生物油燃料优势和缺点精选(九篇)

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第1篇：生物油燃料优势和缺点范文

随着全球石油、煤炭的大量开采，能源日益枯竭库，存量不断减少，能源短缺和随之而来的环境污染日渐引起人们的关注，并已成为制约我国经济社会又快又好发展的瓶颈。改善能源结构，利用现代科技开发生物质能源来缓解能源动力，减少污染物排放等问题刻不容缓。我国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视，已将“大力发展生物质能”列入国家“十二五”规划。

2、我国生物质能产业发展现状及前景

现阶段我国的生物质能应用主要集中在沼气利用，生物质直燃发电，工业替代燃料和交通运输燃料这四方面。

2.1　沼气利用

近年来沼气利用在中国发展迅速，在中央投资的带动下，各地也加大投入，形成了户用沼气、小型沼气、大中型沼气共同发展的新格局。沼气开发利用现在不仅能解决农民的烧柴问题，更重要的是我国的沼气发展正从分散式农户经营向产业化方向转变。2008年山东民和牧业建成了一个利用鸡粪为原料的3MW热电联产沼气工程；2009年安阳贞元集团通过与丹麦技术资金伙伴合作，以养殖场，公共污粪和秸秆为原料在安阳建立了一个年产400万m3的车用气的沼气项目。从目前情况看，通过生物发酵产沼气的技术相当成熟，但是现阶段还存在沼气工程总体规模较小效益不高，产气不是很稳定，特别是在北方冬季产气明显不足，和沼气副产品市场需求不足等因素约束。

2.2　生物质直燃发电

生物质直燃发电是最早采用的一种生物质开发利用方式，也是消耗量最大、最直接、最容易规模化和工业化的能源利用方式。早在2004年，山东单县、河北晋州和江苏如东这三个地方就开始了生物质直燃发电的试点示范，而2006年《可再生能源法》的施行更极大促进了生物质直燃发电行业的发展，年投资额增长率都在30％以上，到2010年我国生物质直燃发电量已达到550万千瓦。其中，我国生物质最大的企业国能生物发电集团有限公司在2010年投入运营和在建生物质发电项目近40个，总装机容量100万千瓦。到2013年，该公司规划生物质发电装机数量达到100台，装机容量达到300万千瓦。届时每年可为社会提供绿色清洁电力210亿千瓦时，年消耗农林剩余物可达3000万吨，每年可为农民增收约80亿元，每年可减排二氧化碳1500万吨以上。

生物质直燃发电技术比较成熟，而且它是增加农民收入、促进农民增收的直接载体，是实现工业反哺农业、加快农村经济发展的重要途径。需要注意的是生物质直燃发电还存在项目投资和运营成本较高，原料供应季节性强，需要政府补贴，受国家政策影响风险大等问题。

2.3　工业替代燃料

生物质作为工业替代燃料主要包括生物质成型燃料、生物质可燃气和生物质裂解油。

生物质成型燃料一般以木块、木粉、木屑和秸秆等农业生物质废弃物为原料，用作工业锅炉的燃料。生物质成型燃料的技术研究开发始于20世纪80年代，早期主要集中在螺旋挤压成型机上，但存在成型筒及螺旋轴磨损严重，寿命较短，电耗大等缺点，导致综合成本较高，发展停滞不前。进入2000年以来，生物质成型技术得到明显的进展，成型设备的生产与应用已初步形成了一定规模。国家发改委规划到2010年，生物质成型燃料生产量可达100万t。生物质成型燃料多用在一些中小型的工业蒸汽锅炉、有机热载体锅炉和商业蒸汽锅炉方面。其中，珠海红塔仁恒纸业有限公司的“生物质固体成型燃料替代重油节能减排项目”项目是目前全国最大的生物质成型燃料节能减排项目，该项目2011年投入运行，以两台40t／h生物质成型燃料专用低压蒸汽锅炉，代替现有的六台燃油锅炉。

生物质可燃气较早使用在气化发电方面，一般是生物质气化净化后的燃气送给燃气轮机燃烧发电或者将净化后的燃气送入内燃机直接发电。生物质气化发电厂的规模一般为几十千瓦到十几兆瓦，与生物质直燃发电相比，它的规模较小，但它发电效率较高，投资成本较少，对原料的来源限制也较少。除了气化发电，生物质可燃气也越来越多地应用在工业替代燃料方面。深圳华美钢铁厂就是国内首家使用生物质能源的钢铁企业，它将原燃烧重油的两段式连续推钢加热炉改烧生物燃气，该项目在2009年初立项，并2010年5月正式投产至今运行正常，这是目前世界范围内建成运行的最大的工业生物燃气项目。

生物质裂解油是指将秸秆、木屑、甘蔗渣等农业废弃物通过高温快速加热分解为挥发性气体，再经冷却后提炼出的一种液体。生物质裂解油的热值一般为16～18MJ／kg，产油率可达70％，它可直接用作锅炉和窑炉的燃料，也可进一步加工转换成化工产品。我国在生物质裂解油这方面的研究起步较晚，但近年来发展较快。浙江大学，中国科技大学，山东理工大学等高校在生物质热解液化装置优化和油品的应用、分析和提纯方面都做了大量的研究工作，也取得了不错的成绩。在生物质裂解油的工业化应用过程中，2007年广州迪森公司在广州萝岗开发区成功建设了一套年产3000吨的生物油工业实验装置并一直连续运行。易能生物公司则使生物油迈入了工业应用的新阶段，从2007年在安徽合肥建立起第一套年产万吨的生物油装置以来，其2009年在山东滨洲和2011年在陕西铜川宜君科技工业园分别投产了第两套和第三套的年产万吨的生物油装置，这也标志着生物质裂解油的产业化进入了实质性阶段。生物质裂解油与生物柴油、燃料乙醇相比生产成本较低，但是它热值较低，又具有一定的酸性，需要对燃烧设备进行少量改造。生物质裂解油除能直接用于中低端燃料市场外，还可以进一步通过精炼工艺生产多种化学品，开发利用的市场潜力巨大，具有十分广阔的发展前景。

2.4　交通运输燃料

生物能源作为交通运输燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世纪末，利用粮食相对过剩的条件，我国开始发展生物燃料乙醇。从目前的情况看，玉米、小麦等粮食类作物和甘蔗、木薯等经济类作物加工燃料乙醇的技术比较成熟，但基于对国家粮食安全的担心，和发展经济类作物会发生品种单一，种性退化较严重等问题，国家一直有意保持国内燃料乙醇的产量在一定的限制水平。

玉米和木薯加工燃料乙醇目前已处在比较尴尬的境地情况下，我国的企业和科研院校正加大力度地投入研发纤维素等新的燃料乙醇的生产。据了解，中国拥有发展纤维素乙醇的原料优势。纤维素广泛分布于农作物秸秆、皮壳当中，资源丰富且价格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽丰原生化公司都以玉米秸秆为原料分别建立了一套年产3000t和一套年产5000t燃料乙醇工业化示范装置。中粮集团与中石化、丹麦诺维信公司联手建造的中国规模最大的年产万吨的纤维素TU将于2011年正式投建。纤维素乙醇的生产代表了中国未来燃料乙醇的主流方向，目前需要做的是加快研发力度，突破技术瓶径，降低生产成本，加快商业化生产的速度。

生物柴油主要应用于运输业和海运业，是一种重要的交通运输燃料。生物柴油在国内的发展状况与燃料乙醇相似，用油类植物生产生物柴油的技术比较成熟，但是它受原料的制约严重。要发展大力生物柴油产业，必须要有稳定的原料来源。据了解，欧美国家主要以菜籽油、大豆油为原料生产生物柴油，但我国人多地少的国情决定了我国生物柴油产业不宜以食用油为原料，只能大力发展丘陵盐碱等非粮用地发展麻风树、黄连木等乔灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油东方化工城内的6万t生物柴油项目正式投产运行，其采用的是高压酯交换(SRCA)生物柴油生产工艺的装置，产品已在海南岛内的柴油零售批发网点推广使用，这是我国首个麻风树生物柴油产业化的示范项目。

近年来，利用微藻制备生物柴油受到了国内外的广泛关注，因为微藻繁衍能力高，生长周期短，可大量培养而不占用耕地，能有效解决原料来源不稳定的问题。美国在2007年推出“微型曼哈顿计划”，其宗旨就是向藻类要能源，目标是到2010年每天产出百万桶生物燃油，实现藻类产油的工业化。2008年10月英国碳基金公司也启动了目前世界上最大的藻类生物燃料项目，投入的2600~-英镑将用于发展相关技术和基础设施，该项目预计到2020年实现商业化。我国的科研人员也在政府和企业的大力支持下加紧研发这项新技术，希望能早日实现产业化。虽然现在较高的生产成本制约着微藻生物柴油产业的发展，但通过今后技术的不断改进，相信微藻生物柴油产业的前景是十分广阔的。

