人类一直在努力实现生物质工业能源转化，木炭因产率低、成本高被煤取代，燃煤因污染被逐渐禁用，煤改气因资源依赖进口和成本问题难以全面推广。生物质是唯一能替代化石能源的燃料，但生物质低成本转化达到化石燃料能源品质的技术问题没有解决，不能广泛为工业生产服务，目前以化石能源高温火源技术为支撑发展的国家经济出现了问题，仅靠风光发电和节能减排无法解决。
2.项目成果
项目团队依托湖北省科技厅和国家科技部项目支持，解决了生物质微米燃料低成本高效制备的难题，开发了生物质高温燃烧反应器，实现了生物质燃料的高温高效燃烧，主要发明如下：
2.1生物质微米燃料低成本制备方法及成套关键装备
本团队针对生物质多孔纤维组织发明了一种动态压缩破碎的方法，工件在限位空间内运动中同时对生物质产生高压缩和高搓碾，使生物质在失去变形空间后因受力而被高效破碎。所开发的破碎机破碎能耗为86.4kW•h/t，比国内外的物料自由式破碎的能效提高2倍。
2.2生物质微米燃料粉尘云高温热场反应器
本项目发明柱面聚焦聚能的高温热场，与微米燃料粉尘云流动场耦合的燃烧反应器，使微米燃料在炉内从固体燃料瞬间完成向气体燃料的转变。
2.3生物质微米燃料高温高效燃烧控制方法
当生物质被破碎到微米级后，预混空气可以进入生物质燃料微粉燃料的孔网通道内部，实现了燃料的物理带氧，入炉后瞬间完成固/气转变后，与预混空气近单相极速燃烧，燃烧温度高达1450℃，达到了工业高温燃料的能源品质；燃烧效率为98.8%，接近天然气的燃烧效率。
本项目的成果意味着华中科技大学的低热值生物质燃料高温高效燃烧技术，能够创建一个独立于化石能源之外的绿色工业经济体系。
3.项目效益
项目获授权专利23项（其中欧洲专利2项），发表论文100余篇，出版专著3部。近年来在工业锅炉、燃气生产、陶瓷生产等行业进行了应用，总新增销售额14319万元，新增利润2467万元，取得了良好的经济效益。
撰稿：肖 波 杨家宽 李建芬 刘石明 管延文
本文刊发于《中国高新科技》杂志2021年第1期
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