您现在的位置: 中国科技创新网 > 文章中心 > 创新载体 > 国家工程技术研究中心 > 山东省清洁能源中心 > 文章正文

山东省清洁能源工程技术研究中心

主  任:姚福生 博士、教授、博士导师、中国工程院院士

副主任:易维明 博士、教授、博士导师

山东省清洁能源工程技术研究中心成立于1999年,隶属山东省科技厅,挂靠在山东理工大学。中心有两个主要研究方向:生物质能源技术开发和燃料电池技术开发。目前有科研人员16名。正在培养博士研究生4名、硕士研究生16名;合作博士后1名。

在生物质能源技术开发方面主要进行生物质裂解液化相关研究。先后获得了山东省、教育部、科技部科技计划的支持。

生物质裂解液化技术是生物质粉末在极高加热速率(也称为闪速加热,达到103~104K/s)条件下,生物质分子结构发生裂解,形成裂解蒸汽。迅速冷却这些蒸汽,防止二次裂解就能够获得大量的液体产物——生物油。一般而言,生物油得率可以达到50~80%左右。生物油的热值在15~20MJ/kg,经过适当处理,可以作为燃料,也可以分离提取有价值的精细化工原料。

早在1998年,中心科研人员开发了“等离子体加热生物质水平携带床裂解液化装置”,于1999年6月成功液化玉米秸秆粉末,制得了第一批生物油样品。生物油得率达到50%左右。

利用制得的生物油,进行了GC-MS检测分析,获得了有价值的基础数据。学校购置了HP6890/5973N气相色谱/质谱联用仪,创造了研究条件。

在此基础上,设计了“陶瓷球加热离心分离下降管式生物质裂解液化装置”的工艺流程,分别于1999年底建设了第一代中间试验装置;2000年建立了第二代中间试验装置;2003年建立了第三代中间试验装置;2004年建立了第四代中间试验装置。申请并获得了2项发明专利和3项实用新型专利。

2001年底,凭借当时建立的具有自主知识产权的第二代中间试验装置,投标国家“863”计划成功(项目编号2001AA514030,2003AA514030;名称生物质裂解液化技术),获得了200万元资助。为开展该项技术的深入研究创造了条件。至2005年12月项目验收时,建立的第四代中间试验装置采用生物质燃烧提供热裂解热源、陶瓷球热载体加热并循环利用、设备能力200千克/小时。成为国内最大的生物质裂解液化装置。

在进行具体生物质裂解液化工艺与装置的开发过程中,因为需要优化工艺、改进设计,对于生物质在闪速加热条件下的挥发特性数据提出了需求。为此,我们借鉴在粉煤闪速加热条件挥发特性研究使用的层流炉,改进热源为氩气等离子体。使得层流炉内部温度更加稳定一致,实验数据更加可靠。通过申请于2003年底获得了国家自然科学基金的资助(项目编号50376031,名称 闪速加热条件下生物质热挥发特性的研究)。

在进行层流炉实验过程中,分析生物质颗粒在层流炉内部的停留时间是很关键的。这必须要了解层流炉内部的流动规律。而对于层流状态的流动,最好的测量手段就是PIV(粒子图象速度仪)。学校对于我们大力支持,购置了PIV测量系统。

利用PIV系统,先后对水平携带床和层流炉进行了流场研究得到了很有指导意义的结论。

通过基础研究,获得的生物质挥发特性和流动数据,借助必要的软件,可能对生物质在下降管内部的热解规律进行仿真预测,从而达到理论指导实验的目的。我们又申请获得了国家自然科学基金的资助(项目编号50576048,名称 固体热载体加热条件下粉状生物质热裂解规律的研究)。

上述研究工作正在进行中并据此培养了多名研究生。

多年来,在生物质裂解液化相关研究中,取得了如下的研究成果:

1 在技术开发方面

设计了4代中间试验装置,具有自主知识产权。建立了国内最大的生物质裂解液化系统。

对于生物油的应用,开展了生物油/柴油乳化燃烧技术探索。获得了稳定的乳化燃油和配方工艺。乳化燃油成功应用于拖拉机发动机。

2 在基础研究方面

对生物油开展了GC-MS检测分析、元素分析。

开展了多种生物质挥发特性研究。获得了大量数据

开展了装置冷态PIV测量研究

3 发表论文40余篇,其中SCI/EI检索28篇。


  等离子体加热水平携带床         HP6890/5973N色质联用仪


     PIV系统                     小型流化床系统

[1] [2]  下一页

文章录入:曹宁    责任编辑:王坤 
  • 上一篇文章: 没有了

  • 下一篇文章:
  •  

    关于我们 | 加入收藏 | 联系我们 | 设为首页 | 广告说明 | 合作项目

    主办单位名称:科技创新网

    备案序号:京ICP备06031925号

    版权所有 未经授权禁止复制或建立镜像 E-Mail:zgkjcx08@126.com