第2篇：生物油燃料优势和缺点范文

关键词：汽车新能源；油；发展

中图分类号：TE626.32　文献标识码：A

0 引言

统计资料显示，2003年我国石油消费量达到2.5亿t，净进口量达到0.9亿t，进口原油占国内原油消费量的比重达到36％。2004年我国原油消费量2.9亿t，石油净进口达到1.4亿t，石油对外依存度接近45％，已成为仅次于美国的世界第二大石油消费国。到2010年我国的石油总需求量已突破3.5亿t，石油进口规模已达到2亿t，进口依存度也随之突破50％。预计到2020年石油的对外依存度有可能接近60％。有关专家认为，一旦石油对外依存度超过60％，整个国家的石油安全、经济安全、国家安全都面临很大的挑战。为缓解汽车数量的快速增长与石油资源的日趋紧张这一矛盾，替代燃料及新动力的研究备受关注。替代燃料有压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)及醇燃料等，并已得到推广使用，同时也应对燃料的变化推出了燃气发动机油和乙醇汽油发动机油等。煤制油技术与生物柴油制备技术的研究也异常活跃，部分国家已开始推广使用，我国因煤炭资源丰富，已开始建立煤制油项目工程。电动车辆及混合动力车辆目前也异军突起，在有限的区域内开始使用。本文着重介绍替代燃料、电动及混合动力的发展现状及前景，并对油应如何应对燃料及动力变化展开讨论。

1 替代燃料的发展现状

汽车一直以燃油动力为驱动力，其他动力目前还无法完全替代，面对石油资源的日趋紧张，发展替代燃料是较为可行的。已投入运行的替代燃料是液化石油气、压缩天然气和甲醇、乙醇类，正在开发的有煤制油和生物柴油等。

1.1车用液化石油气(LPG)

与民用液化气相比，车用LPG对其组成特别是丙烷所占比例、烯烃和硫含量均有严格要求。与车用汽油相比，LPG的特点是：①辛烷值高，适用于高压缩比汽油发动机；②燃烧性好，燃烧比较完全，尾气中一氧化碳含量比无铅汽油减少80％，碳氢含量也大幅度降低减少，发动机运行平稳；③蒸发性好，冷启动和暖机性能好；④不会稀释和污染发动机油，可延长发动机油的使用寿命，也不易产生火花塞结焦现象；⑤行驶里程短，约为同体积汽油的65％。LPG来自石油炼厂的常压蒸馏及催化裂化，产量有限，尽管已经在车辆上使用，但不是气体燃料的主流，而且石油气是重要化工原料，经催化叠合反应可以制备优质汽油与溶剂油，在其他领域也有更多的用途。

1.2车用压缩天然气(CNG)

因LPG产量有限，CNG已成为气体燃料的主流，在许多大中城市都有车辆使用。CNG是继LPG后的另一种清洁替代燃料，而且来源更加丰富。但车用天然气比民用天然气的质量要求更严，尤其是对硫、硫化氢含量有严格的控制。表1列出了车用CNG的主要物化性能，表2列出了车用CNG的国家标准GB18047-2000。CNG具有以下特点：①辛烷值比LPG高，适用于高压缩比汽油发动机；②蒸气压大，蒸发性比LPG好；③燃烧排放比LPG更清洁，特别适用于大中城市车辆；④国内资源充足，使用有保障；⑤发动机不做相应调整，直接使用CNG会使功率下降10％左右；⑥CNG的行驶里程比同体积LPG短，约为同体积LPG的1/3左右。

CNG是经高压压缩的，容器耐压要高达10MPa以上，CNG加气站的建设需要管网设施及加压设备，投资费用较高，受行驶里程及管网设施的限制，CNG主要集中在大中城市用于公交车及出租车，不适宜在行驶里程较长的车辆上使用。

1.3醇燃料

目前的醇燃料即为甲醇和乙醇。甲醇的工业制备方法是用一氧化碳与氢反应制得，甲醇也是化肥和制药、煤炭等行业生产的副产品。乙醇一般用淀粉发酵法和乙烯直接水化法制得，但作为车用燃料，为减轻对石油的依赖，则采用农作物淀粉发酵法制得。与汽油相比，醇燃料热值较低，完全使用醇燃料则发动机必须改造才行。若与汽油混合使用，且其含量较少，发动机则无须改造而直接使用，因此目前使用的是醇与汽油的混合燃料。

甲醇汽油，甲醇掺入量一般为5％～20％。以掺入15％者为最多，称M15甲醇汽油。其特点是①抗爆性能好，辛烷值可达90～97；②使用方便，无需改动装置；③与乙醇汽油相比，成本低、原料来源广泛易得；④生产不受季节和规模限制；⑤适用于一切燃烧汽油的车辆。但甲醇有一定的毒性，使用不慎，易造成人身伤害。甲醇燃烧后的排放物含有甲醛等有害物，所以环保性有待确认。

乙醇汽油是用90％的普通汽油与10％的燃料乙醇调合而成，可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放，而且不影响汽车的行驶性能。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向。但缺点是使用者感觉它比普通汽油动力下降，油耗增加，天热时还易于气阻熄火。

1.4生物柴油

生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料通过酯交换工艺制成，是可代替石化柴油的再生性柴油燃料。

生物柴油的特点是：①含水率较高，最大可达30％～45％，水分有利于降低油的黏度、提高稳定性，但降低了燃油的热值，并使冰点升高；②pH值低，故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料；③具有“老化”倾向，加热不宜超过80℃，宜避光、避免与空气接触保存；④优良的环保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98％，降解速率是普通柴油的2倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染；⑤较好的低温发动机启动性能；⑥较好的安全性能，闪点高，运输、储存、使用方面安全；⑦十六烷值高，燃烧性能好于柴油；⑧无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备；⑨制备方法简便，成本低。

1.5煤制油

煤制油是以煤为原料，经过化学加工，生产柴油、汽油、航空煤油等油品和石油化工产品，是煤炭的洁净利用技术。发展煤制油技术，用煤作原料来生产合成汽油、柴油，不仅可以逐步减少我国对国际市场石油的依赖、缓解我国未来石油资源短缺，确保国家能源安全，而且也能大大减轻煤直接燃烧对环境的严重污染。因此，煤制油已成为我国解决石油安全问题的战略选择，也是我国能源战略调整的重大决策。

2 电动汽车

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成，其他装置基本与内燃机汽车相同。

电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，目前正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。我国磷酸铁锂电池研究工作已经取得突破，磷酸铁锂电池由于安全性更高、寿命更长，将成为未来锂电池发展的重要方向，为北京奥运会提供的客车用锂电池就是自主研发的磷酸铁锂电池。

电动汽车采用电动轮驱动，传动装置的多数部件常常可以忽略。因电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车也无需内燃机汽车变速器中的倒挡。当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。

电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。

3 混合动力汽车

混合动力汽车，亦称复合动力汽车，就是在纯电动汽车上加装一套内燃机，其目的是减少汽车的污染，提高纯电动汽车的行驶里程。

复合动力汽车的优点是：①采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。②因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。③在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。④有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。⑤可以利用现有的加油站加油，不必再投资。⑥可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。

复合动力驱动汽车的缺点是：有两套动力，再加上两套动力的管理控制系统，结构复杂，技术较难，价格较高。

目前，《混合动力电动汽车标准》的研究与制定，已经由中国汽车技术研究中心协助整理完毕，并通过了科技部的验收，上报主要负责国家度量衡体系的全国标准管理委员会等待批准，即将择日出台。

4 新能源汽车油的发展

油的发展主要在于发动机油，体现在燃料的变化方面，而其他部位如齿轮、制动和底盘等，所用油脂均与燃油车辆相同。

醇类燃料的特点是辛烷值高、蒸发潜热大，因此允许发动机在较高的压缩比条件下使用，其结果是改善发动机的热效率和输出功率。另一方面，醇类燃料易于与水分混合，容易与油形成乳化液，比汽油更容易到达气缸壁而影响。因此，醇类燃料油抗磨性能，特别是对气缸壁、活塞环的磨损以及乙醛排放、燃料进气系统沉积物的控制成为研究的重点。

燃气发动机油与燃油发动机油的最主要的区别在于对硫酸盐灰分有严格的要求。研究表明，硫酸盐灰分在1％以上的油窜于燃气发动机燃烧室后，能在燃烧室内形成极为坚硬的沉积物(特别是使用含钙清净剂)，无法清洗，形成潜在的发火点，因为燃气发动机采用的是电子点火，所以在运行中就有可能导致发动机提前点火、爆燃等现象的发生，并且污染火花塞，使发动机不能平衡操作，影响发动机(汽车)正常运行，因而为了消除这种潜在的危险，一般燃气发动机制造商要求使用硫酸灰分小于1.0％的高品质油。目前已有完全不含金属盐添加剂的全无灰内燃机油面市，虽然其在高温抗氧、清净分散等方面亦可达到发动机的基本要求，但在高功率增压发动机上使用其磨损率远远高于灰分含量为0.5％～1％左右的油，另外气体不具备液体对阀座的作用，而油中一定的灰分可防止阀座的磨损。因此燃气发动机油的硫酸盐灰分一般均要求控制在0.5％～1％之间。

