生物质研究

近日，在科技兴蒙合作推进会上，内蒙古大学与中科院生态环境研究中心、哈尔滨工业大学（深圳）就联合共建生物质定向生物转化与安全利用技术研发基地签署了合作协议。依据协议，三方将建设自治区生物质定向生物转化与安全利用研发基地，进行生物有机肥生产、短链脂肪酸制取、氢烷回收和氢烷高值化利用（如生物塑料PHB等）等技术攻关和转化，为我区生物质高值高效转化和人才培养提供平台。此次合作协议的签署，是三家合作单位长期围绕废弃生物质的生物转化和资源化技术等方面开展联合攻关的结果。项目团队前期做了相关技术攻关，针对城市剩余污泥这一种特殊城市废弃生物质，提出了胞外电子传递强化污泥碳源转化和能源回收调控方法，开发了微生物电解-污泥发酵耦合工艺并大幅度提高了污泥中复杂碳源的生物转化性，为实现剩余污泥更加有效回收能源提供新的思路。项目团队依据我区的废弃生物质（煤泥、畜禽粪便、发酵废料等）的特点，紧密围绕生物质资源化技术特色与难点，开发了针对纤维素和半纤维素的高效预处理和糖化菌联合秸秆生物处理技术，实现了中性预处理条件下的秸秆预处理并提升了秸秆糖化效率。通过与污泥联合资源化方面，发现了木质素-腐殖质作为影响污泥调质共发酵体系产酸功能菌群结构的关键作用，提出了低抑制因子的秸秆类生物质对污泥调质的强化产酸优势，提升了短链脂肪酸资源回收率，为从多元废弃生物质互补体系制备高附加值的碳源产品提供重要支持。该项目将重点突破混合生物质的协同降解的梯级转化效率限制，建立生物有机肥生产、短链脂肪酸制取、氢烷回收和氢烷高值化利用（如生物塑料PHB等）的生物高值高效转化技术路线。建立自治区生物质定向生物转化与安全利用研发基地，共建技术创新中心，为我区生物质的高效处理与资源化和环境工程、生物技术、生态学、资源科学等相关学科的人才培养提供平台。（科技合作处（外国专家局））【来源：创新内蒙古】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

近日，山东大学能源与动力工程学院生物质绿色技术研究团队韩奎华教授课题组采用特色植物材料制备超级电容器电极用多孔炭研究取得进展。研究人员采用植物薄壁组织材料通过炭化、再与KOH、三聚氰胺混合同步活化，制备了层次孔结构的氮掺杂多孔炭，并将其用于超级电容器电极，表现出了优异的超级电容性能、倍率性能和长循环寿命。相关研究成果以“Fabrication of High Performance Structural N-doped Hierarchical Porous Carbon for Supercapacitor”为题，在线发表在碳材料领域国际知名期刊Carbon (DOI: 10.1016/j.carbon.2020.03.044)。该论文第一作者是2015级博士生李金晓，通讯作者为韩奎华教授，山东大学为主要完成单位，合作者为佐治亚理工学院王栋博士后。多孔炭因其制备工艺成熟、性能稳定，成为商用超级电容器的主要电极材料，石油焦、树脂、淀粉、葡萄糖等也逐渐被开发成为制备超级电容用活性炭的原料，但存在制备成本高、比电容较低、杂质多等缺陷，也成为限制电容电池电极应用、超级电容器储能密度提高的瓶颈问题，迫切需要开发比表面积、孔径分布及连通性协调合理的多孔炭，从而实现电解液储存、输运、扩散和离子吸附过程的高效协同，实现高比电容、高倍率性能、高电导率、长循环稳定性。业界通常采用多步热化学过程构建微孔、中孔和大孔共存的分级孔结构，以及优化多孔炭的形貌、孔结构、杂元素掺杂等提升电容性能。如何采用热化学工艺对多孔炭的比表面积、孔道结构、含氮官能团实现精准协同调控，成为亟待解决的问题。针对上述问题，在韩奎华教授的指导下，课题组采用植物薄壁组织、维管组织材料为原料，炭化后将KOH和三聚氰胺混合浸渍，高温活化造孔和氮掺杂协同实现，多孔炭比表面积为2642m2/g，采用6M KOH电解液制备的双电极扣式电容，电化学测试表明，当电流密度为1A/g时，比电容从364F/g增加到715F/g，并显示出良好的倍率性能（526F/g在100A/g时）和循环性能（在5A/g下5000次循环后98.28%的电容保持率）。当功率密度为200W/kg时，能量密度达到118Wh/kg。高比电容主要来源于电双层电容，与传统的表面掺杂相比具有明显的优势。氮原子稳定地嵌在碳骨架中，N-Q官能团对比电容和循环性能均有明显改善作用。因此，该工作为不同用途的高性能氮掺杂多孔炭设计和制备提供了新的方法和指导。近年来，韩奎华教授课题组一直从事生物质热化学研究，主要在生物质燃料提质及清洁燃烧、生物炭制备及应用方面开展研究，获得了系列创新性成果，近五年在Energy,Fuel,Renewable Energy,Bioresource Technology,Nanoscale,Ultrasonics Sonochemistry,Microporous and Mesoporous Materials等国内外本领域主流刊物以第一或通讯作者发表论文30余篇，1篇入选ESI高被引论文。围绕生物质燃料及清洁燃烧、生物炭制备及应用取得授权及申请发明专利30余项。上述系列研究工作得到了国家自然科学基金项目、山东省重点研发计划项目、山东省自然科学基金项目、山东大学基本科研业务经费交叉学科培育项目的大力支持。来源 山东大学文章链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.03.044

