研究室简介

能源环境研究室主要从事低值废弃物高效转化的基础研究、应用基础研究和技术开发推广工作。研究团队依托山东省生物质气化技术重点实验室和山东省生物质资源化工程技术研究中心等优势科研平台，通过热化学转化和生物化学转化方式，在生物质热解气化制备高品质合成气、合成液体燃料、生物活性炭及炭基肥、生物天然气、污泥生物干化等研究方向开展了大量的科研工作并取得了具有重要影响的成果。

近五年承担了国家自然科学基金项目5项，国家科技支撑计划项目3项，国家863项目2项，山东省自然科学基金项目12项等一批国家及山东省科技计划，总到位经费达到2000余万；发表论文80余篇，其中SCI收录32篇，授权国家发明专利20项，获得山东省科学技术进步奖1项，青岛市科技进步奖1项，培养硕士研究生12名。

生物质能研究室现有固定人员17人，其中博士10人，具有高级职称者11人，专业涵盖工程热物理、环境工程、化学工程、微生物、催化化学等。

主要承担课题

低值和废弃农业生物质高效炼制与综合利用－果蔬加工废弃物转化生物燃气关键技术及装备，国家科技支撑项目，936万；

纤维素类生物质高效转化利用技术－木质纤维原料高效预处理技术与工艺设备研究及示范一沼气提纯净化技术及装备研究，“十二五”863重点项目，270万；

玉米秸秆分段清洁燃供热技术与装备研究，公益性行业（农业）科研专项经费任务书，128万；

工业生物质废物高效清洁制备生物质燃气技术集成与工程化模式研究一生物质燃气品质提升浄化技术，国家科技支撑项目，105万；

Fe／CaO作用下生物质热转化体系关键过程耦合与定向调控机制，国家自然科学基金面上项目，80万；

光合细菌－纳米二氧化钛制氢体系产氢机制及协同作用研究，国家自然科学基金青年基金，25万；

产丁醇梭菌属微生物木糖与葡萄糖同步利用调控机制研究，国家自然科学基金青年基金，20万；

纳米Fe₃O₄介导的种间直接电子传递对甲烷发酵中纳米ZnO的毒性削减作用研究，国家自然科学基金青年基金，20万；

多级结构Ni基复合催化剂强化生物质热解气相催化提质机理研究，山东省自然科学基金面上项目，17万；

生物质基富甲烷气体制备中原位脱碳机制研究，山东省自然科学基金面上项目，18万；

基于复合材料原位脱碳的低质废弃物定向热转化过程机制，山东省自然科学基金三院联合专项，65万；

微纳结构催化剂强化生物质基液相组分催化提质过程研究，山东省自然科学基金三院联合专项，65万；

基于化学链热转化的秸秆制备合成天然气关键过程基础研究，山东省自然科学基金联合基金，50万；

热体系副产物生物炭转化关键热物理过程解析，山东省自然科学基金联合基金，60万。

固体废弃物定向热解气化

★ 重点：以高品质合成气制备为目的的先进热解气化技术研发。

★ 合成气平台：制氢、合成液体燃料及化学品、生物航油、生物天然气。

★ 重点解决：热解气化过程的定向性调控；过程催化材料及工艺开发；焦油裂解、CO₂分离、组分调质。

★ 明晰了热解过程产物的选择性控制规律，掌握了产物定向性调控方法，发表SCI一区论文5篇。

★ 合成气中焦油含量低于50mg／m³，CO₂吸收率达到80％以上。

★ 获国家自然科学基金、省自然科学基金、国家863计划项目支持。

市政污泥减量化及资源化利用

★ 重点：市政污泥生物干化技术及装备。

★ 生物干化技术平台：耐热微生物筛选、污泥调质技术、生物干化工艺、一体化生物干化设备。

★ 重点解决：污泥中微生物细胞高效破解；生物干化工艺优化；一体化成套设备。

★ 掌握了污泥生物干化过程中的微生物群落、水解酶的变化规律，建立并优化了生物干化工艺，开发了处理量为5吨规模的一体化成套中试设备。获得3项专利授权。鉴定成果1项，达到国际先进水平。

★ 处理时间7－10d，污泥基质含水量＜35％。

★ 国家自然科学基金、省重点研发计划、山东省科学院杰出青年基金项目支持。

生物天然气

★ 重点：高浓度中温沼气技术及装备、一体两相厌氧消化工艺、沼气转化生物燃气关键技术。

● 蔬菜废弃物、秸秆等特种农业废弃物、城镇生活垃圾厨余等预处理与厌氧转化；

● 新农村建设中的生活废水废物一体化处理；

● 沼气净化，脱硫脱氧，提纯制备生物天然气。

★ 解決的问题取得的突破：

● 秸秆强化酸化预处理技术，提高了秸秆类生物质厌氧消化效率；

● 固体两相厌氧发酵工艺，解决易腐类原料的高浓度、稳定发酵难题；

● 厌氧发酵失稳预警及调控技术，解决厌氧过程底物与产物失衡问题；

● 将超声波引入水洗脱碳过程，减少能耗，得到高纯度产品CO₂；

★ 获国家科技支撑计划、国家863计划、山东省自然科学基金支持。

炭基吸附材料制备

★ 重点：以炭基吸附材料制备为目的的高炭生物质热解联产技术研发。

★ 炭制备平台：超级电容活性炭、沼气提纯活性炭、粉末炭基肥。

★ 重点解决：炭基吸附材料孔隙结构和表面化学能的定向性调控；活化工艺提质，整体工艺节能降耗；低端秸秆类炭化产物利用途径拓展。

★ 确定了吸附材料孔隙结构调控规律，拓展了高品质炭基吸附材料预处理（微生物）和后处理（超低温快速降温）工艺，拓宽了低端炭产物产业化转化途径（替代复合肥骨架料），发表论文4篇。

★ 活性炭碘吸附值超过1600mg/g，亚甲基蓝吸附值超过30ml/0．1g；超级电容超过250F/g，3000次循环充放电电容保持90％以上。

★ 公益性行业（农业）科研专项，省自然科学基金、国家863计划项目支持。