对于使用LPG或CNG与汽油或柴油两用燃料发动机的车辆，如汽油/压缩天然气两用燃料汽车、汽油/液化石油气两用燃料汽车等，其发动机具有两套相互独立的燃料供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给汽油或柴油，两套燃料供给系统可分别但不可同时向气缸供给燃料，是两种燃料交替使用，因此其既要具备汽油机油及柴油机油的性能，又要兼顾到使用LPG和CNG的特点。

还有一种发动机是双燃料发动机，这种发动机具有两套燃料供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给汽油或柴油，两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料，在缸内混合燃烧，如柴油一压缩天然气双燃料汽车，柴油一液化石油气双燃料汽车等。由于是两种燃料在气缸内共同燃烧，比纯气体燃料燃烧要产生较多的积炭和灰分，因此发动机油应具备一定的清净性能，宜使用中灰分燃气发动机油。

中国石油油公司已开发出燃气、燃气/汽油发动机油，轿车燃气发动机油，公交车专用燃气发动机油以及乙醇汽油发动机油等昆仑天籁系列产品，产品的用途、质量级别及质量标准代号如表3所示。目前中国石油兰州油研发中心又开发出甲醇汽油发动机油。

5 展望未来

目前新能源所占比例虽然较小，但发展势头很猛。对于替代能源而言，乙醇和生物柴油可以通过农林作物获取，属于可再生能源，但我国耕地较少，如果少占耕地而依托林业，就可以起到植树造林和获取燃料一举两得的作用。我国煤炭资源丰富，发展煤制油很有前途。煤制油的发展已成为我国的能源战略。2004年8月25日，由我国最大的煤炭能源企业神华集团承担的我国第一个煤炭直接液化项目在内蒙古鄂尔多斯正式开工建设，目前该项目年产量500万t。

我国天然气资源也较为丰富，周边国家如俄罗斯、哈塞克斯坦等国都有丰富的储量，进口也有保障，因此天然气是继汽油与柴油之后又一重要车用燃料。但由于压缩天然气CNG因高压安全问题、管网覆盖面有限、车辆携带量少、行驶里程短等种种原因，液化天然气LNG的发展受到重视。液化天然气体积约为同量气态天然气体积的1/600，为20MPa的CNG的2/5，重量约为同体积水的45％或同体积燃油的50％，可以像燃料油那样灌装储运，供气效率也比CNG高。因此近年来，世界各国积极研究天然气的液化。

燃料多样化已成为今后的发展趋势，由于燃料的多样化，需要今后车辆能使用多种燃料。汽油机车辆能够任意使用普通汽油、甲醇汽油、乙醇汽油和煤制油汽油；柴油机车辆能够任意使用普通柴油、生物柴油和煤制油柴油；燃气发动机以使用LNG为主，并能够使用LPG。两用燃料车辆是考虑到加气站不够普及、不能充分保障供气而发展的，属于过渡型车辆，其发动机也是在汽油机或柴油机基础上改装的，成本较高，尤其是柴油机属压燃式发动机，使用气体燃料还需要配备点火设施，改装成本更高。燃气发动机则是根据燃气的特点而设计，能够充分发挥动力，提高效率，克服了两用燃料车使用气体燃料时动力下降的问题。如果大部分加油站能够提供LPG，就应以发展纯燃气发动机车辆为主。燃料的多样化必然对发动机油提出更多的性能要求，要求发动机油能够适应多种燃料的需求。

发展电动汽车已成为今后汽车工业的一大发展趋势a电动车辆经电源技术的不断改进，充电速度、充电量、动力及行驶里程在不断提高。业内人士认为，电动汽车的发展离不开社会支持，需要完善的充电设施，而充电设施可以在加油站、停车场及汽修店等一切车辆服务场合安装，比建加油站更容易，因此极有发展潜力。混合动力车是考虑到充电不能及时保障而发展的，成本较高，属于过渡型车辆，但其结合了电动车辆与燃油车辆的优势，可以提高热机效率而节省燃料，减少排放，值得今后燃油车辆发展借鉴。

未来在城市内的公交、出租以及行驶线路和工作区域固定的车辆应大力推广电动车辆，对于长途运输车辆应力推混合动力车辆，而且尽可能多使用替代燃料，同时加大基础设施建设，形成完善的服务网络。

参考文献：

第3篇：生物油燃料优势和缺点范文

关键词：微波辅助技术；污泥热解制油技术；能源回收；微波能

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0061-04

能源回收应该是今后污泥处置的重要方向之一。近年发展起来的污泥制油技术，污泥制作燃料技术以及污泥消化沼气利用技术等，已成为世界性共同研究与广泛应用的课题。污泥热化学制油技术的环境效益和资源化效益均很可观，主要表现为：能有效控制重金属的排放，特别是对污泥中的重金属Hg、Ti起到钝化作用；可回收易利用、易储藏的液体燃油，回收的液体燃油可提供700kW/t的净能量；可破坏有机氯化物的生成，反应器中燃烧温度应尽量控制在800℃以下，可减少蒸汽中金属的排放量，气体净化过程简单且经济，占地面积小，运行成本较低。

污泥热解（干馏）制油技术是将污泥在常压（或高压）和无氧（或缺氧）状态下，将污泥加热到一定温度（低温：

微波能作为一个替代能量源，克服了传统方法的加热周期长、具有表面温度梯度以及对系统环境的能量损失等缺点，因而获得大量应用领域研究者的广泛关注。微波能的应用在过去几十年已经被扩展到一个广泛的工业领域，使得它在工业应用中替代传统工艺方法具有极强的吸引力原因主要有：微波的穿透能力使得能量直接传输到物料快速而整体加热，材料吸收微波能能力的差异使得物料能够选择加热，而这些都可以改善能量在系统中的传递效果，进一步增强减少系统热损失的能力。它的不同于传统加热的原理提供给传统反应许多好处，如加快反应速率和增加产量，在较低的温度下完成反应，获得较好的结构特性。此外，微波能的使用能够大大地降低生产成本和避免传统方法使用的毒性物质的情况，其经济性和环保性提供了工业系统极具竞争性的生产方法。当前许多传统落后的工艺技术需要微波能应用这一新技术来改造和更新，而微波能应用这一崭新技术也将会在改造许多传统落后的产业工艺技术中发挥巨大的作用而形成自己崭新的产业。因此，工业微波能应用技术具有显著“高效、节能、环保”的特征，在我国已被列入“中华人民共和国节能技术政策大纲”重点推广技术。污泥资源的回收是一个具有潜力的领域，它能够大大地减少污泥处理和回收的费用。目前，对于污泥制作能源和提取化工原料要求较高的温度，但通常只达到较低的回收率。而微波由于它的热效率和选择加热特性，能够提供减少能量要求而达到较高温度的潜能。

污泥像大多数有机废物一样富含挥发性物质，通过适当的处理可以作为有价值的资源转换成有用的产品。通过热解的方法可以获得如燃气、燃油及炭黑等有用的能源产品，但是在热解之前必须去除污泥中所含的大量水分。传统的热解方法耗时较长，如果用微波加热替代，污泥的干燥、热解及气化过程就可以在一个单一的步骤完成，其具有省时节能的优点。

1 微波热解污泥过程特点分析

由于污泥原料的复杂性，各种因素对污泥热解的影响也存在着很大的区别。污泥热解是一个非常复杂的物理化学反应过程，其影响因素主要包括污泥特性、污泥热解条件和污泥热解设备等。在污泥条件确定的前提下，影响污泥热解制油效果的重要因素是污泥热解条件和污泥热解设备。因此，我们这里重点分析微波对污泥热解条件和污泥热解设备的影响效果。

1.1 污泥热解条件的影响

影响污泥热解制油效果的反应条件主要有热解温度、停留时间、加热速率与最终热解温度、热解压力、含水率、催化剂等。

1.1.1 热解温度。不同学者针对不同来源的污泥，在不同温度条件下展开广泛研究，以最大的产油率为目的，在275℃～550℃范围内对生污泥和厌氧发酵污泥进行了研究，得出最佳反应条件，即温度为450℃，停留时间为0.5h。认为在一定的温度范围内，有机质转化率与温度基本呈直线形正相关，但高温阶段相关系数趋小；炭得率与温度基本呈明显负相关性，油得率与温度呈正相关，较高温度有利于有机质向气相的转化。