中新网北京6月5日电 (记者 孙自法)中国科技部社会发展科技司5日通过国家科技管理信息系统公共服务平台，公布国家重点研发计划“绿色生物制造”重点专项2020年度项目申报指南，确定6大任务及部署22个研究方向，并向社会征求意见。2020年“绿色生物制造”专项将在工业酶创制与应用、生物制造工业菌种构建、智能生物制造过程与装备、生物制造原料利用、未来生物制造技术路线及创新产品研发、绿色生物制造产业体系构建与示范6个任务部署22个研究方向，项目执行期一般为5年。工业酶创制与应用任务，部署工业酶催化剂的智能设计、工业酶通用高效表达系统构建、医药与食品工业酶创制与催化、轻工业核心酶创制4个研究方向。生物制造工业菌种构建任务，部署高效工业菌种的设计原理与构建方法、工业底盘与生物合成途径的适配与优化、重要工业化学品生物制造菌种的新一代网络模型构建与应用、工业菌种基因组人工重排技术、重要氨基酸工业菌种系统改造与产业示范、原料药工业菌种系统改造与产业示范等6个研究方向。智能生物制造过程与装备任务，部署生物反应器及智能生物制造、面向生物能源制造的高效膜分离技术与成套装备等2个研究方向。生物制造原料利用任务，研究方向为木质纤维素类生物质制备可发酵糖技术。未来生物制造技术路线及创新产品研发任务，部署人造肉高效生物制造技术、天然活性产物生物制造技术等2个研究方向。绿色生物制造产业体系构建与示范任务，在生物基化学品的绿色生物制造与产业示范领域，部署纤维素乙醇生物炼制与产业示范、全生物合成生物聚合物的绿色制造与产业示范、生物基耐高温聚酰胺材料的绿色制造与产业示范、生物基聚氨酯多元醇的开发与产业化示范等4个研究方向。同时，在精细化学品的绿色生物制造与产业示范、医药化学品绿色生物制造与产业示范、典型污染行业及区域绿色化改造与产业化示范领域，分别部署手性化学品绿色生物制造与产业示范、重大疾病防治原料药生物制造产业化示范、高盐有机废水高效处理及资源化技术示范3个研究方向。科技部社会发展科技司表示，“绿色生物制造”重点专项征求意见时间为6月5日至20日。科技部将会同有关部门、专业机构和专家，认真研究收到的意见和建议，修改完善相关项目申报指南。(完)

本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。一项国际研究合作朝着生物丁醇的商业可行生产迈出了重要一步，生物丁醇作为汽油动力发动机的燃料具有强大的潜力，可以为摆脱化石燃料铺平道路。关键的突破是开发了一种新型的金属有机框架（MOF），该框架可以有效地将生物丁醇与燃料生产所需的发酵生物质相分离。研究结果今天发表在《Journal of the American Chemical Society》上。俄勒冈州立大学（OSU）的Kyriakos Stylianou说，研究人员现在正在寻找与行业合作伙伴，以尝试使用新的金属有机框架扩大分离方法。如果扩展得当，这可能是不依赖化石燃料的道路上的重要里程碑。OSU科学学院的化学研究员Stylianou说：“生物燃料是一种可持续的可再生燃料替代品，与生物乙醇和生物柴油相比，生物丁醇最近已成为一种有吸引力的选择。但是将其与发酵液分离一直是经济上具有竞争力的制造方式的最大障碍。”丁醇与汽油的关系比乙醇更紧密，可以由石油合成或由生物质制成。生物乙醇是一种常见的生物燃料添加剂，但每加仑所含能量却比汽油少得多，并且也可能对发动机部件有害。产生生物丁醇的过程称为ABE发酵-丙酮-丁醇-乙醇。它产生一种含水的发酵液，按重量计，丁醇含量最高约为2％。因此，需要一种分离工具，该分离工具在水性环境中以及在有机溶剂（在这种情况下是丙酮）的存在下也能很好地工作，丙酮是指甲油去除剂和油漆稀释剂等产品中的关键成分。Stylianou与瑞士、中国、英国和西班牙等各国的研究人员合作基于铜离子和碳硼烷-羧酸盐配体（称为mCB-MOF-1）合成了一种新颖的金属有机框架。与蒸馏或任何其他现有方法相比，MOF可以通过吸附从发酵液中提取丁醇，效率更高。MOF在有机溶剂，热水以及酸性和碱性水溶液中均稳定。Stylianou说：“生物燃料不仅可以增强能源安全和供应，而且可以成为能源计划的一个重要组成部分，该计划实际上可以捕获和储存碳，这对于实现应对气候变化的目标来说将是巨大的。由于多种原因，生物丁醇优于生物乙醇，包括与汽油一样的能量密度，并且与汽油充分混合。生物丁醇还可能取代合成丁醇，成为一系列工业化学品的重要前体。”

