園林廢棄物是指園林植物自然生長、人工修剪或管理養護過程中產生的枯枝落葉、修剪物或者間伐物、雜草殘花等。我國每年產生的園林廢物約4000萬噸，其中北京就高達700萬噸。在能源短缺、環境污染形式嚴峻的當前，熱解製備生物炭逐漸成為園林廢棄物資源化利用的主要途徑之一。北京市科學技術研究院資源環境研究所張成梁研究團隊依託財政資金改革與發展專項課題，針對現有可攜式生物質炭化機耗能高、效率低、生物炭品質差的不足，對熱解工藝參數和設備進行優化，研製了一套雙膽循環餘熱再利用快速冷卻炭化爐，效率提高3倍以上，節能大於20%。
圖1 雙膽循環餘熱再利用快速冷卻炭化爐
張成梁研究團隊針對可攜式生物質炭化機加熱裝置、保溫層與爐體不可拆分影響散熱的問題，設計了可拆合自然散熱的大容量爐體，將三者分離，第一爐燒制完成後可直接將爐體取出放置在自然環境中冷卻，然後將第二爐推送至加熱裝置，充分利用餘熱再加熱，升溫和散熱時間可減少70%以上，耗能減少45%以上。此外，針對可攜式生物質炭化機加熱裝置位於爐體底端導致加熱不均的問題，設計了上下兩區加熱裝置，減小溫差，提高生物炭品質。
圖2 第16屆北京發明創新大賽銅獎證書
目前，該成果的研發團隊已獲得2項實用新型專利，其中「一種可拆合自然散熱結構的外加熱立式電熱爐」榮獲第16屆北京發明創新大賽銅獎；另外還有1項發明專利處於實審階段。下一階段，該研發團隊將進行熱解產物生物炭、木醋液、木焦油和木燃氣的高值化利用研究，為園林廢棄物的資源化利用提供技術支撐。
（姚晶晶/文 張成梁/攝）
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