沈阳航空航天大学成果推介（第二十三期）

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生物质高效热转化耦合联产关键技术

成果单位：沈阳航空航天大学

所在单位：能源与环境学院

成果基本情况：

本项目针对生物质能源转化技术能源效率低、污染控制成本高、资源回收率低、地区适应性差、产品附加值低等突出问题，开展基于高效热转化的生物质综合能源化利用基础理论研究、关键技术突破和装备研发，突破了生物质衍生燃料可控定向气化、多孔介质分解焦油、源头提质制 RDF、热转化过程碱金属定向控制、钾资源分级提取及协同回收等关键技术和成套装备。

主要技术指标：

（ 1）创新研发了基于源头调质的生物质多孔床料气化制取富氢可燃气技术及设备。突破气化时焦油生成量较大，可燃气中氢气含量低品质差问题，并得到了多种多孔介质床料的最佳配比工艺，焦油量可以降低 85%至 90%，获得 H2/CO 值接近于 1 的高品质富氢燃气；创制了系列清洁高效的生物质气化装备，突破了焦油控制难题，优化设计了处理能力达到500kg/h 的生物质富氧气化机组， 空气和富氧气化热值分别为 5MJ/m3 和 10MJ/m3，气化效率达到 72%。

（2）创新研发了生物质热转化过程中碱金属控制及钾资源协同回收技术， 实现了碱金属碱土金属污染和酸性气体释放的综合控制，形成了有效控制碱金属腐蚀、沉积的关键技术； 创新提出基于特征元素（C、H 、Na K、Cl）的生物质源头调质定向控制碱金属钾与氯的新方法；创制飞灰与底渣中钾类物质分级提取技术， 进而实现灰渣中钾类物质的资源化利用。

（3）研发具有自主知识产权的生物质源头提质制备衍生燃料一体化技术。基于符合我国国情的生物质源头干湿分类，经多级机械分选，从源头上确保了生物质衍生燃料的产品质量；实现对多种废弃物协同处理，对物性差异大的物料具有较高的适应性；开发自主知识产权的生物质衍生燃料制备系统，生产能力达到 25t/d，能耗低于 70kWh/t ，颗粒密度大于 1.1g/cm3。

成果（技术）图片展示：

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生物质高效热转化耦合联产关键技术及装备

成果单位：沈阳航空航天大学

所在单位：能源与环境学院

成果基本情况：

本项目针对生物质能源转化技术能源效率低、污染控制成本高、资源回收率低、地区适应性差、产品附加值低等突出问题，开展基于高效热转化的生物质综合能源化利用基础理论研究、关键技术突破和装备研发，突破了生物质衍生燃料可控定向气化、多孔介质分解焦油、源头提质制 RDF、热转化过程碱金属定向控制、钾资源分级提取及协同回收等关键技术和成套装备，取得多项创新性成果。

市场需求及经济效益分析：

应用情况：该项目成果已在辽宁中农承天环境科技有限公司、辽宁森能再生能源有限公司推广应用。同时， 在辽宁省桓仁和宽甸县的八里甸子镇、桓仁镇等多个乡镇应用推广，在减少生物质秸秆无序焚烧对大气环境的污染的同时有效解决了禁止无序焚烧秸秆带来的农村社会矛盾，环境效益和社会效益显著。

成果（技术）获得资质：

取得的获奖、鉴定、专利情况等介绍。

1．获得辽宁省科学技术进步二等奖 1 项，国家发明专利授权 11 项，实用新型专利授权 6 项，发表SCI/EI 收录论文 29 篇。

成果（技术）图片展示：

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一种油页岩液化方法

成果单位：沈阳航空航天大学

所在单位：能源与环境学院

成果基本情况：

目前，油页岩的利用方法主要是油页岩低温干馏制取页岩油，但此方法有很多不足之处，油页岩在干馏时，要经过一个干燥脱水的过程，由于含水高的油页岩对其加工利用是不利的，但去除水份，必然要耗费许多人力物力，油页岩干馏产生的页岩油，不仅产油率低，且产生废水、废气和废渣还会污染环境， 所以油页岩干馏制取页岩油并不是最合适的方法。