第二届生物质资源化再利用国际学术会议在郑州顺利召开！第二届生物质资源化再利用国际学术会议于2019年12月18日顺利举行，本次会议由河南农业大学林学院主办，郑州卓青睿科技有限公司协办，本次会议受到了各界的关注，百余位国内外专家学者汇聚一堂，交流、分享自己的研究成果，在研究方向和方法上，带给大家更多新方案，让参会人员受益匪浅。12月19日，会议在河南农业大学会议厅举行了盛大的开幕式，河南农业大学副校长杨喜田教授、河南农业大学林学院书记郑东方、韩国高丽大学的Yong Sik Ok 教授、丹麦奥尔胡斯大学的Sonne教授、韩国汉阳大学的Kim教授、德国伍珀塔尔大学的Rinklebe教授、马来西亚登嘉楼大学的Lam教授、马来西亚登嘉楼大学的Ma Nyuk Ling 教授、河南农业大学林学院彭万喜教授、河南工业大学刘振灵教授出席开幕式。Yong Sik Ok 教授是本届国际会议主席，他希望通过创新与合作，在该研究领域提供机会，吸引相关领域的专家学者，对生物质资源的创新、产业化以及再利用产生积极影响，通过ICBRR 2019国际学术会议推动相关倡议的前进，勉励相关科研人员，树立更健康、更丰富的生物质资源培育理念。同时他也祝愿本次会议取得圆满成功，产生更多成果。在开幕式之后，上午一共有5位嘉宾作了相关报告，Yong Sik Ok 教授首先开启了第一个报告，Ok 教授是2019高被引科学家，报告题目为《Soil Organic Matter Nutrient Cycling》，深入浅出地给我们分析了土壤有机质的循环过程，从另一个视角强调了生物质的作用，短短的半小时，让我们意犹未尽。第二位嘉宾是来自德国伍珀塔尔大学的Jrg Rinklebe 教授，报告题目为《Agricultural use of recycled and pyrolysed biomass to remediate contaminated paddy rice soils》，研究方向是目前很热门的研究方向，通过生物质进行土壤修复，具有广阔的应用前景。第三位嘉宾是来自丹麦奥尔胡斯大学的Christian Sonne 教授，同时他也是河南农业大学的客座教授，Christian Sonne 教授已经在《自然》杂志上发表了10余篇论文，报告题目为《Instrial pollution and one health in the arctic》，演讲充满活力与激情，详细阐述了工业污染导致了北极圈生物的变化，呼吁我们更加重视环保。第四位嘉宾是来自马来西亚登嘉楼大学的Ma Nyuk Ling 教授，报告题目为《Zero waste instry profit from crop biomass》，通过分析灵芝等菌类的生长环境，详细讲述了生物质创造更多高附加值菌类，不仅能带动经济发展，而且没有任何污染。第五位嘉宾是河南农业大学林学院彭万喜教授，报告题目为《Relationship between forestry, green poverty and growth》，深入分析了当前中国贫困人口的原因，通过发展绿色林业，再通过工业的手段，赋予绿色林业更高附加值，具有很高的推广价值。下午第一位嘉宾是来自马来西亚登嘉楼大学的Su Shiung Lam 教授，报告题目为《Microwave pyrolysis conversion of biomass waste into value-added biofuels and carbon》，他将生物质进行微波热解，并通过特殊设计的装置，进行相关的化学反应，将生物质变成柴油和环保的生物炭，具有很高的经济推广价值。第二位嘉宾是韩国汉阳大学的Ki-Hyun Kim教授，2019全球高被引科学家，韩国科学院院士，报告题目为《Sustainable reusability of materials for air quality and environmental preservation》，从可持续利用的角度，为生物质的应用提供了新思路。第三位嘉宾是北京林业大学的Tongqi Yuan 教授，报告题目为《Instrial applications of lignin as sustainable materials》，在分离木质素的结构表征及高值化转化利用方面取得了一定的研究成果。具有明显的经济、社会和环境效益。第四位嘉宾是西北农林科技大学的Jie Chu 副教授，她作了题为《Effect of a two-step pretreatment by using Acetic acid and sodium sulphite on the enzymatic hydrolysis of poplar》的口头报告。第五位嘉宾是国家海洋环境监测中心涉海工程环境监管技术室工程师Wenchao Yang 博士，她作了题为《Understanding hydrothermal liquefaction mechanisms of algae through model components》的口头报告。第六位嘉宾是来自郑州大学化学系博士Sehrish Mehdi ，她作了题为《Recent advances for biomass-derived electrocatalysts》的口头报告。