由我公司張守軍作為第七完成人、趙成武作為第十三完成人、魯萬寶作為第十四完成人,南京林業大學作為第一完成單位的項目已提名推薦2019年國家科技進步獎,項目名稱為“農林生物質氣化發電聯產炭、熱、肥的技術創新與產業化”,項目情況如下:
根據國家科學技術獎勵工作辦公室《關于2019年度國家科學技術獎提名工作的通知》(國科獎字[2018]41號)要求,需要對提名項目主要完成人所在工作單位進行項目公示,公示期為2019年1月4日至2019年1月11日。公示期間對項目有異議的單位或個人請以書面形式或來電來訪與中共合肥德博生物能源科技有限公司支部(15349853075,E-mail:2681203162@qq.com)聯系反映。
2019國家科學技術進步獎提名項目公示附件-7家單位.doc
2019年度國家科學技術進步獎提名項目公示
一、項目名稱
農林生物質氣化發電聯產炭、熱、肥的技術創新與產業化
二、提名意見
項目組針對國家發展清潔高效能源技術、節能減排、環境污染治理的重大需求,以及數量巨大的農林生物質綠色、高值、高效利用關鍵技術的瓶頸問題,于2002年在國內外率先提出了“農林生物質氣化發電聯產炭、熱、肥”的創新發展理念。經過近20年的聯合科技攻關,建立了秸稈類、果殼類、木竹塊類生物質的熱解氣化過程理論體系,攻克了其規模化生產的技術瓶頸,突破了設備創制、可燃氣凈化與環保燃燒、高附加值產品研發等關鍵核心技術,解決了生物質氣化、生物質炭等行業長期存在的產品單一、廢水廢渣污染、生產規模小且連續穩定性差、經濟效益不佳等突出共性問題,取得了系列原創性成果。
項目技術于2016年得到時任國務院副總理張高麗的批示。2017年國家發改委、農業部、能源局、林草局等部委相繼發文推廣。項目獲授權發明專利21項、實用新型專利24項、發表論文60余篇,在國內外已建成30多條生產線,項目近三年新增產值55億元,新增利潤11.8億元,獲得了良好的經濟、社會和環境效益。
項目技術探索出了一條新型、實用、可復制、可推廣并在國內外領先的農林生物質綠色、循環、可持續利用途徑,引領并推動了國內外生物質能源(氣化發電、供熱、供暖)、生物質炭(活性炭、工業用炭、機制炭)、生物質肥(炭基肥、液體肥)等行業的科技進步與產業發展。
項目成果獲2018 年度梁希林業科學技術獎一等獎。
提名該項目為國家科技進步獎一等獎。
三、項目簡介
項目組針對國家發展清潔高效能源技術、節能減排、環境污染治理的重大需求,以及數量巨大的農林生物質綠色、高值、高效利用關鍵技術的瓶頸問題,于2002年在國內外率先提出了“農林生物質氣化發電聯產炭、熱、肥”的創新發展理念。經過近20年的聯合科技攻關,建立了生物質熱解氣化基礎理論體系,攻克了規模化生產的技術瓶頸,突破了相關裝備及產品研制等關鍵核心技術,解決了生物質氣化、生物質炭行業長期存在的產品單一、廢水廢渣污染、規模小且連續穩定性差、經濟效益不佳等突出共性問題,取得了系列原創性成果:
1、創新提出了生物質干燥熱質傳輸定量分析方法,掌握了“氣、固、液”三相熱解產物的耦合作用機理和調控機制,構建了生物質熱反應機理與活化能模型,開創性地建立了生物熱解與氣化多聯產的理論與技術體系。
2、在國內外首創了上吸式固定床、下吸式固定床、流化床氣化發電聯產炭、熱、肥的新技術,開辟了農林生物質綠色高效利用、產物提質的新路徑,顛覆了傳統生物質氣化技術、活性炭生產技術、燒炭技術,實現了生物質綜合利用效率效益提升50-80%;同時將碳氮硫固定在生物質炭中,實現了生物質全生命周期利用過程的CO2負排放(每利用1t生物質產炭0.2-0.3t,固定CO2約0.5-0.8t)。