主要技术指标：

为实现上述目的，本发明通过对现有液化技术的研究，利用乙醇溶剂和油页岩液化反应，开发出一种油页岩在亚/超临界乙醇中的液化新方法。

市场需求及经济效益分析：

目前，关于液化方面主要集中在生物质、煤和微藻等方面，油页岩液化在国内外未见报道，本发明公开了一种抚顺油页岩在亚/超临界乙醇中的液化方法。

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活性氮化硼制备及脱除高温烟气中重金属的方法

成果单位：沈阳航空航天大学

所在单位：能源与环境学院

成果基本情况：

针对传统吸附剂活性炭只能在小于 150℃的较窄温度范围保持高效吸附能力，当温度高于 500℃以上时活性炭失效；电除尘器去除过程较复杂，增加运行成本；湿法净化法，是对烟气处理后将重金属等的危害转移到废水中，还需要对废水进行进一步处理，增加处理难度。等问题提供一种具有对多孔氮化硼材料环保、可循环利用的制备和利用活性氮化硼脱除高温烟气中重金属的方法。通过对活性氮化硼添加 S 和 P 使其在原有物理吸附为主的情况下增加化学吸附作用，使吸附过程更加有效，克服已有吸附剂不能在高温及特殊极端条件下使用的缺陷， 在高温吸附领域应用。实现了在 500℃以上的高温下对烟气的吸附，同时再生性能强，在实验室下测得循环使用 50 次后仍保持原有吸附量的 80%以上。技术成熟，已成功制备该吸附剂，并验证吸附效果良好。

主要技术指标：

将 1.89 克三聚氰胺和将 1.85 克硼酸分别加入到 100 毫升的去离子水中，搅拌使硼酸和三聚氰胺在水中分布均匀， 将其放置在恒温震荡摇床中， 在 85℃震荡使其溶解并保温 4 小时；溶液缓慢降温冷却至 25℃,有白色絮状沉淀物析出，保持温度放置 2 小时后抽滤，得到白色固体沉淀。得到的白色固体物放入 80℃的烘干箱中，保温 24 小时得到前驱体；称取 30wt%硫酸铵添加到得到的前驱体中，利用玛瑙研钵将两者研磨并充分混合。在氮气气氛中加热（气体流速为 200 ml/min） ，升温速率为每分钟 10℃, 到达 1350℃后保持该温度进行热处理， 时间为 4 小时，然后在氮气气氛中自然降温至 25℃。得到产物为多孔六方氮化硼纤维 1.8 克。 1、在实验条件下测得 S-BN 吸附剂对烟气中的 Zn 和 Cu 吸附量分别为357mg/g 和 232mg/g；测得 S-BN 吸附剂重复循环使用 50 次后对烟气中 Zn 和 Cu 的吸附量分别为 303mg/g 和 198mg/g。2、在实验条件下测得 P-BN 吸附剂对烟气中的 Zn 和 Cu 的吸附量分别为 296mg/g 和 325mg/g；测得重复循环使用 50 次后的 P-BN 吸附剂对烟气中 Zn和 Cu 的吸附量分别为 248mg/g 和 283mg/g。3、在实验条件下测得未掺杂吸附剂对烟气中的 Zn 和 Cu 的吸附量分别为 289mg/g 和 187mg/g；测得重复循环使用 50 次后的吸附剂对烟气中 Zn 和 Cu 的吸附量分别为 225mg/g 和 154mg/g。

成果（技术）图片展示：

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多源有机固废高效厌氧发酵制生物燃气技术

成果单位：沈阳航空航天大学

所在单位：能源与环境学院

成果基本情况：

多源有机固废高效厌氧发酵制生物燃气技术主要包括： （1）餐厨垃圾连续厌氧发酵工艺特性解析及有机酸抑制实时恢复技术； （2）基于微生物营养调配和协同效应的多源有机固废（餐厨—秸秆—粪渣—污泥）厌氧发酵调控技术；（3）微量元素强化餐厨垃圾厌氧发酵及高效产甲烷菌群构建技术。目前，本技术已完成小试研究，正在开展或计划开展中试试验，总体技术成熟度 60%。

主要技术指标：

本技术针对餐厨垃圾、秸秆、粪渣、污泥等多源有机固废厌氧发酵制生物燃气过程中广泛存在的有机酸抑制、基质营养失衡、高负荷长期厌氧发酵稳定性差、工艺调控难的问题，首先厘清多源有机固废的基质特异性与资源禀赋，分析其厌氧发酵基础特性，继而通过负荷因子优化调配、消化液回流富集优势菌群及高耐酸产甲烷菌群落驯化与培育等多种手段，建立了基于关键生态因子调控与过程控制强化的有机固废高负荷连续厌氧发酵技术方案， 同时研发了外源微量元素高效强化餐厨垃圾厌氧发酵的工艺方法， 开发了餐厨垃圾-粪渣-秸秆-污泥多基质联合厌氧发酵协同增效技术，建立了基于厌氧微生物营养平衡的厌氧发酵基质成分和微量元素调配优化方案，最终形成多源有机固废高效厌氧发酵制生物燃气关键调控技术体系，实现厌氧系统高负荷长期稳定运行，甲烷产率达到国内先进水平。

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