生物質轉化為高品位燃料的項目經驗交流-課件

生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究項目管理經驗交流匯報人：駱仲泱浙江大學2019年度《國家重點基礎研究發展規劃》項目2019CB210200生物質轉化為高品位燃料2019年度《國家重點基礎研究發展規劃1匯報內容項目簡介經驗介紹（11條）總結匯報內容項目簡介2項目簡介生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究項目時間： 2019.7-2019.8項目總經費： 2944.47萬領域： 能源首席科學家： 朱清時、駱仲泱第一承擔單位：浙江大學，中國科技大學項目簡介生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究3項目取得的創新性成果生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制生物質大分子和超分子體系中化學活性位的判斷在不同熱化學環境下的變化幾率分析與產物形成特征生物質分子的熱分解機理及選擇性調控規律改性預處理過程作用下活性位變化方向的控制和實現熱化學環境下選擇性催化調控規律從分子水平了解生物質解構產物復雜體系及其化學提質規律生物油高能量密度組分的富集與高附加值化學品的高效分離生物質解構產物在重整、合成等復雜催化體系的歸并、耦合、選擇性控制；生物油水蒸汽重整制取氫氣的反應機理和基本規律富二氧化碳生物質基合成氣選擇性轉化為醇、醚和液態烴類產物的催化反應體系的構建及基本規律。項目取得的創新性成果生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制4凝練（科學）問題

生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制

生物質分子的熱分解機理及選擇性調控規律

從分子水平了解生物質解構產物復雜體系及其化學提質規律

生物質原料/預處理改性

選擇性

熱解液化

定向

氣化

粗生物油

合成氣

催化

催化合成

醇、醚類、生物質柴油、氫等高品位燃料

科學問題2

生物質分子的熱分解機理及選擇性調控規律

科學問題3

從分子水平了解生物質解構產物復雜體系及其化學提質規律

科學問題1

生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制

提質

重整制氫

產物表征/分離

凝練（科學）問題生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制生5明確目標項目總體目標拓展和豐富生物質熱化學分解理論體系形成生物質能源新的學科方向實現生物質轉化方法高效率、目標產物高品位和高價值項目五年預期目標解決科學問題并取得突破指導形成生物質基燃料熱化學轉化技術實現實驗室規模集成驗證構建兩個轉化途徑明確目標項目總體目標項目五年預期目標6明確目標一種含有醇、醚、酯等穩定含氧化合物和烴類的有機混合物可單獨使用作為發動機用燃料不同于現有生物柴油和生物乙醇，是一種新型的生物質燃油新型生物質高品位液體燃料明確目標一種含有醇、醚、酯等穩定含氧化合物和烴類的有機混合物7課題1生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制研究課題3生物質選擇性熱解基礎研究課題2生物質定向氣化的基礎研究課題4生物油復雜體系催化過程選擇性控制規律研究課題7富二氧化碳生物質基合成氣催化合成液體燃料的機理研究層面1：生物質結構及活性點層面2：生物質分子解構層面3：生物質解構產物的品位提升課題8生物質液化過程耦合集成優化理論和模型研究生物質高品位燃料課題6生物油重整制氫反應機理和基本規律研究課題5生物油特征分子群表征與分離研究分解任務從科學問題和目標出發，根據重點和難點分解任務,落實責任課題1課題3課題2課題4課題7層面1：生物質結構及活性8年度交流課題進展交流匯報會（浙江大學，2019）項目年度學術會議（中國科學技術大學，2019）項目年度學術會議（華南理工大學，2009）項目年度學術會議（華中科技大學，2019）首席科學家定期走訪課題負責單位，及時了解課題進展年度交流課題進展交流匯報會（浙江大學，2019）9定期考核任務布置會（中國科技大學，2019）項目啟動會（浙江大學，2019）本項目網站成立/973（浙江大學，2019）項目中期總結會議（浙江大學，2019）項目課題驗收會議（浙江大學，2019）定期考核任務布置會（中國科技大學，2019）10亮點選擇傳統方法以降低生物油的含氧量作為提質的目標催化加氫、催化裂解主要問題是，在除去氧的同時，消耗了寶貴的氫，而且產率很低，催化劑極易積碳失活切實可行的新思路生物油催化提質不以降低含氧量為主要目標，而以得到穩定而易燃的含氧有機物為目標。金屬+酸堿雙功能催化劑：可使加氫、酯化、裂解、異構化等反應同時進行；超臨界條件：首次在生物油提質中使用，提供了復雜體系多種組分同時反應的工藝條件。亮點選擇傳統方法以降低生物油的含氧量作為提質的目標切實可行的11亮點選擇首次實現生物油超臨界催化提質