3、創制了“正壓、全密閉多聯產氣化爐”、“一種生產生物質炭的氣化爐”、“一種適應多種原料的農林生物質氣化爐”,解決了傳統氣化裝置安全性差、穩定性不強、適應性差、自動化程度低、規模小等問題;在國內外首創了“用于農林生物質氣化氣體的干式凈化系統”和“生物質可燃氣焦油冷凝分離裝置”,解決了可燃氣凈化的世界性難題;發明了“用于生物質氣化可燃氣穩定環保燃燒的燃燒腔”,解決了熱燃氣燃燒的穩定和環保排放的問題。
4、在傳統生物質氣化發電(供熱)的同時聯產活性炭、工業用炭、機制炭、炭基肥,首創了“一種含生物質活性提取成分的有機液體肥及其制備方法”、“一種利用生物質氣化固、液產物制備有機肥料及制備方法”,解決了提取液利用的世界性難題,實現了液體肥市場化推廣應用(在世界上首先建廠,市場占有率90%以上)并指導企業獲得了2種肥料登記證。
本項目獲授權發明專利21項,實用新型專利24項,發表論文60余篇,省部級一等獎2項,相關成果鑒定意見為“有原創性,達到國際領先水平”;2016年得到時任國務院副總理張高麗的批示,2017年國家發改委、農業部、能源局、林草局等部委相繼發文在全國推廣。本項目在國內外建成了30多個工程,實現了“農林生物質氣化發電聯產炭、熱、肥”的產業化大規模應用。項目近3年的產值55億元,新增利潤11.8億元,獲得了良好的經濟、社會和環境效益。
本項目技術探索出了一條實用、可復制、可推廣并在國內外領先的農林生物質綠色、循環、可持續的利用途徑,引領并推動了國內外生物質能源(氣化發電、供熱、供暖)、生物質炭(活性炭、工業用炭、機制炭)、生物質肥(炭基肥、液體肥)等行業的科技進步與產業發展。
四、客觀評價
1.查新結論
本項目技術經國家一級科技查新咨詢單位(江蘇省科技查新咨詢中心)的國內外查新報告結論如下:
本委托項目“一種農作物秸稈高效利用的新方法” [報告編號:200432B2500771],“內濾式正壓供氣氣化反應器研發” [報告編號:201532B2502128],“生物質熱解氣化汽輪機發電聯產電、炭、熱生產工藝” [報告編號:201732B2500333],“低焦油生物質氣化熱、電、氣、炭、肥多聯產工藝” [報告編號:201832B2501728],“用于生物質氣化可燃氣穩定燃燒的環保型燃燒裝置” [報告編號:201832B2501729],綜合所檢內容,并與本委托查新點進行比較,除本委托單位申請中國專利外,在所檢文獻中未見報道。
2.項目驗收評價
(1)2012年3月,“農林生物質制取炭、氣、液產品工藝技術及應用研究”(200804025)項目驗收通過,項目提出了農林生物質同時制備氣、固、液產品多聯產技術;研制出自動化程度高的生物質氣化多聯產成套設備;利用生物炭和生物提取液制成了有機復合肥料、基質、葉面肥等產品并在農業上開展應用。
(2)2012年11月,“畜禽糞便氣化多聯產利用技術與裝備創制”(2010AA10A205)項目驗收通過,項目攻克了畜禽糞便同時制取氣、固、液三相產品系統設計、機電系統設計與制造、集成控制以及干燥工藝等技術難題達到預期的試驗效果。
(3)2013年1月,“農林生物質能源多聯產綜合利用技術示范”([2010]34)項目通過驗收,項目建成了1MW農林生物質能源多聯產綜合利用技術示范生產線,利用1.2萬t農林生物質,發電780萬度,得到生物質炭2350t、生物質醋液1750t。
3.技術成果鑒定
(1)2009年8月,“農林生物質能源多聯產綜合利用技術及工程研究”技術通過成果鑒定。專家組一致認為該項目整體技術處于國際先進水平,農林生物質能源多聯產綜合利用技術總體研發思路新穎、有原創性,處于國際領先水平。[林科鑒字2009第07號]
(2)2010年8月,“生物質活性有機液體肥料”技術通過科技成果鑒定。專家組一致認為該項目研發思路新穎、有原創性,整體達到國際領先水平。[林科鑒字2010第09號]
