生物質(zhì)燃料技術(shù)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的生物質(zhì)燃料技術(shù)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

【摘要】目的：介紹應(yīng)用材料的腹外疝手術(shù)后感染產(chǎn)生的機(jī)制和對(duì)感染產(chǎn)生的防控措施。方法：查閱有關(guān)應(yīng)用材料進(jìn)行的腹外疝無張力修補(bǔ)術(shù)后感染研究的文獻(xiàn)，并進(jìn)行綜合分析。結(jié)果：應(yīng)用材料進(jìn)行的腹外疝手術(shù)后感染產(chǎn)生的機(jī)制與多種因素有關(guān)，尤其與污染直接相關(guān)。結(jié)論：應(yīng)用材料的腹外疝手術(shù)后感染產(chǎn)生的機(jī)制與直接外源性和間接內(nèi)源性污染有關(guān)，與病人自身狀態(tài)、手術(shù)時(shí)傷口的局部環(huán)境和術(shù)中操作密切相關(guān)。

【關(guān)鍵詞】術(shù)后感染；應(yīng)用材料；修補(bǔ)；疝

Mechanism and preventative management for the postoperative infection of free-tension repair of abdominal external hernia.Lei Zehua，Yu Shenlin.(The people’s hospital of Leshan，Shicuan 614000，China)

【Abstract】Objective：To introduce the mechanism and preventative management for the postoperative infection of free-tension repair of abdominal external hernia.Methods：A retrospective analysis of the papers of Mechanism and preventative management for the postoperative infection of free-tension repair of abdominal external hernia.Results：It can find out the internal dependability at many factors，especially the pollution and postoperative infection for free-tension repair of hernia.Conclusion：The postoperative infection for free-tension repair of hernia was correlated with exogenous and endogenous pollution，condition of patient，local surrounding of operation and technique of operation.

【Key Words】Postoperative infection；Free-tension；Repair；Hernia

腹外疝修補(bǔ)是普外科最常見術(shù)式之一。隨著材料學(xué)的進(jìn)步，采剛材料的無張力疝修補(bǔ)術(shù)已成為目前美國、加拿大、歐州、日本等主要發(fā)達(dá)國家的首選術(shù)式[17]。我國從1997年開始，經(jīng)過10余年的應(yīng)用和發(fā)展，無張力疝修補(bǔ)技術(shù)迅速地被廣泛用于全國各級(jí)醫(yī)院臨床。隨著此技術(shù)的廣泛開展，其并發(fā)癥的產(chǎn)生也不斷增加。而作為并發(fā)癥之一的感染，因其帶來的危害大、后果嚴(yán)重，而受到臨床越來越多的重視，以下就感染產(chǎn)生的機(jī)制和防控措施進(jìn)行綜述。

1 傷口感染的發(fā)病機(jī)制

1.1 感染產(chǎn)生的原因：疝修補(bǔ)術(shù)后切口的感染，在很多情況下都是繼發(fā)于手術(shù)時(shí)傷口的細(xì)菌污染。臨床上傷口污染來源最多見的是直接污染：如術(shù)野的皮膚、手術(shù)器械、外科醫(yī)生的手套及通過手術(shù)室空氣的污染，這種外源性污染是造成腹股溝疝感染的最重要的途徑；而術(shù)中分離疝囊壁與腸管間粘連時(shí)分破腸管后的細(xì)菌污染，則是造成腹壁切口疝術(shù)后感染的重要內(nèi)源性污染途徑。除此之外，還有間接污染的內(nèi)源性途徑，如急性腹股溝疝嵌頓致腸道細(xì)菌移位的污染以及術(shù)后網(wǎng)塞與腸管接觸所致腸道細(xì)菌移位的腸源性污染[16]；另外，極少證據(jù)支持縫合后可能繼發(fā)于血源性和淋巴源性的傷口感染[12]。

1.2 感染產(chǎn)生的條件：傷口細(xì)菌培養(yǎng)的結(jié)果證明任何所謂無菌的疝修補(bǔ)術(shù)都存在著細(xì)菌的污染[2]。但大多數(shù)情況下不會(huì)引起臨床的傷口感染。在傷口內(nèi)由于機(jī)體免疫成分的調(diào)動(dòng)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞在常規(guī)手術(shù)傷口中清除污染；只有當(dāng)炎癥反應(yīng)超過了清除污染的能力或者因內(nèi)源性或外源性原因致使這種反應(yīng)受損時(shí)才能出現(xiàn)臨床感染。

因此，術(shù)后傷口感染是否產(chǎn)生，一般是由4種變量因素的變化來決定：

1.2.1 細(xì)菌被接種的數(shù)量：很明顯細(xì)菌污染手術(shù)傷口越多則傷口感染的可能性就越大。傷口縫合時(shí)定量的活組織檢查證明每克組織細(xì)菌數(shù)目越大，傷口感染的可能性就越大。有研究表明：細(xì)菌污染存在一個(gè)每克組織中含有105的細(xì)菌數(shù)的臨界閾值，當(dāng)超過這一閾值時(shí)就可能發(fā)生感染[3]。術(shù)前對(duì)手術(shù)部位充分的準(zhǔn)備及一系列控制手術(shù)感染的措施實(shí)施后，很少出現(xiàn)超過臨界閾值的情況，即便如此，臨床上仍存在傷口感染的問題。所以，傷口感染也不能單純由污染細(xì)菌數(shù)大小所決定。

1.2.2 接種細(xì)菌的毒力大?。号R床上，所有的細(xì)菌種類并不具有相同的導(dǎo)致傷口感染的能力。有些細(xì)菌的毒力很小，要很大的細(xì)菌數(shù)才會(huì)致病。而有些細(xì)菌的毒力很大，只要很小的量就能引起感染。因此，細(xì)菌毒力在感染上是一個(gè)應(yīng)考慮的因素。

1.2.3 傷口的局部環(huán)境：手術(shù)形成的局部環(huán)境，在傷口的感染中扮演了非常重要的角色。因?yàn)橛行┚植凯h(huán)境因素可以促使污染傷口的某些細(xì)菌達(dá)到致病能力。

1.2.3.1 死腔的形成：在腹外疝病人中，傷口死腔是一個(gè)特別困難的問題。死腔的形成給血漿的聚積創(chuàng)造了條件，這一條件限制了巨噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌進(jìn)行清除的移動(dòng)；另外，血漿的聚積通常使調(diào)理素釋放，因此，傷口的感染必然會(huì)增高[1]。

1.2.3.2 壞死組織：傷口內(nèi)壞死組織的增加使傷口感染的幾率增加。組織的大塊結(jié)扎和過度分離，將使失活的組織成為細(xì)菌繁殖的場(chǎng)所。電刀的不恰當(dāng)使用也可產(chǎn)生壞死組織出現(xiàn)相同的情況。壞死組織，由于它不會(huì)引起水腫，也就不會(huì)為巨噬細(xì)胞提供通道(水管道)，水管道是巨噬細(xì)胞到達(dá)細(xì)菌污染的壞死組織內(nèi)所必需的[5]。

1.2.3.3 異物存留：很明顯傷口內(nèi)異物會(huì)增加手術(shù)的感染率。傷口內(nèi)的異物一是縫合材料，它常常是傷口感染的另一原因。有資料已證實(shí)編織的縫合材質(zhì)如材線可以因較少的細(xì)菌數(shù)就可致傷口感染[6，12]。單絲的材質(zhì)一般被認(rèn)為具有較少的協(xié)同效果，但單絲線打過多的結(jié)也能夠產(chǎn)生編織效果，在大部分補(bǔ)片感染中可發(fā)現(xiàn)多結(jié)的縫線。但不可吸收縫合材料的輔助作用表現(xiàn)為在合成材料表面能夠?qū)е氯祟愔行粤＜?xì)胞對(duì)細(xì)菌的吞噬效果的降低。因此，提倡傷口縫合時(shí)，縫線要盡量減少，線結(jié)不宜過多。二是疝修補(bǔ)使用的合成材料，其中做工精細(xì)的紡織補(bǔ)片材料(如聚四氟乙烯)、較粗糙的補(bǔ)片(如聚丙烯)引起感染的機(jī)會(huì)大。這些感染與補(bǔ)片因卷曲而產(chǎn)生的袋狀死腔有關(guān)。

1.2.3.4 出血后的血紅蛋白：血紅蛋白中富含三價(jià)鐵和蛋白質(zhì)，它是微生物繁殖所需的理想培養(yǎng)基[7]。術(shù)中若沒有嚴(yán)格的止血，傷口形成的血腫在少量細(xì)菌的作用下就可引起傷口膿腫形成。另外，有報(bào)道確認(rèn)微生物血紅蛋白代謝的有毒終產(chǎn)物，對(duì)機(jī)體吞噬細(xì)胞有毒性作用，也是傷口感染的影響因素[8]。

1.2.4 機(jī)體的免疫狀態(tài)：病人免疫力的完整性受多種因素的影響，這種完整性是不能被量化的。不同個(gè)體間，內(nèi)在和外在的可變因素是不同的：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的炎性前刺激物的反應(yīng)研究，也顯示了志愿者之間人類單核細(xì)胞具有多變性[9]。其他研究表明一些選擇性因素的內(nèi)在反應(yīng)具有潛在的循環(huán)變化規(guī)律。這提示某一特定病人選擇的手術(shù)時(shí)機(jī)感染的可能性明顯增大[10]。

2 感染的預(yù)防

2.1 感染的術(shù)前預(yù)防

2.1.1 術(shù)前皮膚準(zhǔn)備：病人皮膚的清潔，最好用抗菌皂在術(shù)前夜間或當(dāng)天早上洗澡或清凈手術(shù)部位皮膚；注意盡可能的不用刀刮手術(shù)部位，表皮毛發(fā)應(yīng)采用剪的方法而避免局部微型損傷。對(duì)于有活動(dòng)性遠(yuǎn)處皮膚感染灶，因會(huì)使手術(shù)區(qū)域的感染率升高，對(duì)此應(yīng)避免手術(shù)。

2.1.2 術(shù)前抗生素的藥物準(zhǔn)備：疝外科手術(shù)最有爭(zhēng)議的地方是預(yù)防性應(yīng)用抗生素。最著名的研究者Platt[11，12]，對(duì)這方面進(jìn)行了隨機(jī)抽樣、多醫(yī)療機(jī)構(gòu)、前瞻性的研究，得出結(jié)論是：術(shù)前應(yīng)用抗生素總的感染率有所下降，甚至泌尿系統(tǒng)及肺部感染有所下降，但兩組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。盡管如此，其結(jié)論仍被作為在腹股溝疝手術(shù)時(shí)預(yù)防性使用抗生素的主要依據(jù)。另外，針對(duì)一些研究盡管沒有確認(rèn)補(bǔ)片疝修補(bǔ)可以增加感染率[13，14]，但考慮到補(bǔ)片是一種異物，感染的幾率會(huì)增大的情況，大多數(shù)醫(yī)生還是預(yù)防性應(yīng)用了抗生素。對(duì)于腹壁疝，預(yù)防性的抗生素應(yīng)用則不同于腹股溝疝手術(shù)中的使用。因?yàn)樵诟贡陴弈覂?nèi)小腸，有多次腹部手術(shù)史，手術(shù)中常有腸管損傷的可能潛在危險(xiǎn)。故預(yù)防性應(yīng)用抗生素，可以降低腹壁切口疝術(shù)后腸道污染引起的傷口感染幾率。

2.2 感染的術(shù)中防控：手術(shù)操作對(duì)預(yù)防術(shù)后感染非常重要。①術(shù)中的組織分離、切割、結(jié)扎、止血，要求輕柔、細(xì)致，盡可能防止電刀的大片不規(guī)則切割和電凝止血，防止大塊的集束結(jié)扎，這樣有利于防止因傷口組織表面的壞死而增加的潛在傷口感染的可能性。對(duì)于大的靜脈應(yīng)當(dāng)采用合成可吸收縫線結(jié)扎。②修補(bǔ)材料的正確應(yīng)用。一種成功的補(bǔ)片修補(bǔ)既要舒展又要無張力，多余的補(bǔ)片會(huì)皺褶形成間隙，導(dǎo)致血漿積聚而繼發(fā)細(xì)菌感染。因此，補(bǔ)片應(yīng)剪裁適當(dāng)避免過多的置入補(bǔ)片材料，同時(shí)材料的放置也應(yīng)避免四周起皺或成卷狀，這些均可引起感染幾率增加。③縫線的正確使用。由于絲線系多股編織物易導(dǎo)致感染[6]，在無張力疝修補(bǔ)中，應(yīng)盡可能的放棄絲線而采用合成線。但合成線中的不可吸收縫線表面能夠?qū)е氯祟愔行粤＜?xì)胞對(duì)細(xì)菌的吞噬效果的降低[12]，線結(jié)過多也會(huì)產(chǎn)生紡織效應(yīng)，使用中要盡量減少線結(jié)的個(gè)數(shù)。④引流。腹外疝修補(bǔ)術(shù)中腹壁兩邊游離后皮下組織自然形成的間隙在臨床上是個(gè)大問題，同時(shí)術(shù)中使用的補(bǔ)片自身也容易形成積液，有報(bào)告稱在置入補(bǔ)片手術(shù)后第1天，幾乎經(jīng)超聲都可發(fā)現(xiàn)液體在補(bǔ)片周圍聚集[1]。由于上述情況的存在，在腹壁疝手術(shù)后的局部就非常容易形成間隙和大量積液而產(chǎn)生感染，為了避免間隙腔積液感染的發(fā)生，最好的辦法就是采用引流，臨床上最為合理的方法是采用閉合式持續(xù)主動(dòng)吸引解決間隙的局部積液[15]，如硅膠封閉式負(fù)壓球引流是一種非常好的引流方式。但引流管不要經(jīng)切口引出，而另戳口引出引流。特別要指出的是，開放式被動(dòng)乳膠引流管容易使細(xì)菌逆行進(jìn)入傷口，感染后易形成竇道，傳統(tǒng)的被動(dòng)式開放引流應(yīng)禁止使用。在網(wǎng)塞充填式腹股溝疝修補(bǔ)術(shù)中，同樣存在因網(wǎng)塞自身結(jié)構(gòu)上存在間隙的缺陷，但這種間隙腔是不需要引流的。為了更好的防止網(wǎng)塞內(nèi)積液及其感染的發(fā)生，雷澤華報(bào)道[16]在網(wǎng)塞充填固定好后，應(yīng)將其表面組織縫合關(guān)閉來盡可能地避免因淺層組織滲液向深部網(wǎng)塞積聚或感染而波及深層的網(wǎng)塞，從而解決網(wǎng)塞積液造成的感染問題。

3 術(shù)后感染的局部處理

3.1 腹壁切口疝感染的處理

3.1.1 早期感染：對(duì)于術(shù)后幾周的感染要即時(shí)發(fā)現(xiàn)，即時(shí)分開傷口，對(duì)傷口內(nèi)補(bǔ)片周圍所有的感染間隙要充分沖洗和引流，術(shù)中若發(fā)現(xiàn)補(bǔ)片四周過多形成的折疊或卷曲要進(jìn)行剪裁，以消除造成傷口不愈的這一重要原因。另外，對(duì)固定補(bǔ)片的過多縫線結(jié)，因常常不與增生的肉芽組織融合，術(shù)后容易引起經(jīng)久不愈的竇道，也要進(jìn)行必要的清除。

3.1.2 遲發(fā)感染：腹壁疝修補(bǔ)術(shù)后數(shù)月或數(shù)年出現(xiàn)感染，常以切口竇道經(jīng)久不愈的形式表現(xiàn)出來，其嚴(yán)重程度可能不同。這些竇道通常源于補(bǔ)片邊緣及縫線處，處理可以在局部麻醉下切開，清除壞死組織，去除感染縫線，剪去過多的與組織不融的補(bǔ)片，局部充分敞開沖洗后，采用填塞引流，術(shù)后換藥等措施。

3.2 充填式腹股溝疝術(shù)后感染的處理：充填式腹股溝疝術(shù)后感染，可分為淺層感染和深層感染，其兩種感染的處理方法有所不同[16]。

3.3 淺層感染：對(duì)于單純切口或修補(bǔ)平片部位的淺層感染，只要感染未波及到深部的網(wǎng)塞，修補(bǔ)材料可不必取出，經(jīng)過局部沖洗、換藥可愈合。

3.4 深層感染：深層的網(wǎng)塞一旦出現(xiàn)感染，整個(gè)網(wǎng)塞勢(shì)必成為一個(gè)能容納大量細(xì)菌和污穢物的空間，加之網(wǎng)塞表面覆蓋的網(wǎng)片限制，使得局部沖洗、換藥均困難，網(wǎng)塞內(nèi)的積聚物不易被清除。這種情況必須取出網(wǎng)塞和網(wǎng)片，通過換藥才能使傷口愈合。

【參考文獻(xiàn)】

[1] Schumpelick V，Kingsnorth G.Incisional hernia of the abdominal wall[J].Berlin：Springer-Verlag，1999，70(8)：876~887.

[2] Howe CW.Bacterial flora of clean wounds and its subsequent sepsis.Am J Surg，1964：696~700.

[3] Robson MC，Krizek TJ，Heggers JP.Biology of surgical infection.Curr Probl Surg，1973：1~62.

[4] Alexander JW，Korelitz J，Alexander NS.Prevention of wound infection：a case for closed suction drainage to remove wound fluids deficient in opsonic proteins.AM J Surg，1976，132：59~63.

[5] Cruse PJ，F(xiàn)oord R.A five-year prospective study of 23，649 surgical wounds.Arch Surg，1973，107：206~210.

[6] Elek SD，Cohen PE.The virulence of Staphylococcus pyogenes for man：a study of the problem of the wound.Br J Exp Pathol，1957，38：573.

[7] Polk HC Jr，Miles AA.Enhancement of bacterial infection by ferric iron：kinetics，mechanisms，and surgical significance.Surgery，1971，70：71~77.

[8] Pruett TL，Rotstein OA，F(xiàn)iegel VD，et al.Mechanisms of the adjuvant effect of hemoglobin in experimental peritonitis：VII.A leukotoxin is produced by Escherichia coli metabolism in hemoglobin.Surgery，1984，96：375~383.

[9] Molvig J，Baek L，Christensen P，et al.Endotoxin-stimulated human monocyte secretion of interleukin 1，tumor necrosis factor alpha，and prostaglandin E2 shows stable interindividual differences.Scand J Immunol，1988，27：705~716.

[10] Alexander J，Dionigi R，Meakins JL.Periodic variation in the antibacterial function of human neutrophils and its relationship to sepsis.Ann Surg，1971，173：206~213.

[11] Platt R，Zaleznik DF，Hopkins CC，et al.Perioperative antibiotic prophylaxis for herniorrhaphy and breast surgery.N Engl Med，1990，322：153~160.

[12] 公布章.疝外科學(xué).第5版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2003.259~269.

[13] Gilbert AI，F(xiàn)elton LL.Infection in inguinal hernia repair considering biomaterial and antibiotics.Surg Gynecol Obstet，1993，177：126~130.

[14] Janu PG，Sellers KD，Mangiante EC.Mesh inguinal herniorrhaphy：a ten-year review.Am Surg，1997，63：1065~1069.

[15] 雷澤華，王志剛，俞慎林等.聚丙烯平片鞘后修補(bǔ)皮下懸吊固定法治療腹壁切口疝25例報(bào)告.現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2007，34(18)：3581~3582.

[16] 雷澤華.充填式無張力疝修補(bǔ)術(shù)后網(wǎng)塞感染的探討及處理.中國修復(fù)重建外科雜志，2005，19(9)：764~765.

第2篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

關(guān)鍵詞:生物質(zhì),成型燃料,熱水鍋爐,節(jié)能研究,經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

概述

能源是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基本動(dòng)力[1],能源節(jié)約則是促進(jìn)能源發(fā)展的重點(diǎn)。生物質(zhì)能源具有來源廣泛,成本低廉、用能清潔等特點(diǎn),特別適合于擁有豐富生物質(zhì)資源的中國,通過發(fā)展生物質(zhì)能源打造節(jié)能新亮點(diǎn)前景可觀。

我國從20世紀(jì)80年代引進(jìn)螺旋推進(jìn)式秸稈成型機(jī)以后[2],生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟,但是,相應(yīng)的專用生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的發(fā)展相對(duì)滯后。為燃用生物質(zhì)成型燃料,出現(xiàn)盲目將原有的燃煤燃燒設(shè)備改為生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的現(xiàn)象,致使鍋爐燃燒效率及熱效率較低,污染物排放超標(biāo)。燃燒設(shè)備成為生物質(zhì)能源發(fā)展鏈的薄弱環(huán)節(jié)。因此,根據(jù)生物質(zhì)成型燃料燃燒特性設(shè)計(jì)合理的生物質(zhì)成型燃料燃燒專用設(shè)備,對(duì)能源節(jié)約有著重要的意義。

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐作為燃用生物質(zhì)燃料的主要設(shè)備之一,直接燃燒固體生物質(zhì)顆粒燃料,主要用于家庭、賓館、酒店、學(xué)校、醫(yī)院等場(chǎng)所的熱水、洗浴和取暖。由于燃料為生物質(zhì)燃料且結(jié)構(gòu)合理,此類鍋爐基本達(dá)到無煙化完全燃燒的效果,排放達(dá)到環(huán)保要求,具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

1、生物質(zhì)成型燃料

1.1生物質(zhì)成型燃料的元素特性

生物質(zhì)成型燃料是指通過生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等農(nóng)作物廢棄物加工成具有一定形狀、密度較大的固體成型燃料。

生物質(zhì)原料經(jīng)擠壓成型后,密度可達(dá)1.1~1.4噸/立方米,能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng),而且便于運(yùn)輸和貯存。在壓縮過程中以物理變化為主,其元素組成及微觀結(jié)構(gòu)與原生物質(zhì)基本相同。各種生物質(zhì)成型燃料中碳含量集中在35%~42%,氫含量較低,為3.82% ~5%,而氮含量不到1%,硫的含量不到0.2%,因此,造成的污染程度極低。生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分均在60% ～70%,因此在設(shè)計(jì)燃燒設(shè)備時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮揮發(fā)分的問題[3]。

1.2生物質(zhì)成型燃料的燃燒特性

生物質(zhì)成型燃料經(jīng)高壓形成后,密度遠(yuǎn)大于原生物質(zhì),燃燒相對(duì)穩(wěn)定。雖然點(diǎn)火溫度有所升高,點(diǎn)火性能變差,但比煤的點(diǎn)火性能好。由于生物質(zhì)成型燃料是經(jīng)過高壓而形成的塊狀燃料,其結(jié)構(gòu)與組織特征就決定了揮發(fā)分的逸出速度與傳熱速度都大大降低,但與煤相比顯得更為容易[4,5]。因此,生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分特性指數(shù)大于煤的,其燃燒特性指數(shù)較煤的大。燃燒速度適中,能夠使揮發(fā)分放出的熱量及時(shí)傳遞給受熱面,使排煙熱損失降低;同時(shí)揮發(fā)分燃燒所需的氧與外界擴(kuò)散的氧很好的匹配,燃燒波浪較小,減少了固體與排煙熱損失[6]。

