一、项目简介
双碳目标下，可再生能源的重要性日益彰显，作为唯一可替代化石燃料的可再生能源，生物质的高效高值利用受到越来越多的关注。国内外生物质的利用途径主要有直燃、热解气化、水热处理、蒸汽爆破、生化处理等。直燃效率低、二次污染严重、产品单一；水热处理和蒸汽爆破，适用于水含量高的原料，产品湿润且化学性质不稳定，产品用途受限；生化处理，反应速度慢，占地面积大，对难降解有机物和重金属积聚无能为力；热解气化是在乏氧或少氧条件下的热化学转化反应，工艺灵活、反应速度快、污染物排放少、结构紧凑、产品多元，联产合成气和生物炭，实现炭气联产，研发了微波、等离子、太阳光热协同强化技术，开发了合成气制甲醇、二甲醚、烯烃和燃油等高值燃料和化学品技术工艺，研发了生物炭改性制电容炭、吸附剂、催化剂、生物炭肥技术。本技术是固碳和实现碳负技术的重要途径，是节能减碳增效的重要手段，整体技术水平居世界前列，具有重要的应用价值和市场前景。
二、应用领域
（一）生物炭基肥制备，助力绿色农业发展。
（二）高值活性炭制备，用于废气净化、VOC脱除、污水处理以及电极材料领域。
（三）废弃活性炭再生，助力废炭再生和循环经济。
（四）催化剂制备，开发内循环强化流化床芬顿污水处理技术，用于含难降解有机物污水的净化处理。
（五）磁性生物炭制备，用于吸附和脱除土壤中的重金属和有机污染物，磁性生物炭利于回收再生利用，促进了重金属的脱除、固化 / 钝化 , 助力生态文明建设。
三、技术特点
（一）技术优势
提出热解活化一体化工艺思路，采用喷动床热解与快速流化床活化一体化双床耦合技术，构建热解气原位催化重整变换和生物炭原位活化提质体系，气固混合均匀，床层温度均匀，产品品质稳定，快速高效，节能减碳，联产高品质合成气和改性生物炭，是制备高值燃料、化学品和炭基材料的前沿技术；相较于直燃，每吨生物质处理量固碳 30%，氮硫氯减排≥ 40%, CO2 减排 0.3 吨 / 吨干基生物质，符合双碳战略规划，是很有发展前景的热化学转化技术，工艺优势和环境效益显著。
（二）指标先进性
主要指标：合成气热值≥8MJ/Nm3，焦油含量≤1mg/Nm3，颗粒物含量≤0.01mg/Nm3，H2S ≤ 10ppbv，(NH3+HCN) ≤ 20ppbv，HCl≤10ppbv，碱金属含量≤0.01mg/Nm3，(H2+CO)含量≥70%，H2/CO≥ 2，炭亚甲基蓝吸附≥400mg/g，碘值≥1000mg/g。
（三）技术成熟度
在苏州纽姆特和山东晟惠完成中试示范（4吨/天），实现高品质合成气和生物炭联产，合成气可用来制备甲醇、天然气、二甲醚、烯烃、汽柴油、航煤等，生物炭用于生物炭肥制备，也可以用于制备吸附剂、催化剂和电极材料，炭基材料和催化剂广泛用于废气净化、污水处理、储能设备与部件以及化学品生产等领域，喷动床与快速流化床双床耦合系统，结构紧凑，操作成熟，易于放大，技术成熟度高，有很好的应用价值和市场前景。
四、已经（或预期）产生的经济及社会效益
经济效益估算如下：
规模：100吨/天
投资：1200万元
年总收入：100吨/天×600元/吨×350天 =2100万元；
年总费用：100吨/天×300元/吨 ×350天 =1050万元；
年总利润：年总收入-年总运行费用=2100万元-1050万元=1050万元
五、技术成果、关键设备或应用装置等代表性图片
开发了热解活化一体化双床耦合炭气联产技术装备，实现热解气原位重整提质和生物炭原位活化改性，利用直接与间接加热结合的高效热集成技术，通过床料循环加热和夹套加热模式，提高了系统效率10%；床料兼具热载体、催化剂、污染物固化功能，提高了热解深度，减少了污染物排放，过热蒸汽和CO2气氛，杜绝了焚烧中二噁英产生的问题，床层温度均匀可控，工艺灵活性好，产品品质均匀，改性生物炭BET 比表面积≥1500m2/g，碘值≥1000mg/g，亚甲基蓝吸附≥500mg/g。
六、联系方式
北京化工大学国家大学科技园
邮编：100089
电话：010-68447200
传真：010-68447210
2025-03-17
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