(3)2015年5月,“內濾式木廢料氣化供熱成套設備”技術通過成果鑒定。專家組一致認為成套設備整體技術處于國際先進水平。[林科鑒字2015第10號]
(4)2018年4月,中國林學會組織專家對“林農剩余物氣化關鍵技術創新及產業化應用”成果進行了會議評價。專家組一致認為,林農生物質氣化發電聯產炭、熱、肥綜合利用技術具有原創性,處于國際領先水平。[中國林學會(評價)字2018第14號]
4.檢測報告
經國家林業局林化產品質量檢驗檢測中心、南京白云化工環境監測有限公司等部門檢測:
(1)“廢木片氣化供4t鍋爐聯產炭項目”檢測結果:外觀質量、配套性、主要技術參數、運轉試驗、安全衛生均符合標準,其主要技術指標,滿足4噸鍋爐產蒸汽,穩定運行,木炭得率18.2%(水分1.2%、灰分4.8%、揮發分13.6%、熱值31.95MJ/kg),出炭溫度48℃。[國家木工機械質量檢驗中心2015(W)-20、國家林業局林產化工產品質量檢驗中心第2015058號]
(2)“2MW稻殼氣化電聯產炭項目”尾氣檢測結果:SO2平均濃度:7.67mg/m3,NOx折算濃度:89mg/m3。[2014寧白化環(氣)字第20140570號]。
5.曾獲科技獎勵情況
(1)項目“林農剩余物氣化關鍵技術創新及產業化應用”,榮獲2018年梁希林業科學技術獎一等獎。
(2)論文“Effects of heating rate on slow pyrolysis behavior, kinetic parameters and products properties of moso bamboo”榮獲中國林學會梁希青年論文獎二等獎。
6. 報紙、電視等新聞媒體的評價以及被相關工作部門采納
2017年3月中國電力新聞網、2017年6月中國化工報、2018年5月中國綠色時報、2018年9月中國經濟網、2015年5月央視新聞直播間、2017年7月江西奉新電視臺、2017年11月山東臨沂電視臺、2018年10月江蘇城市頻道等十多家媒體相續報道了本項目。
2016年10月28日,時任國務院副總理張高麗對南京林業大學的生物質氣化多聯產技術作出了批示。本項目技術在國內外屬首創,并在多省市廣泛應用。
2017年11月27日,國家能源局與環境保護部聯合發文《關于開展燃煤耦合生物質發電技改試點工作的通知》(國能發電力[2017]75號),文件直接下發至技術支持單位南京林業大學,鼓勵試點項目聯產生物炭,并開展炭基肥還田、活性炭治理修復土壤水體等下游產業利用研究。
2018年5月24日,國家林業和草原局舉辦科技成果新聞發布會,南京林業大學 “生物質氣化多聯產技術”入選2018年國家林業和草原局首批5大重點推介成果之一。
五、推廣應用情況
本項目在國內外已建成生產線30余條,典型項目推廣情況如下:
(1)河北承德杏殼發電聯產活性炭、熱、肥綜合利用工程
“3MW杏仁殼氣化發電—活性炭—肥—熱聯產”項目以杏殼為原料,通過熱解氣化發電多聯產新方法,為世界首創的杏殼發電聯產活性炭、肥、熱工業化項目。項目每年發電2100萬度(0.75元/度),價值1575萬元,生產活性炭6000噸(9000元/噸),價值5400萬元,熱水(80℃)20萬噸(20元/噸),價值400萬元,提取液600噸(生產液體肥約4970噸,5000元/噸),價值2485萬元。總產值約:9860萬元。
項目每年發電2100萬度(0.75元/度),價值1575萬元,生產活性炭6000噸(9000元/噸),價值5400萬元,熱水(80℃)20萬噸(20元/噸),價值400萬元,提取液7200噸(生產液體肥約15000噸,5000元/噸),價值7500萬元。總產值約:1.4875億元。經濟效益和環境效應非常好,是原料生產活性炭產值的3倍,利潤是原料的4倍;另外節約標煤約8400噸,減排CO2約2.093萬噸,減排氮氧化物約315噸,減排SO2約630噸,6000噸活性炭固定CO2約1.8億噸。