2、生物質(zhì)成型燃料熱水爐

2.1 生物質(zhì)成型燃料熱水爐的結(jié)構(gòu)

目前我國擁有多種型號(hào)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐,按燃料品種可分為木質(zhì)顆粒鍋爐和秸稈顆粒鍋爐,按應(yīng)用場(chǎng)合可分為家用型和商用型。下吸式固定雙層爐排熱水爐是應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu)形式,其充分考慮生物質(zhì)燃料燃燒特性,由爐門、爐排、爐膛、受熱面、風(fēng)室、降塵室、爐墻、排汽管、煙道、煙囪等主要部分組成,結(jié)構(gòu)布置如圖1所示[7]。

1.水冷爐排 2.上爐門 3.出灰口 4.爐膛 5.風(fēng)室 6.高溫氣流出口 7.降塵室 8.后置鍋筒

9.排污口10.進(jìn)水口 11.引風(fēng)機(jī) 12.煙囪13.排氣管14.對(duì)流受熱面15.出水口

圖1下吸式固定雙層爐排熱水爐示意圖

2.2 生物質(zhì)成型燃料熱水爐的工作過程

一定粒徑生物質(zhì)成型燃料經(jīng)上爐門加在爐排上,根據(jù)生物質(zhì)容易著火的燃料特性,片刻就會(huì)燃燒起來,在引風(fēng)機(jī)引導(dǎo)下進(jìn)行下吸式燃燒;上爐排漏下的燃料屑和灰渣到下爐膛底部繼續(xù)燃燒并燃燼,然后經(jīng)出灰口排出;燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃?xì)怏w透過燃料層、灰渣層進(jìn)入下爐膛繼續(xù)燃燒,并與下爐排上燃料產(chǎn)生的煙氣一起經(jīng)出高溫氣流出口流向后面的降塵室和對(duì)流受熱面,在充分熱交換后進(jìn)入煙囪排向外界。

3、節(jié)能原理

由有關(guān)燃燒理論可知,保持燃料充分燃燒的必要條件為保持足夠的爐膛溫度,合適的空氣量及與燃料良好的混合、足夠的燃燒時(shí)間和空間。因此,本文將依據(jù)生物質(zhì)成型燃料本身的特性,結(jié)合燃燒理論,針對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能分析。

3.1 爐排及爐膛

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐采用雙層爐排結(jié)構(gòu),即在手燒爐排一定高度另加一道水冷卻的鋼管式爐排,其成彎管直接插入上方鍋筒中,這種設(shè)計(jì)一方面增大了水冷爐排吸熱面積,另一方面加快了爐排與鍋筒內(nèi)回水的熱傳遞。

燃料燃燒采用下吸式燃燒方式。成型燃料由上爐門加在上爐排上進(jìn)行預(yù)熱、燃燒,由于風(fēng)機(jī)的引導(dǎo),新燃料不會(huì)直接遇到高溫過熱煙氣,延緩了揮發(fā)分的集中析出,從而避免了爐膛溫度的波動(dòng),使燃燒趨于穩(wěn)定;同時(shí),揮發(fā)分必須通過高溫氧化層,與空氣充分混合,在焦炭顆粒間隙中進(jìn)行著火燃燒;在完成一段燃燒過程后,上爐排形成的燃料屑和灰渣漏至下爐膛并繼續(xù)燃燒,直到燃燼。

采用雙層爐排,實(shí)現(xiàn)了秸稈成型燃料的分步燃燒,緩解秸稈燃燒速度,達(dá)到燃燒需氧與供氧的匹配,使秸稈成型燃料穩(wěn)定持續(xù)完全燃燒,在提高燃料利用率的同時(shí)起到了消煙除塵作用。

3.2 輻射受熱面

早期的部分生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐設(shè)計(jì)布置不夠合理,水冷爐排直接與水箱相連,使得爐膛溫度過高,特別是上爐膛,致使上爐門附近爐墻墻體過熱,增加了鍋爐的散熱損失。在不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)中,水箱被上下兩個(gè)鍋筒所代替,上鍋筒部分置于上爐膛上方,利用鍋筒里的水吸收燃料燃燒在上爐膛的熱量,從而增加輻射受熱面積,起到降低上爐膛溫度的目的,從而減少鍋爐的散熱損失,提高熱效率。

3.3 對(duì)流受熱面

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐的對(duì)流受熱面分為兩個(gè)部分:降塵對(duì)流受熱面和降溫受熱面。對(duì)流受熱面極易發(fā)生以下現(xiàn)象:高溫?zé)煔馀c鍋筒中的水換熱不均,從而引起熱水部分出現(xiàn)沸騰,增加鍋爐運(yùn)行的不穩(wěn)定因素;受整體外形約束,煙道長(zhǎng)度設(shè)計(jì)偏短,導(dǎo)致煙氣與鍋筒里的水換熱不夠充分,使得排煙溫度過高,增加了鍋爐的排煙熱損失。為避免上述問題出現(xiàn),降溫對(duì)流受熱面與降塵對(duì)流受熱面常常采取分開布置;降溫?fù)Q熱面置于上鍋筒內(nèi),采用煙管并聯(lián)設(shè)計(jì),增加煙氣與鍋筒中水的熱交換,降低排煙溫度,提高燃燒效率;降塵則利用鍋爐后部的下鍋筒及管路引起的煙氣通道面積的變化達(dá)到效果。

3.4 爐門設(shè)計(jì)

目前應(yīng)用較多的爐門設(shè)計(jì)為雙爐門。上爐門常開,作為投燃料與供應(yīng)空氣之用;下爐門用于清除灰渣及供給少量空氣,正常運(yùn)行時(shí)微開,在清渣時(shí)打開;一方面保證了燃燒所需條件,另一方面減少了由于爐門多而造成的散熱損失。

4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

4.1 技術(shù)評(píng)價(jià)

研究對(duì)象為生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐,本文采用與目前應(yīng)用最廣的燃煤鍋爐相比較的方法,來分析它們各自的優(yōu)劣。評(píng)價(jià)針對(duì)鍋爐的節(jié)能環(huán)保性能,主要指標(biāo)有熱效率、燃燒效率、出水量和污染物的排放量(主要是排煙處的NOx、CO、SO2和灰塵的含量),并與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較。

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐的性能指標(biāo)比較如表1所示[8,9]。

從表1中的數(shù)據(jù)對(duì)比可知,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在性能上具有一定優(yōu)勢(shì)。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn);廢氣排放方面,煙中NOx、CO、S O2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合使用清潔能源的要求。

4.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)以設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用為指標(biāo),將生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐、燃油鍋爐、天燃?xì)忮仩t、電鍋爐、空氣源熱水器進(jìn)行比較。各熱水設(shè)備的效率及相應(yīng)熱源(燃料)熱值、單價(jià)詳見表2。

運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算公式如下:

(1)

以加熱1t水為基準(zhǔn),溫度從20℃升至90℃(溫升70℃),此時(shí)需要熱量70000kcal。根據(jù)式(1)求得各設(shè)備在此負(fù)荷下的運(yùn)行費(fèi)用列于表2,可知生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在運(yùn)行費(fèi)用上相對(duì)較低,但是就目前而言,其固定資產(chǎn)投入費(fèi)較同類型的其它鍋爐設(shè)備要高。不過隨著化石能源價(jià)格的上漲和國家對(duì)環(huán)保的要求的提高,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在經(jīng)濟(jì)效益上將會(huì)越來越具有優(yōu)勢(shì)。

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在技術(shù)上是可行的,經(jīng)濟(jì)上是合理的。該鍋爐用生物質(zhì)成型塊做燃料,一方面為生物質(zhì)廢料找到了有效的利用途徑,節(jié)約化石能源,另一方面染物排放量低于同類型的燃煤鍋爐,因此該鍋爐具有良好的社會(huì)和環(huán)保效益。

5、結(jié)論

(1)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐依據(jù)生物質(zhì)成型燃料本身的特性,結(jié)合燃燒理論,在爐排及爐膛、輻射與對(duì)流受熱面、爐門等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上充分挖掘節(jié)能潛力。鍋爐燃燒效率可達(dá)94.84%,熱效率為78.2%~81.25%。

(2)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在技術(shù)性能上具有一定優(yōu)勢(shì)。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn);廢氣排放方面,煙中NOx、CO、SO2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合清潔能源的要求。

(3)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在運(yùn)行費(fèi)用上較其它類型設(shè)備要低,盡管目前其固定資產(chǎn)投入費(fèi)相對(duì)較高。隨著節(jié)能環(huán)保要求的提高,此類鍋爐在經(jīng)濟(jì)效益上將會(huì)越來越具有優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn):

[1]V.斯密爾,W.E.諾蘭德. 發(fā)展中國家的能源問題[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1983

[2] 劉勝勇,趙迎芳,張百良. 生物質(zhì)成型燃料燃燒理論分析[J]. 能源研究與利用,2002(6):26-28

[3]陰秀麗,吳創(chuàng)之,娥等. 生物質(zhì)氣化對(duì)減少CO2排放的作用[J]. 太陽能學(xué)報(bào),2000,21(1):40-44

[4]馬孝琴. 生物質(zhì)(秸稈)成型燃料燃燒動(dòng)力特性及液壓秸稈成型及改進(jìn)設(shè)計(jì)研究[D]. 鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2002

[5] 馬孝琴. 秸稈著火及燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 河南職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2002,16(2):69-73

[6]孫學(xué)信. 燃煤鍋爐燃燒試驗(yàn)技術(shù)與方法[M]. 北京:中國電力出版社,2002

[7]劉勝勇. 生物質(zhì)(秸稈)成型燃料燃燒設(shè)備研制及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2003:94-99

第3篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

河南省建設(shè)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的重要性和緊迫性

全球每年生物質(zhì)的總量大約在1.7×1011 噸，估計(jì)現(xiàn)在只有6.0×109 噸生物質(zhì)（約占總量的3.5%）被人類利用。按照能源當(dāng)量計(jì)算，生物質(zhì)能僅次于煤炭、石油、天然氣，位列第四，占世界一次能源消耗的14%，是國際社會(huì)公認(rèn)的能夠緩解能源危機(jī)的有效資源和最佳替代方式，是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。目前，生物質(zhì)能化利用的主要方向包括：生物液體燃料、生物燃?xì)?、生物質(zhì)成型燃料、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)化工等方向。生物質(zhì)能產(chǎn)品既有熱與電，又有固、液、氣三態(tài)的多種能源產(chǎn)品，以及生物化工原料等眾多的生物基產(chǎn)品，這些特質(zhì)與功能是其他所有物理態(tài)清潔能源所不具備的。

據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì)，在所有可再生能源中，生物質(zhì)能源的比例已經(jīng)占到了77%，其中生物質(zhì)發(fā)電、液體生物燃料和沼氣分別占生物質(zhì)能源利用總量35%、31%和31%。

很多國家成立專門的生物質(zhì)能管理機(jī)構(gòu)，主要負(fù)責(zé)相關(guān)政策的制定以及部門的協(xié)調(diào)事宜，如巴西“生物質(zhì)能委員會(huì)”，印度“國家生物燃料發(fā)展委員會(huì)”，美國“生物質(zhì)能管理辦公室”等。

很多國家都制定了關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃，確定了具體的發(fā)展目標(biāo)，如美國“能源農(nóng)場(chǎng)計(jì)劃”，巴西燃料乙醇和生物柴油計(jì)劃，法國生物質(zhì)發(fā)展計(jì)劃，日本“新陽光計(jì)劃”，印度“綠色能源”工程等。各國都采取了積極務(wù)實(shí)的生物質(zhì)能源發(fā)展政策與措施，如歐盟主要采取了高價(jià)收購、投資補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)以及配額制度等。美國主要采取了擔(dān)保貸款、補(bǔ)助資金和減免稅費(fèi)等。

2011年，最具代表性的生物燃料――燃料乙醇全球產(chǎn)量達(dá)到了7 000萬噸，美國燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到4 170萬噸。近期美國已把生物質(zhì)能的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向第二代先進(jìn)生物燃料，《能源獨(dú)立與安全法》（EISA）強(qiáng)制要求2022年生物燃料用量達(dá)到1.1億噸，其中先進(jìn)生物燃料為6 358.8萬噸。第二代生物燃料指“壽命周期內(nèi)溫室氣體排放比參考基準(zhǔn)減少50%以上的、玉米乙醇以外的可再生燃料”，主要包括纖維乙醇、沼氣、微藻生物柴油等。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，美國政府采用了投資補(bǔ)助和運(yùn)行補(bǔ)貼（每加侖1.01美元，約合2 123元/噸，按匯率6.3計(jì)算）等方式大力鼓勵(lì)先進(jìn)生物燃料相關(guān)的研發(fā)、中試、示范和商業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)，已建試驗(yàn)、示范裝置45套，預(yù)計(jì)2～3年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

生物質(zhì)成型燃料方面，歐美的發(fā)展最為發(fā)達(dá)，其主要以木質(zhì)生物質(zhì)為原料生產(chǎn)顆粒燃料，其成型燃料技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)基本成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也比較完善，形成了從原料收集、儲(chǔ)藏、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。截至2010年，德國、瑞典、加拿大、美國、奧地利、芬蘭、意大利、波蘭、丹麥和俄羅斯等歐美國家的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)量達(dá)到了1 000萬噸以上。

美國POET公司、美國杜邦公司、意大利M&G公司、西班牙Abengoa公司等將于2014年前運(yùn)行5萬噸以上規(guī)模的纖維乙醇廠。

生物質(zhì)精細(xì)化工產(chǎn)品目前已達(dá)1 100多種，如乙二醇、乳酸、丁二酸、丁醇、2，3-丁二醇、乙酰丙酸、木糖醇、檸檬酸、山梨醇等。據(jù)分析，從生物質(zhì)制取的化學(xué)品現(xiàn)已占化學(xué)品總銷售額10%以上，并以每年7%～8%的速率增長(zhǎng)。美國國家研究委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2020年，將有50%的有機(jī)化學(xué)品和材料產(chǎn)自生物質(zhì)原料。殼牌公司認(rèn)為，世界植物生物質(zhì)的應(yīng)用規(guī)模在2060年將超過石油。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來生物質(zhì)能化開發(fā)利用將向原料多元化、產(chǎn)品多樣化、利用高值化、生產(chǎn)清潔化方向轉(zhuǎn)變，纖維乙醇生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降，與糧食乙醇相比將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成為液體生物燃料的主流產(chǎn)品;大中型沼氣是極具潛力的新興生物能源方向;以纖維素糖為平臺(tái)的生物化工產(chǎn)業(yè)的興起，將減少對(duì)化石資源的依賴，促進(jìn)綠色發(fā)展。遠(yuǎn)期生物質(zhì)快速熱解制生物燃料和微藻生物燃料也將有較大的發(fā)展空間。

總體上看，我國以燃料乙醇為代表的生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本達(dá)到世界先進(jìn)水平，推廣使用技術(shù)成熟可靠、安全可行。在法律、政策、規(guī)劃、試點(diǎn)等方面開展了創(chuàng)造性的工作，為今后的工作打下了基礎(chǔ)。

河南生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

作為農(nóng)業(yè)大省，河南生物質(zhì)資源非常豐富。僅農(nóng)業(yè)剩余物的干重量每年為7 000萬噸，占全國1/10。林業(yè)剩余物資源量每年為2 000多萬噸，其中生態(tài)能源林近期規(guī)劃500多萬畝，遠(yuǎn)景規(guī)劃1 200萬畝。

河南省生物質(zhì)能化開發(fā)利用起步較早，2004年即在全國率先實(shí)現(xiàn)了乙醇汽油全覆蓋，成功創(chuàng)造了乙醇汽油推廣的“河南模式”。目前，河南省生物質(zhì)能化利用主要涵蓋了生物質(zhì)成型燃料、液體燃料、氣體燃料和發(fā)電等方向，涉及燃料乙醇、纖維乙醇、沼氣、成型燃料、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、乙二醇、乳酸等產(chǎn)品，2010年生物質(zhì)能利用折標(biāo)煤420萬噸。

液體生物燃料產(chǎn)品產(chǎn)量超過70萬噸居全國第一，其中燃料乙醇產(chǎn)量超過60萬噸，約占全國的30%，燃料乙醇消費(fèi)量超過30萬噸。2009年底，河南天冠建成投產(chǎn)了全球第一條萬噸級(jí)秸稈纖維乙醇生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)?；a(chǎn)，建立了完整的工藝路線，掌握了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，部分指標(biāo)接近或超過國外先進(jìn)水平，已經(jīng)通過了國家驗(yàn)收，具備了進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化放大和推廣的條件。全省能源林面積超過300萬畝，開展了生物柴油的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)，具備了規(guī)模化生產(chǎn)的技術(shù)能力。

建成了國內(nèi)最早的工業(yè)化沼氣項(xiàng)目并獲得了廣泛推廣和應(yīng)用，擁有全球最大的1.5億立方米/年工業(yè)化沼氣裝置，配套3.6萬千瓦沼氣發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，同時(shí)供40萬戶居民生活、2 500輛公交和出租車使用。農(nóng)村戶用沼氣達(dá)到361萬戶，普及率18%，大中型沼氣達(dá)到2 360處。

生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)45萬千瓦居全國前列，年發(fā)電量約10.6億千瓦時(shí)。

目前，河南省生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品產(chǎn)能已超過30萬，年產(chǎn)量20多萬噸，居華中地區(qū)首位，其中建立位于河南省汝州市的生物質(zhì)壓塊燃料生產(chǎn)工程，目前年產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料3萬噸，正在形成年產(chǎn)10萬噸的生產(chǎn)基地，通過示范建設(shè)，建立了壓塊成型燃料生產(chǎn)廠原料最佳收集模式、清潔生產(chǎn)模式、成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，生產(chǎn)電耗為40kW?h/t～50kW?h/t，實(shí)現(xiàn)了壓塊成型燃料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。建立在洛陽偃師市和河南汝州市的成型燃料設(shè)備生產(chǎn)基地，目前正在形成年產(chǎn)300臺(tái)套的生產(chǎn)能力。

生物制氫方面國內(nèi)還沒有產(chǎn)業(yè)化，近幾年，國內(nèi)少數(shù)學(xué)者主要圍繞提高光合細(xì)菌的光轉(zhuǎn)化效率等方面，著手對(duì)光合細(xì)菌制氫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并取得了一些重要進(jìn)展。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃等項(xiàng)目支持下，正在按照生產(chǎn)性工藝條件進(jìn)行太陽能光合生物制氫技術(shù)及相關(guān)機(jī)理的研究，并且已經(jīng)取得了一定的突破，成為河南省重要的制氫技術(shù)儲(chǔ)備。

生物質(zhì)化工產(chǎn)品總產(chǎn)量超過10萬噸。河南財(cái)鑫集團(tuán)2010年建成纖維乙二醇中試裝置，形成了整套工藝技術(shù)，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，正在進(jìn)行萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范;河南宏業(yè)生化2011年建成全球首套生物質(zhì)清潔生產(chǎn)2萬噸/年糠醛聯(lián)產(chǎn)乙酸裝置，已實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)模化生產(chǎn)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南能源研究所等一批科研機(jī)構(gòu)有較強(qiáng)的生物質(zhì)能源研發(fā)實(shí)力。

河南省從事生物質(zhì)能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣的單位上百家。

2013年，生物質(zhì)能化產(chǎn)品總產(chǎn)值超過100億元。

總體來說，河南省生物質(zhì)能開發(fā)利用起步較早，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，其中燃料乙醇、沼氣和秸稈成型燃料等技術(shù)和裝備居國內(nèi)領(lǐng)先地位。

河南省發(fā)展生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的總體要求

堅(jiān)持資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，以不犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，科學(xué)開發(fā)鹽堿地、“三荒”地等宜能非耕地，規(guī)?；N植新型非糧能源作物與生態(tài)能源林，加強(qiáng)農(nóng)林牧剩余物資源、城市生活垃圾與工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣管理，堅(jiān)持梯級(jí)利用、吃干榨凈，建立標(biāo)準(zhǔn)化生物質(zhì)能化原料收儲(chǔ)運(yùn)供應(yīng)體系，推動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。

堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)與先行先試相結(jié)合，把握世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，統(tǒng)籌謀劃國家生物質(zhì)能化發(fā)展的新模式、新途徑，破解關(guān)鍵制約瓶頸和體制機(jī)制障礙，以資源、技術(shù)、市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為前提，在河南先行先試，以點(diǎn)帶面，積極推進(jìn)，努力探索具有示范帶動(dòng)意義的生物質(zhì)能化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。

堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開放合作相結(jié)合，立足現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，整合聚集國內(nèi)研發(fā)力量和專有技術(shù)，強(qiáng)力推進(jìn)生物質(zhì)能化核心技術(shù)開發(fā)，加快關(guān)鍵裝備集成，占領(lǐng)世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地。開展國際交流與合作，合理引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)、裝備與人才，帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。

堅(jiān)持重點(diǎn)突破與整體推進(jìn)相結(jié)合，以纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化為突破重點(diǎn)，推進(jìn)沼氣高值化利用、生物化工和生物質(zhì)能化裝備規(guī)?；a(chǎn)，加快纖維丁醇、航空生物燃料、微藻生物柴油、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等先進(jìn)產(chǎn)品與工藝研發(fā)步伐，整體推進(jìn)生物質(zhì)能化高起點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用，培育規(guī)模大水平高的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

堅(jiān)持政府推動(dòng)與市場(chǎng)運(yùn)作相結(jié)合，發(fā)揮政府主導(dǎo)作用，制定積極的產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)多種經(jīng)濟(jì)主體投入，扶持生物質(zhì)能化企業(yè)規(guī)模化發(fā)展。建立有效的市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制，營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境，發(fā)揮市場(chǎng)配置基礎(chǔ)作用，以市場(chǎng)開拓帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

在發(fā)展目標(biāo)上，充分發(fā)揮河南生物質(zhì)能化開發(fā)利用的資源、技術(shù)和實(shí)踐優(yōu)勢(shì)，集聚優(yōu)勢(shì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，吸引國內(nèi)外生物質(zhì)能化領(lǐng)域領(lǐng)軍人才，開展生物質(zhì)能化資源梯級(jí)循環(huán)利用，做大做強(qiáng)生物能源裝備制造業(yè)，在全國率先建成規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)、技術(shù)最先進(jìn)的生物質(zhì)能化示范區(qū)，全面發(fā)揮示范區(qū)的示范、輻射和帶動(dòng)作用，打造全國的生物質(zhì)能化源科研、裝備制造和推廣應(yīng)用基地，占領(lǐng)世界可再生能源領(lǐng)域新高地。

近期目標(biāo)（2014-2015年）：規(guī)劃投資200億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值188億元以上。重點(diǎn)推進(jìn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化，穩(wěn)定糧食乙醇產(chǎn)量，纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到10萬噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到5萬噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力16.5億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到50萬噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占10%以上。新增年產(chǎn)5～10萬噸的成型燃料生產(chǎn)基地2個(gè)，生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)能力達(dá)100萬噸;初步奠定生物質(zhì)能化示范省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，確立生物質(zhì)能化發(fā)展基本模式。

