地区：上海市 宝山区
关键词：山东省科学院能源研究所;青岛冠宝林活性炭有限公司;北京碧水源科技股份有限公司;徐州市芭田生态有限公司;中广核宏达环境科技有限责任公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002233
成果描述：
| 该项目属于农林废弃物资源化利用领域。中国是农林业大国，以作物秸秆为主的农林废弃物产量每年超过14亿吨，现有处理技术无法完全有效处理，造成了严重的农业面源污染和资源浪费问题。农林废弃物的处理处置已构成制约中国农林业可持续发展的瓶颈性难题。为此，国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）将“重点研发高效、低成本、大规模农林生物质转化关键技术”列为优先主题，农林废弃物处理与资源化利用已成为重要的国家战略。国外研究证实，以活性炭、炭基肥为代表的炭基产品具备彻底解决农林废弃物规模化利用的潜力。但是，原料的复杂多变、炭产品的品质、成本以及规模化出路等问题，限制了整个技术在农林废弃物加工领域的推广。打通从多样性的原料到炭基产品低成本转化的技术链，是迫切需要解决的“卡脖子”问题。该项目在国家863计划、国家自然基金等项目支持下，以可大规模“消化”加工产品的炭基肥填充料为突破口，在解决三个核心关键难题的基础上，实现了废弃物原料生物造孔、低能耗制炭工艺、炭基缓释肥产品开发等方面的重大创新，构建具有自主知识产权的“基于炭基材料生产关键技术的农林废弃物处理体系”并实现产业化。该项目主要创新点如下：1、首创了微生物造孔技术，开发了复合微生物造孔和活化剂磷酸盐渗透耦合技术，实现了炭化工艺入炉原料的同质化，解决了制炭工艺的原料适应性难题，突破了原料限制，将炭产业的原料范围极大地扩展到秸秆类废弃物，并率先实现了木质纤维素废弃物生物造孔技术的工业化应用。处理后炭基材料孔隙率提高22-36%，制炭温度降低150-200℃。2、建立了内热式一步法制炭工艺，实现了农林废弃物生产活性炭的提质降耗，解决了活性炭产品均一性和质量稳定性问题。实现了水煤气反应和氧化反应同步进行，保证了活性炭产品质量的均一稳定，碘吸附值增加30%以上；建立了一步法制炭工艺，实现了炭化-活化的同步进行，较传统工艺降低能耗30-40%；形成了自主知识产权的创新工艺和成套装备并推广应用。3、提出生物炭原位活化转化复合肥缓释骨架料的新方法，实现了复合肥工艺中填充料的完全替代，为低质农林废弃物的全量转化炭产品提供了产业化出路。优化了高塔乳化溶体造粒工艺，提高了基肥在炭孔中的渗透量和渗透深度，提升缓释肥性能15-20%；围绕土壤和农作物需要，开发了20余种炭基肥产品，解决了农林废弃物的肥料化利用问题。该项目技术创新得到岑可法院士等国内知名专家的高度认可。获得发明专利11项、实用新型专利4项，发表学术论文30余篇。该项目利用农林废弃物40万吨，生产活性炭3.2万吨，炭基肥料超过50万吨，减少CO2排放70万吨，解决了农林废弃物“生产加工”与“完全消化”严重脱节、无法从总量上根本处理的难题，为规模化处理提供了成熟可借鉴的技术途径，有力地促进了农林废弃物处理处置及资源化利用领域的技术进步。 |