第七位嘉宾是来自河南农业大学林学院讲师和硕士生导师Haiping Gu，她作了题为《The effective migration of PAHs-degrading bacteria by fungi hypha and its phenanthrene biodegradation in soil》的口头报告，研究方向是土壤有机污染的生物修复。第八位嘉宾是来自韩国江原大学Sang Soo Lee 教授，他作了题为《Waste-based Soil Water Treatment for Agriculture Environment》的报告。第九位嘉宾是来自马来西亚登嘉楼大学的Shin Ying ，她带来了题为《Microwave vacuum pyrolysis of waste furniture to proce value-added procts》的口头报告。第十位嘉宾是来自河南农业大学林学院讲师Yafeng Yang ，她带来了题为《High-valued Potential of Amur Honeysuckl》的口头报告。第十一位嘉宾是河南农业大学Han Yang ，她带来了题为《A review of plant restoration and beautification of environment》的口头报告。第十二位嘉宾是河南农业大学Xiaofan Zhang ，她带来了题为《The application value of plants in medicine》的口头报告。第十三位嘉宾是河南农业大学Huiling Chen ，她带来了题为《The exploration of plant natural protection-phytotoxin》的口头报告。报告流程圆满结束，通过众多专家学者的报告，拓展了我们的眼界，了解了生物质最前沿的研究，而且还分享了很多生产应用方面的宝贵经验，本次大会不仅促进了相关学术研究交流，还大力推动了生物质资源的开发利用。祝愿接下来的流程一切顺利，同时也预祝本次大会圆满结束！

摘要：生物质气化用途广泛、原料种类和规模适应性强，是实现生物质分布式开发利用和可燃固体废弃物处理的效途径，可部分替代化石能源、推进节能减排、助力实现可持续发展，在世界范围内得到了广泛应用。本文综述了生物质气化、燃气净化关键技术和供热、发电、合成液体燃料等产业的发展现状，在此基础上对中国生物质气化产业前景进行了展望。0前言生物质气化用途广泛且规模灵活，是能够真正实现生物质“因地制宜”开发利用的有效途径。分布式生物质气化利用技术用户广泛，原料种类和规模适应性强，资金门槛要求较低，不同的规模下都具有一定的经济性，比集中式利用更易于商业化。从生物质资源利用的角度看，分布式生物质气化产业符合中国生物质资源分散的特点，适合分散利用和工业应用，具有较强的适应能力和生存能力。因此，在中国发展生物质气化技术有较好的应用前景。包括气化在内的生物质能利用技术的进展已有诸多综述，要全面了解其发展动态、详细阐述相关技术特征并非易事。本文就生物质气化技术及产业现状和趋势进行概括，予读者以借鉴。1气化关键技术现状和发展趋势1.1气化炉常见气化炉的优势与劣势对比见表1。限制生物质气化技术推广的因素包括燃气热值低、焦油处理难、气化效率低、炉内结渣和团聚等问题。因此对气化的研究主要方向为提高燃气热值或特定可燃气体含量，降低燃气焦油含量，提高气化效率，提升原料适应性等。为提高燃气热值或特定可燃气体含量，可采用水蒸气气化、富氧气化、双流化床气化、化学链气化和外热式气化等技术；为降低燃气焦油含量，可利用新型气化技术如两段式气化、气流床气化和等离子体气化等技术。但这些技术由于成本高、能耗大或技术瓶颈等问题，短期内难以得到规模化推广。目前最成熟和应用最广泛的依旧是常规固定床和流化床的空气气化。林业生物质灰分较低、热值较高，是目前欧美国家乃至中国气化利用的主要原料。非木质生物质如秸秆、蔗渣、中药渣等种植业和农产品加工业副产品，由于灰分较高、热值较低、密度较小、水分含量高和成分复杂等原因，被视为低品质燃料。高灰分容易导致流化床内颗粒团聚、固定床高温区结渣；密度小的原料，则容易造成架空和搭桥，不能在固定床直接使用。对低品质生物质燃料进行处理利用，一般需要烘干、粉碎、成型或烘焙等预处理手段来提升燃料品质，也需要合理设计气化炉以适应燃料特性；另外，与木质原料或煤共气化也是利用低品质生物质的有效手段。1.2燃气净化由于生物质的不完全转化，气化反应过程不可避免地产生焦油和粉尘等杂质，这些杂质可导致下游燃气输送管路及利用设备发生堵塞、腐蚀、结垢等，从而影响燃气利用过程的效率及长期运行的稳定性[3]。内燃机、F-T合成、燃料电池等燃气利用设备，对粗燃气的洁净程度要求较为严格[4]，必须采取有效措施将上述杂质的含量降低到设备可接受的范围之内。因此，作为生物质气化工艺的配套技术，燃气净化技术的研发具有重要的现实意义。将粗燃气水洗是最简单且应用最广泛的焦油脱除方法，脱除效率可达30%~70%。