中期目標(biāo)（2016-2020年）：規(guī)劃投資1 000億元以上，新增工業(yè)產(chǎn)值1 600億元以上，其中裝備制造700億元。纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到300萬噸/年，纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬噸/年，聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到50萬噸/年，新增大中型沼氣生產(chǎn)能力62億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬噸/年，其中高品質(zhì)航空燃油占30%以上。建成500個(gè)左右的生物質(zhì)成型燃料加工點(diǎn)，形成約250萬噸的生產(chǎn)能力。帶動(dòng)生物質(zhì)能化技術(shù)升級(jí)，基本建成國家生物質(zhì)能化示范省。

河南省生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重點(diǎn)任務(wù)

重點(diǎn)發(fā)展纖維乙醇、纖維乙二醇、纖維柴油、糠醛、沼氣，實(shí)施醇電、醇?xì)?、醇肥、醇化多形式?lián)產(chǎn)，著力提升農(nóng)林剩余物的資源化利用水平;積極建設(shè)工業(yè)、畜牧業(yè)、農(nóng)村大中型沼氣工程，提高城鄉(xiāng)有機(jī)垃圾資源化利用水平，加快構(gòu)建新型農(nóng)村社區(qū)配套的分布式生物能源體系;積極拓展生物質(zhì)化工，初步形成規(guī)?；纳锘ぎa(chǎn)業(yè)鏈;完善生物質(zhì)成型燃料體系的原料收集、儲(chǔ)存、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，積極推進(jìn)生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)及應(yīng)用模式，開拓生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用新途徑，大規(guī)模進(jìn)行燃油、燃?xì)馓娲鷳?yīng)用，與煤炭形成相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力;大力推進(jìn)生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè);積極探索開展航空生物燃料、微藻生物柴油、快速熱解制生物燃料等先進(jìn)生物燃料技術(shù)示范。

（一）纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化

在纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化方面，圍繞纖維乙醇生產(chǎn)，著力提升纖維乙醇生產(chǎn)和綜合利用技術(shù)水平、裝備和自動(dòng)化水平，能源利用轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。形成包括科技研發(fā)、裝備制造、工程設(shè)計(jì)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)體系;形成秸桿采集、儲(chǔ)存、調(diào)運(yùn)、纖維素酶生產(chǎn)和配送、纖維乙醇生產(chǎn)與集中脫水加工等較為完備的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式，實(shí)現(xiàn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化重大突破。

1.纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化步驟

發(fā)揮天冠、中石化、中石油等能源骨干企業(yè)人才、技術(shù)、資金、管理和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，不斷提高生物質(zhì)資源能源化轉(zhuǎn)化效率，實(shí)現(xiàn)不同原料、不同規(guī)模、不同產(chǎn)品梯級(jí)開發(fā)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因地制宜，結(jié)合城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)，以產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為依托，采取不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計(jì)建設(shè)3～10萬噸不同規(guī)模纖維乙醇廠。實(shí)施沼渣和爐灰還田，保持土地資源和糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。

――采取“醇―氣”模式建設(shè)纖維乙醇工廠，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素分類利用，纖維素生產(chǎn)乙醇，半纖維素生產(chǎn)沼氣聯(lián)產(chǎn)，木質(zhì)素殘?jiān)l(fā)電供熱。

――結(jié)合現(xiàn)有秸稈電廠，采取“醇―電”聯(lián)產(chǎn)模式，首先利用秸稈中的纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素廢渣作為電廠燃料和半纖維素等產(chǎn)生的沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電，重點(diǎn)解決醇、氣、電一體化技術(shù)和裝備系統(tǒng)集成。

――在糠醛和木糖（醇）生產(chǎn)集中地區(qū)，整合糠醛、木糖（醇）生產(chǎn)規(guī)模，以玉米芯為原料，首先用半纖維素生產(chǎn)糠醛或木糖（醇），剩余糠醛或木糖渣中纖維素生產(chǎn)乙醇，剩余木質(zhì)素作為燃料發(fā)電，實(shí)現(xiàn)纖維乙醇、糠醛（木糖）和發(fā)電聯(lián)產(chǎn)，提升原料資源利用效率，解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染問題，實(shí)現(xiàn)“醇―化―電”一體化發(fā)展新模式。

2.實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程

――開展纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)提升研究，不斷提高菌種產(chǎn)酶效率，提升自控水平，進(jìn)一步降低纖維素酶生產(chǎn)和使用成本，建設(shè)配套生產(chǎn)和供應(yīng)基地。

實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程，重點(diǎn)開展纖維素酶生產(chǎn)、原料預(yù)處理、酶解發(fā)酵三大關(guān)鍵步驟技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提高纖維乙醇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

――加大能源植物優(yōu)選培育和能源作物基地建設(shè)力度，利用河南省未開發(fā)荒地，種植能源作物，提高原料畝產(chǎn)和纖維素含量，開展規(guī)?；茉醋魑锓N植。

――依托車用生物燃料技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，整合高?；A(chǔ)研究資源，重點(diǎn)解決纖維素酶、木聚糖酶等多酶系生產(chǎn)菌種構(gòu)建，篩選優(yōu)化高效、耐逆菌株，提高纖維素酶生產(chǎn)效率和發(fā)酵酶活，提高多酶系酶解效率，實(shí)現(xiàn)纖維素酶生產(chǎn)和使用成本大幅降低。

――構(gòu)建高效、長(zhǎng)壽命、高耐受性代謝工程菌株，選育馴化適合工業(yè)化生產(chǎn)的混合糖發(fā)酵菌株，實(shí)現(xiàn)纖維素、半纖維素共同發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，提高原料轉(zhuǎn)化乙醇效率，建設(shè)萬噸級(jí)技術(shù)示范工程。

――開發(fā)連續(xù)高效低能耗預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備、提升同步糖化發(fā)酵、蒸餾濃縮耦合等工藝技術(shù)水平，形成3～10萬噸工藝技術(shù)包。

（二）沼氣利用與農(nóng)村新能源體系建設(shè)

1.工業(yè)大中型沼氣與高值化利用

實(shí)施纖維乙醇-沼氣聯(lián)產(chǎn)，提升食品、輕工、化工、生物醫(yī)藥等行業(yè)的廢渣、廢液聯(lián)產(chǎn)沼氣水平，重點(diǎn)建設(shè)日產(chǎn)5萬m3、10萬m3以上的大規(guī)模工業(yè)化沼氣工程，通過高溫全混厭氧發(fā)酵、中溫上流式厭氧污泥床、膨脹顆粒污泥床相結(jié)合的工藝提高厭氧發(fā)酵COD去除率、擴(kuò)大沼氣消化液資源化利用規(guī)模，降低有機(jī)廢水好氧處理的負(fù)荷。開展以沼氣綜合利用為核心的企業(yè)泛能網(wǎng)示范，提高能源利用效率，減少污染物排放。鼓勵(lì)沼氣規(guī)模化生產(chǎn)生物天然氣入站入網(wǎng)，壓縮生物天然氣（CBNG）用作車用燃?xì)?、居民用氣及發(fā)電。

工業(yè)大中型沼氣主要圍繞纖維乙醇、生物化工、食品等高濃度有機(jī)廢水、廢渣排放企業(yè)，按照集中就近原則，合理布局，優(yōu)先配套建設(shè)分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)。

2.農(nóng)村大中型沼氣和農(nóng)村新能源體系建設(shè)

按照?qǐng)?jiān)持走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的要求，將生態(tài)文明理念和原則全面融入新型農(nóng)村社區(qū)，構(gòu)建農(nóng)村新能源體系。以大中型沼氣建設(shè)為核心，加快農(nóng)村能源消費(fèi)升級(jí)，為新農(nóng)村建設(shè)提供高品位的清潔能源，提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量，改善居住環(huán)境，推進(jìn)生物能源鎮(zhèn)（社區(qū)）示范，推動(dòng)綠色、健康、生態(tài)文明的新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)。依托大型養(yǎng)殖企業(yè)或利用秸稈建設(shè)大型沼氣集中供氣工程，并在條件具備的社區(qū)試點(diǎn)沼氣分布式能源，實(shí)現(xiàn)氣、電、熱聯(lián)供。開展農(nóng)村微電網(wǎng)示范，探索可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)模式。開展太陽能熱水系統(tǒng)和地?zé)崮懿膳⑻峁┥顭崴痉俄?xiàng)目建設(shè)。根據(jù)各地資源條件，開展沼氣、小水電、太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等多種能源組合的用能方式示范，探索適宜中部地區(qū)的農(nóng)村能源發(fā)展模式，推動(dòng)農(nóng)村新能源體系建設(shè)。

3.城市生活垃圾沼氣

在省轄市或地區(qū)性中心城市，結(jié)合城市污水和有機(jī)垃圾收集，建設(shè)大型或超大型工業(yè)沼氣工程。對(duì)生活垃圾進(jìn)行二次集中分類處理，構(gòu)建“有機(jī)廢棄物―厭氧發(fā)酵―沼氣發(fā)電―沼液沼渣制肥”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條。在建或新建垃圾填埋場(chǎng)配套建設(shè)填埋氣回收裝置生產(chǎn)沼氣，鼓勵(lì)大中型垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)沼氣發(fā)電機(jī)組。

4.生物質(zhì)熱解氣化

以城市廢棄物和農(nóng)村生物質(zhì)廢棄物為對(duì)象，結(jié)合工業(yè)園區(qū)的能源需求，建立熱電氣聯(lián)供的生物質(zhì)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)示范工程。大力推行區(qū)域集中處理模式和循環(huán)經(jīng)濟(jì)園、工業(yè)園等園區(qū)模式，選取已經(jīng)啟動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程序的項(xiàng)目作為示范工程，真正做到科技與需求相結(jié)合、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。提高生物質(zhì)氣化技術(shù)水平，限制生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要原因是技術(shù)仍處于較低水平，未來的發(fā)展首先要解決技術(shù)問題，包括加強(qiáng)生物質(zhì)氣化基礎(chǔ)理論研究，提高氣化爐工作效率、燃?xì)鈨艋?，提高裝備系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度，完善產(chǎn)業(yè)鏈各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，打造生物質(zhì)氣化技術(shù)流水線生產(chǎn)。擴(kuò)展氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，不但要將生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用于木質(zhì)生物質(zhì)原料，還需根據(jù)生物質(zhì)原料來源及單位用途，發(fā)展適于工業(yè)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、城市生活垃圾等多元生物質(zhì)氣化技術(shù)，并根據(jù)用途發(fā)展高品質(zhì)燃?xì)饧夹g(shù)、氣化供熱、發(fā)電、制冷等多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)的規(guī)?；?，提高裝備的設(shè)計(jì)水平，擴(kuò)大裝備的生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、大型化，并完善上下游相關(guān)企業(yè)單位，實(shí)現(xiàn)裝備技術(shù)的自主化設(shè)計(jì)制造，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，構(gòu)建完整的生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)業(yè)鏈。

5.生物質(zhì)制氫

河南省乃至我國的生物制氫技術(shù)尚未完全成熟，在大規(guī)模應(yīng)用之前尚需深入研究。目前需要解決的問題還很多，如高效產(chǎn)氫菌種的篩選，產(chǎn)氫酶活性的提高，產(chǎn)氫反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最佳反應(yīng)條件的選擇等。生物制氫技術(shù)利用可再生資源，特別是利用有機(jī)廢水廢物為原料來生產(chǎn)氫氣，既保護(hù)了環(huán)境，又生產(chǎn)了清潔能源，隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)，生物制氫技術(shù)將逐步中試和投產(chǎn)，成為解決能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。

（三）成型燃料產(chǎn)業(yè)化

在成型燃料產(chǎn)業(yè)化方面，發(fā)揮河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、農(nóng)業(yè)部可再生能源重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室、河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省秸稈能源化利用工程技術(shù)研究中心等科研院所的人才和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，依托河南省秋實(shí)新能源有限公司、河南奧科新能源發(fā)展有限公司、河南偃師新峰機(jī)械有限公司等企業(yè)，加大生物質(zhì)成型燃料的關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化推廣。完善生物質(zhì)成型燃料原料、工藝、產(chǎn)品、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，建設(shè)原料收儲(chǔ)運(yùn)模式，優(yōu)化組合工藝生產(chǎn)線、降低能耗、提高自動(dòng)化控制程度，加大推廣力度和規(guī)模。

1.成型燃料產(chǎn)業(yè)化步驟

――根據(jù)河南省不同地域的生物質(zhì)原料分布產(chǎn)出規(guī)律，結(jié)合生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)模式及生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，開展收儲(chǔ)運(yùn)的理論研究和試驗(yàn)示范，建立生物質(zhì)原料的收儲(chǔ)運(yùn)模式，解決農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)成本費(fèi)用問題。建立健全農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)服務(wù)體系，建立適宜不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同生產(chǎn)方式的農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)體系。在河南省有代表性的區(qū)域，建成規(guī)模不小于5萬噸/年的成型燃料收儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)示范體系。

――研究生物質(zhì)物料特性參數(shù)、生物質(zhì)成型過程特性參數(shù)以及成型產(chǎn)品特性參數(shù)在線式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，保證生物質(zhì)成型燃料全生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化控制，保證成型系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。將生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間提高到5 000小時(shí)/年，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以木本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的顆粒燃料成型機(jī)組，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/小時(shí)，成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到60kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到1萬噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)2萬噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。

――根據(jù)河南省不同地域原料特性，開發(fā)出以草本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的塊狀成型燃料成型機(jī)組，單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/h，成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到40kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配，形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力，示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到3萬噸/年;選擇代表性區(qū)域，建成年產(chǎn)5萬噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。

2.成型燃料規(guī)?；娲茉搓P(guān)鍵技術(shù)與工程示范

針對(duì)目前生物質(zhì)成型燃料在燃料利用環(huán)節(jié)存在能源轉(zhuǎn)化效率不高、應(yīng)用規(guī)模小，高效綜合利用及清潔燃燒技術(shù)水平不高等問題，開展成型燃料氣化清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和推廣，從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料的高效清潔燃燒利用，規(guī)?；娲加?、燃?xì)獾惹鍧嵢剂稀?/p>

――研發(fā)成型燃料高效氣化及清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)生物質(zhì)成型燃料沸騰氣化燃燒爐、大型高效氣化爐，研制低熱值燃?xì)飧咝紵拔廴究刂萍夹g(shù)，取得生物質(zhì)氣化系統(tǒng)與工業(yè)窯爐耦合調(diào)控技術(shù)。燃燒設(shè)備規(guī)模達(dá)到MW級(jí)，能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到75%，各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)到燃油或燃?xì)鉅t窯排放指標(biāo)。建設(shè)年消耗千噸的生物質(zhì)成型燃料的氣化燃燒替代工業(yè)窯爐燃料的示范工程，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源在工業(yè)窯爐上應(yīng)用的突破。

（四）開發(fā)相關(guān)生物化工及綜合利用產(chǎn)品

積極推進(jìn)生物化工產(chǎn)品技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化示范，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油、天然氣、煤炭等化石資源的替代。圍繞纖維乙醇的副產(chǎn)物如二氧化碳、木質(zhì)素等開展綜合利用，提高產(chǎn)品的附加值;開展纖維質(zhì)原料制取乙二醇項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化示范;拓展生物乙烯及下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，開拓乙醇深加工新產(chǎn)業(yè)鏈;開發(fā)生物丁醇和生物柴油相關(guān)生物化工品。

1.二氧化碳基生物降解材料和化學(xué)品

加強(qiáng)高活性、安全、低成本催化體系研究，突破反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好的聚合工藝和非溶劑法提取技術(shù)，開展二氧化碳基生物降解材料及下游制品的產(chǎn)業(yè)化示范。積極研發(fā)二氧化碳與甲醇一步法合成碳酸二甲酯等關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)展聚碳酸亞丙酯樹脂、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、發(fā)泡材料和阻隔材料等深加工產(chǎn)品。

2.纖維乙二醇、丙二醇、丁醇、糠醛下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化

依托天冠、財(cái)鑫等在生物化工技術(shù)研發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)的大型企業(yè)集團(tuán)，開展纖維質(zhì)糖平臺(tái)為基礎(chǔ)的生物化工醇技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范，重點(diǎn)發(fā)展纖維乙二醇、丁醇等高附加值產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化示范。依托宏業(yè)生化發(fā)展糠醛下游深加工產(chǎn)業(yè)鏈包括乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等。

開展纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化示范，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品收率、質(zhì)量，正在建設(shè)萬噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范裝置，到2015年完成10萬噸級(jí)乙二醇、丙二醇生產(chǎn)裝置，到2020年形成50萬噸生產(chǎn)能力。

開展纖維素水解物生產(chǎn)丁醇菌種的選育（葡萄糖木糖共利用），推進(jìn)細(xì)胞表面固定化技術(shù)及其反應(yīng)器的開發(fā)，采用反應(yīng)-吸附耦合的過程集成研究，縮短發(fā)酵周期，提高產(chǎn)物濃度和分離效率，2015年完成2萬噸級(jí)纖維丁醇示范，2020年形成10萬噸/年纖維丁醇生產(chǎn)能力。

開展以糠醛為原料的乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹脂等產(chǎn)品的深度開發(fā)，2015年建成連續(xù)化和規(guī)?；a(chǎn)基地，2020年形成年加工50萬噸糠醛生產(chǎn)規(guī)模。

3.生物乙烯及下游產(chǎn)品

開展乙醇高效催化制乙烯產(chǎn)業(yè)化示范。著力突破乙醇脫水制備乙烯催化劑關(guān)鍵技術(shù)，提高催化劑的選擇性、壽命和催化效率，實(shí)現(xiàn)生物乙醇生產(chǎn)乙烯工藝的長(zhǎng)周期、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行。完善提升乙烯-聚乙烯-塑料制品和乙烯-環(huán)氧丙烷-乙二醇-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）兩條產(chǎn)業(yè)鏈，大力發(fā)展塑料制品、包裝材料和高端服裝面料。

4.木質(zhì)素高值化開發(fā)利用產(chǎn)品

提高木質(zhì)素綜合利用水平，重點(diǎn)開發(fā)膠粘劑、有機(jī)緩釋肥料、木質(zhì)素復(fù)合材料、水泥保濕劑、高值燃料等產(chǎn)品，拓展其在化工、農(nóng)林、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

（五）微生物柴油產(chǎn)業(yè)化

根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，結(jié)合綠色化和生物精煉概念的理念，實(shí)現(xiàn)微生物柴油的產(chǎn)業(yè)化。微藻等微生物養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，開展萬噸級(jí)工業(yè)化示范。集合微藻等微生物優(yōu)良品種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)?；B(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實(shí)現(xiàn)微生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。

1.木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的綜合處理技術(shù)

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，經(jīng)過一定的物理/化學(xué)處理，木質(zhì)纖維素糖化，用于微生物的培養(yǎng)。副產(chǎn)物中的糠醛等物質(zhì)會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)和代謝，綜合的處理技術(shù)目標(biāo)是將這些副產(chǎn)物控制在最低的水平，同時(shí)達(dá)到最高的降解效率。酸堿和離子液等化學(xué)處理要配合溫度、壓力，適度的破碎要配合微波、超聲、蒸汽爆破技術(shù)，從而達(dá)到能量消耗最小，水解產(chǎn)物變性最少的效果。這些處理技術(shù)綜合起來需要針對(duì)不同物料有序?qū)嵤?/p>

2.產(chǎn)油微生物脂類代謝的遺傳調(diào)控

對(duì)于產(chǎn)油微生物油脂過量積累的機(jī)制當(dāng)前還停留在生化水平上。利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，研究產(chǎn)油微生物脂肪代謝的基因調(diào)控機(jī)制，通過對(duì)某些關(guān)鍵基因?qū)嵤┻z傳修飾，使其朝著人為設(shè)定的代謝流方向發(fā)展，最大限度的發(fā)揮轉(zhuǎn)化作用。理解脂肪代謝的基因調(diào)控原理還有利于通過不同發(fā)酵模式調(diào)控油脂積累，有利于更好的利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)油脂，有利于通過培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)限制調(diào)控脂肪的積累，有利于利用小分子誘導(dǎo)物調(diào)控細(xì)胞的繁殖和脂肪積累。

3.微生物柴油原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)

傳統(tǒng)的微生物柴油生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高，而且打破微生物堅(jiān)實(shí)細(xì)胞壁的操作很難實(shí)施?；谖⒃宓任⑸锷锊裼蜕a(chǎn)的周期分析顯示，90%的能耗是用在微藻的油的提取工序上，表明油的提取工藝的進(jìn)步將大大影響生產(chǎn)成本，決定著生物柴油加工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近期“原位”轉(zhuǎn)酯方法用于藻類生物產(chǎn)油生產(chǎn)受到密切關(guān)注，這種在細(xì)胞內(nèi)酯類與醇類接觸直接發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，而不需要將脂類提取出來再與其發(fā)生反應(yīng)。這種直接轉(zhuǎn)酯技術(shù)，不僅能夠用于微生物的純培養(yǎng)物，同時(shí)有效適用混合培養(yǎng)產(chǎn)物的生物柴油生產(chǎn)。研究顯示，原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)能夠降低樣品中的磷脂的量，甚至達(dá)到不能檢出的水平。生物質(zhì)的含水量會(huì)極大的影響油脂的提取率，而小球藻原位轉(zhuǎn)酯研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)酯反應(yīng)底物醇的比例能夠從含水量較大的生物質(zhì)中獲得較高產(chǎn)率的生物柴油，將大大減少微生物生物柴油的能量消耗和設(shè)備投入，明顯降低生產(chǎn)成本。

4.生物精煉概念下的微生物柴油生產(chǎn)技術(shù)體系

木質(zhì)纖維素物質(zhì)來源廣泛，如果在處理過程中將某些附加值較高的化學(xué)提取出來將會(huì)大大提高收益。同時(shí)，將微生物菌體所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分利用也會(huì)大大節(jié)省原料成本，例如將酵母菌提油后的殘?jiān)?jīng)過加工脫除抗?fàn)I養(yǎng)因子后再用到微生物培養(yǎng)基的配制，可以節(jié)省大量含氮營(yíng)養(yǎng)添加物。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的副產(chǎn)物甘油可以提純后加工成丙二醇，后者是一種附加值更高的化學(xué)原料，甚至粗甘油用于培養(yǎng)基添加會(huì)提高微生物油脂的積累。廢水處理可以用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)甲烷或氫氣，也可以通過微藻培養(yǎng)回用有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物。

5.生物柴油相關(guān)生物化工品

積極利用生物柴油副產(chǎn)品甘油，采用高活性、高選擇性的催化劑，突破反應(yīng)熱移除、微生物法二羥基丙酮等關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)開發(fā)環(huán)氧氯丙烷、乙二醇、丙二醇、十六碳酸甲酯、二羥基丙酮（DHA）等高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品，拓展其在醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)資源高效綜合利用。