提質前(Area%)提質后(Area%)?%酸類11.60.48–95.9酚類5.020.83–83.5酯類2.1420.74+869酮類5.570.53–90.5醛類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運動黏度13.868.36–40熱值(mJ/kg)19.7020.79+5.5亮點選擇首次實現生物油超臨界催化提質提質前提質后?%酸類112亮點選擇構建生物質轉化為高品位燃料的技術途徑，并集成驗證與評價

途徑一：生物質熱裂解品位提升制取新型清潔液體燃料途徑生物油產率10kg/h亮點選擇構建生物質轉化為高品位燃料的技術途徑，并集成驗證與評13首次獲得可用于發動機燃燒運行的提質生物油發動機：力帆162FMJ汽油機1.將提質生物油進行發動機燃燒實驗2.常規汽油在發動機內的燃燒實驗對發動機進行簡單調整以后，能夠使提質生物油穩定燃燒亮點選擇3.將提質生物油用于農用運輸車輛首次獲得可用于發動機燃燒運行的提質生物油發動機：力帆162F14團結協作友好協商，不能光想自己經費與任務掛鉤共同營造團隊攻關氛圍集中研究目標，協調好任務工作基礎研究和成果集成并重個人研究興趣服務于項目目標思路統一，數據共享提升機理集成驗證熱解機理熱解小試課題1華科課題8浙大課題4浙大課題3科大川大團結協作友好協商，不能光想自己提升集成熱解熱解課題1課題8課15首席作用凝練項目關鍵科學問題準確把握科學研究思路和引領研究方向精心組織科研團隊，分工明確在項目團隊內營造有利于創新的學術氛圍注重對優秀青年人才的培養

及時布置并完成各階段工作任務，走訪每個課題承擔單位，監督溝通課題完成情況首席作用凝練項目關鍵科學問題16抓好總結

2019年10月9日-10日，“生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究”課題結題驗收會杭州召開，八個課題全部獲得了優秀的評價

2019年11月8日，科技部2019年立項973項目結題驗收會，本項目總評意見為“優秀，建議滾動支持”

邀請院士、項目跟蹤專家等知名專家對項目結題驗收提出建議提前認真做好驗收準備，凝練好代表性成果，回答好科學問題解決程度，創新性與水平解決國家重大需求問題的科學貢獻和作用

抓好總結2019年10月9日-10日，“生物質轉化為高品位17留有余地研究可行技術新途徑凝練還需解決科學問題為下一步滾動做準備留有余地研究可行技術新途徑18總結

國家需求凝練科學問題明確目標分解任務年度交流定期考核亮點選擇團結協作首席作用抓好總結留有余地總結國家需求19謝謝各位專家指導！謝謝各位專家指導！20生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究項目管理經驗交流匯報人：駱仲泱浙江大學2019年度《國家重點基礎研究發展規劃》項目2019CB210200生物質轉化為高品位燃料2019年度《國家重點基礎研究發展規劃21匯報內容項目簡介經驗介紹（11條）總結匯報內容項目簡介22項目簡介生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究項目時間： 2019.7-2019.8項目總經費： 2944.47萬領域： 能源首席科學家： 朱清時、駱仲泱第一承擔單位：浙江大學，中國科技大學項目簡介生物質轉化為高品位燃料的基礎問題研究23項目取得的創新性成果生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制生物質大分子和超分子體系中化學活性位的判斷在不同熱化學環境下的變化幾率分析與產物形成特征生物質分子的熱分解機理及選擇性調控規律改性預處理過程作用下活性位變化方向的控制和實現熱化學環境下選擇性催化調控規律從分子水平了解生物質解構產物復雜體系及其化學提質規律生物油高能量密度組分的富集與高附加值化學品的高效分離生物質解構產物在重整、合成等復雜催化體系的歸并、耦合、選擇性控制；生物油水蒸汽重整制取氫氣的反應機理和基本規律富二氧化碳生物質基合成氣選擇性轉化為醇、醚和液態烴類產物的催化反應體系的構建及基本規律。項目取得的創新性成果生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制24凝練（科學）問題