水洗通常在喷淋塔、文丘里管等反应器中进行，粗燃气与水以并流或逆流的形式直接接触而被净化，洗涤水通常循环使用并须定期更换或补充。这种方式的缺点是损失了粗燃气的显热，并且焦油组分从气相转移到了液相，污染水体的同时还将蕴含于焦油化合物中的能量不合理地丢弃了。在900℃以上的高温状态下将焦油热裂解可得到常温不可凝气体，能回收部分焦油中的能量，但裂解温度须高于1100℃才能显著进行[5]。这需要输入额外的能量以再加热粗燃气，因此催化剂常被用来降低焦油裂解反应活化能。常用的催化剂[6]有白云石、半焦、Ni基及贵金属催化剂等。由于催化剂的引入，焦油裂解反应温度大幅度降低至250~800℃，焦油裂解率的大小与催化剂的种类、反应条件等相关，从50%到高于95%均有报道，并且更多的焦油成分被选择性地裂解为轻质气体，因而可增加粗燃气的热值。但催化剂积碳反应的发生使该技术鲜有连续运行时间超过100h。中国科学院广州能源研究所(以下简称广州能源研究所)在该领域的研究经历了“水洗”“催化净化”“等离子催化净化”“净化提质一体化”几个发展阶段，取得了一系列的研究成果。在基础研究方面，先后开展了半焦[7]、白云石[8-9]、Ni基催化剂[10-12]除焦油的研究，但实际应用过程中发现催化剂失活很快。2012年前后采用“高温除尘+焦油吸收”工艺用于处理100Nm3/h的生物质粗燃气，最高连续运行时间达7d[13-14]。但工艺流程较复杂，需要两个串联的反应器分别进行除尘和除焦油，投资成本较大，并需要相应的辅助设备，动力消耗严重。2015年起，广州能源研究所开展了临氧除尘除焦油[15]、等离子催化净化提质一体化[16-18]等研究，现已搭建流光电晕等离子体反应器和介质阻挡放电反应器各1套，初步研究结果表明该方法可将焦油中的重质组分裂解为轻质焦油组分，但400℃下将轻质焦油组分继续裂解为C4以下烷烃或烯烃所需能量密度为400~600J/L，经换算相当于生物质气化发电总输出电能的20%[17]。在此基础上进一步开展了等离子体耦合催化裂解焦油的实验研究[18]，采用传统Ni基催化剂耦合等离子体放电，可在430℃条件下，达到100%的苯、甲苯脱除率，能量消耗为16.9g/(kW·h)，提高了焦油脱除效率的同时降低了能耗。在应用研究方面，开发了3000Nm3/h粗燃气处理量的“旋风除尘临氧陶瓷过滤水洗电捕焦”燃气净化工艺，连续运行时间超过2000h，燃气净化后焦油与粉尘的含量分别为14mg/Nm3与43mg/Nm3[19]，洁净燃气可广泛用于内燃机发电、化工品合成等过程。1.3污染物排放控制工业有机固废、垃圾及污泥等广义生物质，其主要元素组成为C、H、O、N、S及少量的Cl、碱金属等，产生于特定的工业生产过程，富含纤维素、蛋白质、木质素三大类，代表了一种已经被集中了的生物质资源[20]，可以通过热化学途径进行高效清洁转化生产高品质燃料。然而，由于工业生物质废物来源广泛、成分复杂，含有一定量的N、S、Cl等污染成分，其热化学特性和污染排放与普通生物质相比存在较大差异，以单位发热量计算得到的污染物排放浓度值较高，并非是一种传统意义上的清洁燃料，针对其热化学转化过程污染物排放与控制的研究具有重要的应用前景。气化、热解或者共燃等利用生物质能的方式是减排CO2、NOx和SOx的有效措施[21]；烘焙预处理有利于减少气化过程中含N前驱物的生成[22]；生物质解耦气化[23-24]则可望实现高效率、低污染物排放、高产品质量、多联产及广谱燃料适应性的多目标优化。N2是唯一无污染的含N物种，理论上有两种方法可降低热解气化过程氮氧化物的生成量：①在热解前和热解过程中控制反应条件或添加催化剂使燃料N最大程度转化为N2[21-22,25]；②利用热解产生的HCN、NH3还原半焦氧化得到的NOx并生成N2[23-24,26]。S、Cl等污染元素则采用在热解气化过程中添加固硫剂、固氯剂的方式，使之稳定化在以固态形式存在的炉渣或飞灰中。根据各污染元素在热化学转化过程的赋存形态与特性，今后的研究将朝分而治之、多污染物协同控制方向发展。广州能源研究所对富含N、Cl、S的工业生物质在热解气化阶段污染元素的迁移与转化进行了研究。工业源生物质主要为药渣、污泥、豆秸等。以富N木质纤维素类[27-29]及非木质纤维素工业生物质废弃物[30]、药渣凉茶渣[31-32]等为原料，研究了在不同升温速率、热解终温条件下不同含N官能团的N释放规律，结合热重分析和X射线光电子能谱表征，对比研究了热解过程NOx前驱物的生成特征[29-30,33]，并对其中的机理进行了详细分析[34-35]。此外，本研究组还在水热条件下对市政污泥、脱墨污泥在加压高温水相环境里N的迁移与转化进行了研究[36-38]，为污泥的高值化、能量化、减量化开辟了一条新途径。在Cl、S迁移转化研究方面，利用矿化垃圾制备衍生燃料，采用热重红外质谱联用技术(TG-FTIR-MS)和水平管式热解炉/化学吸收法，对比研究了矿化垃圾和常规垃圾衍生燃料热解过程腐蚀性气体(HCl和H2S)的析出特性，分析了热解温度及热解类型对析出行为的影响，并对热解固相产物腐蚀性元素的赋存特点进行了考察[39]。