6.生物質(zhì)乙酰丙酸平臺(tái)化合物

完成以玉米秸稈為原料水解生產(chǎn)乙酰丙酸工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)與中試，解決生產(chǎn)過程設(shè)備腐蝕問題，完成乙酰丙酸的分離純化工藝，完成乙酰丙酸的衍生物乙酰丙酸乙酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴１岬绕脚_(tái)化合物。完成千噸級(jí)的生物質(zhì)水解生產(chǎn)乙酰丙酸聯(lián)產(chǎn)糠醛工藝、乙酰丙酸酯化工藝中試裝置的建設(shè)及運(yùn)，完成放大級(jí)的生物質(zhì)水解的生產(chǎn)乙酰丙酸工藝包的開發(fā)設(shè)計(jì)。

7.生物質(zhì)間接液體燃料

開展生物質(zhì)間接液化技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)，利用生物質(zhì)先氣化成合成氣（由CO和H2組成的混合氣體）、然后再將合成氣液化得到的產(chǎn)品，如甲醇、二甲醚、費(fèi)托汽柴油等，逐步建立中試及示范工程。

8.生物質(zhì)納米材料

以生物質(zhì)作為原料合成碳基納米材料、多孔碳材料及復(fù)合材料，所制備的納米材料具有優(yōu)異的固碳效率、催化性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，使其在催化劑載體、固碳、吸附、儲(chǔ)氣、電極、燃料電池和藥物傳遞等領(lǐng)域潛在重要應(yīng)用，使其成為合成技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

（六）強(qiáng)化生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)化與基地建設(shè)

圍繞生物質(zhì)能化產(chǎn)品規(guī)?；_發(fā)利用，依托特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，發(fā)揮骨干裝備制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與國內(nèi)外優(yōu)勢(shì)生物質(zhì)能化裝備企業(yè)和專業(yè)科研院所合作，整合上下游企業(yè)，完善特色生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)鏈。突出集成設(shè)計(jì)、智能控制、綠色制造和關(guān)鍵總成技術(shù)突破，培育一批具有系統(tǒng)成套、工程承包、維修改造、備件供應(yīng)、設(shè)備租賃、再制造等總承包能力的生物質(zhì)能化裝備大型企業(yè)集團(tuán)，建設(shè)一批特色鮮明、技術(shù)先進(jìn)、在全國有重要影響的生物質(zhì)能化裝備基地。

1.農(nóng)林原料收儲(chǔ)運(yùn)裝備

以洛陽、許昌等農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，集合國內(nèi)先進(jìn)農(nóng)林機(jī)械制造企業(yè)，引進(jìn)國外先進(jìn)制造技術(shù)，骨干企業(yè)，重點(diǎn)突破秸稈剪切、拉伸、壓縮成型等基礎(chǔ)共性技術(shù)，大力發(fā)展稻麥撿拾大中型打捆機(jī)、玉米秸稈收割調(diào)質(zhì)鋪條機(jī)、棉稈聯(lián)合收割機(jī)、能源林木收獲機(jī)械、高效粉碎機(jī)械與成型機(jī)等重大整機(jī)產(chǎn)品，帶動(dòng)相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)配套發(fā)展，切實(shí)提高生物質(zhì)收集、裝載、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的高效性和通用性。

2.纖維乙醇成套裝備

以南陽新能源產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，依托天冠集團(tuán)現(xiàn)有纖維乙醇成套裝備，集成國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，加大設(shè)計(jì)研發(fā)力度，加快推進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纖維乙醇成套裝備技術(shù)提升，打造世界領(lǐng)先的纖維乙醇成套裝備制造基地。重點(diǎn)開發(fā)原料預(yù)處理低溫低壓、大型連續(xù)汽爆技術(shù)和裝備，纖維素酶大型、高效生產(chǎn)技術(shù)和裝備，大型高效連續(xù)酶解發(fā)酵技術(shù)和裝備，高抗堵蒸餾及熱耦合干燥成套裝備，木質(zhì)素燃燒高效能量轉(zhuǎn)化裝備。2015年前形成年總裝10套3～10萬噸級(jí)纖維乙醇成套裝備能力。2020年形成年總裝300萬噸纖維乙醇成套裝備能力。

3.沼氣生產(chǎn)及沼氣發(fā)電成套裝備

以南陽新能源、鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)、安陽高新技術(shù)和長(zhǎng)葛市等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn)，依托天冠集團(tuán)、森源集團(tuán)等骨干企業(yè)，加快發(fā)展有機(jī)廢棄物高效率厭氧消化及沼氣生產(chǎn)、沼氣制取生物天然氣、民用沼氣加壓輸送、撬裝式CNG加氣站以及生物天然氣分布式能源集成等成套裝備。加強(qiáng)與美國通用、德國西門子和日本三菱等國外優(yōu)勢(shì)企業(yè)合資合作，大力發(fā)展2 000千瓦以上大型沼氣發(fā)電技術(shù)和裝備。在南陽形成大型工業(yè)沼氣成套裝備基地，在許昌和周口形成農(nóng)村大中型沼氣成套裝備基地，在鄭州形成生物天然氣分布式能源與CNG加氣成套裝備基地，在安陽形成城市有機(jī)垃圾沼氣成套裝備基地。

4.生物質(zhì)成型燃料及其高效利用成套裝備

依托河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、河南秋實(shí)新能源有限公司等，建成成型燃料成套生產(chǎn)設(shè)備和生物質(zhì)熱解氣化、高效燃燒及生物質(zhì)成型燃料氣炭油聯(lián)產(chǎn)設(shè)備加工生產(chǎn)基地。

5.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備

依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽、商丘裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。

6.生物化工產(chǎn)品關(guān)鍵裝備

依托河南財(cái)鑫集團(tuán)、華東理工大學(xué)、天津大學(xué)，設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化改進(jìn)秸稈制乙二醇等多元醇高效預(yù)處理、糖化、連續(xù)氫化裂解反應(yīng)器和節(jié)能精餾分離等關(guān)鍵設(shè)備。

依托河南天冠集團(tuán)、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、中科院上海生命科學(xué)研究院等，設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化二氧化碳降解塑料反應(yīng)釜、脫揮擠出造粒、產(chǎn)品改性等關(guān)鍵設(shè)備，生物柴油副產(chǎn)物甘油制1，3-丙二醇反應(yīng)自控流加、膜法分離、脫鹽、濃縮、真空精餾等關(guān)鍵設(shè)備，纖維丁醇發(fā)酵分離耦合反應(yīng)器、離交樹脂產(chǎn)物分離等關(guān)鍵設(shè)備。

依托宏業(yè)生化、河南省科學(xué)院能源研究所、中科院廣州能源所、山東省科學(xué)院，設(shè)計(jì)低溫低壓精餾塔、液相管式推流反應(yīng)器、高效多級(jí)蒸發(fā)等關(guān)鍵設(shè)備;改進(jìn)廢液無公害化處理、高效分散造粒、低分子量差分離等關(guān)鍵裝備。

7.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備

依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù)，發(fā)揮洛陽裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì)，加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備，形成成套生產(chǎn)能力。加快開發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料技術(shù)和裝備。

8.高比例靈活燃料汽車和雙燃料汽車

與國內(nèi)外知名汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作，依托鄭州日產(chǎn)、海馬和宇通開發(fā)乙醇/汽油靈活燃料汽車和汽油/天然氣、柴油/天然氣雙燃料汽車。前期開發(fā)專用發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料供給及控制系統(tǒng)、氧傳感器等，2015年后形成批量生產(chǎn)能力，配套建設(shè)相應(yīng)的燃料（E85、車用生物天然氣）輸、供、儲(chǔ)設(shè)施。2020年靈活燃料汽車產(chǎn)能達(dá)到20萬輛以上，雙燃料汽車產(chǎn)能達(dá)到10萬輛以上。

（七）其它先進(jìn)生物燃料技術(shù)創(chuàng)新和示范

加大科技研發(fā)投入和攻關(guān)力度，加快推進(jìn)生物柴油、航空生物燃料、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等其他先進(jìn)生物燃料技術(shù)取得重大突破。2015年前開展廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油和萬噸級(jí)纖維丁醇等示范工程建設(shè)，2020年前推動(dòng)含油林果生產(chǎn)航空生物燃料和高級(jí)油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，微藻養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，開展萬噸級(jí)工業(yè)化示范。

1.生物柴油

在鄭州、洛陽、開封、商丘、安陽、周口、漯河、焦作等餐飲廢棄油脂和工業(yè)廢棄油脂富集的地區(qū)，加快建立工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂回收體系、餐廚垃圾油脂回收體系，以餐廚垃圾油脂和工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂為主生產(chǎn)車用生物柴油。到2015年形成20萬噸/年產(chǎn)能，2020年前在全省推廣，形成30萬噸規(guī)模。

集合微藻優(yōu)良藻種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)?；B(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù)，開展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范，實(shí)現(xiàn)生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。

2.航空生物燃料

在南陽、洛陽、三門峽、安陽等山地丘陵區(qū)推進(jìn)規(guī)?；暮土止匣亟ㄔO(shè)和采集體系建立，到2020年實(shí)現(xiàn)以含油林果為主要原料生產(chǎn)航空渦輪生物燃料和高級(jí)油，規(guī)模達(dá)到25萬噸/年。

3.生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)車用生物燃料

圍繞生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)生物油、生物油催化加氫生產(chǎn)車用生物燃料，開展關(guān)鍵技術(shù)與工程示范研究。2015年完成千噸級(jí)中試。2020年建成5萬噸級(jí)的生物油催化加氫生產(chǎn)車用燃料示范工程。

第4篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)成型燃料 鍋爐設(shè)計(jì) 雙層爐排 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)

中圖分類號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（b）-00-01

1 雙層爐排的設(shè)計(jì)依據(jù)

我國在生物質(zhì)成型燃料燃燒上進(jìn)行的理論與應(yīng)用研究較少，然而它的確是能有效解決生物質(zhì)高效、潔凈化利用的一個(gè)有效途徑。目前來說，沒有弄清楚生物質(zhì)成型燃料理論，需要將原有燃煤鍋爐進(jìn)行一定程度的改造升級(jí)，但是爐膛的容積、形狀、過?？諝庀禂?shù)等和生物質(zhì)成型燃燒是不匹配的，也因此導(dǎo)致了鍋爐燃燒效率和熱效率很低，污染物排放超標(biāo)。所以，根據(jù)生物質(zhì)成型燃料理論科學(xué)來進(jìn)行設(shè)計(jì)研究專用的鍋爐是目前急需解決的重要問題。

1.1 燃燒特性

以稻草，玉米稈，高粱稈，木屑為例子，對(duì)比它們的工業(yè)分析、元素分析、以及發(fā)熱量的數(shù)值，我們可以得出結(jié)論：生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，熱值比煤要小。（1）原生物質(zhì)燃燒特性，原生物質(zhì)尤其是秸稈類的生物質(zhì)密度較小，體積大，揮發(fā)分在60%～70%之間，易燃。熱分解時(shí)的溫度低，一般來說，350C就能釋放80%的揮發(fā)分，燃燒速度很快。需氧量也遠(yuǎn)大于外界擴(kuò)散所提供的氧量，導(dǎo)致供養(yǎng)不足，從而形成CO等的有害物質(zhì)。（2）生物質(zhì)成型燃料特性，生物質(zhì)成型燃料密度遠(yuǎn)大于原生物質(zhì)，因?yàn)槠浣?jīng)過高壓才能形成，為塊狀物，結(jié)構(gòu)和組織的特征使得其揮發(fā)分逸出速度和傳熱速度大幅度降低，而其點(diǎn)火溫度升高，性能差，但比煤的性能要強(qiáng)。燃燒開始的時(shí)候揮發(fā)分是慢速分解的，在動(dòng)力區(qū)燃燒，速度也中等，逐漸過度到擴(kuò)散區(qū)和過渡區(qū)，讓揮發(fā)分所發(fā)出熱量能及時(shí)到達(dá)受熱面，因而降低了排煙的熱損失。在其揮發(fā)分燃燒后，焦炭骨架結(jié)構(gòu)變得緊密，運(yùn)動(dòng)氣流無法讓其解體懸浮，因而骨架炭能夠保持住它的層狀燃燒，形成燃燒核心。它需要的氧氣和靜態(tài)滲透擴(kuò)散的一樣，燃燒時(shí)候很穩(wěn)定并且溫度很高，也因而降低排煙的熱損失。

所以說，生物質(zhì)成型燃燒相比之下優(yōu)點(diǎn)更明顯，燃燒速度均勻適中，需氧量和擴(kuò)散的氧量能很好匹配，燃燒的波浪比較小，更穩(wěn)定。

1.2 設(shè)計(jì)生物質(zhì)成型燃料鍋爐的主要要求

（1）結(jié)構(gòu)布置，采用了雙層爐排的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也就是手燒爐排，并且在一定高度加上一道水冷卻的鋼管式爐排。其組成包括了：上爐門、中爐門、下爐門、上爐排、下爐排、輻射受熱面、風(fēng)室、燃燼室、爐膛、爐墻、對(duì)流受熱面、排氣管、煙道和煙囪等。上爐門是常開設(shè)計(jì)的，用作投燃料和供給空氣。中爐門則可以調(diào)整下爐排上燃料的燃燒，并可以清理殘?jiān)?，只打開于點(diǎn)火和清理的時(shí)候。下爐門用來排灰，提供少量空氣，在運(yùn)行時(shí)微微打開，看下爐排上的燃燒情況再?zèng)Q定是否開度。上爐排以上的地方是風(fēng)室，上下爐排間是爐膛，墻上則設(shè)計(jì)有排煙口，不能過高，不然煙氣會(huì)短路。但過低也不行，否則下爐排的灰渣厚度達(dá)不到。設(shè)計(jì)的工作原理，讓一定的粒徑生物質(zhì)成型燃料通過上爐門燃燒，上爐排產(chǎn)生的生物質(zhì)屑和灰渣可以在下爐排繼續(xù)燃燒。經(jīng)過上爐排的燃燒，生成的煙氣與部分可燃?xì)怏w通過燃料層然后是灰渣層而進(jìn)到爐膛內(nèi)，繼續(xù)燃燒，并且和下爐排上燃料所生成的煙氣混合，然后通過出煙口通向燃燼室，再到后面的對(duì)流受熱面。下爐排可以采取低、中、高這樣三個(gè)活動(dòng)爐排，因?yàn)槿剂狭胶蜔嶝?fù)荷的大小不同。這樣就達(dá)到了讓生物質(zhì)成型燃料分布燃燒的目的，能夠緩解其燃燒的速度，還能匹配需氧量。完全燃燒率得到提升，消除煙塵也更有效化了。鍋爐受熱面設(shè)計(jì)，換熱面以輻射換熱為主的形式叫作輻射換熱面，又稱作水冷壁。由計(jì)算得出其受熱面的大小，為保持鍋爐內(nèi)的爐溫和生物質(zhì)燃料的燃燒，要把上爐排布置成輻射的受熱面。而形式是對(duì)流的換熱面則是對(duì)流受熱面，也叫作對(duì)流管束，其大小能由公式計(jì)算得到。引風(fēng)機(jī)選型，引風(fēng)機(jī)是用來克服風(fēng)道阻力以及煙道的。選擇風(fēng)機(jī)的時(shí)候必須考慮其儲(chǔ)備問題，否則會(huì)造成計(jì)算帶來的誤差。風(fēng)量和風(fēng)壓能由計(jì)算來確定，選擇型號(hào)要依據(jù)制造廠的產(chǎn)品目錄。

2 對(duì)雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐的前景分析

生產(chǎn)與利用實(shí)際上就是一個(gè)把生產(chǎn)目的、手段還有投入人力物力財(cái)力之間進(jìn)行合適的結(jié)合的過程。這不是簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)過程，是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相互結(jié)合的過程。技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素要協(xié)調(diào)，才能使這項(xiàng)技術(shù)得到更好的推廣和發(fā)展。

2.1 技術(shù)分析

雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷是87千瓦，熱水溫度95攝氏度，進(jìn)水的溫度是20攝氏度，熱效率也能高達(dá)70%，其排煙溫度200攝氏度。它在技術(shù)的性能上十分占優(yōu)勢(shì)，有很高的熱效率和燃燒效率，也減少了有害氣體和煙塵的排放量，符合我國的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境帶來的損害小，所以可以考慮廣泛應(yīng)用于各種活動(dòng)生產(chǎn)中來。

2.2 經(jīng)濟(jì)分析

在經(jīng)濟(jì)效益方面，因?yàn)樵撳仩t的燃燒效率較高，所以能很大程度燃燒燃料，因此制造的熱能量等損失小，節(jié)省了不少燃料費(fèi)用。對(duì)比燃煤鍋爐，更為經(jīng)濟(jì)適用。另外，成本費(fèi)里包括了固定資產(chǎn)的投入與運(yùn)行費(fèi)用。而固定資產(chǎn)投入費(fèi)包含了設(shè)備與建設(shè)費(fèi)，該鍋爐的成本為一萬元，安裝和土建費(fèi)則是五千元，運(yùn)行費(fèi)也含有電費(fèi)、原料費(fèi)、人工費(fèi)以及設(shè)備維修費(fèi)。而優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單的設(shè)備能節(jié)省人工費(fèi)。如果對(duì)成型技術(shù)還有設(shè)備做進(jìn)一步的研究，可以在原有成本上再降低，因此也是可取的，適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的。

3 結(jié)語

（1）在技術(shù)上，雙層爐排是一個(gè)很大的進(jìn)步，能很好的提高效率，而且控制了污染物的排放量，也達(dá)到了工質(zhì)參數(shù)的設(shè)計(jì)要求，隨著燃料能源的價(jià)格上漲，還有科研人員加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)成型技術(shù)的深入研究，這種鍋爐一定能占有不錯(cuò)的市場(chǎng)。（2）用技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)來分析鍋爐，能得出一個(gè)大致結(jié)果就是，該鍋爐投資較大，但是長(zhǎng)期看來，是經(jīng)濟(jì)可行的，其效益也是符合投資要求的。只是和燃煤鍋爐比較起來，燃煤的價(jià)格占有優(yōu)勢(shì)，但如果化石能源的價(jià)格上漲，并且環(huán)保力度加大，雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐會(huì)越來越占據(jù)優(yōu)勢(shì)的一面。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉雅琴.大力開發(fā)工業(yè)鍋爐生物質(zhì)燃燒技術(shù)前景分析[M].工業(yè)鍋爐，1999.

[2] 林宗虎，徐通模.應(yīng)用鍋爐手冊(cè)[J].化學(xué)工業(yè)出版社，1996（6）.

第5篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

一、經(jīng)驗(yàn)：通過立法、規(guī)劃和鼓勵(lì)補(bǔ)貼等政策，持續(xù)推動(dòng)生物質(zhì)資源的研究、開發(fā)和利用

（一）美國通過立法和補(bǔ)貼政策促進(jìn)生物質(zhì)乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展

美國是世界上最大的乙醇生產(chǎn)國，乙醇商業(yè)化生產(chǎn)始于上個(gè)世紀(jì)90年代，玉米一直是其主要的生產(chǎn)原料。20世紀(jì)90年代開始，美國以法律形式確定了生物質(zhì)能源的主導(dǎo)地位和具體發(fā)展指標(biāo)。2002年11月，《美國生物質(zhì)能與生物基產(chǎn)品展望》報(bào)告對(duì)美國生物質(zhì)資源研究做出了遠(yuǎn)景規(guī)劃，提出到2030年，美國生物質(zhì)能和生物基產(chǎn)品將發(fā)展成為完善、成熟并可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，為美國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)創(chuàng)造新的機(jī)遇，并向消費(fèi)者提供性能優(yōu)良、綠色環(huán)保的生物基產(chǎn)品。

1999年，美國了《開發(fā)和推進(jìn)生物基產(chǎn)品和生物能源》總統(tǒng)令，制定了到2030年以生物質(zhì)燃料替代目前石油消費(fèi)總量30%的發(fā)展目標(biāo)，占國家電力的5%、交通運(yùn)輸燃料的20%和化工產(chǎn)品的25%。2005年，美國能源部提交的報(bào)告顯示：生物質(zhì)能已經(jīng)開始對(duì)美國的能源做出貢獻(xiàn)，2003年提供了1億噸標(biāo)煤能量，占美國能源消費(fèi)總量的3%，超過水電而成為可再生能源的最大來源。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，美國在生物質(zhì)資源研發(fā)領(lǐng)域的資金投入逐年遞增，其中，包括2008年12月能源部投資2億美元支持利用生物質(zhì)原料生產(chǎn)先進(jìn)生物燃料的商業(yè)化研究與實(shí)踐、2009年1月其能源部與農(nóng)業(yè)部聯(lián)合支持有關(guān)生物燃料、生物質(zhì)能及生物基產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)與過程的研發(fā)項(xiàng)目等。即使在金融危機(jī)發(fā)生之后，生物質(zhì)資源研究仍成為美國經(jīng)濟(jì)復(fù)興和再投資計(jì)劃的重要組成部分。2009年5月，美國能源部宣布，復(fù)興計(jì)劃中將有7.865億美元用于加快先進(jìn)生物燃料的研究和開發(fā)、以及商業(yè)規(guī)模的生物精煉示范項(xiàng)目等。

發(fā)展生物燃料對(duì)美國經(jīng)濟(jì)發(fā)揮了極大的推動(dòng)力量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅 2007年發(fā)展乙醇使美國減少進(jìn)口2.28億桶原油，原油進(jìn)口減少量約占美國原油進(jìn)口總量的5%，相當(dāng)于為美國經(jīng)濟(jì)節(jié)省了165億美元；乙醇生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、乙醇運(yùn)輸以及新建乙醇生產(chǎn)企業(yè)投資，共為其國內(nèi)生產(chǎn)總值增加476億美元，為美國各經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域創(chuàng)造了近24萬個(gè)工作崗位；使美國消費(fèi)者增加了123億美元收入，為聯(lián)邦政府創(chuàng)稅約46億美元，同時(shí)為各州和當(dāng)?shù)卣畡?chuàng)稅36億美元。

奧巴馬上臺(tái)后，提出了7000多億美元的巨額經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃，同時(shí)，確保實(shí)現(xiàn)國會(huì)設(shè)定的2022年美國生物燃料年產(chǎn)量達(dá)到360億加侖的目標(biāo)。為減輕糧食負(fù)擔(dān)，美國已經(jīng)做好了向非糧的二代生物燃料過渡的部署，到2030年，生物燃料替代30%化石運(yùn)輸燃料中，玉米原料只占6.7%，九成以上將是非糧原料。其最新舉措是加快纖維素燃料乙醇的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。（詳見表1）為盡快實(shí)現(xiàn)第二代生物燃料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，美國政府采取了一系列刺激和鼓勵(lì)政策。

2007年10月，美國生物質(zhì)研發(fā)技術(shù)咨詢委員會(huì)了新的生物燃料與生物基產(chǎn)品路線圖，確定了生物質(zhì)技術(shù)發(fā)展的主要障礙和解決途徑。