生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制

生物質分子的熱分解機理及選擇性調控規律

從分子水平了解生物質解構產物復雜體系及其化學提質規律

生物質原料/預處理改性

選擇性

熱解液化

定向

氣化

粗生物油

合成氣

催化

催化合成

醇、醚類、生物質柴油、氫等高品位燃料

科學問題2

生物質分子的熱分解機理及選擇性調控規律

科學問題3

從分子水平了解生物質解構產物復雜體系及其化學提質規律

科學問題1

生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制

提質

重整制氫

產物表征/分離

凝練（科學）問題生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制生25明確目標項目總體目標拓展和豐富生物質熱化學分解理論體系形成生物質能源新的學科方向實現生物質轉化方法高效率、目標產物高品位和高價值項目五年預期目標解決科學問題并取得突破指導形成生物質基燃料熱化學轉化技術實現實驗室規模集成驗證構建兩個轉化途徑明確目標項目總體目標項目五年預期目標26明確目標一種含有醇、醚、酯等穩定含氧化合物和烴類的有機混合物可單獨使用作為發動機用燃料不同于現有生物柴油和生物乙醇，是一種新型的生物質燃油新型生物質高品位液體燃料明確目標一種含有醇、醚、酯等穩定含氧化合物和烴類的有機混合物27課題1生物質大分子結構和熱化學環境下的應答機制研究課題3生物質選擇性熱解基礎研究課題2生物質定向氣化的基礎研究課題4生物油復雜體系催化過程選擇性控制規律研究課題7富二氧化碳生物質基合成氣催化合成液體燃料的機理研究層面1：生物質結構及活性點層面2：生物質分子解構層面3：生物質解構產物的品位提升課題8生物質液化過程耦合集成優化理論和模型研究生物質高品位燃料課題6生物油重整制氫反應機理和基本規律研究課題5生物油特征分子群表征與分離研究分解任務從科學問題和目標出發，根據重點和難點分解任務,落實責任課題1課題3課題2課題4課題7層面1：生物質結構及活性28年度交流課題進展交流匯報會（浙江大學，2019）項目年度學術會議（中國科學技術大學，2019）項目年度學術會議（華南理工大學，2009）項目年度學術會議（華中科技大學，2019）首席科學家定期走訪課題負責單位，及時了解課題進展年度交流課題進展交流匯報會（浙江大學，2019）29定期考核任務布置會（中國科技大學，2019）項目啟動會（浙江大學，2019）本項目網站成立/973（浙江大學，2019）項目中期總結會議（浙江大學，2019）項目課題驗收會議（浙江大學，2019）定期考核任務布置會（中國科技大學，2019）30亮點選擇傳統方法以降低生物油的含氧量作為提質的目標催化加氫、催化裂解主要問題是，在除去氧的同時，消耗了寶貴的氫，而且產率很低，催化劑極易積碳失活切實可行的新思路生物油催化提質不以降低含氧量為主要目標，而以得到穩定而易燃的含氧有機物為目標。金屬+酸堿雙功能催化劑：可使加氫、酯化、裂解、異構化等反應同時進行；超臨界條件：首次在生物油提質中使用，提供了復雜體系多種組分同時反應的工藝條件。亮點選擇傳統方法以降低生物油的含氧量作為提質的目標切實可行的31亮點選擇首次實現生物油超臨界催化提質

提質前(Area%)提質后(Area%)?%酸類11.60.48–95.9酚類5.020.83–83.5酯類2.1420.74+869酮類5.570.53–90.5醛類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運動黏度13.868.36–40熱值(mJ/kg)19.7020.79+5.5亮點選擇首次實現生物油超臨界催化提質提質前提質后?%酸類132亮點選擇構建生物質轉化為高品位燃料的技術途徑，并集成驗證與評價

途徑一：生物質熱裂解品位提升制取新型清潔液體燃料途徑生物油產率10kg/h亮點選擇構建生物質轉化為高品位燃料的技術途徑，并集成驗證與評33首次獲得可用于發動機燃燒運行的提質生物油發動機：力帆162FMJ汽油機1.將提質生物油進行發動機燃燒實驗2.常規汽油在發動機內的燃燒實驗對發動機進行簡單調整以后，能夠使提質生物油穩定燃燒亮點選擇3.將提質生物油用于農用運輸車輛首次獲得可用于發動機燃燒運行的提質生物油發動機：力帆162F34團結協作友好協商，不能光想自己經費與任務掛鉤共同營造團隊攻關氛圍集中研究目標，協調好任務工作基礎研究和成果集成并重個人研究興趣