为不同垃圾衍生燃料的热利用提供了一定依据和参考。1.4灰渣综合利用生物质气化过程中产生的灰渣是由生物质本身含有的灰分和气化过程产生的副产物组成[40]。近年来，国内外学者针对生物质气化灰利用进行了大量研究。EBERHARDT等[41]利用生物质灰制备出轻质保温砖；SCHETTINO等[42]利用添加一定量甘蔗灰渣的茹土制备出陶瓷材料；QUARANTA等[43]以葵花籽壳灰为主要原料，附以不同比例的废弃玻璃渣，成功制备出陶瓷制品；涂湘巍等[44]研究发现秸秆气化灰渣中含有较多营养元素，其对改良土壤和农作物增产有一定的促进作用。稻壳灰由于其巨大的产量和独特的物化特性，成为研究热点。稻壳灰中SiO2含量占87%~97%，还有少量的K2O、Na2O、MgO及Al2O3等[45]。根据稻壳灰中硅的物化特性，可分为非结晶态稻壳灰和结晶态稻壳灰。非结晶态稻壳灰中硅多以无定型态存在，具有较强的反应性，可用于制备碳化硅、水玻璃、白碳黑及气凝胶等多种化工产品[46-49]，但由于稻壳灰中含有多种无机矿物质，无法满足这些产品对纯度的要求，一定程度上制约了该方向的产业化进程。有研究发现无定型稻壳灰中的硅可与硅酸盐水泥中的化学物质发生化学反应，提高了混凝土的强度[50-51]，以非结晶态稻壳灰替代现有水泥原料中的骨料，可以有效节约建筑成本[52]。稻壳灰中的无定形SiO2也可作为危险废物固化中的水泥外加剂[53]。结晶态SiO2具有较好的耐高温特性，可用于制备隔热材料用于钢铁、绝热材料、耐火砖和陶瓷生产[54]，添加有结晶态稻壳灰的隔热材料已在炼钢生产中商业化应用[55]。2004年，CHAREONPANICH等[56]通过高温煅烧的方法，利用稻壳制备出纯度较高的白色SiO2，并以其为硅源，在特定的条件下制备出ZSM-5分子筛。而实际工业燃烧或气化工艺产出的稻壳灰的杂质含量较高，无法直接用于制备ZSM-5分子筛。广州能源研究所通过高温碱液水热处理工艺提纯电厂稻壳灰中的SiO2，以制备出的硅溶胶(RHA硅溶胶)为硅源，成功制备出K-ZSM-5分子筛[57]，并系统研究了模版剂用量、反应时间及未外加铝源等对ZSM-5分子筛制备和合成残液组成的影响，摸索出最优制备方案[58]。2气化产业发展现状和趋势2.1总体状况在世界范围内，生物质气化主要用于供热/窑炉、热电联产(combined heat and power，CHP)、混燃应用和合成燃料(图1)，目前规模最大的应用是CHP.20世纪80年代起，生物质气化被美国、瑞典和芬兰等国用于水泥窑和造纸业的石灰窑，既能保证原料供给又能满足行业需求，具有较强的竞争力，但应用却不多。20世纪90年代，生物质气化开始被应用于热电联产、多用柴油或燃气内燃机，生物质整体气化联合循环(biomass integrated gasification combined cycle，BIGCC)也成为研究热点，在瑞典、美国、巴西等国建成几个示范工程，由于系统运行要求和成本较高，大都已停止运行。1998年，生物质气化混合燃烧技术已被用于煤电厂，将生物质燃气输送至锅炉与煤混燃，目前已商业化运行。生物质气化最新的发展趋势是合成燃料，利用气化获得一定H2/CO比的合成气及通过合成反应生产液体燃料(如甲醇、乙醇和二甲醚)，能部分替代现有的石油和煤炭化工。早在20世纪80年代，气化合成燃料技术在欧美已经有了初步的发展。近年来，受可再生能源发展政策的激励，各国加大了对气化合成技术的关注和投入，美国在气化合成燃料乙醇方面取得了很大的成就，其产能已达600亿L/a[59]。中国的生物质气化主要用于发电/CHP、供热/窑炉和集中供气，已建成了从200kWe~20MWe不同规格的气化发电装置，气化发电正向产业规模化方向发展，是国际上中小型生物质气化发电应用最多的国家之一。较具代表性的项目包括广州能源研究所“九五”期间建成的福建莆田1MWe谷壳气化发电系统、海南三亚1MWe木粉气化发电系统、河北邯郸600kWe秸秆气化发电系统，以及“十五”期间建成的江苏兴化5MWe气化蒸汽联合循环电站。气化燃气工业锅炉/窑炉应用方面，中国的科研单位和企业也进行了探索。在广州能源研究所技术支持下，广东省已建立生物燃气工业化完整的产业链条基础，近几年来成功地完成了几十个生物质燃气项目，典型项目包括常州运达印染、珠海丽珠合成制药、深圳华美钢铁和广州天天洗衣等项目。目前主要发展途径为以生物质燃气替代石化燃油、燃气作为锅炉/窑炉燃料。利用生物质气化技术建设集中供气系统以满足农村居民炊事和采暖用气也已得到广泛应用，自1994年在山东省桓台县东潘村建成中国第一个生物质气化集中供气试点以来，山东、河北、辽宁、吉林、黑龙江、北京、天津等省市陆续推广应用生物质气化集中供气技术。据农业部统计，截至2010年底全国共建成秸秆气化集中供气站900处，运行数量为600处，供气20.96万户，每个正在运行的气化站平均供气约350户[61]。2.2生物质气化内燃机发电/CHP生物质气化发电/CHP可以通过蒸汽轮机、内燃机、燃气轮机和燃料电池等多种方式实现。