（二）歐洲各國對(duì)替代燃料的立法支持、差別稅收以及油料植物生產(chǎn)的補(bǔ)貼，共同促進(jìn)了生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展

歐盟委員會(huì)提出，2010年運(yùn)輸燃料的5.75％用燃料乙醇和生物柴油替代，到2020年這一比例將提高到20％。法國計(jì)劃到2015年生物柴油的產(chǎn)能將從現(xiàn)在的每年600萬噸增長(zhǎng)到1000萬噸。目前，意大利是歐洲生物柴油使用最多的國家之一。在2001年制定的金融法中，意大利計(jì)劃在3年內(nèi)將生物柴油的生產(chǎn)配額從12.5萬噸增加到30萬噸。德國政府鼓勵(lì)使用生物柴油，對(duì)生物柴油生產(chǎn)企業(yè)全額免除稅收，使其價(jià)格低于普通柴油。德國在2003年頒布法規(guī)，準(zhǔn)許自2004年起，無需標(biāo)明即可在石化柴油中最多加入5%的生物柴油。同時(shí)，德國還規(guī)定了機(jī)動(dòng)車使用生物燃料的最低份額，從2004年起的2%提高到2010年的5.75%。新規(guī)定的出臺(tái)將使生物柴油營(yíng)業(yè)額從2000年的5.035億美元猛增至24億美元，平均年增25%。西班牙2002 年12月30日頒布法令，對(duì)生物燃料全部免征特別稅，該稅是浮動(dòng)的，根據(jù)石油產(chǎn)品和生物燃料生產(chǎn)成本的變化進(jìn)行調(diào)整。

2009年4月23日，歐盟的生物燃料政策也拍板定案，其生物燃料也有了一個(gè)明確的目標(biāo)和發(fā)展方向?！犊稍偕茉粗噶睢泛汀度剂腺|(zhì)量指令》這兩道與生物燃料政策相關(guān)指令的產(chǎn)生，將對(duì)歐洲生物燃料行業(yè)的未來發(fā)展起著決定性的作用，并影響全球生物燃料市場(chǎng)。

（三）巴西通過規(guī)劃推動(dòng)生物柴油發(fā)展

巴西是世界上最大的可再生能源生產(chǎn)國。2002年，聯(lián)邦政府推出生產(chǎn)和使用生物柴油計(jì)劃（PNPB），計(jì)劃目標(biāo)為：2008年1月開始，將在全國燃料消費(fèi)中，添加2％的生物柴油，到2013年1月該比例將上升到5％。為了推進(jìn)該計(jì)劃，聯(lián)邦政府分步驟、分階段實(shí)施。

第一階段：可行性分析階段。結(jié)論是：在經(jīng)濟(jì)上，可以擴(kuò)大就業(yè)，增加收入，縮小區(qū)際之間的收入差距。在社會(huì)發(fā)展上，可以扶持社會(huì)弱勢(shì)階層，提高低收入者收入水平。在環(huán)境上，通過使用生物柴油，減少廢氣和空氣污染，可以降低社會(huì)的醫(yī)療成本。在發(fā)展戰(zhàn)略上，可以減少對(duì)進(jìn)口能源的依賴，降低國家能源安全風(fēng)險(xiǎn)。

第二階段：完善法律和政策階段。首先，定義和規(guī)范生物質(zhì)能源，同時(shí)在法律、政策、稅收上給予支持。在稅收上針對(duì)發(fā)展程度不同的地區(qū)采取不同的優(yōu)惠稅率，給予貧窮地區(qū)更多的稅收減免。按照該種差別稅率的邏輯，政府政策有義務(wù)保護(hù)兩個(gè)薄弱環(huán)節(jié)：（1）農(nóng)民的種植環(huán)節(jié)。聯(lián)邦政府為了鼓勵(lì)小農(nóng)戶種植油料作物，保障全部收購，創(chuàng)造了一個(gè)“社會(huì)燃料”憑證，以此來決定企業(yè)稅收減免的多少。（2）市場(chǎng)環(huán)節(jié)。政府公布生物柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以保障提供到市場(chǎng)上的都是高質(zhì)量的產(chǎn)品。

第三階段：計(jì)劃的實(shí)施階段。在各項(xiàng)法律、政策和稅收標(biāo)準(zhǔn)確立以后，2004年12月6日，聯(lián)邦總統(tǒng)宣布推出PNPB。2005年，第一個(gè)加入2％生物柴油的加油站開業(yè)，聯(lián)邦政府以拍賣的方式收購生物柴油，只有擁有“社會(huì)燃料”憑證的企業(yè)才能參加拍賣。政府的介入和收購，主要目的是形成實(shí)在的市場(chǎng)需求。

目前，世界可再生能源消費(fèi)僅占總能源消費(fèi)的14％，而巴西占45％。巴西還是世界上最大的乙醇出口國，30年來，乙醇生產(chǎn)導(dǎo)致巴西原油消耗下降，累計(jì)節(jié)省520億美元，還提供了100萬個(gè)工作崗位。

二、各國開發(fā)生物質(zhì)能源帶來的啟示

（一）利用自身資源稟賦的比較優(yōu)勢(shì)，尋找新的替代原料來源，力求保持能源安全、環(huán)境安全與糧食安全協(xié)調(diào)發(fā)展

從中國的情況看，上海財(cái)經(jīng)大學(xué)財(cái)經(jīng)研究所張錦華與吳方衛(wèi)研究認(rèn)為，我國農(nóng)產(chǎn)品中資源稟賦最高的是甘薯，玉米也有一定優(yōu)勢(shì)，小麥不具有優(yōu)勢(shì)。但由于當(dāng)時(shí)國家急于解決陳化糧問題，采用玉米和小麥作為生物質(zhì)能源原料。以玉米為主的生物質(zhì)能源發(fā)展路徑并不完全基于資源稟賦優(yōu)勢(shì)的策略。同時(shí)，與美國地多人少相反，中國的人口眾多，即使采用一定優(yōu)勢(shì)的玉米為原料的生物質(zhì)能源發(fā)展路徑也受到糧食安全問題的制約。雖然我國有大量的鹽堿地、荒地等劣質(zhì)土地可種植甜高粱，也有大量荒山、荒坡可以種植麻風(fēng)樹和黃連木等油料植物，但目前缺乏對(duì)這些土地利用的合理評(píng)價(jià)和科學(xué)規(guī)劃。我國雖然在西南地區(qū)種植了一定規(guī)模的麻風(fēng)樹等油料植物，但不足以支撐生物柴油的規(guī)模化生產(chǎn)。生物質(zhì)燃料資源不落實(shí)是制約生物質(zhì)燃料規(guī)模化發(fā)展的重要因素。生物質(zhì)資源的發(fā)展是生物質(zhì)能源的根本問題，優(yōu)良的作物品種是發(fā)展生物質(zhì)能的重中之重。

（二）政府積極參與，為生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展創(chuàng)造良好的市場(chǎng)環(huán)境

生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是具有環(huán)境效益的弱勢(shì)產(chǎn)業(yè)。2000年以來，我國建立了包括燃料乙醇的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)基地、銷售渠道、財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠等在內(nèi)的政策體系，但為避免對(duì)糧食安全造成負(fù)面影響，國家開始對(duì)以糧為原料的燃料乙醇的生產(chǎn)和銷售采取嚴(yán)格管制。對(duì)于生物柴油的生產(chǎn)，國家還沒有制定相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策，也沒有完善的銷售渠道。此外，生物質(zhì)資源的其它利用項(xiàng)目，如燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程項(xiàng)目等，初始投資高，需要穩(wěn)定的投融資渠道給予支持，以降低成本。同時(shí)，需建立行之有效的投融資機(jī)制做保障，促進(jìn)生物質(zhì)資源的開發(fā)利用。

（三）將扶持生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展納入到國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中

我國非糧作物的燃料乙醇尚處于試驗(yàn)階段，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，還需在生產(chǎn)工藝和產(chǎn)業(yè)組織等方面做大量工作。以廢動(dòng)植物油生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)較為成熟，但發(fā)展?jié)摿τ邢?。后備資源潛力大的纖維素生物質(zhì)燃料乙醇和生物合成柴油的技術(shù)尚處研究階段，一些相對(duì)成熟的技術(shù)缺乏標(biāo)準(zhǔn)體系和服務(wù)體系的保障，產(chǎn)業(yè)化程度低，大規(guī)模生物質(zhì)能源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的格局尚未形成。

（四）加強(qiáng)生物質(zhì)資源研究對(duì)于國家可持續(xù)發(fā)展具有很強(qiáng)的戰(zhàn)略意義

第6篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

(一)化石能源儲(chǔ)量及開采情況

化石能源(石油、天然氣和煤炭)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和提高人民生活水平的物質(zhì)基礎(chǔ)。世界化石能源的剩余探明可采儲(chǔ)量為9000億噸油當(dāng)量(toe)。其中，石油和天然氣均為1600億toe左右；煤炭?jī)?chǔ)量最為豐富，為6000多億toe。

石油資源分布極不均衡。中東、俄羅斯和非洲的石油探明可采儲(chǔ)量占世界總量的77％，是世界商品石油的主要來源。亞太地區(qū)的石油探明可采儲(chǔ)量和消費(fèi)量分別占世界總量的3.3％和30％。中國相應(yīng)的份額分別為1.3％和9.3％，是石油資源相對(duì)短缺的國家。

石油是重要的化石能源資源，在全世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油所占的份額中約為40％左右，是形成現(xiàn)代工業(yè)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力。

煤炭是古老的燃料，從19世紀(jì)60年代開始大規(guī)模開采、使用。至今，在中國、美國等一些國家中，煤炭仍用作主要的發(fā)電燃料。中國是煤炭資源豐富的國家，煤炭仍然是主力一次能源，份額保持在70％左右。

為提高使用效率、減少排碳和對(duì)環(huán)境的污染，煤炭應(yīng)用的創(chuàng)新方向是發(fā)展?jié)崈舻拿禾考夹g(shù)和煤炭液化、轉(zhuǎn)化技術(shù)，生產(chǎn)運(yùn)輸用液體燃料和化工產(chǎn)品。

(二)石油消費(fèi)情況

世界石油年消費(fèi)總量近40億噸，工業(yè)化國家(經(jīng)合組織和俄羅斯)的消費(fèi)量占62％；占人口大多數(shù)的非工業(yè)化國家(新興市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體)，石油消費(fèi)量?jī)H為38％。

美國是石油消費(fèi)量最多的國家，年消費(fèi)量為9.4億噸，相當(dāng)于其他5個(gè)消費(fèi)大國(中國、日本、德國、俄羅斯和印度)消費(fèi)量的總和；人均石油消費(fèi)量3噸多。中國的石油消費(fèi)量為3.6億噸，人均消費(fèi)量較低，僅為0.28噸左右。

不同國家的民用、商業(yè)和工業(yè)的能源消費(fèi)量和消費(fèi)品種均各不相同。交通運(yùn)輸部門的能源消費(fèi)以石油產(chǎn)品為主，石油總消費(fèi)量中約有70％用作運(yùn)輸燃料油，此份額的多少各國均不同。在氫燃料和燃料電池汽車大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)之前，這種消費(fèi)形勢(shì)將不會(huì)有太大的變化。

中國是經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、尤其是以制造業(yè)為主的發(fā)展中國家，為了給生產(chǎn)廠增加原材料和能源供應(yīng)，運(yùn)輸服務(wù)功能就需要加強(qiáng)。人均收入提高之后就會(huì)促進(jìn)道路和航空運(yùn)輸服務(wù)的發(fā)展。近年來，中國運(yùn)輸、郵電和倉儲(chǔ)的石油消費(fèi)量約占石油總消費(fèi)量的25％左右；中國仍然是人均燃料油消費(fèi)量較低的國家。隨著汽車數(shù)量的增長(zhǎng)，運(yùn)輸部門的燃料消費(fèi)量就會(huì)相應(yīng)上升。

美國的年人均運(yùn)輸燃料油消費(fèi)量2.3噸。歐盟各國平均1.0噸，中國僅為0.08噸。

(三)能源的轉(zhuǎn)型

在人類發(fā)展歷史中，在能源使用上已經(jīng)歷了好幾次能源轉(zhuǎn)型。從使用木材、薪炭為燃料到19世紀(jì)中葉大量使用煤炭，20世紀(jì)30年代開始向使用石油過渡，目前正在向以天然氣為主的方向轉(zhuǎn)變。隨著石油資源的逐漸減少，未來三四十年后產(chǎn)量即將達(dá)到峰值，此后進(jìn)入“后石油時(shí)代”。在石油資源將逐步被替代的前夕，科學(xué)技術(shù)界提出了林林總總的替代方案和工藝路線，替代能源課題涵蓋了眾多的科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)專業(yè)和產(chǎn)業(yè)行業(yè)。替代能源項(xiàng)目的實(shí)施會(huì)受到資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和實(shí)施條件等因素的約束，需要根據(jù)一定的時(shí)空條件做出技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，規(guī)劃出發(fā)展路線。

氫燃料時(shí)代：構(gòu)建以氫燃料為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)是一項(xiàng)需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的系統(tǒng)工程，包括許多工程技術(shù)課題的研發(fā)，如原料開發(fā)、制氫方法、氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸技術(shù)、氫能燃料電池系統(tǒng)和車輛、氫能安全和氫能系統(tǒng)設(shè)施等技術(shù)。

發(fā)展氫燃料的三大課題是：開發(fā)高功率、長(zhǎng)壽命、廉價(jià)的燃料電池；實(shí)現(xiàn)高能量密度的車載與地面氫燃料儲(chǔ)存設(shè)施；使用可再生能源的廉價(jià)制氫工藝技術(shù)有待突破。

從使用化石能源為主的時(shí)代過渡到氫燃料時(shí)代也許需要幾十年甚至一個(gè)世紀(jì)。

對(duì)于發(fā)展氫燃料仍存在著不同觀點(diǎn)。

支持者認(rèn)為應(yīng)該接受氫能，因?yàn)闆]有其他有競(jìng)爭(zhēng)力的運(yùn)輸燃料替代方案。電力、生物質(zhì)和化石基的合成油替代方案都不可行。

由于燃料電池汽車簡(jiǎn)化了汽車的機(jī)械、液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和生產(chǎn)工藝；汽車制造商就會(huì)接受燃料電池汽車技術(shù)。汽車主了解燃料電池汽車具有加速快、行車安靜、維修量小等特點(diǎn)之后也會(huì)接受這種新型汽車。

反對(duì)氫燃料人士認(rèn)為“氫能是黑色的”，因?yàn)樗壳爸饕獊碜悦禾康饶茉?。發(fā)展氫能不能迅速解決能源、溫室氣體問題。發(fā)展汽車用燃料電池和氫氣的系統(tǒng)設(shè)施還面臨許多技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的障礙。

總之，氫燃料作為替代石油產(chǎn)品在節(jié)約燃料、減少溫室氣體排放和改善汽車性能等方面均有優(yōu)點(diǎn)。盡管對(duì)發(fā)展氫燃料仍有爭(zhēng)議、又難確定推廣日程，及早做出發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)論證是有意義的。

(四)石油替代

世界石油資源量終將逐漸減少以致最終枯竭，石油資源匱乏是人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。對(duì)于石油產(chǎn)量到達(dá)峰值時(shí)間，不同學(xué)者提出了各種不同論點(diǎn)。一些學(xué)者曾預(yù)測(cè)世界常規(guī)原油生產(chǎn)的峰值將在2010年到達(dá)，有的則認(rèn)為常規(guī)石油產(chǎn)量可持續(xù)增長(zhǎng)20--30年或更長(zhǎng)時(shí)間。按照目前石油年產(chǎn)量和年增長(zhǎng)速率預(yù)測(cè)，當(dāng)石油年產(chǎn)量達(dá)到峰值(60億噸)后，產(chǎn)量就將逐步下降。

總體形勢(shì)是：(1)勘探、鉆采技術(shù)進(jìn)步可將更多的石油資源開發(fā)成為探明可采儲(chǔ)量；(2)非常規(guī)石油(包括油砂瀝青、特重原油和油頁巖等)儲(chǔ)量豐富，開采、煉制技術(shù)不斷進(jìn)步，將補(bǔ)充常規(guī)石油的不足；(3)替代燃料生產(chǎn)技術(shù)(包括風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源及核能的推廣應(yīng)用)、非常規(guī)石油資源開采及其加工技術(shù)、天然氣制油(GTL)技術(shù)、煤煉油技術(shù)(cTL)、生物質(zhì)制油技術(shù)(BTL)等的發(fā)展和應(yīng)用將可逐步替代部分石油資源；(4)燃料使用技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步將減緩石油消費(fèi)的增長(zhǎng)。

從目前石油生產(chǎn)形勢(shì)看，約有63個(gè)產(chǎn)油國的產(chǎn)量處在峰值后期，35個(gè)國家尚未達(dá)到峰值。世界石油產(chǎn)量達(dá)到峰值的時(shí)間取決于石油消費(fèi)的年均增長(zhǎng)率和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步等條件。較高的石油資源基數(shù)會(huì)推遲峰值產(chǎn)量到來的時(shí)間。近幾十年來，石油資源基數(shù)不斷攀升，已從上世紀(jì)40年代的820億噸，升至2000年美國地質(zhì)勘探局(USGS)估算的最高值5310億噸。

盡管石油產(chǎn)量的峰值有可能于本世紀(jì)中期出現(xiàn)(可能會(huì)推遲)，但如不未雨綢繆，屆時(shí)必定會(huì)m現(xiàn)全球性的能源危機(jī)。人們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到：至本世紀(jì)中期(2050年)，盡管石油資源將逐漸減少，如果及時(shí)、積極地采取應(yīng)對(duì)措施，在石油產(chǎn)量達(dá)到峰值之前解決石油替代問題，那么石油資源匱乏問題將得到一定程度的化解。

中國油、氣資源相對(duì)短缺，發(fā)展替代能源尤其具有重要意義，也是解決能源問題的根本途徑。除了具體項(xiàng)目的實(shí)施需經(jīng)反復(fù)地技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證之外，具體發(fā)展方針、工藝路線更需要高層決策者根據(jù)國家資源條件、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，高屋建瓴地從國家的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃角度和可持續(xù)發(fā)展理念出發(fā)，預(yù)測(cè)到替代能源方案三五十年的發(fā)展前景，進(jìn)行統(tǒng)籌安排、制定替代能源發(fā)展

戰(zhàn)略和路線，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。

本文試圖以我國資源、技術(shù)條件為基礎(chǔ)，就發(fā)展運(yùn)輸燃料的宏觀經(jīng)濟(jì)評(píng)估問題做一探討。根據(jù)國內(nèi)石油用途及使用情況，論述內(nèi)容以運(yùn)輸燃料的替代為重點(diǎn)。結(jié)合我國的國情和資源狀況，著重介紹煤基和生物質(zhì)基的替代燃料生產(chǎn)技術(shù)和交通運(yùn)輸工具及其節(jié)能問題。拋磚引玉，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和決策者參考，其中涉及到的具體技術(shù)課題，請(qǐng)參閱筆者編著、即將由中國石化出版社出版的《石油替代綜論》一書。

二、宏觀評(píng)估的基準(zhǔn)

(一)原料資源及其可得性

生產(chǎn)替代燃料的原料種類繁多，性質(zhì)各異、可得性也不同。必須衡量資源量及可供應(yīng)量等做出評(píng)估。

煤炭資源：中國是煤炭資源較為豐富的國家，國土資源部公布的煤炭探明可采儲(chǔ)量為2040億噸。全國煤炭預(yù)測(cè)資源量約為4.55萬億噸。但我國又是人均煤炭擁有量偏低的國家(中國和美國的人均煤炭擁有量分別為160噸／人和800噸／人)。

中國的煤炭消費(fèi)以發(fā)電、供熱(占50％)和工業(yè)用煤(包括煉焦、建材等占40％)為主；民用、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和交通運(yùn)輸用煤占10％。

國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，使煤炭消費(fèi)量迅速增長(zhǎng)，煤炭年產(chǎn)量已增至26億噸。

發(fā)展煤制油(CTL)產(chǎn)業(yè)，需耗用大量的優(yōu)質(zhì)煤炭原料(每生產(chǎn)1噸運(yùn)輸燃料油，約需耗煤4噸)，應(yīng)根據(jù)發(fā)電、工業(yè)和服務(wù)業(yè)發(fā)展的用煤量來綜合規(guī)劃替代燃料生產(chǎn)的煤炭可供應(yīng)量。

天然氣資源：是生產(chǎn)替代燃料、氫燃料的重要原料，我國的天然氣資源相對(duì)較少。

生物質(zhì)資源：包括谷物和油料植物、木質(zhì)纖維素秸稈和能源作物。數(shù)據(jù)顯示：中國乃至亞洲均為可再生能源(包括生物質(zhì)、太陽能、風(fēng)能、地?zé)岷退?短缺地區(qū)，人均擁有量?jī)H為100公斤(世界人均值為300公斤)。中國農(nóng)業(yè)、林業(yè)生物質(zhì)廢料資源不足、也未建成生物能源產(chǎn)業(yè)。有合適水資源的荒漠地區(qū)可發(fā)展生物質(zhì)能源的種植。

生產(chǎn)燃料乙醇和生物柴油的玉米和植物油均為農(nóng)作物，不僅占用良好耕地、光合效率也低。我國的人均糧食、油料占有率均較低(人均糧食占有率僅0.38噸／人?年)，所以玉米生產(chǎn)乙醇和食用植物油生產(chǎn)生物柴油均不應(yīng)是替代燃料發(fā)展方向。

中國農(nóng)作物秸桿資源量約為6億噸?？鄢暳?、還田用肥料等，可供作能源資源量約折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.7億噸，林業(yè)廢料約折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.7億噸。

甜高粱制乙醇是開發(fā)中的技術(shù)。莖桿中的糖分可發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，榨汁后的纖維素和半纖維素也可用作生產(chǎn)乙醇原料。

生產(chǎn)薯類作物地區(qū)可以發(fā)展薯類制乙醇技術(shù)，用木薯制乙醇每畝地可產(chǎn)乙醇0.2噸。除了薯類的前期預(yù)處理過程與玉米原料不同外，其他工序均相近。薯類發(fā)酵的殘?jiān)鼱I(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低，通常用作沼氣或肥料。加工薯類淀粉的水耗量較大，污水處理難度較大。

(二)能耗與能效率

替代石油生產(chǎn)過程的能耗是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

煤直接液化為高壓高溫操作、生產(chǎn)流程長(zhǎng)。水電等公用工程和氫耗量均較高，生產(chǎn)過程綜合能效率為50％左右，即使用2噸一次能源(煤)最終轉(zhuǎn)化為1噸油品。

煤間接液化采用一次通過式合成流程、與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的聯(lián)產(chǎn)流程是生產(chǎn)運(yùn)輸燃料油的優(yōu)化路線。聯(lián)產(chǎn)合成油的IGCC電站系統(tǒng)可以提高能效率(達(dá)到52％--55％，常規(guī)合成僅為42％左右)，并可降低建設(shè)投資和生產(chǎn)費(fèi)用。