(2)安徽潁上3MW稻殼氣化熱燃氣燒鍋爐汽輪機發電聯產炭項目
安徽鑫泉米業有限公司在國內外率先建成了3MW以稻殼為原料的氣化熱燃氣燒鍋爐帶動汽輪機發電多聯產生產線。
項目每年發電2100萬度(0.75元/度),價值1575萬元,生產稻殼炭10000噸(1500元/噸),價值1500萬元,生產炭基肥18500噸(3000元/噸),價值5550萬元。總產值約8625萬元。
(3)云南西雙版納生物質氣化供熱與炭綜合利用產業化示范項目
“生物質氣化供熱與炭綜合利用產業化示范項目”以西雙版納的橡膠木廢料為原料,通過氣化供熱聯產炭的新方法,本項目產生蒸汽替代原有生物質直燃鍋爐用于廠內木材干燥用熱,同時得到炭用于作為硅廠的還原劑或者制得機制炭。
項目每年生產蒸汽2.88萬噸(180元/噸),價值518.4萬元(供場內木材烘干),生產木炭3780噸(1500元/噸),價值567萬元。總銷售收入1085.4萬元。經濟效益和環境效應非常好,另外節約本項目與傳統燃煤鍋爐相比,可節約標煤0.21萬噸,減排CO2 1.229萬噸,減排NOx約33.075噸,減排SO2約113.4噸,0.378萬噸炭固定CO2約1.12萬噸,總減排CO2約2.349萬噸。
六、主要知識產權證明目錄(不超過10項,前3項為核心知識產權):


七、主要完成人情況
八、主要完成單位及創新推廣貢獻
1.南京林業大學,第1完成單位
主持了本項目的研究工作。南京林業大學項目組于2002年在國內外率先提出了“生物質氣化多聯產的理念”,針對不同類型的農林生物質原料,開展了原料改性預處理、熱解氣化特性、熱解產物分析與品質提升等研究,揭示了生物質熱解氣化的過程機理與產物調控機制,為生物質熱解氣化多聯產技術與產業化提供了理論基礎,發表論文48篇。項目成果在江蘇、河北、云南、浙江、安徽、湖南、江西等地推廣應用,已在國內外建成30多條工業化生產線,對生物質氣化多聯產技術的開發、應用和推廣做出了創造性的貢獻。
2. 中國科學技術大學,第2完成單位
合作主持了本項目的研究工作。針對生物質“原料品質低、熱化學反應復雜、產品附加值小”等關鍵科學問題,深入開展了以“原料改性化、反應定向化、產物高質化”為核心的研究,提出了生物質干燥熱質傳輸定量分析新方法,構建了生物質熱反應機理與活化能模型,掌握了“氣、固、液”三相熱解產物的耦合作用機理和調控機制,為本項目生物熱解氣化多聯產基礎理論體系的建立以及產品的研發方面做出了突出貢獻。
3. 合肥德博生物能源科技有限公司,第3完成單位
合作主持了本項目的研究工作。公司創制了生物質氣化與活性炭聯產裝置,為秸稈類流化床、塊狀生物質上吸式固定床、果殼類下吸式固定床氣化發電聯產電、炭、熱的工藝的開發做出了貢獻,在國內外建設了30多條生產線,為農林生物質氣化多聯產項目技術開發、工程建設、設備運營、售后服務推廣應用起到關鍵作用,為本項目關鍵技術研發和標志性創新成果的工程應用做出了突出貢獻。
4. 承德華凈活性炭有限公司,第4完成單位