可根据终端用户的需要灵活配置、选用合适的发电设备，规模一般在20kWe~10MWe之间，非常适用于分布式发电系统。目前应用最广的是内燃机发电(图2)，其负荷可调性高，20%以上负荷就能运行，也可以多台并联运行。生物质气化获得的燃气热值较低，H2含量较高，容易引起爆燃；生物质燃气中的焦油容易引起点火系统失灵，燃烧产生的积炭会增加机械磨损；燃气中的颗粒物也会增加设备磨损，严重时引起拉缸。所以生物质燃气内燃机的配件损耗和润滑油消耗一般比其他燃气内燃机高。从气化炉出来的燃气需要经过净化处理，内燃机和其他燃气利用设备对燃气的要求见表2。对燃气进行深度净化的成本很高，为了应对燃气中的焦油问题，通常有两种方法：一是对内燃机进行定期清洁和维护以保证正常运行；二是将入口燃气保持在燃气残存焦油冷凝温度(约75℃)之上，适用于稀混合气、高转速、涡轮增压的内燃机组，发电效率可高达40%[63]。国外的生物质燃气内燃机多为低热值燃气与柴油共烧的双燃料机组，大型的MW级机组和单燃料机组则主要由天然气机组改造而成。中国用于生物质燃气的内燃机主要由柴油发电机改造而成，采用低压缩比、低转速、燃气和空气进入气缸前充分预混等措施，比较成熟的机组单机功率达到500kWe。（文章来源：新能源进展）

管理学大师德鲁克认为：“企业是社会的器官。企业的本质是为社会解决问题，一个社会问题就是一个商业机会，一个大的社会问题就是一个巨大的商业机会。做企业一定要去面对社会需求、解决社会问题。这是企业家做企业的真正源头和动力。生物质新材料替代石油基材料蕴藏巨大的商业机会在改革开放的进程中，工业化和城市化发展步伐日新月异，不断加快前进步伐的同时，我们也清楚地看到，石油基材料资源短缺、污染环境已成为无法忽视的事实。新时代下，创新、协调、绿色、开放、共享成为核心发展理念。生态文明建设纳入国家战略，对应的是生物质材料的研究与产业化应用成为支撑可持续发展战略的重要抓手，成为支撑绿色循环经济的解决方案。寻找和开发可以替代石油基材料的生物质材料成为亟待解决问题。相比石油基材料，生物质新材料具有绿色、低碳、原料可再生等优势。目前，生物质新材料的应用主要在制糖、造纸、纺织、生物质发电、食品、医药、糖醛等行业，市场前景广阔，蕴藏着巨大的商业机会。楹鼎：生物质新材料产业引领者，为绿色经济抹一片"亮色"广州楹鼎生物科技有限公司（以下简称：楹鼎），作为生物质新材料产业引领者，以可持续发展战略和革新战略为核心引擎，正在领导一项在生物质新材料领域的颠覆式创新运动，目标是创造绿色、健康的可持续发展的美好未来！（一）技术：第三代（ESIII）集成生物炼制技术开创者与领导者翻开生物炼制发展史，以粮食及经济作物（谷物、玉米、甜菜）为原料提取糖、淀粉、粮食、乙醇，是第一代生物炼制技术；而发展到第二代生物炼制技术，则以秸秆、蔗渣、农林废弃物为原料，产出生物乙醇、沼气、电能、生物基材料（生物能源开发为主）。而，楹鼎，作为第三代（ESIII）集成生物炼制技术开创者与领导者，以石油化工集成炼制技术为蓝本，利用植物生物质进行多组分分离，实现植物纤维原料各组分高值化利用，产出多种高附加值生物基新材料产品，且生产过程少产生或不产生“三废”，实现集成生物炼制绿色新材料产业的可持续发展。我们清晰地看到，以楹鼎为代表的第三代（ESIII）集成生物炼制技术在原料的来源广泛性（农林废弃物、各类非粮食生物质）、产品多样性（多样性生物基产品、生物基产品、生物基高分子材料及能源）独具优越性，实现了生物质全面利用，是目前唯一能够实现第三代集成生物炼制工业化量产的企业。（二）超算：生物质新材料产学研销一体化聚合平台楹鼎坚信革新是企业持续制胜的关键。为此，楹鼎打造全球首个集“产学研销”一体的集成生物炼制超算中心（VCO-AI超算系统）。它究竟有何强大之处呢？楹鼎VCO-AI 超算中心在设计理念上，是全球首个深耕于生物炼制产业的“AI+Bio+Cloud”服务理念，赋能“产学研销”，实现产业集群与产业联盟内的“信息互通、资源共享、优势互补、能力协同、互利共赢。”l AI：以楹鼎自主研发的算法模型为载体，构建降维模拟实验及生产系统，实现云控智慧研发、生产l Bio：从数据的广度、深度、精度等多维度构建全球最大的生物质大数据平台。l Cloud：实现“产学研销”无缝衔接的集成生物炼制智慧云端体系。（三）产业园：新一代生物质智慧园区开创者楹鼎以打造上下游企业共同发展形成产业集群为理念，打造生物质智慧产业园区，为客户提供集成生物炼制技术整体解决方案，是新一代生物质智慧园区开创者。设备管理上，基于数据+服务，实现状态管理、设备信息管理、数据采集、售后服务；资产管理上，则基于协同运维，实现数据对接、数据挖掘、操作便捷、信息共享；园区管理上，通过人员体系中心、安防体系中心、运控体系中心、通用体系中心、事件体系中心、能耗体系中心六大中心提供的园（厂）区管理服务，不断跟进服务质量，不断创新和优化服务，保证园区的整体运营高效有序。（四）联盟：生物质炼制“产学研用资”科技创新平台楹鼎不仅是集成生物炼制技术的革新者，更是集成生物炼制技术的推动者——2019年生物炼制产业创新联盟应运而生。