目前玉米生產(chǎn)燃料乙醇的能效率已達(dá)1.34。每生產(chǎn)1公斤高熱值的燃料乙醇需消費(fèi)化石能源0.34公斤(包括玉米耕種、玉米收獲、乙醇生產(chǎn)和燃料乙醇分配)。

生物柴油的能效率為1.313。即每生產(chǎn)1公斤能量的生物柴油需消費(fèi)化石能源0.313公斤。

所以嚴(yán)格說，目前的生物燃料并非完全的“綠色燃料”。

(三)環(huán)境影響與溫室氣體(GHG)排放

用碳基化石能源生產(chǎn)替代燃料造成的溫室氣體排放量超過原油煉制過程。以煤炭生產(chǎn)合成油為例，煤炭中約70％含碳在合成過程轉(zhuǎn)化為CO2排入大氣中，造成溫室氣體效應(yīng)。即使采取CO2回收或填埋技術(shù)后，也仍有約10％含碳未能回收而排入大氣中。

在CTL生產(chǎn)流程中應(yīng)考慮CO2回收、利用，以解決溫室氣體排放問題。CTL生產(chǎn)過程中增加碳回收將導(dǎo)致過程的能效率降低2％--3％，生產(chǎn)成本約增長(zhǎng)25％。建設(shè)投資也將相應(yīng)增加。

以CITL為例：每噸合成油的碳排放量2--2.4噸(聯(lián)產(chǎn)電力的合成油廠，碳排放量約相當(dāng)于進(jìn)料含碳量的72％--77％。CO2回收系統(tǒng)的碳撲集量約相當(dāng)于原料煤含碳量的70％)。

替代燃料生產(chǎn)過程還可能造成大氣污染物的排放，對(duì)局部的環(huán)境和居民健康構(gòu)成危害。例如：硫氧化合物(SOX)擴(kuò)散范圍可達(dá)幾百公里。形成“酸雨”危害土壤和農(nóng)作物生產(chǎn)。澳大利亞曾計(jì)劃發(fā)展大型油頁巖工業(yè)項(xiàng)目，由于未能解決二惡英毒害防治問題而被迫擱置、停建。

(四)建設(shè)投資

煤炭直接液化或間接液化工廠的單位油品(噸/年)的建設(shè)投資約1.2萬元，煉油能力為500---1000萬噸／年的燃料型煉油廠，單位生產(chǎn)能力(噸/年)的建設(shè)投資約在1500--2000元。據(jù)此估算，與投資有關(guān)的折舊費(fèi)、維修費(fèi)用和保險(xiǎn)費(fèi)等項(xiàng)均相應(yīng)增大，煤制油項(xiàng)目的固定成本約為煉油項(xiàng)目的6倍。

煤直接液化過程包括高苛刻度的加氫過程和大量的固體物料破碎、研磨過程；水電等公用工程能耗為20公斤／噸產(chǎn)品，使生產(chǎn)成本增高。

宏觀而言，CTL項(xiàng)目應(yīng)包括相應(yīng)的采煤、鐵路運(yùn)輸、供電及供水等公用工程設(shè)施，綜合投資費(fèi)用就更高了。

(五)生產(chǎn)成本與價(jià)格

替代燃料的生產(chǎn)成本與原料價(jià)格、公用工程消耗量和建設(shè)投資密切相關(guān)。由于CTL是投資密集的工業(yè)，不僅固定成本會(huì)相應(yīng)增加，稅率和資金回報(bào)率也應(yīng)相應(yīng)增加，才能促進(jìn)資金積累和鼓勵(lì)投資信心。考慮這些因素，CTL的投資利潤(rùn)率應(yīng)不低于12％。

上述增加成本因素必然導(dǎo)致替代燃料價(jià)格上升，對(duì)石油燃料的競(jìng)爭(zhēng)力降低。

(六)占用土地

多數(shù)生物質(zhì)能源是靠光合作用、攝取太陽能獲得的。發(fā)展生物質(zhì)原料生產(chǎn)需占用大量耕地或開墾荒漠土地。就土地的“能量收獲密度”而言，不同產(chǎn)品差別很大。糧食生產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)化效率低：?jiǎn)挝桓孛娣e的乙醇產(chǎn)量差別很大：甜高粱：4.0；甘蔗；3.1；玉米：1.3噸／公頃。

每生產(chǎn)1噸生物柴油占用耕地面積(公頃)：大豆：2.7；菜籽油：1.0；蓖麻油：0.84；棕櫚油：0.2。

黃連木每畝地可產(chǎn)生物柴油60公斤(產(chǎn)1噸油需占地17畝)，麻風(fēng)樹果可產(chǎn)生物柴油180公斤(產(chǎn)1噸油需占地5.6畝)。

微藻生物柴油每公頃可達(dá)到40--60噸產(chǎn)量，不需占用耕地，可利用荒漠土地，但對(duì)日照強(qiáng)度和二氧化

碳供應(yīng)有特定要求。

(七)水資源

替代燃料生產(chǎn)過程需耗用一定量的水資源。直接液化CDTL的耗水指標(biāo)為7--8噸／噸生成油；間接液化CITL的耗水量指標(biāo)為8--10噸／噸生成油。若包括原料煤的水洗，則總耗水量可達(dá)10--12噸／噸生成油。水資源也是發(fā)展CTL工業(yè)的制約因素。中國北方是水資源短缺地區(qū)。

微藻生產(chǎn)生物柴油，在微藻培育過程需要補(bǔ)充水，可使用鹽堿水或海水等非飲用水源，取決于藻類的品種。在荒漠地區(qū)發(fā)展微藻生物柴油尤其需要考慮水源問題。

三、石油替代方案

運(yùn)輸車輛的能耗與客貨運(yùn)輸量、車輛的效率、使用燃料種類有關(guān)、提高運(yùn)輸車輛的效率對(duì)于節(jié)約燃料、減少溫室氣體排放均具有重要意義。

替代燃料的發(fā)展路線應(yīng)與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車發(fā)展趨勢(shì)相適應(yīng)。從使用內(nèi)燃機(jī)汽車、推廣混合動(dòng)力汽車(HEV)到未來的燃料電池汽車是必然的發(fā)展趨勢(shì)。這一發(fā)展時(shí)程要經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間和逐漸的過渡。因此，不同時(shí)期需要有不同的替代燃料發(fā)展路線。最先是解決汽、柴油和航空燃料的替代；然后是為推廣插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)或電動(dòng)汽車提供電力；最終則是為燃料電池汽車提供氫燃料。

改進(jìn)、提高運(yùn)輸車輛效率的節(jié)能效應(yīng)是顯著的。例如：常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)泵負(fù)荷、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和減低車身重量等就可提高汽車的行車效率。汽車內(nèi)燃機(jī)的均勻充氣壓燃技術(shù)可大大節(jié)約油耗。推廣HEV汽車和發(fā)展燃料電池汽車的節(jié)油效應(yīng)更為顯著。1公斤氫燃料就約相當(dāng)于8升汽油。

按照油箱到車輪(TTW)表示的運(yùn)輸過程能量效率計(jì)算：常規(guī)火花塞式的汽油內(nèi)燃機(jī)汽車的TTW效率為16.7％；混合動(dòng)力汽油內(nèi)燃機(jī)汽車為20.7％；可使燃料經(jīng)濟(jì)性提高24％。未來的氫氣燃料電池汽車可按40％計(jì)算；燃料經(jīng)濟(jì)性約可提高150％。

生產(chǎn)替代燃料的原料包括煤炭、天然氣、生物質(zhì)、太陽能、風(fēng)能、核能等。不同發(fā)展時(shí)期的使用的替代燃料有：液體替代燃料(替代汽油和替代柴油，燃料乙醇、生物柴油等)，然后是電力，最終是使用氫燃料。

以下按不同的原料(煤炭、天然氣和生物質(zhì)等)生產(chǎn)各類替代燃料工藝方案的宏觀經(jīng)濟(jì)性論述如下：

(一)煤炭

在內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代，用煤制油技術(shù)生產(chǎn)液體替代燃料的兩種工藝均有在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范的項(xiàng)目。國內(nèi)具備了煤制油技術(shù)的工程設(shè)計(jì)和建設(shè)能力

在油價(jià)較高、煤炭?jī)r(jià)格相對(duì)較低的條件下，在煤資源豐富地區(qū)適合建設(shè)煤制油工廠。

煤制油是投資密集的產(chǎn)業(yè)，還需要配套建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的煤礦、交通運(yùn)輸和公用工程系統(tǒng)設(shè)施。全系統(tǒng)的綜合投資可能高于深海天然石油、非常規(guī)石油的開發(fā)，做好CTL建設(shè)項(xiàng)目的綜合宏觀技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證是必要的。

煤制油過程造成了溫室氣體排放效應(yīng)，需要采用CO2回收和埋存技術(shù)以減少排碳。建設(shè)減排設(shè)施將降低過程的能效率，還將導(dǎo)致每噸油品增加上千元的減排費(fèi)用。

1、煤直接液化(CDTL)技術(shù)

國內(nèi)建設(shè)的CDTL項(xiàng)目，在工藝流程、工藝設(shè)備和控制技術(shù)等方面均有改進(jìn)和創(chuàng)新；已進(jìn)展到大型工業(yè)示范階段。

CDTL為高壓加氫技術(shù)，工藝特點(diǎn)是使用高壓、高溫工藝設(shè)備，操作條件苛刻；耗用大量氫氣。汽油質(zhì)量好、柴油十六烷值低，需經(jīng)過調(diào)合才能出廠

2、煤間接液化(CITL)技術(shù)

國內(nèi)正積極推動(dòng)CITL技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，已建設(shè)了3個(gè)示范廠。

主要優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)潔凈的成品油、柴油質(zhì)量好；生產(chǎn)費(fèi)用低于CDTL，適合于在生產(chǎn)過程中回收C2。

主要缺點(diǎn)：工流程較長(zhǎng)；能效率較低(常規(guī)流程42％，聯(lián)產(chǎn)電力較高、約50％--55％)，石腦油不適合制造汽油，而適合用作裂解(生產(chǎn)乙烯)的原料。

由整體燃?xì)饣?lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電與合成工藝組成的油一電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、提高系統(tǒng)能效率(55％)，相應(yīng)降低建設(shè)投資。

發(fā)展合成油工廠的幾個(gè)技術(shù)問題：

①由大型煤氣化爐、先進(jìn)合成技術(shù)和IGCC發(fā)電系統(tǒng)組成的聯(lián)合工廠在工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行上均缺乏經(jīng)驗(yàn)。

②聯(lián)合工廠耗水量大，(用水指標(biāo)約為8--12噸／噸合成油)，污水處理和對(duì)地下水源污染問題也值得關(guān)注。

③煤礦規(guī)模應(yīng)與合成油工廠配套，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)合成油300萬噸合成油廠，年耗煤量為1500---1600萬噸(包括發(fā)電和燃料用)，需要配置大型煤礦基地。國家應(yīng)根據(jù)資源條件配合電廠擴(kuò)建考慮建設(shè)油電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)。

④溫室氣體排放問題：每噸合成油的碳排放量2--2.4。

3、煤電為電動(dòng)車提供能源需要采用潔凈的煤燃燒技術(shù)提高發(fā)電的效率。IGCC煤發(fā)電技術(shù)的能效率達(dá)40％。建設(shè)投資較高(約8000元／kW)

4、煤制氫：在氫燃料推廣初期將以煤制氫為主要方式。采用先進(jìn)技術(shù)的大型煤制氫工廠，氫燃料成本就可降到燃料電池汽車可接受的水平

(二)天然氣

近年來我國天然氣資源量有了較快增長(zhǎng)。但是，目前國產(chǎn)天然氣量和進(jìn)口液化天然氣數(shù)量仍不能滿足城市民用燃料和調(diào)峰發(fā)電的需要?？紤]到資源可得性和原料價(jià)格等因素，應(yīng)慎重評(píng)估建設(shè)天然氣制油(GTL)項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

(三)生物質(zhì)

在內(nèi)燃機(jī)汽車時(shí)代，生物質(zhì)替代燃料的主要發(fā)展路線為燃料乙醇、生物柴油、微藻柴油和生物質(zhì)制油等項(xiàng)。

1、燃料乙醇

(1)纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇。纖維素(如秸稈)制燃料乙醇技術(shù)：用農(nóng)業(yè)秸稈或能源作物生產(chǎn)燃料乙醇可望于5--10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。纖維素制乙醇的技術(shù)課題是提高纖維素水解效率、降低纖維素酶的成本、開發(fā)木糖發(fā)酵用的微生物菌種和優(yōu)化生產(chǎn)過程，如果這些關(guān)鍵技術(shù)能在今后10年內(nèi)取得突破性進(jìn)展，2020年將有可能達(dá)到替代率達(dá)到20％的水平。開發(fā)中的技術(shù)包括：

①開發(fā)水解用的纖維素酶：纖維素酶是由具有不同功能多種酶的重組體。美國研發(fā)目標(biāo)是降低酶的生產(chǎn)成本(把酶的有效成本從170美元／噸乙醇降低lO倍，達(dá)到17美元／噸乙醇)、提高酶的比活性。近期把纖維素酶的比活性提高3倍(相對(duì)于Trichodermareesei系統(tǒng))，最終目標(biāo)是把酶的‘比活性’即生成效率提高10倍，我國也應(yīng)制定相應(yīng)的目標(biāo)。

②糖類發(fā)酵用的微生物：為了實(shí)現(xiàn)秸稈生產(chǎn)乙醇技術(shù)的工業(yè)化，需采用DNA重組技術(shù)開發(fā)出一種新的微生物重組體，以便可以同時(shí)將葡萄糖、木糖和阿拉伯糖發(fā)酵為乙醇。研究發(fā)現(xiàn)：植入幾種DNA基因體的發(fā)酵單胞菌可以同時(shí)進(jìn)行葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的發(fā)酵。已經(jīng)開發(fā)出了具有乙醇產(chǎn)率高、可在低PH值條件下發(fā)酵、副產(chǎn)物產(chǎn)率低的菌種；適合于工業(yè)生產(chǎn)使用。

③聯(lián)合流程：為了將纖維素生物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為乙醇需要采用聯(lián)合發(fā)酵流程。使用可以同時(shí)將葡萄糖、

木糖和阿拉伯糖發(fā)酵為乙醇的微生物，在生產(chǎn)上可降低耗電量；減少冷卻水用量；將發(fā)酵罐生產(chǎn)能力從2.5克／升小時(shí)提高至5克／升小時(shí)，從而可以大大降低發(fā)酵罐的容量，降低建設(shè)投資。

(2)糧食生產(chǎn)乙醇不是發(fā)展方向，這是因?yàn)椋杭Z食作物的光合作用的效率低；糧食生產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)化效率低：?jiǎn)挝桓孛娣e的乙醇產(chǎn)量(噸／公頃)：甜高粱為4.0；甘蔗為3.1；玉米為1.3；中國的可耕地面積少，人均糧食水平偏低(僅約為0.38噸／人?年)。

(3)其他原料：非糧乙醇生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀。甜高粱：具有不占用耕地和光合效率高、抗旱、耐澇耐鹽堿等特性。每畝地可收獲鮮莖桿4--5噸。莖桿的榨汁作為發(fā)酵制乙醇的原料。目前，莖稈的儲(chǔ)存、防止霉化變質(zhì)和木質(zhì)纖維素利用等技術(shù)問題尚未解決。薯類：在盛產(chǎn)薯類地區(qū)可適當(dāng)發(fā)展燃料乙醇的生產(chǎn)。

2、生物柴油

2006年世界生物柴油總產(chǎn)量約為750萬噸，相當(dāng)于680萬噸(油當(dāng)量)。

生物柴油的原料種類繁多。除了食用植物油外、發(fā)展木本油料作物、回收餐飲廢油等非食用油資源是發(fā)展生物柴油的方向。 發(fā)展生物柴油工業(yè)，需要為副產(chǎn)甘油開發(fā)新的用途。生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷、1，3-丙二醇可供選擇。

植物油經(jīng)過加氫處理生產(chǎn)綠色柴油是第二代生物柴油工藝。產(chǎn)品具有高十六烷值(80)、超低硫含量和不含芳烴等特點(diǎn)。國外已建成了工業(yè)生產(chǎn)裝置。此類裝置適合于建在煉油廠內(nèi)部以充分利用已有的供氫和水電供應(yīng)設(shè)施。

10萬噸／年生物柴油工廠的建設(shè)投資約3億元左右，折合單位能力的建設(shè)投資指標(biāo)為3000元／噸／年。

以大豆油為原料生產(chǎn)生物柴油工廠的生產(chǎn)成本與植物油原料價(jià)格密切相關(guān)。大豆價(jià)格為3000元／噸和4000元／噸時(shí)，生物柴油生產(chǎn)成本分別約為4700元／噸柴油當(dāng)量和5100元／噸柴油當(dāng)量。

3、微藻柴油

美國等國家已經(jīng)對(duì)微藻生產(chǎn)生物柴油課題進(jìn)行了近30年的開發(fā)研究，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室和戶外研究，已經(jīng)在優(yōu)選藻類品種、光合作用機(jī)理、培育方法和條件、培育水池構(gòu)造等方面取得成果。一些公司正在積極從事“露天微藻培育水池”和“微藻光生物反應(yīng)器”的開發(fā)，推動(dòng)微藻柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。

微藻生產(chǎn)生物柴油的工業(yè)化取決于地區(qū)擁有的資源條件、微藻生產(chǎn)技術(shù)和工藝設(shè)備的開況。

資源條件主要包括：氣候和日照條件、C2和營(yíng)養(yǎng)物的來源；微藻柴油工廠應(yīng)靠近煉油廠、發(fā)電站、油田天然氣田以便就近取得CO2；可用的水源，微藻培育過程需要補(bǔ)充水，可使用鹽堿水或海水，取決于藻類的品種。

微藻培育：培育微藻設(shè)施已經(jīng)研制了光生物反應(yīng)器和露天培育水池兩種方案。在建設(shè)投資和運(yùn)行上各有優(yōu)缺點(diǎn)，均處于研究、開發(fā)階段。尚未進(jìn)入工業(yè)示范階段。

微藻生產(chǎn)技術(shù)包括微藻收獲、生物質(zhì)干燥、提取生物油等過程，均為開發(fā)中的技術(shù)。

微藻柴油的主要優(yōu)點(diǎn)是單位土地面積產(chǎn)率比用植物油生產(chǎn)柴油高出幾十倍，且不占用耕地。但在土地上布置大面積的開放式培養(yǎng)池或密閉式光生物反應(yīng)器，需要巨額投資。

4、生物質(zhì)制油(BTL)

國外已開發(fā)成功了木質(zhì)纖維素兩段氣化生產(chǎn)合成氣技術(shù)，并已建成了合成氣生產(chǎn)運(yùn)輸燃料的示范裝置。

生物質(zhì)制油包括生物質(zhì)氣化和合成2個(gè)工序，系統(tǒng)熱效率較高(50％--55％)。但生物質(zhì)原料的集運(yùn)困難，考慮適宜的原料收集半徑，BTL生產(chǎn)規(guī)模以年產(chǎn)生物油≤10萬噸為宜。BTL單位投資約為1.5--1.8萬元／噸／年，高于CTL。

5、生物質(zhì)發(fā)電廠

規(guī)模為25--50MWe熱效率(28％)，遠(yuǎn)低于大型IGCC燃煤電廠。建設(shè)投資也高于后者。

生物質(zhì)發(fā)電改為煤一生物質(zhì)混燒具有減少排碳效應(yīng)，是更適宜的組合。

四、對(duì)比方案

石油替代的宏觀規(guī)劃存在諸多的不確定因素，除了應(yīng)反復(fù)論證、及時(shí)修訂外，尤其需要根據(jù)資源、工藝路線和目的產(chǎn)品等條件做出不同方案的橫向比較，才能得出較為切合實(shí)際的發(fā)展方針、路線。

許多一次能源(如煤、天然氣、生物質(zhì)和微生物)都能通過CTL、GTL、BTL和AGL(微藻制油)等技術(shù)路線轉(zhuǎn)化為烴燃料，但它們同時(shí)也可是發(fā)電(CTE、GTE、BTE)的原料。從而可組成不同的橫向?qū)Ρ确桨?。例如：既可引出諸如煤發(fā)電一生物質(zhì)制油與煤制油一生物質(zhì)發(fā)電的兩組宏觀對(duì)比方案。又可引出(用太陽能的)微藻制油一煤發(fā)電與煤制油一太陽能發(fā)電兩組宏觀對(duì)比方案。另外，電力汽車的能耗低于內(nèi)燃機(jī)汽車，于是，從原料煤開始，可以有煤制油、煤發(fā)電兩組對(duì)比方案，從中可以看出發(fā)展電動(dòng)汽車對(duì)社會(huì)和消費(fèi)者的節(jié)約效應(yīng)。實(shí)例說明如下：

(一)煤或生物質(zhì)交叉生產(chǎn)電力或運(yùn)輸燃料

設(shè)定煤制油―生物質(zhì)發(fā)電和生物質(zhì)制油―煤發(fā)電兩組方案。煤制油和生物質(zhì)制油規(guī)模均為年產(chǎn)運(yùn)輸燃料油100萬噸；或是用煤、生物質(zhì)為發(fā)電燃料，進(jìn)行兩組方案的對(duì)比。原料年消耗量分別為：煤炭330萬噸，生物質(zhì)原料600萬噸。綜合比較主要結(jié)果如下：

能效率：BTL的能效率(48％)略高于CTL(42％)。生物質(zhì)發(fā)電能效率(28％)低于IGCC燃煤發(fā)電(40％)：

建設(shè)投資：BTL規(guī)模較小，單位建設(shè)投資比CTL高(約20％)。原料煤量同等的CTL31)--投資(140億元)高于煤IGCC發(fā)電廠投資(110億元)；

生產(chǎn)規(guī)模：生物質(zhì)大規(guī)模集中運(yùn)輸困難，BTL只能到年產(chǎn)10萬t級(jí)規(guī)模，生物質(zhì)發(fā)電廠規(guī)模在25--50MWe之內(nèi)；

環(huán)境效應(yīng)：CTL的溫室氣體排放率為石油煉廠的1.8倍，煤―生物質(zhì)聯(lián)合制油(CBTL)的GHG排放率僅相當(dāng)于原油煉制過程的20％，故環(huán)境效益好于CTL；

生物質(zhì)發(fā)電改為煤―生物質(zhì)混燒也是合理的組合。

(二)電動(dòng)汽車和汽油汽車的能效率對(duì)比

實(shí)質(zhì)上是CTL-煤發(fā)電的能效率對(duì)比。

HEV汽車可將回收的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力再利用，插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)可直接用電力替代汽油。若常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車每百公里耗油量按7.2升計(jì)、電動(dòng)汽車耗電量按18kWh計(jì)，則相應(yīng)的油-電當(dāng)量為：2.5kWh電力可替代1升汽油。

