山東省清潔能源工程技術(shù)研究中心
主 任：姚福生 博士、教授、博士導(dǎo)師、中國工程院院士
副主任：易維明 博士、教授、博士導(dǎo)師
山東省清潔能源工程技術(shù)研究中心成立于1999年，隸屬山東省科技廳，掛靠在山東理工大學(xué)。中心有兩個(gè)主要研究方向：生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)和燃料電池技術(shù)開發(fā)。目前有科研人員16名。正在培養(yǎng)博士研究生4名、碩士研究生16名；合作博士后1名。
在生物質(zhì)能源技術(shù)開發(fā)方面主要進(jìn)行生物質(zhì)裂解液化相關(guān)研究。先后獲得了山東省、教育部、科技部科技計(jì)劃的支持。
生物質(zhì)裂解液化技術(shù)是生物質(zhì)粉末在極高加熱速率（也稱為閃速加熱，達(dá)到103~104K/s）條件下，生物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生裂解，形成裂解蒸汽。迅速冷卻這些蒸汽，防止二次裂解就能夠獲得大量的液體產(chǎn)物——生物油。一般而言，生物油得率可以達(dá)到50~80%左右。生物油的熱值在15~20MJ/kg，經(jīng)過適當(dāng)處理，可以作為燃料，也可以分離提取有價(jià)值的精細(xì)化工原料。
早在1998年，中心科研人員開發(fā)了“等離子體加熱生物質(zhì)水平攜帶床裂解液化裝置”，于1999年6月成功液化玉米秸稈粉末，制得了第一批生物油樣品。生物油得率達(dá)到50%左右。
利用制得的生物油，進(jìn)行了GC-MS檢測分析，獲得了有價(jià)值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。學(xué)校購置了HP6890/5973N氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀，創(chuàng)造了研究條件。
在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了“陶瓷球加熱離心分離下降管式生物質(zhì)裂解液化裝置”的工藝流程，分別于1999年底建設(shè)了第一代中間試驗(yàn)裝置；2000年建立了第二代中間試驗(yàn)裝置；2003年建立了第三代中間試驗(yàn)裝置；2004年建立了第四代中間試驗(yàn)裝置。申請并獲得了2項(xiàng)發(fā)明專利和3項(xiàng)實(shí)用新型專利。
2001年底，憑借當(dāng)時(shí)建立的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代中間試驗(yàn)裝置，投標(biāo)國家“863”計(jì)劃成功（項(xiàng)目編號(hào)2001AA514030，2003AA514030；名稱生物質(zhì)裂解液化技術(shù)），獲得了200萬元資助。為開展該項(xiàng)技術(shù)的深入研究創(chuàng)造了條件。至2005年12月項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)，建立的第四代中間試驗(yàn)裝置采用生物質(zhì)燃燒提供熱裂解熱源、陶瓷球熱載體加熱并循環(huán)利用、設(shè)備能力200千克/小時(shí)。成為國內(nèi)最大的生物質(zhì)裂解液化裝置。
在進(jìn)行具體生物質(zhì)裂解液化工藝與裝置的開發(fā)過程中，因?yàn)樾枰獌?yōu)化工藝、改進(jìn)設(shè)計(jì)，對于生物質(zhì)在閃速加熱條件下的揮發(fā)特性數(shù)據(jù)提出了需求。為此，我們借鑒在粉煤閃速加熱條件揮發(fā)特性研究使用的層流爐，改進(jìn)熱源為氬氣等離子體。使得層流爐內(nèi)部溫度更加穩(wěn)定一致，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加可靠。通過申請于2003年底獲得了國家自然科學(xué)基金的資助（項(xiàng)目編號(hào)50376031，名稱 閃速加熱條件下生物質(zhì)熱揮發(fā)特性的研究）。
在進(jìn)行層流爐實(shí)驗(yàn)過程中，分析生物質(zhì)顆粒在層流爐內(nèi)部的停留時(shí)間是很關(guān)鍵的。這必須要了解層流爐內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律。而對于層流狀態(tài)的流動(dòng)，最好的測量手段就是PIV（粒子圖象速度儀）。學(xué)校對于我們大力支持，購置了PIV測量系統(tǒng)。
利用PIV系統(tǒng)，先后對水平攜帶床和層流爐進(jìn)行了流場研究得到了很有指導(dǎo)意義的結(jié)論。
通過基礎(chǔ)研究，獲得的生物質(zhì)揮發(fā)特性和流動(dòng)數(shù)據(jù)，借助必要的軟件，可能對生物質(zhì)在下降管內(nèi)部的熱解規(guī)律進(jìn)行仿真預(yù)測，從而達(dá)到理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的目的。我們又申請獲得了國家自然科學(xué)基金的資助（項(xiàng)目編號(hào)50576048，名稱 固體熱載體加熱條件下粉狀生物質(zhì)熱裂解規(guī)律的研究）。
上述研究工作正在進(jìn)行中并據(jù)此培養(yǎng)了多名研究生。
多年來，在生物質(zhì)裂解液化相關(guān)研究中，取得了如下的研究成果：
1 在技術(shù)開發(fā)方面
設(shè)計(jì)了4代中間試驗(yàn)裝置，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。建立了國內(nèi)最大的生物質(zhì)裂解液化系統(tǒng)。
對于生物油的應(yīng)用，開展了生物油/柴油乳化燃燒技術(shù)探索。獲得了穩(wěn)定的乳化燃油和配方工藝。乳化燃油成功應(yīng)用于拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
2 在基礎(chǔ)研究方面
對生物油開展了GC-MS檢測分析、元素分析。
開展了多種生物質(zhì)揮發(fā)特性研究。獲得了大量數(shù)據(jù)
開展了裝置冷態(tài)PIV測量研究
3 發(fā)表論文40余篇，其中SCI/EI檢索28篇。
 
等離子體加熱水平攜帶床 HP6890/5973N色質(zhì)聯(lián)用儀
 
PIV系統(tǒng) 小型流化床系統(tǒng)
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