致力于连接生物炼制产业技术创新关键领域，创造新的价值链，缔造一系列创新的生物基基础产品，将与跨部门的行业/企业、科研院所、投资机构一起，共同推动生物炼制产业在中国的发展，建立一个共赢、创新和可持续发展的生物经济价值链，引领中国生物炼制、生物基材料领域的发展，是楹鼎主导生物炼制产业创新联盟的宗旨，展现出一家生物质新材料产业引领者的实力与担当。将使命变为一种竞争力：让工业充满绿色色彩吉姆·柯林斯在畅销书《基业长青》中讲到，“创建一家恒久的伟大公司,一个真正值得长青的基业，乃是崇高的使命。”但是，如果把这句话反过来念，语义也跟着发生了很大的变化。显然，“崇高的使命将会创建一家伟大的公司”，这比“创建伟大公司是崇高的使命”更具教化意义。翻阅世上的“伟大公司”,他们几乎都具有一个共同特征，那就是以使命为驱动力。如松下幸之助靠电扇底座起家，严重看到的却是电器行业的光明前景。2006年对于楹鼎而言，是一个重要的里程碑，这一年，植物纤维原料全组分分离科研项目启动，楹鼎应运而生。在楹鼎创业的14年里，一直倡导着一种“主动进化”和“不断开创”的理念，这种理念是在企业使命、愿景和价值观驱动下的产物，驱动着楹鼎完成一次又一次的自我超越。秉承着“疾学共进 贵因笃行”的价值观，楹鼎致力于集成生物炼制技术的产业化，并将经济上的成功，社会责任和生态环保相结合，“让工业充满自然的色彩”，是楹鼎为之孜孜不倦的企业使命。楹鼎CEO张睿哲表示，“企业不仅仅是经济组织，更是社会组织。楹鼎的企业目标与愿景是成为集成生物炼制技术产业化的全球领导者，因此不仅要满足并创造合作客户的需求，同时还要积极承担社会责任。”楹鼎，作为生物质新材料产业引领者，以“技术+超算+产业园+联盟”一体四翼的产业布局，这与“让工业充满自然色彩”的使命，以及成为“集成生物炼制技术产业化的全球领导者”愿景高度契合，实现企业社会效益与产业经济效益完美融合——既顺应国家发展循环经济和绿色低碳经济要求，也符合当地产业转型升级方向。这也加速楹鼎在生物质新材料产业的轨道上加速奔跑、持续引领。

近期，中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所在生物质催化转化方面取得新进展，科研人员制备出一种高度分散的铜基催化剂，为实现将生物质资源低成本转化为生物油和化工产品奠定了基础。国际材料领域权威学术期刊《SMALL》日前发表了该成果。生物质是指通过光合作用形成的各种有机体，包括动植物和微生物，作为一种储量丰富的可再生资源，其转化利用具有广阔的应用前景。生物质是一种储量丰富的可再生资源，但由于其含氧量较高，无法直接代替化石燃料。在化学工业中，加氢脱氧被公认为是提高生物质燃料品质及获取高附加值化学品的最有效方法。但当前加氢催化剂的活性组分依赖于钯、铂、金、钌等贵金属，储量低导致成本高，严重限制了其规模化应用。近期，固体物理研究所环境与能源纳米材料中心科研人员采用一步碳热还原法，制备出高度分散的铜基催化剂。这种催化剂由铜纳米颗粒均匀镶嵌于碳基体中组成，实验表明，催化剂在不同的条件下转化率和选择性均达到较高水平，且具有优异的稳定性。据介绍，这种铜基催化剂制备方法简便、环保，易于规模化生产和推广，为实现低成本将生物质资源转化为生物油和化工产品奠定了基础。（文章来源：中国证券网）

发展生物质能源对于缓解能源危机,保护环境以及国家能源安全等方面有着重要意义，随着近几年的发展生物质的关注度也逐渐降低，我国生物质资源丰富，具备一定的基础基础与发展条件，但在相关技术及政策实施方面存在一定的问题，这也使得生物质的发展得到了一定的约束性，并没有完全将生物质利用起来。小编查阅资料了解到生物质技术目前在国内技术开发进展缓慢，相对来说成熟技术较少。生物质能科研投入少，关键技术不成熟，科研投入过少，研究的技术含量低，低水平重复研究较多，未能有效解决一些关键技术。在技术层面小编认为需要制定技术标准加大科研研究力度。在政策方面生物质相关补贴政策和标准明确度低，市场需要不断地规范。由于生物质能源目前在成本上很难与传统能源竞争，并且生物质发电在我国起步较晚，许多电厂仅仅勉强维持盈亏平衡甚至持续亏损。小编认为国家应有计划、有步骤地支持新能源企业的发展，在投资、价格和税收等方面给予相关政策性补贴。如果争锋指定的政策再加以全面运用，将会有利于构建生物质发电综合政策体系。现在补贴政策可实施程度较低、缺乏不同发展阶段政策。政府应做到与企业多交流的确保不同的阶段的政策适用于企业和农户以实现双赢局面。不管是技术方面、企业方面、政策方面我们都应当加强对生物质能源的认识，找出技术、政策方面的不足，发挥本省就具有地方、技术、补贴优势，不断建立稳固的生物质能源产业，为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会贡献力量。声明：本文章为麦电网原创内容，请谨慎发布，所有权归 麦电网 所有，如需采集转载，请标明“来源：麦电网”。违反上述声明者，将追究其相关法律责任。