若汽油和電力均為來自煤炭，上述事例既說明先進(jìn)交通運(yùn)輸工具的節(jié)能意義，又表明不同煤炭利用路線的經(jīng)濟(jì)性。說明如下：

暫按4.0kWh電力替代1升汽油計(jì)算，即5.4MWh電力(即1kW裝機(jī)容量)相當(dāng)于1噸汽油?？梢跃虲TL和煤發(fā)電兩條工藝路線，從原料消耗和能效率、投資和社會(huì)效益等方面對(duì)比，生產(chǎn)同等數(shù)量燃料的效果作出如下比較：

煤耗和能效率：CTL生產(chǎn)1噸燃料需耗用標(biāo)準(zhǔn)煤3.5噸，綜合能效率為45％；IGCC煤發(fā)電生產(chǎn)5，4MWh電力耗用標(biāo)準(zhǔn)煤1.8噸，能效率為40％；生產(chǎn)等量運(yùn)輸

燃料的耗煤比率為制油：發(fā)電=1：0.51。 建設(shè)投資：CTL工藝，1噸生產(chǎn)能力的建設(shè)投資約為1.4萬元；1KW發(fā)電能力的IGCC電廠建設(shè)投資約為0.8萬元；燃煤電廠投資大大低于CTL技術(shù)。

消費(fèi)者收益：駕駛PHEV汽車按每年節(jié)約汽油0.5萬元、支付電費(fèi)0.24萬元，凈節(jié)約燃料費(fèi)0.26萬元；購車差價(jià)按2萬元計(jì)算。則增加購車費(fèi)的靜態(tài)回收期達(dá)8年。為推動(dòng)“以電代油”，國家應(yīng)實(shí)施購買PHEV汽車的優(yōu)惠政策。

環(huán)境效應(yīng)：PHEV汽車可實(shí)現(xiàn)零碳排放。GHG效應(yīng)優(yōu)于汽油車。

(三)2種原料―2種產(chǎn)品交叉方案

太陽能是地球一次能源的唯一來源，可采用塔式集熱技術(shù)發(fā)電、也可為微藻生物柴油的生產(chǎn)提供光合作用的光源。煤炭可用作CTL技術(shù)生產(chǎn)燃料油的原料、也可用作IGCC技術(shù)的發(fā)電燃料。這就可組成煤制油―太陽能發(fā)電(方案甲)和微藻柴油―煤發(fā)電(方案乙)兩組對(duì)比方案。

以年產(chǎn)替代燃料100萬噸為基準(zhǔn)，CTL制油和發(fā)電用煤量相等。設(shè)定太陽能集熱發(fā)電規(guī)模與煤發(fā)電相等。進(jìn)行此兩組方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。主要結(jié)果如下：

a)相同煤加工量的煤制油投資(140億元)高于IGCC煤發(fā)電(110億元)。

b)煤制油能量轉(zhuǎn)化效率(45％)高于IGCC煤發(fā)電(40％)；但如上所述，電代油具有節(jié)能效應(yīng)。

c)太陽能塔式集熱發(fā)電按峰值計(jì)算達(dá)70GWP，折合年均20GW，投資高(280億元)(應(yīng)還有降低空間)；微藻柴油尚未建成工業(yè)裝置(全部按高效的光生物反應(yīng)器估算投資約為300億元)。兩者的投資均為數(shù)量級(jí)估算，投資額接近。

d)同等規(guī)模的微藻柴油工廠建設(shè)投資大大高于CTL。

e)微藻柴油―煤發(fā)電組合方案有利于電廠煙氣的C02利用。

f)太陽能集熱發(fā)電、微藻柴油均需占用大量土地。適合于建在光照條件好、地勢(shì)平坦的荒漠(微藻需有水源)地區(qū)。

g)根據(jù)數(shù)據(jù)粗略估算；方案甲的經(jīng)濟(jì)性好于方案乙。

五、小結(jié)

1、煤制油技術(shù)基本成熟，是正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范的技術(shù)。煤制油的發(fā)展規(guī)模受到煤炭的可供應(yīng)量(煤炭是發(fā)電和工業(yè)的重要燃料；我國煤礦產(chǎn)能已位居世界第一)和石油價(jià)格趨勢(shì)等因素的約束，只能適度發(fā)展。在地區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)上宜通過論證及早確定全國發(fā)展規(guī)模，不宜各行其是。預(yù)期中遠(yuǎn)期的石油替代規(guī)模約可相當(dāng)于“一個(gè)大慶”。

2、油砂瀝青和特重質(zhì)原油約占世界原油資源總量的一半，油頁巖也是重要的非常規(guī)石油資源。預(yù)計(jì)今后20--30年期間，非常規(guī)石油生產(chǎn)將有較大的發(fā)展以補(bǔ)充常規(guī)石油的短缺。預(yù)測(cè)表明：2030年非常規(guī)原油的產(chǎn)量將可增長(zhǎng)至占世界石油總產(chǎn)量的10％左右。我國擁有油頁巖煉油工業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)展油頁巖工業(yè)需要改進(jìn)加工、煉制技術(shù)，提高生產(chǎn)規(guī)模，解決環(huán)保技術(shù)問題。

3、生物質(zhì)制油發(fā)展規(guī)模受資源可得性、資源綜合利用等因素的約束。發(fā)展生物質(zhì)能源作物的種植、充分利用生物質(zhì)廢料(秸稈、林業(yè)廢料、生物垃圾)，在發(fā)電、制油和其他用途優(yōu)化利用、綜合平衡的基礎(chǔ)上，可考慮用3億噸原料生產(chǎn)替代燃料0.5億噸(石油當(dāng)量)作為中遠(yuǎn)期的發(fā)展目標(biāo)。

第7篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 生物質(zhì)；生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)；能源短缺；新農(nóng)村建設(shè)

中圖分類號(hào) P968 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2007)04-0125-0003

在全球能源危機(jī)和大氣污染日漸嚴(yán)重的雙重背景下，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)并迅速發(fā)展。對(duì)于處在該背景之下且正在進(jìn)行社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的中國來說，發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)顯得尤為重要。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)是指利用可再生或循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)［1］，包括農(nóng)作物、樹木和其它植物及其殘?bào)w、畜禽糞便、有機(jī)廢棄物，以及利用邊際性土地和水面種植能源植物為原料，通過工業(yè)性加工轉(zhuǎn)化，進(jìn)行生物質(zhì)產(chǎn)品、生物燃料和生物能源生產(chǎn)的一種產(chǎn)業(yè)，具有可持續(xù)性、生物質(zhì)數(shù)量巨大、利用形式多樣性等特征。

1 我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

自20世紀(jì)70年代以來，在全世界范圍內(nèi)爆發(fā)的幾次石油危機(jī)，直接激發(fā)了全人類對(duì)可再生能源開發(fā)的重視和嘗試。而大氣環(huán)境污染問題也越來越多地受到世界各國的關(guān)注。研究表明，酒精燃料不僅是一種極佳的替代能源，還具有很好的環(huán)保效果。因此，在石油價(jià)格高漲、汽車尾氣困擾城市大氣環(huán)境的雙重背景下，推廣乙醇汽油也就成了大勢(shì)所趨。一些西方國家隨之而動(dòng)，紛紛頒布法規(guī)，規(guī)定必須要把10%的酒精加入到汽油中混合使用。我國推廣乙醇汽油最早是在1998年，當(dāng)時(shí)糧食庫存積壓嚴(yán)重，加之國際原油價(jià)格不斷上漲、大氣環(huán)境污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)，政府開始考慮用陳糧加工乙醇添加到汽油中給車輛提供動(dòng)力。2000年6月，中國環(huán)境科學(xué)院向國務(wù)院提出了“關(guān)于加快推廣汽油乙醇的建議”報(bào)告。2002年，國家批準(zhǔn)了吉林、黑龍江、河南和安徽的四家公司為首批國家級(jí)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)試點(diǎn)基地。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，吉林省從2003年11月正式啟動(dòng)車用乙醇汽油銷售到2005年2月末，東北三省共銷售車用燃料乙醇汽油194萬t，累計(jì)節(jié)約原油70多萬t(Eeve.energy.gov/biomass)。

沼氣的利用在我國已經(jīng)有了一定的開發(fā)利用基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)村沼氣建設(shè)已被許多地方政府列為一項(xiàng)重要的工作計(jì)劃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2004 年底，全國戶用沼氣池已有1 541 萬個(gè)，年產(chǎn)氣55.68 億m3；農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程2 492 處，總池容222.2 萬m3，產(chǎn)氣0.89 億m3。到2005年底戶用沼氣池則達(dá)1 800萬口，年產(chǎn)沼氣約65億m3，折合464萬t標(biāo)準(zhǔn)煤（見中國新能源網(wǎng)）。農(nóng)村沼氣計(jì)劃的實(shí)施不但成功解決了農(nóng)村垃圾的處理問題，也幫助農(nóng)民實(shí)現(xiàn)了增收節(jié)支的目標(biāo)，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三大效益成功顯現(xiàn)。

我國生物質(zhì)能應(yīng)用技術(shù)研究從20世紀(jì)80年代以來一直受到政府的重視。國家“六五”計(jì)劃就開始設(shè)立研究課題進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，取得了一系列的研究成果。目前秸稈致密加工成型技術(shù)水平日趨成熟，已研發(fā)出一系列農(nóng)作物秸稈成型技術(shù)及其配套設(shè)備，并通過小規(guī)模試點(diǎn)示范初步探索出了推廣應(yīng)用的途徑。燃料乙醇、生物柴油、生物塑料等主產(chǎn)品工業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)基本成熟且有較大的改進(jìn)空間，成本降幅一般在25%～45%，在新疆、山東、四川等地已取得進(jìn)展。由生物質(zhì)技術(shù)制取的燃料酒精、生物油作為汽車等的替代能源的加工工藝已可使新型燃油達(dá)到歐洲Ⅱ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，而通過改造加工工藝和改良植物燃油成分基因的方式，可提高到歐洲Ⅲ號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，為了避免引發(fā)糧食安全問題，考慮不再用糧食作為原料的時(shí)候，技術(shù)轉(zhuǎn)換等一系列問題也會(huì)隨之而來。目前，生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化最可行的技術(shù)就是玉米加工，如果要轉(zhuǎn)換原料，很多技術(shù)和利益上的問題就必須要解決。而目前利用纖維資源制造乙醇的技術(shù)尚不成熟，一些核心技術(shù)（如酶制劑技術(shù)）也仍然掌握在國外公司手中［2］。技術(shù)瓶頸仍然是限制我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大因素。

目前我國的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換成本還比較高。其中，燃料乙醇的生產(chǎn)成本目前仍然高達(dá)每噸3 300多元。為了使車用乙醇汽油與同標(biāo)號(hào)的普通汽油“同升同價(jià)”，保證我國汽車新能源戰(zhàn)略的順利實(shí)施，國家給予了制造燃料乙醇企業(yè)相當(dāng)大的優(yōu)惠政策，規(guī)定生產(chǎn)1t燃料乙醇補(bǔ)貼1 000元左右；對(duì)燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)免征5%的消費(fèi)稅；對(duì)生產(chǎn)燃料乙醇的增值稅實(shí)行先征后返。此外國家還將根據(jù)相關(guān)政策優(yōu)先供給陳化糧。因此，政府在扶持生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中一直充當(dāng)了“埋單者”的角色，付出了相當(dāng)?shù)拇鷥r(jià)。

2 關(guān)于我國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的幾點(diǎn)思考

2.1 糧食問題是否讓位于能源問題

糧食問題在中國永遠(yuǎn)是壓倒一切的政治問題。因此，對(duì)于糧食問題是否讓位于能源問題的疑問，答案再明確不過。但是，就目前出現(xiàn)的玉米價(jià)格瘋漲、“汽車與人爭(zhēng)口糧”的局面來說，卻不免讓人擔(dān)憂。據(jù)《經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)》的報(bào)道，在2005年年初，吉林玉米價(jià)格每噸1 000元仍無人問津，而現(xiàn)在在每噸價(jià)格高達(dá)1 400元的情況下采購商還是搶不到貨，玉米主產(chǎn)區(qū)的價(jià)格比主銷區(qū)的價(jià)格還要高很多，玉米庫存量開始出現(xiàn)急劇下降的現(xiàn)象。主要原因是：

（1）目前玉米仍然是生產(chǎn)乙醇汽油的主要原料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的玉米消費(fèi)量，從1999年到2003年的幾個(gè)年度中平均增長(zhǎng)速度僅有1%，但從2004年開始，隨著燃料乙醇新增長(zhǎng)點(diǎn)的出現(xiàn)，酒精消費(fèi)玉米量增長(zhǎng)速度卻達(dá)到了20%。2001年國內(nèi)酒精原料中玉米原料占總量的比重為59%，到2005年，這一比重已上升到76%。目前以玉米為原料的乙醇加工業(yè)比重約在80%左右。

（2）由于生產(chǎn)燃料乙醇有利可圖，包括投機(jī)資本在內(nèi)的大量項(xiàng)目紛紛上馬，導(dǎo)致玉米需求量大幅增長(zhǎng)。今年進(jìn)入11月份以來，一場(chǎng)糧油價(jià)格上漲的趨勢(shì)開始波及我國。而與此同時(shí)，以玉米、小麥等糧食為加工原料的燃料乙醇項(xiàng)目也紛紛上馬。據(jù)了解，目前以生物燃料乙醇或非糧生物液體燃料等名目提出的意向建設(shè)生產(chǎn)能力已超過千萬噸。其中廣西自治區(qū)有24家企業(yè)想爭(zhēng)取參與試點(diǎn)，四川報(bào)到發(fā)改委的試點(diǎn)項(xiàng)目也有10個(gè)。在過去的兩年間，僅黑龍江和吉林兩省就上了100 多家酒精廠。再加上一些企業(yè)以食用、醫(yī)用為名義實(shí)際上卻與燃料乙醇有染進(jìn)行變相投資的原因，我國生產(chǎn)燃料乙醇的產(chǎn)能已大大超過預(yù)期，由此造成玉米需求量大幅增長(zhǎng)。

針對(duì)這一情況，國家發(fā)展與改革委員會(huì)（簡(jiǎn)稱發(fā)改委）、財(cái)政部已迅速共同下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)生物燃料乙醇項(xiàng)目建設(shè)管理，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》，要求立即暫停核準(zhǔn)和備案玉米加工項(xiàng)目，并對(duì)在建和擬建項(xiàng)目進(jìn)行全面清理。

兩部委的緊急剎車行動(dòng)暴露出目前我國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在的問題。因此，對(duì)于我國糧食深加工的項(xiàng)目還需要政府的科學(xué)規(guī)劃和宏觀調(diào)控，對(duì)是否將農(nóng)作物以及常規(guī)木材納入生物質(zhì)能原料的范圍也需要慎重考慮和認(rèn)真計(jì)劃。

2.2 政府是否繼續(xù)充當(dāng)“埋單者”的角色

為了保證新能源戰(zhàn)略的順利實(shí)施，國家給予制造乙醇燃料的企業(yè)相當(dāng)大的優(yōu)惠政策。生產(chǎn)成本與定向購銷價(jià)格之間的差價(jià)由政府來埋單，并且保證在結(jié)算時(shí)乙醇企業(yè)每噸燃料乙醇有100元左右的利潤(rùn)空間（見中國經(jīng)營(yíng)報(bào)）。政府的支持政策一度成為各地爭(zhēng)上項(xiàng)目的重要策動(dòng)力。雖然政府部門已經(jīng)認(rèn)可這是一種成長(zhǎng)的代價(jià)，但在該產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展成熟且具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力之后，政府則應(yīng)逐步退出“埋單”，不再繼續(xù)給予企業(yè)直接的財(cái)政支持和補(bǔ)貼。而相關(guān)的企業(yè)則應(yīng)該開始按照市場(chǎng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)行，開始自己為自己“埋單”。這就意味著，在未來的發(fā)展中企業(yè)必須尋找到新的替代原料和先進(jìn)的轉(zhuǎn)化技術(shù)，以應(yīng)對(duì)國家政策補(bǔ)貼力度減弱甚至取消后原料價(jià)格上升帶來的更大的成本壓力。

2.3 生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)也需要污染治理

可持續(xù)性是生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的一大特征，其最終生產(chǎn)的產(chǎn)品具有環(huán)保作用，可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，在緩解空氣污染、治理有機(jī)廢棄物、保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面具有明顯效果。但生物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程本身卻存在著很大的污染風(fēng)險(xiǎn)。例如，生產(chǎn)燃料乙醇不但要消耗大量的水資源，其生產(chǎn)過程還會(huì)產(chǎn)生大量廢氣、廢渣和廢液，如果直接排放，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，同時(shí)也會(huì)造成資源上的極大浪費(fèi)。就目前整體來看，乙醇生產(chǎn)企業(yè)中污染治理不徹底、資源消耗偏高的情況仍然存在。有些小企業(yè)即使沒有享受國家優(yōu)惠政策也能夠存活下來，其中的秘密之一就是省掉了巨額的環(huán)保開支［3］，以污染環(huán)境為代價(jià)來獲取自身的經(jīng)濟(jì)利益，這是與發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的初衷背道而馳的。因此，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)本身更需要提倡綠色環(huán)保理念，重視污染治理和廢物綜合利用。

3 結(jié) 論

綜上所述，在能源短缺、環(huán)境壓力日趨加重的大背景以及建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的基本國情下，在我國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)不但符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的大方向，還能夠幫助推動(dòng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展，增加農(nóng)產(chǎn)品附加值，提高農(nóng)民收入，從而促進(jìn)實(shí)現(xiàn)新農(nóng)村建設(shè)的目標(biāo)。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)在今后的發(fā)展過程中，需要注意以下幾個(gè)方面的問題：首先，要繼續(xù)關(guān)注糧食安全問題，不能只盯住能源短缺的問題而顧此失彼；其次，努力解決技術(shù)瓶頸問題，從技術(shù)層面解決原料限制和成本過高的難題。這就需要國家投入大量人力和資金以幫助做好技術(shù)更新和成熟技術(shù)推廣工作；第三，政府的監(jiān)管對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及污染治理至關(guān)重要。應(yīng)建立嚴(yán)格的市場(chǎng)準(zhǔn)入和監(jiān)管制度，提高市場(chǎng)進(jìn)入的技術(shù)和資金門檻，繼續(xù)推行定向購銷的體制，避免盲目建設(shè)和盲目生產(chǎn)；第四，重視相關(guān)企業(yè)的污染治理，發(fā)展新型的循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系，防止走進(jìn)為了保護(hù)環(huán)境、獲取環(huán)保能源反而破壞環(huán)境的怪圈。

參考文獻(xiàn)(References)

［1］ 石元春.發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)［J］.發(fā)明與創(chuàng)新，2005，（5）：4～6.［Shi Yuanchun. Developing Biomass Industry［J］.Invention & Innovation, 2005,（5）：4～6.］

第8篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能；生物質(zhì)直燃發(fā)電；固體成型燃料；沼氣技術(shù)；考察

0　引 言

能源問題已經(jīng)成為中國乃至世界經(jīng)濟(jì)生活中關(guān)注率最高的問題，尤其石油屬于不可再生的戰(zhàn)略資源，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)賴以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的血液。隨著全球礦物能源的快速消耗，能源危機(jī)成為各國必須面對(duì)的戰(zhàn)略挑戰(zhàn)。瑞典、德國、意大利等歐洲國家在生物質(zhì)能開發(fā)利用政策措施、關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)和市場(chǎng)運(yùn)行模式等方面已經(jīng)走在世界前列，并取得了較大成果和成功經(jīng)驗(yàn)。在全面考察上述三國生物質(zhì)能開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)介紹了瑞典、德國在生物質(zhì)直燃發(fā)電、固體成型燃料、沼氣技術(shù)等方面的利用現(xiàn)狀與成功經(jīng)驗(yàn)。

1　生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)

生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)是在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電技術(shù)上進(jìn)行設(shè)備改型而實(shí)現(xiàn)的、通過直接燃燒生物質(zhì)原料作為替代燃料進(jìn)行發(fā)電的一種新技術(shù)。在瑞典，生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)已經(jīng)基本成熟并得到規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用。其技術(shù)路線為“鍋爐+汽輪機(jī)／斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(通常為熱電聯(lián)產(chǎn)，即CHP)”，其中，汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)為常規(guī)技術(shù)，一般應(yīng)用于中型以上發(fā)電系統(tǒng)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電技術(shù)處于技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范階段，是目前生物質(zhì)利用方面的重點(diǎn)研發(fā)技術(shù)。利用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)滿足瑞典全國近一半的熱力需求。近年來，生物質(zhì)與礦物燃料（主要是煤）的混合燃燒發(fā)電得到許多研究和示范應(yīng)用，研究結(jié)果指出，混燃可提高生物質(zhì)發(fā)電的效率，且當(dāng)生物質(zhì)的比重不高于20%時(shí)一般不需對(duì)現(xiàn)有設(shè)備作改動(dòng)，是生物質(zhì)燃燒發(fā)電的發(fā)展方向。

本文以瑞典Enkoping的一家熱電聯(lián)產(chǎn)廠ENA ENERGI為例進(jìn)行說明，該廠發(fā)電裝機(jī)容量24MW和50MW供熱能力（見圖1），能夠?yàn)槌鞘芯用駞^(qū)域供熱，燃料來源于伐木副產(chǎn)品、木材廠鋸末和造紙廠廢棄物等生物質(zhì)原料。

ENA ENERGI每年需要約350 GWh的生物質(zhì)燃料。其突出特點(diǎn)是所用燃料的10%為能源作物，全部由工廠自己種植，利用污水處理廠的廢水進(jìn)行灌溉。專門的能源作物如柳之稷可以吸收氮，該工廠種植的能源作物每年能減少20噸的氮排放（見圖2）。

2　生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)

所謂生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)就是在一定溫度與壓力作用下， 將各類原來分散的、沒有一定形狀的秸稈、樹枝等生物質(zhì)，經(jīng)干燥和粉碎后， 壓制成具有一定形狀的、密度較大的各種成型燃料的新技術(shù)。其產(chǎn)品為棒狀、塊狀和顆粒狀等各種成型燃料（見圖3），密度可達(dá)0.8～1.4克/立方厘米，熱值為16720千焦/千克左右。性能優(yōu)于木材，相當(dāng)于中質(zhì)煙煤，可直接燃燒，燃燒特性明顯改善。同時(shí)具有黑煙少、火力旺、燃燒充分、不飛灰、干凈衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，NOX、SOX極微量排放，而且便于運(yùn)輸和貯存，成為商品。

瑞典的森林面積廣闊，是世界聞名的“森林之國”，森林覆蓋率高達(dá)60%，高速公路的很多路段都從森林中間穿過。目前，瑞典利用林業(yè)廢棄物如樹皮、樹枝、木屑以及能源作物等生產(chǎn)固體成型燃料已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，形成了從原料種植、收集、到顆粒（或切片）生產(chǎn)再到配套應(yīng)用和服務(wù)體系一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。瑞典全國總能源消耗的30%為可再生能源，木質(zhì)燃料占其中的46.7%。