Qunhui Lin等将微波加热过程分为干燥阶段（从环境温度到120℃）、低温热解阶段（约120℃～290℃）、高温热解阶段（约290℃以上）三个阶段。在干燥阶段，污泥的温度快速升高，在105℃～120℃趋于平缓，此时的挥发分主要是水蒸气，且在115℃存在明显的吸热峰值。在低温热解阶段，污泥温度几乎以一个稳定速率升高，此时是污泥中有机物质的分解阶段，大部分生物油在此阶段产生，且挥发分在220℃～250℃存在又一峰值。在高温热解阶段，污泥温度快速上升，此时是污泥中有机物质进一步分解，挥发分数量逐步下降，且主要变为不凝性气体。

1.1.2 停留时间。热解反应停留时间在污泥热解工艺中也是重要的影响因素。污泥固体颗粒因化学键断裂而分解形成油类产物：在分解的初始阶段，形成的产物应以非挥发分为主，随着化学键的进一步附加断裂可形成挥发产物，经冷凝后形成热解油。随着时间的延长，上述挥发性产物在颗粒内部以均匀气相或不均匀气相与焦炭进一步反应，这种二次反应将对热解产物的产量及分布产生一定的影响。因此，反应停留时间是污泥热解工艺中需要控制的重要因素，随着停留时间的增加，油类产物产量会降低。而微波是内部选择性加热，具有快速、均匀加热的特点，从而可以大大缩短污泥热解停留时间，提高生物油的产量。

1.1.3 加热速率与最终热解温度。加热速率的影响具有阶段性，加热速率对低温段的热解影响较大，通常在450℃以下产生的作用较大，在450℃时，更高的加热速率会使热解效率更高，产生更多的液态成分和气态成分的量，而降低了固态剩余物的量。而在较高的热解温度条件下（如600℃以上），其加热速率的影响可以忽略不计。

微波具有较高的加热速率且易于自动控制，Qunhui Lin等比较了污泥样本在6个不同的微波加热速率条件下生物油的产率显示，随着微波加热速率的增加，生物油产率会明显增加。其研究表明，在300℃～500℃最终热解温度时，污泥的快速热解能够缩短生物油在固相的时间，减少分解，从而有利于生物油的产生。研究结果也表明，生物油主要形成在200℃～400℃的热解温度，500℃的最终热解温度已达到生物油产量的最大值，大部分的生物油是在温度提升阶段形成的，过高的最终热解温度没有必要。

1.2 污泥热解设备的影响

热解设备的技术关键是要有很高的加热和热传导速率、严格控制终温以及热解蒸汽快速冷却。

武伟男的研究结果表明：污泥热解温度达到900℃的高温时，与电炉热解过程相比，微波热解污泥具有达到最终温度的时间短、污泥热解彻底的优势。对微波热解污泥油类产物的族组分进行进一步分析可以确定：微波热解污泥制得的油中脂肪族化合物含量高达33%～56%，热值达到32～37MJ/kg，具有资源化用作燃料的前景，可一定程度上代替石油低级馏出物燃料的使用；尽管微波热解生成了多环芳烃，但是其中有害的物质仅占0.42%，较传统热解污泥过程减少1%，油类的安全性很好；热解油中的许多单环芳烃如甲苯、二甲苯、苯乙烯和苯酚类化合物都是重要的化工原料。电炉热解污泥制得的油类产物虽然热值也比较高，但是油中脂肪族的化合物的含量很低，只有8%，且芳香族化合物的含量高达50.3%，较微波热解过程增加将近一倍，在燃烧的过程中可能进一步生成有害的PAHs，影响使用过程中的安全性。研究将微波热解污泥的固体剩余物——焦炭循环用作微波热解污泥的添加物质，减少了微波热解污泥过程固体剩余物的产生量以及微波能吸收物质的添加量。而且由于每次循环焦炭中都浓缩了Si、Al和Ca等元素，因而随着循环次数的增多，焦炭中的这些元素含量也越来越多，热解油类产物中小分子物质越多，越有利于用作燃料油。

A.Domínguez等研究了微波热解污泥制油特性，分析了多模与单模微波炉的热解过程以及用碳精与木炭做微波吸收体的热解效果。两种吸收体在几分钟内达到1000℃以上高温使污泥快速热解。两类微波炉及吸收体热解产物油在品质上是相同的，但在数量上是有差别的。如用碳精替代木炭做微波吸收体，可以更多地裂解大的脂肪族链，产生更高比例的烯烃和单一芳香族。多模微波炉也比单模微波炉更有利于裂解和脱氢反应。与传统污泥高温热解方法相比，微波热解油含有更多的脂肪族类化合物和含氧化合物，而不包含如重PAHs等有害环境的化合物。

2 典型微波热解污泥工艺流程

典型微波热解污泥工艺流程包括污泥脱水、干燥、热解、炭灰分离、油气冷凝、热量回收以及二次污染防治等过程。图1表示了建于废水处理厂中的联合微波热解污泥制油的技术路线。尽管热解剩余污泥比热解消化污泥的产油率高，但是考虑到废水处理厂整体污泥处理和能源利用效率，我们这里还是对消化污泥进行热解制油。

3 结语

微波辅助污泥热解制油技术能够在较低热解温度阶段产生最大的生物油产量；快速均匀内部加热特性缩短了反应停留时间，有效地阻止影响生物油产量的二次反应；适当加热速率和最终热解温度不仅能够促成最大的生物油产量，而且也是控制生物油产品品质的重要因素。采用污水厂联合微波热解污泥制油的技术路线，能够更有效地利用和回收资源，有必要对此技术进一步开发研究。

参考文献

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[2] 王绍文，秦华，邹元龙，等.城市污泥资源利用与污水土地处理技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

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[5] Qunhui Lin，Guanyi Chen，Yongkai Liu.Scale-up of microwave heating process for the production of bio-oil from rewage sludge[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis，2012，94： 114-119.

[6] 武伟男.城市污水污泥微波高温热解油类产物特性研究[D].哈尔滨工业大学，2007.

第4篇：生物油燃料优势和缺点范文

关键词：转基因大豆；食用油；产业链

中图分类号：F303文献标识码：A文章编号：0439－8114（2012）04－0649-03

伴随着人类进入21世纪的脚步，作为生物技术革命前沿的转基因农作物日益成为全球化进程中的热点与焦点问题。围绕着转基因技术及产品的讨论与争端，诸如进出口贸易、生物安全、食品安全、知识产权等一系列问题，不仅频频出现在科技、经济领域，也成为政治、社会学术领域中纷争不断的话题。转基因技术被视为一种全球化的生物技术革命，而它在不同的国家，因各自不同的政治体制、社会构成与文化传统，又遭遇不同的市场反映，有着不同的命运。因此，转基因技术与产品可以成为全球化背景下透视与分析不同社会与文化及其变迁、融合的重要切入点。

在诸多转基因农作物中，转基因大豆是值得特别关注的一种。看似不起眼的大豆与人们的日常生活密切相关，又能从中透视出社会制度、文化传统、全球化与地方化的演变过程与特性，正因如此，它当然应成为社会人类学关注与探讨的对象。

1转基因大豆的优缺点

转基因大豆是大豆育种和生产领域重大的技术突破。目前，尽管国际社会对种植抗除草剂大豆仍有争议，但与传统大豆相比，转基因大豆的应用优势已在多方面得到证实，如它能简便、高效地控制杂草，保护土壤以及减少除草剂活性成分从而利于改善环境等。

1．1转基因大豆的优点

1．1．1控制杂草简便、高效控制杂草简便、高效是抗除草剂转基因大豆最突出的技术优势。目前在全球种植最为普及的转基因大豆是抗草甘膦除草剂大豆，其改良功能在于能抵抗草甘膦除草剂［1］。“草甘膦”除草剂不仅可以有效去除多种杂草，还可将以前所使用的多种除草剂减少至“草甘膦”这一种。因为农户在种植这种转基因大豆之后，只需喷洒1～2次草甘膦除草剂即可控制杂草生长，而大豆生长却不受影响。抗除草剂大豆的推广，逐渐改变了除草剂使用的格局。

1．1．2保护土壤的技术优势与传统大豆耕作相比，转基因大豆的种植还有保护土壤、防止水土流失的技术优势。因为对于抗草甘膦转基因作物而言，使用草甘膦这种非选择性除草剂，可以不受土壤条件及施药时间限制而都能达到稳定的除草效果。于是这鼓励了许多大豆农户纷纷采用少耕或免耕的耕作方法。在作物耕作中免耕或少耕法的长处有：一是免耕法因不再耕作土地，可以减少水土流失；二对于少耕法而言，由于耕作次数减少了，从而也减少了农用机械的使用，进而降低了燃料的使用，也就减少了二氧化碳的排放；三是抗除草剂作物（包括转基因大豆作物在内）采用免耕或少耕的保护性耕作方法可以提高土壤固碳量。比如2007年，此法的使用使“二氧化碳固存达131亿kg，相当于减少了580万辆汽车的排放。”这对减轻全球气候变暖、减少温室气体排放都起了积极作用［2］。

