天津市科学技术奖提名项目公示

天津市科学技术奖提名项目公示内容

一、 项目名称： 生物质燃气高效清洁利用关键技术及应用

二、 提名奖项和等级： 科技进步奖一等奖

三、 主要完成单位： 天津大学、天津商业大学、山东能源研究所、天津市生态环境科学研究院、合肥德博生物能源科技有限公司、济南山源环保科技有限公司、青岛迈可威微波创新科技有限公司

四、 主要完成人：颜蓓蓓、程占军、陈冠益、赵保峰、李健、周生权、陶俊宇、邓保乐、冯国通、张守军、吴银龙、纪祥

五、 提名者： 天津商业大学

六、 项目简介：

随着我国“双碳"战略的实施，零碳生物质能源技术研发与推广利用具有更重要的意义。气化技术是生物质能源利用的重要途径，其可将农林废弃物、工业有机固废、生活垃圾等生物质废物快速、高效的转化为燃气能源，缓解我国大量燃气进口的局面，体现出巨大的能源安全战略价值以及环境减碳效益。然而，生物质气化粗燃气含有焦油，且热值较低、稀释组分多、组成变化大，会造成下游管道堵塞、点火困难、燃烧不稳定，严重影响燃气的燃烧效率，并造成环境污染。针对此问题，本项目研发焦油炉外微波催化裂解工艺，开发低热值燃气无焰燃烧超低排放技术，形成面向清洁燃料制备和使用的气化-燃烧系统评估优化方法与软件，在以生物质气化燃气为代表的含杂质、中低热值燃气利用领域取得重大突破

七、 发现点/发明点/创新点：

（1）研发了焦油微波催化裂解新工艺。针对传统焦油处理过程能耗高、二次污染严重、转化效率低的瓶颈，阐释了微波能量转化效率的关键控制机制，提出了基于高频分子震荡的微波焦油裂解理论，研发了高效吸波-定向催化的双效催化剂，开发了基于微波效应、热效应和活性金属催化效应的焦油微波裂解技术与装备，实现了低能耗、清洁化、高效率焦油裂解转化。

（2）开发了具有燃料适应性的燃气无焰燃烧技术。针对生物燃气热值低、组分多变导致的点火困难、燃烧不稳定和污染物不易控制等问题，探明了组分变化对层流燃烧速度、自点火温度等关键参数的影响机制，揭示了无焰燃烧建立机制和污染物减排机理，开发了具有燃料适应性的无焰燃烧设备，实现了生物燃气的清洁、稳定燃烧。

（3）开发了生物燃气制备过程仿真与评估优化方法。面向焦油微波裂解与生物燃气无焰燃烧技术对气化过程的源头控制需求，构建了生物质气化过程环境影响“宏元素分子"评估方法，开发了气化过程半经验-半理论耦合仿真模型，形成了面向生物燃气清洁高效制备的系统评估优化软件，实现了焦油微波裂解与生物燃气无焰燃烧技术对多源生物燃气制备的精准适配。

八、 主要技术支撑材料：

（一）代表性论文（专著）：

1. 论文：Investigation on model compound of biomass gasification tar cracking in microwave furnace: Comparative research.

2. 论文：Microwave reforming with char-supported Nickel Cerium catalysts: A potential approach for thorough conversion of biomass tar model.

3. 论文：Microwave pyrolysis of herb residue for syngas production with in-situ tar elimination and nitrous oxides controlling.

4. 论文：Role of a hot coflow on establishment of MILD combustion of biomass gasified gas.

5. 论文：Experimental and numerical study on adiabatic laminar burning velocity and overall activation energy of biomass gasified gas.

6. 论文：Experimental and kinetic modeling studies of low-pressure premixed laminar 2-methylfuran flames.

7. 论文：Biomass combustion: Environmental impact of various precombustion processes.

8. 论文：A conceptual framework for biomass gasifier design using a semi-empirical model and heuristic algorithm.

（二）知识产权和标准规范：

1. 团体标准：村镇垃圾移动热解装备设计及运行指南. T/CI 041-2022

2. 发明：一种生物质气化焦油的炉外微波催化裂解的方法及其装置. ZL.2

3. 发明：无焰燃烧自燃温度测试装置、系统及方法. ZL.1

4. 发明：用于低热值燃气的无焰燃烧系统及方法. ZL.6

5. 发明：一种低热值生物质燃气清洁燃烧装置. ZL.1

6. 发明：一种镍金属负载微介孔分子筛催化剂前驱体及制备方法及用途. ZL.9

7. 发明：一种生物质双流化床气化制天然气装置及工艺. ZL.9

8. 发明：生物质制备燃气多功能催化剂及制备方法. ZL.1

9. 实用新型：高温热解气微波净化装置. ZL.5

10. 实用新型：一种低低温烟气处理系统烟道结构. ZL.3

（三）曾获奖励：

1. 中国可再生能源学会科学技术奖一等奖：基于园区模式的多种生物质能源联产技术及工程应用. 2019

公示期15日