成果研究背景、应用领域

本项目通过技术与装备的创新研究与集成，开发出生物燃气供热木质活性炭连续化生产利用关键技术装备，每吨活性炭生产由耗煤3吨下降至0吨，实现了活性炭生产的连续化、热能自给以及低碳生产方式，对提升生物质资源综合利用效率，推动我国活性炭行业的整体技术水平进步有着重要的意义。

技术突破与创新

①木质原料的热解过程和规律。首次研究发现木屑炭化过程的转折点温度为900℃，揭示了炭化物的化学结构、表面官能团变化、微晶结构生成演变规律、形成机理与特点；②生物质内循环锥形流化床气化技术和设备。发明了具有适用原料颗粒度分布宽、床层稳定、气化强度高等优点的锥形流化床气化反应器。③生物质富氧、催化气化技术。将富氧技术应用于生物质气化，燃气热值达到7600 kJ/Nm3，焦油转化率由90%提高到99%，焦油含量≤50mg/Nm3；④活性炭吸附性能优化调控技术。创制出富含羟基和羧基、高比表面积、纳米级孔隙超过50%的专用活性炭，液相脱色效果提高30%以上。⑤生物燃气供热木质活性炭生产利用工程化技术集成。创新建立了国内第一条最大规模热能自给型年产8000吨磷酸法活性炭生产线。

经济技术指标、投资规模

通过生物质气化技术与物理法-化学法活性炭一体化制备技术集成创新，开发出生物燃气供热木质活性炭连续化生产利用技术，首次完成木质活性炭生产系统的物-热衡算，并开发了新型流化床气化炉，生物质燃气热值8000kJ/Nm3，产气率达到1.2Nm3/h，生物质炭产率30%。每吨活性炭生产煤耗由3吨下降至0吨，废水零排放，生产环境清洁；活性炭产品吸附性能优良：焦糖值≥100%，亚兰值≥225mg/g，碘值≥900mg/g，实现生物能源与资源的高效、综合利用。

应用前景及经济社会效益

      本项目实现了活性炭生产过程无化石能源消耗和生物质资源高效综合利用的目标。全国目前年产50万吨活性炭，本技术实施推广后，每年可节约近150万吨标准煤，直接经济效益约7亿元，减少CO2、SO2、NO等排放约1200万吨，产生巨大经济和环境效益。该成果利用生物质能供热技术还可推广至陶瓷、水泥的高能耗行业，将产生巨大的能源、环境和经济效益，推广前景应用显著。