生物质转化为高品位燃料的项目经验交流

生物质转化为高品位燃料的基础问题研究项目管理经验交流汇报人：骆仲泱浙江大学2019年度《国家重点基础研究发展规划》项目2019CB210200汇报内容项目简介经验介绍（11条）总结项目简介生物质转化为高品位燃料的基础问题研究项目时间：2019.7-2019.8项目总经费：2944.47万领域：能源首席科学家：朱清时、骆仲泱第一承担单位：浙江大学，中国科技大学项目取得的创新性成果生物质大分子结构和热化学环境下的应答机制生物质大分子和超分子体系中化学活性位的判断在不同热化学环境下的变化几率分析与产物形成特征生物质分子的热分解机理及选择性调控规律改性预处理过程作用下活性位变化方向的控制和实现热化学环境下选择性催化调控规律从分子水平了解生物质解构产物复杂体系及其化学提质规律生物油高能量密度组分的富集与高附加值化学品的高效分离生物质解构产物在重整、合成等复杂催化体系的归并、耦合、选择性控制；生物油水蒸汽重整制取氢气的反应机理和基本规律富二氧化碳生物质基合成气选择性转化为醇、醚和液态烃类产物的催化反应体系的构建及基本规律。凝练（科学）问题生物质大分子结构和热化学环境下的应答机制生物质分子的热分解机理及选择性调控规律从分子水平了解生物质解构产物复杂体系及其化学提质规律生物质原料/预处理改性选择性热解液化定向气化粗生物油合成气催化催化合成醇、醚类、生物质柴油、氢等高品位燃料科学问题2生物质分子的热分解机理及选择性调控规律科学问题3从分子水平了解生物质解构产物复杂体系及其化学提质规律科学问题1生物质大分子结构和热化学环境下的应答机制提质重整制氢产物表征/分离明确目标•项目总体目标•拓展和丰富生物质热化学分解理论体系•形成生物质能源新的学科方向•实现生物质转化方法高效率、目标产物高品位和高价值•项目五年预期目标•解决科学问题并取得突破•指导形成生物质基燃料热化学转化技术•实现实验室规模集成验证•构建两个转化途径明确目标一种含有醇、醚、酯等稳定含氧化合物和烃类的有机混合物可单独使用作为发动机用燃料不同于现有生物柴油和生物乙醇，是一种新型的生物质燃油新型生物质高品位液体燃料课题1生物质大分子结构和热化学环境下的应答机制研究课题3生物质选择性热解基础研究课题2生物质定向气化的基础研究课题4生物油复杂体系催化过程选择性控制规律研究课题7富二氧化碳生物质基合成气催化合成液体燃料的机理研究层面1：生物质结构及活性点层面2：生物质分子解构层面3：生物质解构产物的品位提升课题8生物质液化过程耦合集成优化理论和模型研究生物质高品位燃料课题6生物油重整制氢反应机理和基本规律研究课题5生物油特征分子群表征与分离研究分解任务从科学问题和目标出发，根据重点和难点分解任务,落实责任年度交流课题进展交流汇报会（浙江大学，2019）项目年度学术会议（中国科学技术大学，2019）项目年度学术会议（华南理工大学，2009）项目年度学术会议（华中科技大学，2019）首席科学家定期走访课题负责单位，及时了解课题进展定期考核任务布置会（中国科技大学，2019）项目启动会（浙江大学，2019）本项目网站成立ceu.zju.edu/973（浙江大学，2019）项目中期总结会议（浙江大学，2019）项目课题验收会议（浙江大学，2019）亮点选择传统方法以降低生物油的含氧量作为提质的目标催化加氢、催化裂解主要问题是，在除去氧的同时，消耗了宝贵的氢，而且产率很低，催化剂极易积碳失活切实可行的新思路生物油催化提质不以降低含氧量为主要目标，而以得到稳定而易燃的含氧有机物为目标。金属+酸碱双功能催化剂：可使加氢、酯化、裂解、异构化等反应同时进行；超临界条件：首次在生物油提质中使用，提供了复杂体系多种组分同时反应的工艺条件。亮点选择首次实现生物油超临界催化提质提质前(Area%)提质后(Area%)∆%酸类11.60.48–95.9酚类5.020.83–83.5酯类2.1420.74+869酮类5.570.53–90.5醛类1.390.00–100其它5.474.49–17.9乙醇61.5165.04pH2.915.81+100密度(g/ml)1.180.91–22.3运动黏度13.868.36–40热值(mJ/kg)19.7020.79+5.5亮点选择构建生物质转化为高品位燃料的技术途径，并集成验证与评价生物质超临界等催化提质生物油热解气流化床选择性快速热裂解合成气轻质组分中质组分重质组分分级分离酯化加氢、催化裂化气化高品位液体燃料C1化学合成化学品甲醇、二甲醚等液体燃料乳化途径一：生物质热裂解品位提升制取新型清洁液体燃料途径生物油产率10kg/h首次获得可用于发动机燃烧运行的提质生物油发动机：力帆162FMJ汽油机1.将提质生物油进行发动机燃烧实验2.常规汽油在发动机内的燃烧实验对发动机进行简单调整以后，能够使提质生物油稳定燃烧亮点选择3.将提质生物油用于农用运输车辆团结协作友好协商，不能光想自己经费与任务挂钩共同营造团队攻关氛围集中研究目标，协调好任务工作基础研究和成果集成并重个人研究兴趣服务于项目目标思路统一，数据共享提升机理集成验证热解机理热解小试课题1华科课题8浙大课题4浙大课题3科大川大首席作用凝练项目关键科学问题准确把握科学研究思路和引领研究方向精心组织科研团队，分工明确在项目团队内营造有利于创新的学术氛围注重对优秀青年人才的培养及时布置并完成各阶段工作任务，走访每个课题承担单位，监督沟通课题完成情况抓好总结2019年10月9日-10日，“生物质转化为高品位燃料的基础问题研究”课题结题验收会杭州召开，八个课题全部获得了优秀的评价2019年11月8日，科技部2019年立项973项目结题验收会，本项目总评意见为“优秀，建议滚动支持”邀请院士、项目跟踪专家等知名专家对项目结题验收提出建议提前认真做好验收准备，凝练好代表性成果，回答好科学问题解决程度，创新性与水平解决国家重大需求问题的科学贡献和作用留有余地研究可行技术新途径凝练还需解决科学问题为下一步滚动做准备总结国家需求凝练科学问题明确目标分解任务年度交流定期考核亮点选择团结协作首席作用抓好总结留有余地谢谢各位专家指导！