1．2转基因大豆的缺点

1．2．1转基因大豆及其产品可能会损害人体的内部系统转基因大豆的组成物质与非转基因大豆相比有较大的变化，如植物凝血素提高了约1倍、蛋白酶抑制剂高了26．7％，而蛋白质和苯丙氨酸有明显下降，维生素B2复合体胆碱的含量低了29％等，这些组成物质的变化可能会使长期食用其的人身体生长发育缓慢，致身材矮小；转基因大豆中还含有一种类似雌性激素的化学物质，它会破坏人体荷尔蒙，导致生殖器官异常，并损害免疫系统。此外，有证据表明，食用转基因大豆食品与非霍奇淋巴瘤发病率的提高具有一定的相关性。

1．2．2转基因大豆及其产品可能对人体产生过敏反应全世界有近2％的成年人和4％～6％的儿童发生过食品过敏，而90％的过敏是由蛋、鱼、贝壳、奶、花生、大豆、坚果和小麦等8种食物引起的。转基因大豆由于其引入外部基因所以可能对人体更容易产生过敏反应。世界上一些国家的事实也证实了转基因大豆存在一定的过敏性［3］。

2我国的转基因大豆油市场现状

2．1转基因大豆油的利用情况

中国是食用油消费大国，又是一个食用油缺乏的大国，每年需从国外进口食用油约占总量的2／3。我国本土传统生产的大豆、花生、菜子、葵花子等农作物均属于高油脂作物，可以直接用来榨取油脂。而由于转基因大豆的“侵入”，这些农产品的价值没有得到充分的体现和培育，致使转基因大豆油不断侵占我国的食用油市场，使中国消费者成为了国外转基因大豆的“试验品”，而对中国的农业造成了巨大的伤害。

由于受到国外转基因大豆的冲击，近几年来，我国农民相继出现了卖大豆难、卖油菜子难、卖花生难、卖葵花子难等“多难”现象。我国的大豆种植规模较小，即使是在土地资源丰富的黑龙江，专业农户的土地规模也只有10 hm2左右。相比之下，美国、巴西和阿根廷的农场大豆生产规模远远超过我国，大豆的种植成本大大低于我国。按完全的种植成本比较，我国的大豆种植成本比美国高出33％。美国所种植的大豆基本上都是转基因大豆，其中大部分出口到中国，主要用于生产大豆色拉油，其次是用于做豆浆、豆粉等。研究表明，转基因大豆的出油率一般在19％～22％，比国产大豆16％～17％的出油率高出2～5个百分点。大豆的出油率每相差1个百分点，加工10万t大豆，其效益就会相差1 500万元。受效益影响的冲击，使中国传统的大豆这曾经的“金豆子”变成了“愁豆子”［4，5］。

我国是世界上的大豆、花生、菜子、葵花子主产国之一，大豆主要产于东北三省和华北地区，花生主要产于山东、河南、河北、安徽、辽宁、新疆等地区；菜子主要产自以湖北、湖南、四川、贵州等产区；葵花子是以华北为主产区。据不完全统计，我国种植油料作物的农民达2亿以上，播种面积占我国耕地总面积的1／4以上，是一个油料作物的生产大国。同时，由于我国人口众多，又是一个油脂需求大国，但是却出现一种怪异现象：一方面我国大量生产油料作物，另一方面却又大量进口转基因大豆作为油脂原料，致使本土的油料产业逐步萎缩，农民卖油料难的现象日趋严重。

2．2转基因大豆对中国食用油产业链的影响

转基因大豆进入我国后，大部分进入了以外资为背景的食用油加工企业，形成小包装的色拉油后进入市场。这种油品虽然有汽油残留，但由于价格低廉，很能吸引一些消费者的眼球。而我国本土的一些食用油加工企业，例如黑龙江九三油脂公司、贵州长城油脂公司和以山东鲁花为代表的花生油加工企业等，他们使用的是国内农民生产的非转基因大豆、菜子、花生，采用的是传统的压榨工艺，其油品具有安全、营养、健康的优势；但同时他们又具有成本高、价格贵的劣势。在这种情况下，转基因油品经营者斥巨资大力宣传油品品牌，而模糊转基因的可能危害，以改变转基因食品的劣势状态。由于我国对转基因大豆的警惕性不高，有针对性的宣传不够，如此背景下，国外转基因油品在我国销售势头良好，而国内食用油制造企业的经营举步维艰。如贵州省有3家稍具规模的食用油企业，其中两家常年遭遇行业性亏损。仅一家长城油脂公司由于2010年未开展生产而躲过一劫，2011年被迫将规模扩大至年处理300 t。2010年上涨的油菜子收购价格完全背离了市场规律，以2．80元／kg计，每吨成品油成本达6 600～6 800元左右，而当年的成品油价格最高为6 400元／t，因此生产得越多亏得也越多［6］。在转基因大豆油的价格支配下，我国油脂企业效益急剧下滑，经营陷入困境。目前只有山东鲁花等企业因实现了规模经营，加上千方百计降低生产成本和销售成本，才有着较好的效益，使黄河流域的花生价格3年翻了一番。但这只能算作我们民族食用油加工企业的一个特例。

3我国大豆生产与加工的出路

3．1限制转基因大豆的进口

从保护国民健康的目的出发，我国应抑制转基因大豆大量进口的现状。由于转基因食品的安全性在国际上尚没有得到科学的确认，我国政府也相继出台了《农业转基因生物安全管理条例》、《农业转基因生物安全评价管理办法》等一系列政策法规，这些措施对抑制转基因食品的大量进口起到了一定的作用。但从我国的实际情况来看，光有这些政策法规还远远不够。我国已是WTO成员国，WTO农业协议允许成员国政府采取正当的以保护人类健康、动植物生命安全为目的的贸易限制措施。由此可以灵活运用《农业转基因生物安全管理条例》，对以国产油料为原料的内资企业实行税收、科技等扶持政策，促其提高生存与发展能力，有能力反哺国内农民，进一步提高中国农业、农民的市场竞争能力。而对于主要以进口转基因大豆为加工原料的企业，可以考虑严格进口程序的审批，使这些企业的进口成本上升，拉大进口转基因大豆成品油料与国产非转基因作物油料的价差，扩大我国非转基因油料的优势。同时，对非转基因原料产地进行保护，提高我国非转基因油料的竞争优势。并对转基因农产品在市场流通的各个环节实行全国统一的强制性标识制度。从欧盟、日本和韩国的情况看，此举可从很大程度上抑制转基因大豆的市场需求，进而影响转基因大豆的生产、加工、进口及销售［7］。

3．2加大宣传，发挥舆论导向作用，推动我国非转基因产品的发展

根据我国的现有国情，有必要开展一场全民的食用油安全食用方面的宣传教育运动。应大力公告转基因油脂可能存在的安全风险，宣传非转基因油脂的安全性和营养价值，强调转基因油脂与非转基因油脂的本质区别。我国长期以来的舆论对于转基因产品的报道，只注重了关于标识的问题，而对转基因油脂对国内各领域产业构成的潜在威胁，以及对人类未来生存的可能不安全隐患并没有给予更多的关注，这种状况必须改变。建议我国舆论应深入、客观地报道“转基因”问题，将转基因产品的知识逐步灌输到消费者的思想意识中去。站在民族利益和道德的高度大力宣传国内非转基因产品的高价值和安全性，全面剖析转基因与非转基因产品之间的价值差别，让广大消费者树立健康的绿色消费意识，倡导安全、营养、健康的消费理念，改变消费者的消费行为和习惯。只有这样，才能从根本上保护中国农民的利益［8］。

3．3实行政策支持，保护本土非转基因产业

长期以来，由于国家对转基因食品没有引起足够的重视，同时对非转基因产业政策支持力度也不够，导致我国的油料产业长期处于弱势地位。甚至还有几个转基因食用油品牌被评为了中国名牌产品，让消费者更加无所适从，致使国内的非转基因作物油料产业“雪上加霜”。鉴于此，呼吁我国制定相关政策时，应从国家和民族利益出发，用政策法规来大力扶持国内非转基因油脂产业，使其不断发展壮大，使我国农业和农民在安全健康的环境中生存与发展。

4展望

转基因生物及其产品是现代生物技术和基因工程技术的产物，是当代科学技术的进步成果，但它也与科学技术一样，对人类的发展来说是柄“双刃剑”，福祸相倚。如何趋利避害、化险为夷，在于对其正反两方面的关系和机制有充分的认识，要掌握得法、监管适宜、运用恰当，摆脱转基因大豆对我国食用油产业链的影响。寻求我国非转基因大豆生产与加工的出路，有针对性地采取措施以化解当前的危机。建立我国独立的食用油原料基地，培育壮大本土食用油加工企业，进一步提高转基因原料进口的门坎，以造福我国广大农民。同时加大宣传，发挥舆论导向作用，将转基因油脂可能存在的安全风险、非转基因油脂的安全性和营养价值、转基因油脂与非转基因油脂的本质差别等信息告之公众。让广大消费者深刻了解非转基因农作物的天然品质才是值得选择的绿色健康消费，倡导安全、营养、健康的消费理念，从根本上改变消费者的消费习惯和行为。实行政策支持，保护和扶持本土非转基因产业，使中国的农业和农民在安全健康的环境中生存发展，使中国的食用油产业链更加安全健康。

