1 .研发背景概述
生物质是地球上储量最丰富的可再生碳源。我国生物质资源十分丰富，每年产生的秸秆等农林废弃物约 9 亿吨，但其综合利用率较低，且存在随意废弃、露天焚烧的情况，既浪费资源又污染环境。发展清洁高效的废弃生物质循环利用技术，推动废弃物资源化高值利用，对优化能源结构、改善生态、助力乡村振兴意义重大。
全球生物质热解技术长期以脱氧制取液体燃料（汽油、柴油）为主，存在经济效益差、依赖政府补贴等情况。其根源在于生物质原料的高含氧量（约 40%），因此，强制脱氧自然导致项目经济性差。
中国石油大学（华东）田原宇教授团队研发的本项技术（曾获国家发明二等奖）打破传统思路，转向制取含氧重质绿色船燃调和组分或腐植酸产品，通过对生物质原料的快速热解，尽量保留其反应后产生的含氧官能团，开创了一条农林废弃物高值化利用的新路径。
本项技术首创农林废弃物循环快速热解制绿色船燃/腐植酸新工艺，2012 年，建成了全球单套规模最大的 20 万吨/年生物质快速热解装置，在国际上首次实现农林废弃物制高活性生物质腐植酸（绿色重质船燃调和组分）装置的大规模工业化生产运行。
2. 生物质热解技术介绍
2.1 产品方案及技术简介
产品方案 1：将生物质热解产生的生物质重油与甲醇酯化反应后，可生产用于大型船舶绿色重质船燃的绿色含氧调和组分（因其富含含氧基团，作为重质船燃的调和组分，有助于船燃在发动机内的充分燃烧，可提高船舶发动机的燃烧效率），可满足当前国内外市场上对含氧、绿色重质船用燃料油的迫切需要，且产品附加值高，经济、环境效益好。
产品方案 2：将高温热解反应后产生的腐植酸产品冷凝、分馏出高浓度富维酸（黄腐酸）、棕黑腐酸等产品，富维酸（黄腐酸）可用作植物生长促进剂，棕黑腐酸可用于污染土壤治理与中低产农田改良等方面。
生物质原料破碎后进入热解反应器中发生反应，气体产物从反应器引出，经过高效分离器分离后，气相热解产物进入分馏塔，由塔顶采出高浓度富维酸（黄腐酸），塔底采出棕黑腐酸（或生物质绿色船燃调和组分），塔顶不凝气为热解干气。高温半焦预热空气后经气化产出合成气，高温合成气经余热锅炉及净化后作为气体燃料输出。
2.2 技术优势
本技术是根据我国农村农林废弃物分布的实际情况，研发的原料利用率高、投资较低、操作方便的生物质热解工艺和专有设备，其优势如下：
（1）将原料的加热和热解过程耦合，原料适应性广，液收高，达到了原料吃干榨净、过程无三废排放的效果，较好解决了热质传递与反应调控、油中带灰、半焦返料等影响工业放大和长周期运行的生物质热解反应中存在的问题。
（2）该工艺及设备满足了热解工艺的热质传递、反应和分离的要求，解决了装备大型化和长周期运行的难题。
（3）采用系列组合式气固分级分离器，实现了高温固体颗粒按粒度分级分离，从源头上解决油中带灰的问题。
（4）干燥装置利用热解干气余热加热空气、快速干燥物料，降低生物质原料水含量，解决生物质原料提升输送难题，提高了系统热效率。
3 产品特点及用途
本技术的主要产品为高浓度富维酸（黄腐酸）、棕黑腐酸（或生物质绿色船燃调和组分）、生物细灰、热解干气与合成气。
富维酸（黄腐酸）是腐植酸中分子量较小、活性最高的组分，具有官能团丰富、生物活性强、水溶性好的特点，可以作为生产高效复合肥、抗旱剂、植物生长促进剂、生物肥料增效剂的核心配料，在高活性肥料及植物生长促进剂等方面得到广泛应用。
棕黑腐酸作为一种重要的含氧有机物质，因其独特的结构和含氧官能团，可用于污染土壤治理、中低产农田改良等方面；将反应所产生物质重油蒸馏分离后，与甲醇进行酯化反应，脱除其中的羧基后，可作为重质船燃的绿色调和组分，其经济、环境效益十分可观。
生物质细灰富含硅、钾等矿物质可作为钾肥掺加组分，热解干气与合成气可以用于发电或产热。
