國產(chǎn)生物腐植酸做“美容液” 為地球高效“護膚”
“農(nóng)林廢棄物快速熱解創(chuàng)制腐植酸環(huán)境材料及其應(yīng)用項目不僅取得了多項世界首創(chuàng)成果，還成功實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，系列產(chǎn)品3年來已修復(fù)土壤1000萬畝，新增經(jīng)濟效益38億元，受到China農(nóng)業(yè)農(nóng)村部青睞，正在進行華夏推廣應(yīng)用。”華夏石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程學(xué)院田原宇教授在接受科技感謝采訪時表示，榮獲China技術(shù)發(fā)明二等獎得農(nóng)林廢棄物快速熱解創(chuàng)制腐植酸環(huán)境材料及其應(yīng)用項目能夠同時降服兩只“攔路虎”，變廢為寶，為地球“護膚”。
土壤是地球脆弱又珍貴得“皮膚”，也是陸地上得生命之源，但卻面臨著不斷退化得危機。田原宇介紹，華夏高達55億畝得退化土壤如何修復(fù)，年產(chǎn)約13.5億噸得農(nóng)林廢棄物如何高效利用，是兩個世界級難題，成為擋在華夏實現(xiàn)“雙碳”目標和鄉(xiāng)村振興路上得兩只“攔路虎”。為此，華夏石油大學(xué)(華東)正在加速推進農(nóng)林廢棄物快速熱解創(chuàng)制腐植酸環(huán)境材料及其應(yīng)用項目得產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
首創(chuàng)農(nóng)林廢棄物制取生物腐植酸
田原宇在研究中發(fā)現(xiàn)，一方面大量農(nóng)林廢棄物因缺乏大規(guī)模高值利用技術(shù)而被露天焚燒，導(dǎo)致環(huán)境污染和資源浪費；另一方面修復(fù)退化土壤急需國際公認得綠色高效土壤修復(fù)環(huán)境材料——腐植酸。
能不能把二者創(chuàng)造性地結(jié)合起來？田原宇帶著這樣得思考，2003年組建團隊開始相關(guān)研究。
對此，田原宇團隊提出“快速熱解過程控氧控灰”思路，首創(chuàng)農(nóng)林廢棄物自混合下行循環(huán)床快速熱解成套技術(shù)，在國內(nèi)外率先解決了高純度高活性生物腐植酸高效制取難題。
“與國際上現(xiàn)存得多種生物質(zhì)快速熱解技術(shù)均以制取液體燃料不同，我們得快速熱解制取腐植酸要求蕞大化保留氧以提高產(chǎn)品活性，大大降低生產(chǎn)成本。”田原宇介紹，該項目取得了多個突破，液體收率和氧含量高，實現(xiàn)了原料吃干榨凈、過程無難處理得三廢排放；活性官能團比現(xiàn)有腐植酸高3倍以上。
“該技術(shù)破解了華夏優(yōu)質(zhì)礦源腐植酸資源匱乏得難題，為華夏工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理修復(fù)提供了優(yōu)質(zhì)廉價、高純高活性腐植酸原料。”田原宇說。
首創(chuàng)高純高活性生物腐植酸工業(yè)化
為了早日實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，田原宇團隊發(fā)明了自混合下行循環(huán)床快速熱解裝備及系列專有關(guān)鍵設(shè)備，首次實現(xiàn)了農(nóng)林廢棄物制取高純高活性生物腐植酸得工業(yè)化，為農(nóng)林廢棄物進行大宗高值利用創(chuàng)造了戰(zhàn)略契機。
“農(nóng)林廢棄物快速熱解制取腐植酸工業(yè)化生產(chǎn)在世界上我們是唯一得，獨此一家，別無分號。”田原宇自豪地說。為了讓研究成果從“實驗室”盡快走向“生產(chǎn)車間”，他一年三分之二以上得時間都泡在實驗室和工業(yè)現(xiàn)場。2012年，經(jīng)過團隊得努力，世界單套規(guī)模蕞大得20萬噸/年工業(yè)化裝置在位于黃河三角洲得東營市廣饒縣建成，裝置一次開車成功，多年連續(xù)穩(wěn)定經(jīng)濟運行。
“裝置解決了影響生物質(zhì)熱解中得油中帶灰、產(chǎn)品高含水、油氣結(jié)焦堵塞和半焦載體異重返料等影響工業(yè)放大和長周期運行得十大難題，成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)，達到國際領(lǐng)先水平。”華夏工程院院士金涌、華夏科學(xué)院院士費維揚作為評審可能對農(nóng)林廢棄物制取生物腐植酸新工藝和裝置給予了高度評價。
目前，已有5套利用團隊工藝技術(shù)得裝備投入運行，相關(guān)產(chǎn)能占全球生物質(zhì)快速熱解產(chǎn)能得80%以上。
首創(chuàng)污染退化土壤可持續(xù)修復(fù)
當前碳中和背景下，退化土壤修復(fù)是任重道遠、極具挑戰(zhàn)性得世界性難題。污染退化土壤包括重金屬污染、鹽堿化、沙化等多種復(fù)雜類型，修復(fù)條件、要求和目標各不相同。
“腐植酸被稱為土壤生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展得生命源泉，可以促進土壤中微生物生長，促進土壤團粒化，增加孔隙度等，并形成良好土壤環(huán)境，提高作物產(chǎn)量。”田原宇介紹，研究團隊將化學(xué)工程、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)三大主要領(lǐng)域知識進行融合，用團隊得生物腐植酸創(chuàng)制了重金屬污染土壤修復(fù)劑、鹽堿地改良劑、可降解腐植酸地膜等系列高值靶向腐植酸環(huán)境材料，攻克了污染退化土壤可持續(xù)修復(fù)得世界性難題。
團隊首次提出了鹽堿地生物腐植酸治理、生態(tài)可持續(xù)改良得新方法，從源頭解決了土壤鹽堿化難題，土壤團粒量提高130%以上、生物活性提高30%以上，實現(xiàn)當年改當年種當年收益，成本不到其他成熟技術(shù)得30%。
“修復(fù)反應(yīng)速度快、使用方便、成本低，無二次污染，一次修復(fù)、持續(xù)有效。”田原宇介紹，2013年以來，腐植酸鹽堿土壤改良劑在山東、吉林和內(nèi)蒙古等地進行了近10萬畝鹽堿地改良修復(fù)應(yīng)用示范，成功種植玉米、竹柳、甜高粱和葡萄，土壤各項指標正常，增產(chǎn)效果顯著。
“團隊和企業(yè)合作生產(chǎn)得‘澳佳’含腐植酸復(fù)合肥料等產(chǎn)品應(yīng)用到了萊西、平度等地得生姜、西紅柿、花生、桃得生產(chǎn)中，提質(zhì)增產(chǎn)效果非常好，其中生姜產(chǎn)量增加了1倍。”田原宇介紹。
目前，項目系列產(chǎn)品已在山東、吉林和甘肅等20多個省市示范和推廣應(yīng)用。近3年僅其中兩家企業(yè)就新增產(chǎn)值3.95億元、增收節(jié)支38.3億元以上，社會和環(huán)境效益顯著。
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