参考文献：

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［6］ 施鹏翔，林志光． 关于转基因大豆――也谈它对健康、环境及贸易等问题的影响［A］．夏友富，田仁礼，朱玉辰.中国大豆产业发展战略研究：21世纪中国大豆产业发展研讨会论文集［C］． 北京： 中国商业出版社，2003．

第5篇：生物油燃料优势和缺点范文

【关键词】污水厂；污泥处理；技术目前，我国污水处理能力还处于发展阶段。全国仍然有一半的城市没有建立污水处理厂，截止到2009年初中国城市污水日处理的能力达到了8310万立方米，比2008年增长了17.2%；城市污水处理效率达到了66.8%，增长了近3个百分点。随着国家对污水处理行业的高度重视，污水处理市场的潜力也在发生着不断的变化，据“十一五”规划的污水处理目标，到2011年我国的污水处理率要达到75%。由此可见，污水处理市场十分巨大，污水处理行业的发展已经步入了快车道。

污泥的处理是污水厂处理过程中的必要产物，其中，污泥的处理技术包括两个方面：前处理工艺以及后处理工艺。另外，前处理工艺还包括：消化、浓缩和脱水等等；后处理工艺则包括：热干化、堆肥和焚烧以及碱性稳定等。

1.污水厂污泥处理的目的以及现状

进行污泥处理的目的：（1）无害化：通过去除重金属和消灭细菌等方式达到污泥的卫生，并且保障污泥的无害化；（2）减量化：减少污泥处理前的重量和体积，降低污泥处理的费用；（3）资源化：处理污泥的的目的是要达到综合利用和变害为利以及保护环境和产生沼气等等；（4）稳定化：通过对污泥的处理，使其保持稳定化，对处置后的污泥不会产生降解的情况，从而来避免产生二次污染。

污泥处理的现状：在城镇中，污泥的主要来源是工业生产中排放的废水和生活污水的排放以及雨水、地下水和地表水的排放等等。而污泥指的是在进行污水处理的过程中而产生的一种物质垃圾废弃物，它是由多种多样的微生物在一起而形成的大量的富含钾、氮和磷的有机物，同时它还含有多氯联苯和重金属以及病原菌和寄生虫等有害的物质，它是介于水和固体之间的胶状物体[1]。目前，我国城镇的污水的特点是含水量高。所以它富含的有机物质就比较高，因此容易发生腐化和变质而且城镇污水里的污泥的自身形状比较小，所以需要通过妥善的处理。但是，目前我国城镇的污泥处理只通过简单的脱水处理而没有通过正式的处理方式就被作为肥料利用到了农业生产当中。没有经过正式有效的处理方式处理过的污泥里含有大量的有色金属和微生物等等有害的物质，一旦作为肥料使用很容易导致烧苗和死秧以及发生虫害等威胁。所以，现在农民把污泥作为肥料的使用就降低了很多，这就导致污泥的使用量降低。但是经过处理后的污泥用于在农业的生产上其中的有害物质得到了控制，而可以有效的提高污泥在农业生产中的应用，使其得到它应发挥的经济效益。

2.污水厂污泥处理技术

（1）污泥焚烧技术：在污水处理厂污泥处理的各种方法中污泥焚烧的技术是对污泥进行最大程度的减少容积和最彻底的一种方法，焚烧技术分为两种，一种是先进行脱水然后再焚烧，另外一种是脱水直接进行焚烧。因为污泥内富含较多的微生物残渣和有机物、纤维木质素等，它们都有一定的热量，再在里面掺上合适的引燃料就可以作为生活锅炉和工作炉窑的辅助燃料[2]。进行污泥燃烧的优点是：焚烧可以使污泥快速的减轻重量，而且焚烧的过程中没有异味剩余的残渣也少，不需要做灭菌的处理，最后剩下的干污颗粒还可以用作发电厂的燃料。通过污泥的干馏技术还可以从中提取燃料油和焦油等，还可以用作制造有机玻璃和甲醛等其他的化工产品。缺点：污泥焚烧的成本大、开销高，而且对焚烧的管理水平和焚烧的设备要求相对也比较高。虽然污泥燃烧没有异味，但是污泥中含有的重金属物质等一些污染物，在焚烧的同时会随着空气飘散给社会人群造成一定的危害。

（2）污泥填埋技术：对污水厂的污泥进行一些简单的无菌处理后，将其直接倒在低谷的地方，可以制造人工土地。

污泥填埋技术的优点：这种技术的成本较低，根本不要求对其进行脱水或自然干化，这种方法既增加了城市土地用量又对污泥进行了处理。

缺点：由于这种技术对污泥的土地学性质要求的比较高，因此进行填埋地区的选择有规定，要在地下水位不高的地方而且底基渗透系数不高的地方进行。进行填埋的时候在坑内要铺设好方渗透的物质，还应配置好高渗透过滤液的集装装置以及相应的净化设施，以此来防止雨水的渗漏使有害物质侵蚀地下水。

（3）污泥投海：这种方法是最简单的，不需要投入大量资金。但是，这种方法受国际海洋的相关约束和地理位置的制约，还有这种方法对人类的食物以及海洋生态系统造成严重的威胁[3]。因此，早在1993年中国政府就承诺在1994年2月20日起就不再对实行污泥投海这种方法。此法已受到限制。

（4）农用堆肥技术：污泥在进行农用之前首先要进行堆肥处理，这种方法是符合中国国情的技术。且这种方法的目的是通过生物的降解，使其植物养分的形态更加利于植物的吸收，此外，它还可以杀死病原菌和除臭味等。

农用堆肥的优点：在实施这项技术的时候不要求有人工管理和其他任何能源，实施的造价低，不管是操作还是管理都很方便，适合在小污泥处理厂中使用。

缺点：占地面积比较大，达不到减少容量的效果。农民在农业制造的过程中如果使用了它，其中重金属的污染将会使植物富集，并且层层相互，通过食物链和生物链的方式进行传递，对人类会产生剧毒的危害。

3.污水处理厂污泥处理技术的新思路

（1）污泥堆肥技术方面：在进行污泥堆肥处理之前首先要对污泥堆肥前做相应的预处理，并且研究堆肥的微生物学以及动力学和反应器、腐蚀度等，对生物的构成和变化以及堆肥过程中降解有机物能力强的优势菌种等有一定程度的了解等等。

（2）污泥脱水方面：①在污泥脱水之前进行预处理，通过热处理和化学调理以及冷冻法等来改善污泥脱水的性能；②积极研制和探索新型的对改善污泥脱水性能的药剂；③用生物方法通过溶菌酶破坏菌胶团方法来彻底改善污泥的性质；④研究新型的污泥脱水设备来增强污泥脱水的工作效率。

（3）污泥处理技术土地利用方面：污泥土地利用的意义指的是利用园林绿化介质和垃圾场覆盖土和农用堆肥等等[4]。污泥堆肥技术指的是对污泥中的微生物菌进行再利用，将其发酵的同时对混合物进行借助，然后对有机物进行氧化和分解，把它们转化成比较容易吸收和利用的无机复合肥，这样的技术能拥有广阔的市场前景。

4.总结

污水处理厂在对污泥进行处理的过程中要始终坚持利用土地为主要目的，并且可以结合多种污泥处理技术来研究适合我国污泥处理的既节能经济又多元化的技术体系。污水处理厂要高度重视在污泥处理的过程中对环境等等各个方面产生的负面影响，比如重金属等问题，要做到不断的提高污水处理厂无害化的处理技术和水平，寻找一条能有效的利用污泥处理的技术具有重大的现实意义[5]。现如今，国家大力落实科学发展观和建设“节约型社会”，污水处理厂要做到城市污水处理和资源化相结合，坚持“泥水并用”的原则，这将成为污水处理厂污泥处理的最好出路。

【参考文献】

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［3］王凯军.为污泥处置提供技术政策导向——城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)解读[J]建设科技.2009 (07)．

