五、 国内外技术竞争情况

        国际上的传统技术主要有热喷放技术和螺杆挤压膨化技术两类。目前国际上运用于生物质的所谓“汽爆”（实为汽喷）技术，包括其关键性指标“爆裂度”（severity factor），历史上均是从造纸制浆工业中衍生而来。2007至2010年，由于美国奥巴马政府对生物能源的庞大资助计划，使国际汽爆预处理研究有所升温，但由于应用效果并不突出，无论是应用规模还是装备都没有实际进展。此后，一些学者提出汽爆处理与蒸汽处理(Steam)及热水(Liquid HotWater)处理并没有明显区别，而这一领域的国际研究也就此陷入瓶颈。中科院过程所从国外引入汽喷技术后，虽然也经历了理论研究与产业中试过程，但在放大工程运用中暴露出了处理时间长、处理压力受限、蒸汽能耗高、大设备出料困难、出料温度过高、处理效果差异性大、规模生产设备稳定性差等诸多问题，导致一批本已在制浆业小范围推广的汽喷罐纷纷下马，生物质利用的几个典型示范项目被迫停滞的被动局面。

        热喷放技术（有时也称阀门喷放）通常是指在装有物料的容器底部，装置快放阀门，通过此阀门的开启，在秒数量级的时间内将物料在没有短促爆响声的情况下依次放入大气压环境（图2热喷放装置简图）。由于阀门放气截面积的局限，这一技术的放气过程时间在一般生产设备上可长达数十秒，这已完全背离了爆破概念，由此带来了一系列问题。主要包括爆破功率密度不足问题、物料预处理程度一致性问题、未实现热能膨胀功转化问题、堵料/夹生/出料温过高等工艺问题。该技术在国内由陈洪章等人申报专利约三十余项。

        螺杆挤压膨化技术通常是指通过螺杆向压力腔中连续送入物料，再由螺杆装置将物料从压力腔中释放出来的一类装置。该技术通过螺杆与管壁间形成密封草塞来完成高压蒸汽的密封（图3 螺杆挤压膨化装置简图）。该技术虽然也是利用高温高压的蒸汽来对物料进行物理化学处理，但物料在送入大气压环境下时没有短促爆响声。这一技术方式由于没有爆破本质，在实际应用中功耗很大但收效甚微。该原理目前由加拿大公司取得两项专利。目前，上述两类技术在国内均经历过一段工业试应用，但因使用效果和工艺均不理想，未得到推广。

        但是，上述这些问题的发生，究其根本原因是没有实现“爆”的作用和热功转换，仅利用了蒸汽的蒸煮效用，这些一定程度上阻碍了真正汽爆技术的研究应用。本项目通过对既往工艺原理致命缺陷的分析，提出在真正“爆”的前提下，才能够给予这项技术以生命力，并通过多年的研究实践，以ICSE技术高压、短时、低能耗、放大稳定的技术特色，得到了业内专家院士普遍认同，认为这一“技术和设备是对传统 ‘汽爆’技术的突破，对‘生物质生物降解抗性’这一国际性难题的解决做出了突出贡献，在国内外尚属首次，总体技术居国际领先水平。”

表1 传统爆破方式与弹射式爆破的技术指标对比

表2 三类预处理技术及产品对比