今后，瑞典固體成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域包括：

（1）開發(fā)生物質(zhì)顆粒燃料原材料基地；

（2）開發(fā)經(jīng)濟(jì)性好、資源效率高的顆粒燃料生產(chǎn)（包括儲(chǔ)存）工藝；

（3）開發(fā)分級(jí)的顆粒燃料以適應(yīng)不同燃燒技術(shù)需求的用戶。

其總體目標(biāo)是：每年至少減少生產(chǎn)成本4%或2000萬克朗。

3　沼氣技術(shù)

3.1 車用沼氣技術(shù)

在瑞典，利用畜禽糞便等廢棄物生產(chǎn)沼氣也非常成功。沼氣的年總產(chǎn)量約為1400GWh（1.4×109kWh），主要產(chǎn)自于200多家市政污水處理廠的污泥消化池，其產(chǎn)量約占沼氣總產(chǎn)量的60%；其余為垃圾填埋場(chǎng)（產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的30%）以及工業(yè)污水處理廠和混合消化廠產(chǎn)生的沼氣（產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的10%）。有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化成沼氣時(shí)產(chǎn)生的消化殘余物，還可作為生物肥料。

近年來，瑞典成功地將沼氣用作汽車、火車燃料，技術(shù)已經(jīng)成熟，也形成了良好的運(yùn)行模式。本文重點(diǎn)介紹Linkoping沼氣廠及其車用沼氣供氣站。

瑞典Linkoping沼氣廠建于1992年，項(xiàng)目總投資900萬歐元，政府一次性投資補(bǔ)貼100萬歐元。該廠不僅處置了牲畜糞便和大量有機(jī)廢物，而且還通過混合消化產(chǎn)生了沼氣和生物肥料。自2001年開始，提純后的沼氣可以注入當(dāng)?shù)氐奶烊粴馀錃夤?，以及專門的汽車供氣站。

目前，Linkoping沼氣廠每年處理各種有機(jī)廢物約5.5萬t，產(chǎn)生的沼氣量約為20～30GWh（75%CH4），相當(dāng)于當(dāng)?shù)靥烊粴庀牧康?5%，每年可減少CO2排放3700t。該廠每年收集并處理牲畜糞肥2.8萬t，其他有機(jī)廢物如廚余垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物等2萬t（主要來自15家食品類工廠，其中包括屠宰場(chǎng)、海產(chǎn)品生產(chǎn)加工廠等）。原料通過進(jìn)料池（800m3）、熱交換系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)（巴氏殺菌，1h，70℃），進(jìn)入傳統(tǒng)攪拌消化池（2250m3，停留時(shí)間20～25d，70℃，含固率6%）。沼氣廠見和沼氣生產(chǎn)工藝流程如圖4、圖5所示。

Linkoping沼氣廠生產(chǎn)的沼氣通過地下管線直接提供給2km外的供熱站，并能供作汽車燃料。該廠同時(shí)還在經(jīng)營(yíng)車用沼氣供氣站，滿足當(dāng)?shù)亟?00輛公共汽車的燃料需求（見圖6）。

供熱和車用沼氣出廠前需要進(jìn)行提純處理。該廠的沼氣提純能力為250m3/h，提純過程分為三個(gè)階段：

（1）提純凈化：通過Sulfatrate工藝去除S利用Selexol去除CO2；（2）干燥；（3）壓縮（添加5%～10% 的丙烷，調(diào)整沃伯指數(shù)，使之等同于天然氣）。

3.2? 沼氣發(fā)電技術(shù)

歐洲沼氣發(fā)電技術(shù)以德國為典型代表。目前，德國國內(nèi)沼氣發(fā)電工程的數(shù)量已由

1992年的139家發(fā)展到2003年底超過2000家，發(fā)電裝機(jī)總量由1999年的50MW猛增到2002年的250MW。德國沼氣工程技術(shù)的要點(diǎn)主要包括：

（1）發(fā)酵原料

發(fā)酵原料以畜禽糞便、玉米青貯秸稈，青貯飼草為主，另外還有餐飲旅館的廚余垃圾、農(nóng)副產(chǎn)品加工的廢棄物，以及多余的糧食（如小麥、玉米）等。對(duì)有機(jī)垃圾有著嚴(yán)格的控制，必須在70℃的高溫下經(jīng)過1小時(shí)的處理才可以進(jìn)入沼氣池發(fā)酵，由此產(chǎn)生的沼渣才能作為有機(jī)肥料施用到田地去。

（2）發(fā)酵工藝

較大型的沼氣發(fā)酵裝置以地上USR工藝為主，中型牧場(chǎng)以地下池的完全混合式為主，發(fā)酵形狀多數(shù)為圓柱體式，生活有機(jī)垃圾和秸稈青貯料的干發(fā)酵為地上和半地下箱式發(fā)酵裝置，均采用批量式發(fā)酵工藝（見圖7）。發(fā)酵滯留期一般為28～45天，少數(shù)發(fā)酵達(dá)到56天。由于發(fā)酵池都采用發(fā)電余熱進(jìn)行加溫，發(fā)酵池內(nèi)部溫度一般都控制在40℃～45℃之間。

（3）進(jìn)料及攪拌

沼氣發(fā)酵原料根據(jù)形態(tài)的不同采取兩種進(jìn)料方式：一種是利用泥漿泵將液態(tài)原料輸送到發(fā)酵池，一種是將固體原料，多數(shù)為切碎后青貯的玉米秸稈或牧草通過螺旋式送料器輸送到發(fā)酵池內(nèi)。為了出料方便，進(jìn)出料管道直徑都大于200毫米。為提高沼氣的氣量，除干發(fā)酵裝置以外，多數(shù)沼氣發(fā)酵池內(nèi)部一般都設(shè)有攪拌裝置。

（4）沼氣貯存與凈化

由于產(chǎn)生的沼氣很快就轉(zhuǎn)化為電力，沼氣工程一般都采用橡塑氣袋，有的為單獨(dú)設(shè)置，有的直接設(shè)計(jì)在發(fā)酵罐的上部。這一點(diǎn)與我國的沼氣裝置不同，主要是因?yàn)閷?duì)于發(fā)電機(jī)組來說不需要單獨(dú)設(shè)立有一定壓力的儲(chǔ)氣裝置。沼氣凈化系統(tǒng)廣泛應(yīng)用氧化定位法，少數(shù)工程采用活性碳和生物菌去除沼氣中硫化氫工藝（本文考察的Altenow大型沼氣工程發(fā)電廠采用FeCl2脫硫，見圖8），有一部分未經(jīng)凈化直接發(fā)電。大多數(shù)工程都未采取除水工藝。

（5）沼氣發(fā)電系統(tǒng)

大型的沼氣發(fā)電機(jī)組均采用純沼氣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，中小型的工程多數(shù)采用雙燃料（柴 油+沼氣）的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，少數(shù)采用純氣體內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)型。一般沼氣發(fā)電工程的發(fā)電裝置都能滿足當(dāng)?shù)厣暇W(wǎng)要求，少數(shù)工程使用監(jiān)控設(shè)備，檢測(cè)發(fā)電氣體含量、溫度、產(chǎn)量以及pH值，有的示范工程已采用了遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。發(fā)電產(chǎn)生的余熱一部分用來加溫發(fā)酵池，剩余部分用于區(qū)域供熱，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。

（6）厭氧發(fā)酵的后處理

由于利用生物質(zhì)生產(chǎn)的電力可優(yōu)先上網(wǎng)并享受優(yōu)惠價(jià)格，德國的沼氣工程生產(chǎn)的沼氣全部用作發(fā)電上網(wǎng)。發(fā)酵后的沼液經(jīng)儲(chǔ)液池貯存后，直接由拖拉機(jī)罐車運(yùn)到田間進(jìn)行噴灑。少數(shù)畜牧場(chǎng)沼氣工程和大型沼氣工程采用固液分離（見圖9），將沼渣與沼液分離，脫水后的沼渣經(jīng)簡(jiǎn)單堆放后可直接用作有機(jī)肥料，清液可再循環(huán)進(jìn)入發(fā)酵池。

（7）沼氣工程的運(yùn)行管理模式

德國農(nóng)場(chǎng)主很多，農(nóng)場(chǎng)養(yǎng)殖奶牛和豬占大多數(shù)，家禽和其它特種養(yǎng)殖的較少，一般沼氣工程都是為發(fā)電而建，大多數(shù)沼氣發(fā)電工程都由農(nóng)場(chǎng)主自己進(jìn)行管理。較大的沼氣工程獨(dú)立運(yùn)營(yíng)管理。

（8）沼氣工程的建設(shè)

德國農(nóng)場(chǎng)主建設(shè)沼氣池，其工程設(shè)計(jì)報(bào)告需要得到有關(guān)行政主管部門，如環(huán)保、農(nóng)業(yè)、消防等部門的審查批準(zhǔn)，一般這些工作都是由專門的技術(shù)服務(wù)公司或服務(wù)組織來完成。有的技術(shù)及設(shè)備公司采用的是“交鑰匙工程”的方式為農(nóng)場(chǎng)主建設(shè)沼氣發(fā)電工程。大電網(wǎng)的廣泛區(qū)域分布由電力公司負(fù)責(zé)完成，農(nóng)場(chǎng)主建設(shè)沼氣工程只負(fù)責(zé)連接到電網(wǎng)部分的投資。

4　結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

瑞典、德國等歐洲國家為了減少能源的對(duì)外依賴、提高能源供應(yīng)安全，生物質(zhì)能開發(fā)利用非常重視。瑞典、德國以及意大利等國均有明確的生物質(zhì)能發(fā)展目標(biāo)、政策和保障措施。對(duì)生物質(zhì)能是重要的可再生能源，既可以轉(zhuǎn)化為液體燃料或沼氣等氣體燃料代替汽油和柴油，也可以通過鍋爐直接燃燒發(fā)電和供熱，特別是生物質(zhì)能資源分布廣泛，品種多樣，因此，瑞典、德國和意大利等國家都把生物質(zhì)能作為優(yōu)先發(fā)展的可再生能源予以高度重視。各國扶持政策到位，生物質(zhì)能利用技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)驗(yàn)成熟，生物質(zhì)能開發(fā)利用已成為重要的新型產(chǎn)業(yè)，對(duì)保障能源安全、增加就業(yè)機(jī)會(huì)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，以及確保能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展等發(fā)揮著重要的作用。

4.2 建 議

中國生物質(zhì)能開發(fā)利用工作尚處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，需要借鑒歐洲各國的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，縮短關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)周期，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，著重要做好以下幾點(diǎn)：

（1）制定優(yōu)惠政策措施，引導(dǎo)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)形成

瑞典、德國生物質(zhì)能迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因，是國家制定了使生物質(zhì)發(fā)電或燃料化應(yīng)用有利可圖的價(jià)格，并以法律法規(guī)形式頒布，長(zhǎng)期保持不變。中國要開發(fā)利用生物質(zhì)能，首先有關(guān)部門應(yīng)協(xié)調(diào)配合，制定明確的促進(jìn)生物質(zhì)能開發(fā)與利用的政策和措施，并保障已有法律和政策措施能夠有效實(shí)施。目前應(yīng)重點(diǎn)在設(shè)備制造和生物質(zhì)能利用市場(chǎng)開拓方面予以大力扶持。

（2）加大技術(shù)研發(fā)和試點(diǎn)示范力度，培育生物質(zhì)能新型產(chǎn)業(yè)

國外生物質(zhì)固體顆粒燃料技術(shù)、生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)、沼氣供熱和發(fā)電技術(shù)都是成熟的。目前，國內(nèi)生物質(zhì)固體顆粒成型技術(shù)尚處于起步階段，固體成型技術(shù)和燃燒生物質(zhì)顆粒的爐具技術(shù)良莠不齊，還面臨市場(chǎng)需求問題。因此，建議加大研發(fā)力度，盡快實(shí)施試點(diǎn)示范，解決技術(shù)瓶頸問題，探索產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。

第9篇：生物質(zhì)燃料技術(shù)范文

（關(guān)鍵詞）生物質(zhì)鍋爐 穩(wěn)定燃燒 床溫床壓 剩余氧量 負(fù)壓

中圖分類號(hào)： TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

（正文）

1.前言

生物質(zhì)鍋爐的穩(wěn)定燃燒是影響生物質(zhì)發(fā)電的重要環(huán)節(jié)，做好這一環(huán)節(jié)過程中的調(diào)節(jié)，監(jiān)控，事故處理及分析是對(duì)穩(wěn)定燃燒的保障。廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司的生物質(zhì)燃燒鍋爐是華西能源工業(yè)股份有限公司制造的型號(hào)為HX220-9.8-Ⅳ1型的高溫高壓，單汽包，汽水自然循環(huán)，平衡通風(fēng)，露天布置的循環(huán)硫化床鍋爐，它額定負(fù)荷50MW，額定氣溫540℃，額定壓力9.8MP。額定流量220T/H，其特點(diǎn)是有較好的適應(yīng)燃料變化性的能力，鍋爐燃燒溫度低，負(fù)壓運(yùn)行，采用了分級(jí)送風(fēng)，三級(jí)給料的方式，可以有效降低燃燒過程中氮氧化合物和硫化物的排放。針對(duì)上述特點(diǎn)，采取相應(yīng)措施即是做好生物質(zhì)鍋爐穩(wěn)定燃燒的方法。

2.循環(huán)流化床鍋爐燃燒機(jī)理

循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化的燃燒方式，是介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即通常所講的半懸浮燃燒方式。在循環(huán)流化床鍋爐中,存有大量床料,首次啟動(dòng)時(shí)人為添加床料,在鍋爐運(yùn)行時(shí)床料既有啟動(dòng)床料，又有新添加的燃料。床料在從布風(fēng)板下送入的一次風(fēng)的作用下處于流化狀態(tài)，料粒被煙氣夾帶在爐膛內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，在爐膛的不同高度部分大顆粒將沿著爐膛邊壁下落，形成物料的內(nèi)循環(huán)；較小固體顆粒被煙氣夾帶進(jìn)入分離器，進(jìn)行分離，絕大多數(shù)顆粒被分離下來，一部分通過回料閥直接返回爐膛，另一部分通過外置式換熱器后返回爐膛，形成物料的外循環(huán)；飛灰隨煙氣進(jìn)入尾部煙道。通過爐膛的內(nèi)循環(huán)和爐外的外循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)燃料不斷的往復(fù)循環(huán)燃燒; 循環(huán)流化床根據(jù)物料濃度的不同將爐膛分為密相區(qū)、過渡區(qū)和稀相區(qū)三部分，密相區(qū)中固體顆粒濃度較大，具有很大的熱容量，因此在給料進(jìn)入密相區(qū)后，可以順利實(shí)現(xiàn)著火；與密相區(qū)相比，稀相區(qū)的物料濃度很小，稀相區(qū)是燃料的燃燒、燃盡段，同時(shí)完成爐內(nèi)氣固兩相介質(zhì)與蒸發(fā)受熱面的換熱，以保證鍋爐的出力及爐內(nèi)溫度的控制

3.生物質(zhì)燃料與燃煤燃料的區(qū)別

火力發(fā)電的燃煤一般熱值較高，密度大，水分少，燃燒較穩(wěn)定，而生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)是熱值相對(duì)于燃煤較低，發(fā)電單耗多，密度小，顆粒大，水分多，含揮發(fā)分多，其中夾雜的石頭，泥土等雜物多，燃料一旦被淋濕，易結(jié)團(tuán)，因其需量和供應(yīng)的特點(diǎn)，它在燃燒中品種變化大，對(duì)鍋爐穩(wěn)定燃燒影響大。

4生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒與燃煤循環(huán)流化床鍋爐燃燒區(qū)別

上述生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)決定了生物質(zhì)循環(huán)流化床的燃燒與燃煤循環(huán)流化床鍋爐燃燒的不同在于其所需上料量多，參數(shù)變化大，反應(yīng)更迅速，燃燒更不穩(wěn)定等。

5.生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定燃燒的因素

5.1床溫床壓

床溫床壓是反映鍋爐燃燒情況的直接表現(xiàn)。正常運(yùn)行時(shí)，湛江生物質(zhì)鍋爐燃燒把床溫規(guī)定在650-850℃，床壓規(guī)定在7.5-9.5KP。對(duì)于床溫床壓的調(diào)節(jié)多是對(duì)鍋爐風(fēng)料的配比，其中的風(fēng)量調(diào)節(jié)多是一二次風(fēng)的調(diào)節(jié)，而燃料的調(diào)節(jié)多是給料速度的控制。一次風(fēng)熱風(fēng)分兩路，一路從鍋爐底部送入爐膛，起流化作用，第二路作為回料器的密封風(fēng)；二次風(fēng)熱風(fēng)也分分兩路，一路從爐膛前后墻不同高度送入爐膛，起供氧助燃作用，另一路作為給料口的密封風(fēng)和輸送風(fēng)。

循環(huán)流化床鍋爐燃燒基本要求是循環(huán)和流化，在建立良好循環(huán)的情況下，很好的流化是加強(qiáng)鍋爐燃燒的途徑。正常情況下，加大一次風(fēng)能提高床溫，提高燃燒效率，特別在燃料適度明顯加大的時(shí)候，更應(yīng)加大一次風(fēng)來保持流化，在鍋爐啟動(dòng)初期及有需要壓火減負(fù)荷是應(yīng)適當(dāng)減少；二次風(fēng)的調(diào)節(jié)主要看爐膛剩余氧量的多少來調(diào)節(jié)，在燃料品質(zhì)變化不是很大的情況下，其風(fēng)量不應(yīng)時(shí)常變動(dòng)；床壓的變化大致可分為三個(gè)因素，一是燃料中泥沙石子的含量，二是鍋爐排渣系統(tǒng)的運(yùn)行，三是一次風(fēng)量的流化，對(duì)應(yīng)的情況是當(dāng)燃料泥沙多，床壓高的時(shí)候可加大排渣量，反之相反。上訴的調(diào)節(jié)方法不是單一的操作，所涉及的參數(shù)都有關(guān)聯(lián)，監(jiān)控調(diào)節(jié)時(shí)要全盤考慮。

5.2剩余氧量

氧氣是燃燒所必需的，而充足的氧量更是穩(wěn)定燃燒的基礎(chǔ)。湛江生物質(zhì)鍋爐的燃燒，一般規(guī)定爐膛剩余氧量控制在1%-3%，在對(duì)其控制時(shí)，應(yīng)該與其他參數(shù)放在一起考慮，針對(duì)燃料的干濕程度以及風(fēng)量和料量的配比進(jìn)行調(diào)節(jié)，可適當(dāng)調(diào)節(jié)。在鍋爐剛啟停過程中以及其他原因?qū)ω?fù)荷調(diào)節(jié)時(shí)，因考慮到燃料的燃燒程度，可使剩余氧量控制在6%左右。在正常燃燒時(shí)，對(duì)于剩余氧量的突升，在其他參數(shù)不變的情況下，一般可判斷是燃料不足，可適當(dāng)增加料量：對(duì)于剩余氧量的突降，在其他參數(shù)不變的情況下，一般可判斷是爐膛內(nèi)發(fā)生爆燃，這時(shí)應(yīng)該適當(dāng)減少料量。在燃燒中剩余氧量的變化屬于正?，F(xiàn)象，在鍋爐產(chǎn)生蒸汽量，壓力，溫度不變的情況下，對(duì)于其的控制不可急于求成，應(yīng)視情況調(diào)節(jié)，以防誤判。

5.3負(fù)壓

負(fù)壓運(yùn)行是指在鍋爐尾部加裝引風(fēng)機(jī)，借助引風(fēng)機(jī)的作用使?fàn)t膛保持負(fù)壓運(yùn)行的方式。保持爐膛負(fù)壓運(yùn)行是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行良好的標(biāo)志之一，它標(biāo)示了鍋爐燃燒系統(tǒng)，風(fēng)煙系統(tǒng)順暢與否，進(jìn)而影響了鍋爐受熱面的熱效率，它能有效地減少爐膛燃燒對(duì)于鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵磨和腐蝕，對(duì)于有畫面監(jiān)控的料倉有很大的幫組作用，還可以減少爐膛燃燒產(chǎn)生灰塵對(duì)外界的環(huán)境影響。

5.4事故處理

事故處理也是鍋爐穩(wěn)定燃燒所必不可少。生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的燃燒因其特點(diǎn)，要求了集控監(jiān)盤人員的反應(yīng)要快，操作要正確，但也不能慌張出錯(cuò)，其事故發(fā)生的種類除去燃燒鍋爐多見的鍋爐滿水，缺水；四管爆裂；輔機(jī)故障；廠用電中斷，尾部爐膛再燃燒等原因外，常見的多是因?yàn)闊蠞穸却笏鸬腻仩t床溫快速下降和燃料大范圍爆燃所引起的鍋爐超溫超壓兩大類型。

5.4.1燃料被淋濕，濕度高的燃料進(jìn)入爐膛時(shí)，床溫可能會(huì)快速下降，負(fù)壓增大剩余氧量上升，爐膛出口煙溫下降，床壓上升，機(jī)組負(fù)荷，氣溫氣壓下降，說明進(jìn)入爐膛的燃料沒有燃燒，此刻應(yīng)采取以下措施：1.減少或暫停給料，2.減少或暫停返料風(fēng)機(jī)，減少返料量以提高床壓，3.加大一次風(fēng)保持流化，4.改換干燥的燃料，5.視情況及時(shí)投油槍，6.適當(dāng)降低二次風(fēng)，7視情況關(guān)閉減溫水，8密切監(jiān)控爐膛燃燒情況，發(fā)現(xiàn)有床溫有所上升應(yīng)及時(shí)回調(diào)，并防止燃料爆燃。

5.4.2燃料揮發(fā)分高，灰塵多，熱值突增易引起爐膛大范圍爆燃而可能導(dǎo)致超溫超壓，此刻應(yīng)采取以下措施：1.減少或暫停給料，2.減少一次風(fēng)，3.加大或全開減溫水，4.視情況開啟對(duì)空排泄壓，5密切監(jiān)控爐膛燃燒情況，發(fā)現(xiàn)有回落趨勢(shì)應(yīng)及時(shí)回調(diào)，防止氣溫氣壓降低過快的事故發(fā)生。

以上兩大類型亦可能連續(xù)發(fā)生，監(jiān)控調(diào)節(jié)時(shí)要綜合考慮及時(shí)造作并防止在處理事故時(shí)將事故擴(kuò)大造成鍋爐非計(jì)劃停運(yùn)的發(fā)生。

6總結(jié)

對(duì)于單機(jī)發(fā)電容量較大的生物質(zhì)燃燒是新技術(shù)，做好鍋爐燃燒更是技術(shù)的核心，在此過程中努力學(xué)習(xí)是對(duì)每一個(gè)電廠員工的要求，在相互學(xué)習(xí)探討中搞清各參數(shù)的聯(lián)系，各設(shè)配的性能，各狀態(tài)的分析是工作的內(nèi)容也是企業(yè)員工的責(zé)任。生物質(zhì)燃燒利國利民，生物質(zhì)員工更會(huì)奉獻(xiàn)一生。

參考文獻(xiàn) 蔡永祥 蔡宏偉 陳俊 《流化床生物質(zhì)燃燒技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展》