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移动式松材线虫病疫木炭化及增值利用关键技术
科技成果综合评价报告详情
科技成果综合评价报告
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成果名称
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所属单位
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联系人
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联系电话
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成果简介
松材线虫病是森林病虫害防控是世界性难题和重大课题。我国于 1982年首次发现松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus Lamb.)病。截至2021年底,我国 19省份共有 742个县级发现松材线虫病,累计致死松树 5亿多株,发生面积 2574万亩,已对我国 9亿多亩松林安全构成严重威胁。在松材线虫病防治过程中,疫木的处理及监管是极其重要的一个环节,也是实践当中的一个难点。近日国家林业和草原局印发的《全国松材线虫病疫情防控五年攻坚行动计划(2021-2025)》,把“实施全方位、无死角的疫木清零行动”确定为四项行动之一。 疫木就地处理是控制松材线虫病传播蔓延的关键。国际竹藤中心联合安徽长思机械设备科技有限公司开展了“移动式松材线虫病疫木炭化及增值利用关键技术”的研究,本技术遵循“疫木就地处理”的原则,利用烟熏和炭化协同技术处理松材线虫病疫木,开发出移动式炭化装备,主要包括燃烧系统、热解系统、冷却系统和烟气处理系统。燃烧系统利用松材线虫病疫木在热解过程中释放可燃性气体为燃料;热解系统依据松材线虫对温度敏感的科学原理,采用了烟气熏蒸与炭化协同技术处理松材线虫个体。
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创新水平
关键共性技术
前沿引领技术
现在工程技术
颠覆性技术
其他
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技术进度
新设备或新装置
样机原理
工程样机
中试原型机
产业化
新材料或新技术
实验室阶段
工程化阶段
产业化阶段
技术成果
专利
国家专利
国际专利
奖项
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产品方向
有多个应用方向
有一个应用方向
没有应用方向
无法判断
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市场空间
需求前景巨大
需求前景较大
需求前景一般
无法判断
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成本竞争
优势明显
优势一般
没有优势
无法判断
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政策影响
政策鼓励
政策限制
政策淘汰
无法判断
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市场周期
进入期
成长期
饱和期
衰退期
无法判断
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转化周期
近期可控(1年内)
周期较长(2年内)
很难转化(3年起)
无法判断
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科技成果的创新基因评价
该科技成果负责人刘志佳具有研究员职称,博士生导师,国际竹藤中心绿色经济研究所副所长,中国林学会竹藤资源分会秘书长、中国竹产业协会副秘书长。主持国家自然基金面上项目、“十三五”重点研发项目子课题等,发表学术论文60余篇,专利25项,获得中国林业青年科技奖等学术奖励9项,完成竹基生物质固体燃料制备技术研究与应用、竹机制棒压缩成型和连续炭化技术与装备等3项科技成果。研究团队共11人,其中,企业工程师2人,研究所学生8人(硕士生5人,本科生3人),经验丰富,分工明确。
不少于150字
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科技成果的技术亮点评价
(1)本成果创新出烟气熏蒸与热解协同处理新技术。研究表明温度达到200℃以上时,疫木中未检测到松材线虫活体;设计出疫木热解气体循环燃烧全封闭式操作系统,满足林区安全防火和环保要求,为松材线虫病疫木安全利用提供了新方法。 (2)本成果研制了移动式松材线虫病疫木炭化装备,主要包括生物质燃烧系统、生物质热解系统、生物炭循环急冷型降温系统、微型高温烟气处理系统,满足了疫木就地处置的要求。
不少于150字
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科技成果的应用市场评价
研究团队运用LCA方法评价焚烧、粉碎、移动炭化三种常见松材线虫病疫木处理模式的经济效益。其中,炭化模式的产品总产值最高,是粉碎模式的 111.51%和焚烧模式的375.42%。焚烧模式的总成本最高(551元/t),是粉碎模式的 409.31%和炭化模式的 115.60%。炭化模式的净产值最高(523.44元/t),而焚烧模式的净产值为-222元/t、粉碎模式的净产值为 375.46元/t。炭化模式的总利润最高(378.95元/t),焚烧模式总利润为-551元/t,粉碎模式的总利润为 198.25元/t。通过熵权和灰色关联耦合的方法得出 焚烧、粉碎、移动炭化模式的经济效益总得分为 0.7087、0.7261、0.9465。综上所述,移动炭化模式是疫木处理的高效益模式,可以在松材线虫病疫区推广应用。
不少于150字
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评价专家组综合意见
该成果开发出的“移动式松材线虫病疫木炭化装备”,一是采用了车载式移动牵引,实现即装即走、即停即用;二是以疫木热解气体为主要燃料,不用外接电源,可显著降低能源消耗,满足山地作业要求;三是处理过程为全封闭式操作,确保林区防火安全;四是采用Y型多孔助燃嘴燃烧疫木热解气,增大受热面积,提升了燃烧效率;五是采用烟气熏蒸与炭化协同技术,提高了杀虫效果和热解效率;六是设计了立体水柱式急冷降温系统,缩短了冷却时间;七是采用了微型高温烟气处理技术,降低烟气排放,减少环境污染。对于现阶段我国松材线虫病防治和疫木的处理工作具有一定的引领性作用,技术创新性强,且技术成熟,投资回报可靠。目前,目标市场处于成长市场,但该市场很快会出现多种技术路线,产品竞争会很激烈。 (1)提升设备运行效率。本研究中移动式松材线虫病疫木炭化装备运行方式为“单炉单冷”式,即拥有一套热解系统和一套冷却系统,在热解系统运行时冷却系统处于闲置状态,这样便造成了设备资源的浪费。因此,可根据现阶段“单炉单冷”式炭化装备为基础,开发出“双炉单冷”、“多炉多冷”和组装式炭化装备,不仅可以充分发挥冷却系统在设备运行过程中的作用,同时还可将热解过程中产生的可燃性气体均匀分配至热解系统,达到快速升温的效果,从而提升设备整体的运行效率,还可依据当地松材线虫病疫木的采伐量,利用组装式炭化装备的机动性和灵活性,予以配置及相应处理量的炭化装备,以此到疫木炭化处理产业链的高效运作。 (2)产物高值化和多元化利用。本研究对马尾松疫木炭产品做出能源特性的表征,表明其是一种品质优良的燃料用炭。事实上,拥有高固定碳含量和低灰分含量的疫木炭产品不仅可用来充当燃料还可在农业以及工业领域发挥作用,例如在农业领域中生物炭的添加可以保证土壤水分的饱和状态,逐步软化土壤,从而实现大幅度提升土壤肥力的目的。在工业中可将生物炭作为吸附用炭,用来吸附水体中的重金属离子净化水体。因此,拓宽马尾松疫木炭的应用领域对其多元化和高值化利用具有重大意义。 总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度很高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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