第6篇：生物油燃料优势和缺点范文

【关键词】汽油 非常规添加剂 苯胺物质 乙酸仲丁酯 甲缩醛 碳酸二甲酯

随着社会的发展，汽车成为人们日常生活中越来越不可缺少的交通工具，并且随着汽车保有量的逐年增加，对车用汽油的需求也将迅速增长，这给石油行业带来巨大商机的同时也将伴随着沉重的压力。由于国内石油能源及炼油工艺技术的限制，使得市场上的正规炼油厂生产的油品供不应求，使得大量调合油品充斥市场，造成油品市场波动剧烈。一般调和汽油主要以混合芳烃、石脑油（轻油）等为原料调合而成，但在原料价格高涨的背景及利益最大化的驱使下，一些调油商换成了苯胺、乙酸仲丁酯、甲缩醛、碳酸二甲酯等低价且具有潜在危害的化工原料，造成众多调合汽油质量问题。这些添加入油品中的化工原料通常被称为非常规汽油添加剂。所谓非常规汽油添加剂是指国家标准中未有条文明确规定限量加入或是禁止加入汽油中的化学成分，添加了这类添加剂的汽油其质量指标符合国家车用汽油标准，但对车辆的机动性、安全性和环保性存在潜在危害。因而对汽油中非常规添加剂及其对油品质量和车辆使用性能的影响进行研究，具有十分重要的意义。

燃料油添加剂的种类繁多，按所用于的燃料来分，可分为汽油添加剂、航空煤油添加剂、柴油添加剂和重质燃料油添加剂。从添加剂的生产工艺来区分，燃油添加剂可分为化学添加剂、生物添加剂及物理添加剂。燃料添加剂按作用分，主要有抗爆剂、抗氧剂、金属钝化剂、防冰剂、抗静电剂、抗磨防锈剂、流动改进剂、十六烷值改进剂、清净分散剂、多效添加剂、助燃剂等。汽油是最好的燃料，一般由沸点在54℃～221℃之间的液体烃类化合物组成，含有直链或支链烷烃、环烷烃、取代或未取代的芳香烃、烯烃及由它们任意比例混合而成。当前由于内燃机技术及社会环保要求的日益严格，燃料油单靠加工工艺的改变是不能满足使用要求的，而必须加入各种添加剂改善油品的性质。鉴于当前严峻的油品质量情况，对非常规汽油添加剂的认识了解也是必要的。本文论述了四种非常规汽油添加剂的理化性质及对油品质量和车辆使用性能的影响、其检测方法。

1 苯胺类物质

1.1 苯胺类物质的理化性质及对油品质量和车辆使用性能的影响

苯胺类物质是一种化工原料，带有臭味，密度较大，人体皮肤容易吸收，严重的会导致中毒，会对人的身体带来不可预知的伤害。在调合汽油中苯胺类物质常用作汽油抗暴剂，其加入汽油后会影响汽油的辛烷值、胶质及诱导期指标。苯胺类物质对汽油的辛烷值有一定的贡献作用，一般添加量在3%～5%时可提高辛烷值10～12个单位。苯胺类物质与汽油相溶性好，但加入汽油后油品颜色会变深，易产生胶质。当汽油中的胶质含量过高时，会在燃烧过程中产生胶质、积炭，导致进气系统产生沉积物和使进气阀发生粘结，进而损坏发动机，引起一系列故障。苯胺类物质加入汽油中还会缩短汽油诱导期，降低汽油的氧化安定性，使汽油贮存时生成胶质的倾向增大。苯胺类抗爆剂对汽车配件中的塑料及橡胶材料易产生溶胀，引起漏油，燃烧后汽车尾气氮氧化合物（NOx）含量增大，污染环境。目前国家油品标准中没有明确禁止使用该苯胺类抗暴剂，也没有相关的指标对其添加量进行限制。一些调油商钻了国家标准的空子，通过调合技术，添加苯胺物质，同时借助甲苯、甲基叔丁基醚（MTBE）、甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）等高辛烷值物质来共同提高调和汽油的辛烷值，使调合后汽油的各项指标均为合格，符合车用汽油产品标准。苯胺类物质较价格廉优，一般市场价为2000～3000元/吨，加入汽油中可大大降低汽油成本，这也是其被大量添加到汽油中的主要因素。

1.2 N-甲基苯胺的理化性质及抗爆机理

汽油中最常见的苯胺类物质是N-甲基苯胺（N-Methylaniline），结构式见图1。N-甲基苯胺常温下为无色至红棕色油状易燃液体，不易结晶，化学性质稳定，熔点-57℃，沸点196.25℃，闪点78℃，36℃下的蒸气压为0.13kPa，不易挥发，与汽油、乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂互溶，微溶于水。N-甲基苯胺的相对密度为0.9891，含碳量为78%，与汽油调和后能提高油品密度。N-甲基苯胺的抗爆效果较好，其抗爆机理已有文献报道。一般汽油机中的爆震是一种链反应，即燃料在燃烧过程中会产生大量不稳定的过氧化物，使燃料能量一瞬间大量释放，产生爆震。N-甲基苯胺具有电子转移作用，能与过氧化物通过电子转移发生作用，消除汽油机燃烧室过剩的过氧化物，降低过氧化物浓度，减少自动着火点，减缓燃料能量释放，从而减轻爆震，提高燃料的抗爆性。

1.3 N-甲基苯胺的合成及检测

N-甲基苯胺主要的合成方法有：

（1）将苯胺蒸气与甲醚混合，通过活性氧化铝催化剂，于230-295℃反应制得。

（2）以苯胺和甲醇为原料在酮或铅锌铬或三氯化磷催化剂作用下生成粗品N-甲基苯胺，再经蒸馏脱除甲醇、水、苯胺和N，N-二甲基苯胺而得N-甲基苯胺成品。N-甲基苯胺的传统检测方法有萘二乙胺分光光度法，近年来也开发了新的检测方法，如高效液相色谱法、极谱测定法、助抑动力学光谱法、ERASPEC中红外汽油分析仪定性测定法等。此外还有文献报道了用气相色谱-表面电离检测器分析汽油中含氮化合物的分布，共鉴定出22种含氮化合物，所含氮化合物经进一步鉴定主要为苯胺类物质。

2 乙酸仲丁酯

2.1 乙酸仲丁酯的理化性质

乙酸仲丁酯（2-butanol acetate）又名醋酸仲丁酯，结构式见图2，是乙酸丁酯的四种同分异构体之一，在室温下为无色透明液体，易燃，具有果实味的，与乙酸丁酯相比味稍重，且为中等挥发速度的强溶剂，其蒸汽压为2.00 kPa（25℃），相对密度（水=1）0.86，闪点19℃，熔点-98.9℃，沸点112.3℃，不溶于水，几乎能与所有的树脂和有机物相溶，毒性小，化学性质稳定。乙酸仲丁酯是一种重要的有机化工原料，应用十分广泛，可用于香料、医药、印刷、金属清洗、溶剂、胶粘剂、涂料等很多方面。

2.2 乙酸仲丁酯对油品质量和车辆使用性能的影响

乙酸仲丁酯作为汽油调合组分成员其主要贡献也是提高辛烷值。乙酸仲丁酯的净研究法辛烷值（RON）为125，高于MTBE的RON值（116），调合辛烷值也在113～118之间，是一种既能提高汽油辛烷值又不含铅的汽油抗爆添加剂。乙酸仲丁酯作为汽油抗爆剂，除了具有辛烷值高的特点，还具有蒸汽压低、胶质含量低、硫含量低、添加量少、成本低等多方面优势。但乙酸仲丁酯作为一种未正式投入使用的汽油调和成分，它还具有一些难以克服的缺点。乙酸仲丁酯的溶解能力强，和醚一样是纯溶剂，加入超过10%的量会让橡胶圈溶胀；常规的汽油检测仪器只能对醚、醇的氧含量进行检测和换算，乙酸仲丁酯是酯类，其含氧量为27.5%，仪器检测不出其氧含量，则对汽油氧含量指标有影响；乙酸仲丁酯的密度较大，860.0～878.0kg/m3，加入汽油后对油品的密度影响也较明显。

2.3 乙酸仲丁酯的合成及检测

乙酸仲丁酯传统的合成途径主要由乙酸和仲丁醇在硫酸存在下酯化制得，但该合成工艺成本较高，逐渐被其他性能相近的产品取代。利用正丁烯与乙酸反应直接合成乙酸仲丁酯，可以显著降低生产成本。乙酸仲丁酯属于市场空白产品，国家没有明确的分析标准。作为市场应用比较成熟的工业产品，乙酸正丁酯溶剂的分析方法已经是国家标准，标准号为GB/T 12717。目前已有企业参照乙酸正丁酯的气相分析方法来分析乙酸仲丁酯产品，即采用毛细管色谱仪来测定乙酸仲丁酯溶剂中各个组分的含量，两者不同之处是在利用峰面积归一化法定量时，乙酸仲丁酯溶剂必须考虑不同组分的校正因子是不同的，而乙酸正丁酯溶剂中不同组分的校正因子可以基本相当于1。对于汽油中的乙酸仲丁酯指标的定性分析也可以通过美国培安公司的ERASPEC中红外汽油分析仪来检测，其检测结果为检出和未检出。

