集热系 统 普通的太阳能集热器采用平板型吸热面, 这种集热器由于吸热面与外界 存在热对流等损 失,难以满足 150℃以上中高温范围热利用要求.广 州能源研究所太阳能实验室研制成功一 种聚光真空管型新型太阳能集热器,该集热器采用非成像低倍率聚光 镜、高反射比反光材料 和高效集热管,构成一个中高温集热系统.该 系统集热效率高,工质温度可达 150~200℃, 而且制造、安装和运行 管理都很方便, 造价低于其他集热器, 属国内首创. 这一研究成果在 工 农业领域具有广阔的应用前景. 太阳能、地热能、 微电网及综合利 用23 热管式真空集热器 热管式真空集热管太阳能热水器主要由热管、吸热板、玻璃管、金属端 盖和消气剂等 部件组成,使用不受安装条件的限制,无论是在对于平 房用户还是高层楼房用户,均可安装 使用.采用玻璃与金属熔封技术, 使管内不走水,并处于完全真空状态,依靠管内的铜铝复 合条带与热 水器的水箱相连接,从而达到热能传导的目的. 热管式真空管综合应用了真空技术、热管技术、玻璃-金属熔封技术和 磁控溅射涂层技 术,不仅使太阳能集热器能够全年运行,而且提高了 工作温度、 承压能力和系统可靠性, 使 太阳能热利用进入中高温领域. 太阳能、地热能、 微电网及综合利 用24 地源热泵供热供冷 技术推广应用 本项目采用高效环保的热泵机组,全年提供生活热水和全年空调、采暖 负荷,夏天制热 水的同时能提供免费冷冻水, 综合能效比可到达 3.5, 比常规锅炉系统节能 50%以上.在岭 南地区酒店推广应用,具有良好 的市场前景和经济环保效益. 太阳能、地热能、 微电网及综合利 用25 中低温地热双工质 发电系统的应用 本项目结合我国中低温地热资源特点, 开展中低温地热双工质发电系统 及关键技术的研 究,研制开发新型结构紧凑的发生器和冷凝器换热设 备,自主研制开发

350 kW 级径向轴流 涡轮膨胀机以及

350 kW 中低 温地热双工质发电一体化机组, 形成具有自主知识产权的中低温地热双 工质发电新技术, 为我国中低温地热发电系统的研制开发提供理论基础 和技术支持. 太阳能、地热能、 微电网及综合利 用26 地热综合利用 地热资源综合利用技术是广州能源所最早开展的新能源开发研究项目 之一.通过多年研 究成果的积累,形成 地热制冷―地热干燥―地热 洗浴―地热热泵 为核心的四级梯级利用工 艺流程的技术规范,掌握 了相关关键装备的核心技术.通过四级梯级利用技术,可建立一套 高效、实用的地热资源综合梯级利用技术集成系统,减少环境三废排放, 改善大气环境.此外,本项目还可以促使旅游、房地产、农副产品加 工、养殖等相关产业的发展,产生的社会 经济价值更为可观.同时通 过示范工程的带动效应,向全国进行推广,进而推动地热高效利 用装 备产业化和地热温泉旅游产业的高端化发展. 太阳能、地热能、 微电网及综合利 用27 新能源在建筑上的 综合利用 本项目将太阳能光热、 太阳能空调、 地源热泵空调技术等技术成果与建 筑有机结合、融 为一体,建成一个综合利用新能源的新颖建筑.通过 降低建筑的耗能指标,采用太阳能蓄热 与地源热泵的联用技术实现采 暖;

采用........