與南京林業大學長期科技合作,在傳統活性炭生產需要燒煤的工藝條件下,于2013年開始采用南京林業大學的生物質氣化發電聯產炭、熱、肥新技術,2014年建成“1MW杏殼氣化發電聯產炭、肥、熱”項目,隨后擴建成了3MW以杏殼為原料的多聯產生產線,解決就業128人。本項目主要是杏殼氣化產生可燃氣用于發電,同時得到活性炭,得到提取液用來制作炭基肥,得到熱水供應給平泉縣浴室、飯店等,淘汰了小型的燃煤鍋爐,產生了良好的經濟效益與環境效益。為解決傳統活性炭行業產品單一、污染嚴重的問題,研發了新型活性炭氣化爐,開發了多種高附加值活性炭產品。公司開發了多種清潔能源利用方式,包括杏殼氣化發電并網、熱水供平泉市的浴室、賓館(替代小鍋爐)、大棚供熱、發電機尾氣供大棚二氧化碳等,為平泉清潔能源開發利用與農村大棚供熱提供了綠色發展模式。2014年建成國內首家“3MW杏殼氣化發電聯產活性炭、肥、熱”項目,實現了杏殼氣化多聯產技術的工程化應用與產業化運營,為杏殼氣化發電聯產活性炭、肥、熱的技術的發展和產業化示范做出了巨大貢獻。
5. 大興安嶺富來森能源科技有限公司,第5完成單位
與南京林業大學長期科技合作,在大興安嶺富來森能源科技有限公司合作研究并完成“農林生物質能源多聯產綜合利用技術及工程研究”科技成果鑒定。公司于2009年建成以林業三剩物為原料的1MW生物質氣化發電多聯產示范工程,同時在氣化炭的高附加值開發利用及產業化推廣做出貢獻。
6. 安徽鑫泉米業有限公司,第6完成單位
與南京林業大學有著長期的科技合作,聯合開發了炭基肥與提取液利用技術,并進行了大田實驗。公司利用大米加工廠的稻殼為原料,采用南京林業大學的生物質氣化發電聯產炭、熱、肥新技術, 2015年在國內外率先建成了3MW以稻殼為原料的氣化熱燃氣燒鍋爐帶動汽輪機發電多聯產生產線。本項目主要是稻殼氣化產生可燃氣用于發電,同時得到稻殼炭,得到提取液用來制作炭基肥,產生了良好的經濟效益與環境效益,對本項目技術開發與推廣工作作出了貢獻。
7. 山東新港企業集團有限公司,第7完成單位
與南京林業大學合作,聯合開發了提取液制液體肥技術,在國內外首先建成2000噸/年生物質提取液制液體肥,年產1000噸生物質活性液體肥生產線2條,桶裝和袋裝生產線各1條,為本項目關鍵技術研發和標志性創新成果的工程應用做出了重要貢獻。
九、完成人合作關系說明
本項目的承擔單位都具有長期的合作,各完成人具有多年的合作關系和共同的項目、論文、專利、標準或工程等成果。具體包括:
第1完成人周建斌、第2完成人張齊生、第5完成人章一蒙、第6完成人陳登宇、第10完成人馬歡歡、第15完成人田霖同為南京林業大學材料科學與工程學院以及生物質氣化多聯產課題組成員,其中周建斌、張齊生、章一蒙共同為核心知識產權1~6的發明人;周建斌、張齊生、陳登宇共同發表核心論文10;周建斌、陳登宇、章一蒙、馬歡歡、田霖為評價成果“林農剩余物氣化關鍵技術創新及產業化應用”的共同完成人;周建斌、張齊生、陳登宇、章一蒙、馬歡歡、田霖共同獲得2018年梁希科學技術一等獎。
第1完成人周建斌與第3完成人張立軍、第9完成人張鵬遠,張立軍與張鵬遠同為承德華凈活性炭有限公司在職人員,張立軍與張鵬遠共同獲得專利一種含金尾液凈化吸收塔,周建斌與張立軍為核心知識產權6的共同完成人,并同為評價成果“林農剩余物氣化關鍵技術創新及產業化應用”的完成人,并獲得2018年梁希科學技術一等獎。
第1完成人周建斌與第4完成人朱錫鋒、第2完成人張齊生、第6完成人陳登宇共同發表核心論文10,陳登宇、朱錫鋒共同發表論文13篇。
第1完成人周建斌與第7完成人張守軍、第13完成人趙成武、第14完成人魯萬寶,周建斌、張守軍、趙成武共同為核心知識產權1、2、3、5、6的發明人,周建斌、張守軍共同獲得2018年梁希科學技術一等獎。
第1完成人周建斌與第8完成人王正郁,于2009年簽署合作協議,大興安嶺富來森能源科技有限公司(王正郁為公司董事長、法人)與南京林業大學周建斌課題組2009年共同研究完成的“農林生物質能源多聯產綜合利用技術及工程研究”技術通過成果鑒定。
第1完成人周建斌與第11完成人李菲菲,共同為核心知識產權9的發明人。
第1完成人周建斌與第12完成人魏孝新,共同為核心知識產權8的發明人。
上述情況屬實,如有虛假愿意承擔相應責任。