3 甲缩醛

目前市场上由于甲缩醛价格低廉，来源稳定易得而被普遍用来调和汽油，从而达到降低油品成本目的。

3.1 甲缩醛的理化性质

甲缩醛（Methylal）在常压下是一种无色透明液体，结构式见图3，有类似氯仿的气味。相对密度（20℃/4℃）0.860，熔点-104.8℃，沸点42.3℃，闪点-18℃，自燃点237℃，室温下蒸气压约为4KPa。与醇、醚、丙酮等混溶，能溶解树脂和油类。分子中含氧量为42. 1%（质量分数），无C-C键，有较高的H-C比。甲缩醛具有毒性小、溶解性好、挥发快、沸点低等特点，能广泛应用于缩醛树脂、空气清新剂、化妆品、药品、工业汽车用品、家庭用品、杀虫剂、皮革上光剂、清洁剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中。甲缩醛的含氧值和十六烷值比较高，具有燃烧无烟的特性，能够使柴油在发动机中的燃烧状况得到改善，提高热效率，降低颗粒的排放，其作为一种非常有前景的柴油添加剂目前正在被广泛开发研究中。

3.2 甲缩醛对油品质量和车辆使用性能的影响

甲缩醛是一种较强的有机溶剂，易挥发，是一种溶剂性化工原料。甲缩醛加入汽油对辛烷值没有贡献作用，但因溶剂性强，有清洗作用。一般甲缩醛的沸点在43.2℃，与汽油相溶性好，但对汽车的橡胶密封圈发涨，会汽解胶圈等，导致油路漏油等现象。甲缩醛能加快油品氧化，缩短油品的保存期，且甲缩醛热值比普通汽油低20倍。

3.3 甲缩醛的合成和检测

甲缩醛的合成工艺众多，有甲醛和甲醇反应精馏制备甲缩醛、甲醇与多聚甲醛合成甲缩醛、二甲醚氧化法合成甲缩醛、二溴甲烷合成甲缩醛、甲醇一步氧化法合成甲缩醛。在甲缩醛的合成工艺中一般采用气相色谱仪来检测其纯度及杂质含量，以优化合成工艺。在油品检测仪器中，除中红外机可以定性检测出油品中是否含有甲缩醛外，目前还没有专门的检测仪器和方法来监控甲缩醛指标。

4 碳酸二甲酯

近年来随着原油价格的上涨，汽油价格也不断上涨，碳酸二甲酯作为一种经济的有机化工原料，也逐渐被筛选出来用作调合汽油的添加剂。

4.1 碳酸二甲酯的理化性质

碳酸二甲酯（DMC）常温下是一种无色透明微有甜味的液体，结构式见图4，熔点4℃ ，沸点90.11℃ ，难溶于水，但可以与醇醚酮等几乎所有的有机溶剂混溶。碳酸二甲酯分子结构中含有―CH3、―CO―、CH3O―CO―等多种官能团，具有较好的化学反应活性。1992年，碳酸二甲酯在欧洲通过了非毒化学品（Non-toxic substance）的注册登记，此后受到人们广泛关注，被称为绿色化学品。碳酸二甲酯传统应用领域主要是涂料、医药、农药、有机化工原料、染料、添加剂、电子化学品等领域；未来潜在市场主要是替代光气合成聚碳酸酯、替代 MTBE用于汽油添加剂等。碳酸二甲酯市场前景十分看好，应用潜力巨大，曾被誉为21世纪有机合成的一个“新基石”。

4.2 碳酸二甲酯对油品质量和车辆使用性能的影响

碳酸二甲酯有提高辛烷值的潜力，DMC的RON和MON（马达法辛烷值）分别为110及97，比MTBE稍低，目前尚无作为清洁汽油辛烷值添加剂工业应用的报道，对其使用效果的评价研究仅限于实验室范围。研究表明，掺混质量百分数为4. 7%DMC可以提高汽油辛烷值3～6个单位，再增加掺入比例辛烷值没有变化。DMC的氧含量（质量分数）为53.3%，可以增加汽油中的氧含量，加入汽油中较低量就可达到必要的氧含量，但汽油检测方法SH/T0663测不出碳酸二甲酯的氧含量；加入DMC后，对汽油的馏程及蒸汽压影响不大。DMC在水中的溶解度大，与大量水共存时将会有部分DMC从汽油中进入水相，同时油中水含量也略有增加。

DMC调和汽油在使用上具有发动机动力性能下降、经济性能变差等缺点，DMC的含氧量高、热值低，因而DMC在汽油中的加入量不能过高。DMC与汽油掺混燃料使发动机功率在不同负荷下均呈下降趋势，且随着DMC比例加大，发动机燃料消耗率和能量消耗率在不同转速和不同负荷下均呈上升趋势。

4.3 碳酸二甲酯的合成及检测

碳酸二甲酯的主要合成方法有：光气-甲醇法、酯交换法、甲醇氧化羰基化法、一氧化碳偶联法。碳酸二甲酯的传统生产方法主要采用光气-甲醇法。由于光气有剧毒，且在反应过程中产生的HCl会严重腐蚀设备，因此该法正逐步被淘汰。酯交换法投资大，流程复杂，效益不显著。甲醇氧化羰基化法存在转化率低，选择性差，催化剂易失活等缺点。一氧化碳偶联法利用助催化剂亚硝酸甲酯，使反应条件温和、原料利用率高、能耗低，工艺路线为洁净生产工艺。对碳酸二甲酯产品一般采用气相色谱法测定碳酸二甲酯的纯度及其杂质，但在油品检测仪器中，除中红外机可以定性检测出油品中是否含有碳酸二甲酯外，目前还没有专用的检测仪器和方法来监控汽油中的碳酸二甲酯指标。

5 结束语

综上所述，苯胺物质、乙酸仲丁酯、甲缩醛、碳酸二甲酯等虽然在抗爆、节能、排放等方面具有一定的效果，但从长远看，国内汽油要与国际接轨，我国应适时禁用这些非常规汽油添加剂，正确面对这些非常规汽油添加剂的生产和应用带来的消极影响。目前由于我国燃油性能指标方面的空白，国家标准对这些组分指标尚未禁止使用，使得这些非常规添加剂的使用比较混乱，同时在检测非常规汽油添加剂方面，国家还没有出台普遍适用且切实有效的检测方法，现行的氧含量检测标准不能有效地检测除MTBE、乙醇之外的其它含氧化合物。目前国家对汽油的质量检测主要是GB17930车用汽油标准的各项指标，随着调和技术不断提升和调和原料不断更新，参照GB17930车用汽油标准的检测，已很难检测某些不合格的调和汽油。因此建议国家出台新的汽油标准和开发更为先进的检测方法，对N-甲基苯胺等非常规添加剂的使用加以严格控制和检测。为此，中国石化从2012年6月起，质量内控追加了8项检测项目，随后又增至11项，其中就包括有N-甲基苯胺、乙酸仲丁酯、甲缩醛、碳酸二甲酯等指标。

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第7篇：生物油燃料优势和缺点范文

关键词：甲烷 合成气 自热重整 甲醇 甲醇制烯烃 二甲醚

一、天然气制合成气和氢

天然气制合成气是天然气间接转化过程的必经途径， 除为甲醇、合成氨、GTL 等下游过程提供原料气外， 近年来天然气经合成气制氢也变得日趋重要。

二、GTL工艺

随着石油资源的日趋短缺和对环保要求的日益严格， 通过Fischer- Tropsch（ F- T ）合成， 将边远地区的天然气转化为容易输运的优质液态烃的GTL技术， 引起了国际上的广泛关注。Shell和Saso ，lEx xon- M obi，l BP等各大石油公司先后投入巨资研究开发了各自的专有GTL技术[19]。GTL 技术由天然气制合成气、F- T合成和重质烃加氢改质3个单元构成。

目前， She ll和Saso公司的GTL 装置进行了商业化运行。Shell公司早在1973年就开始了GTL工艺的开发，1993年在马来西亚Bintulu建成日产1万桶合成油的Shell Middle Distillate Synthe sis商业装置。该工艺分3步： （ 1） Shell G asif ication气化工艺。采用天然气气相氧化制合成气， 原料气中O2与CH4 的摩尔比为0. 7- 0. 8， 在合成气中剩余CH4的体积分数为0.5% ， CO2 的体积分数为2. 0% 。反应炉的寿命为两年多， 因合成气中H2与CO的摩尔比为1：7， 需要一个小型的天然气SR 装置生产富氢合成气， 调节H2与CO的摩尔比为2， 以满足F- T合成的化学计量比。（ 2） F- T 合成。以生产优质石腊烃为主要目的， 采用碳链增长系数为0. 9的钴基催化剂和多管固定床恒温反应器（ 3）石蜡烃加氢异构。生产以柴油馏分为主的中间馏分油。目前该装置已扩大到日产1. 25万桶合成油。Shell公司研发的新一代F - T 合成催化剂碳链增长系数为0.94， 碳利用率为80%， 催化剂每年原位再生一次， 寿命为5年。在反应器开发方面，Shell公司也进行了日产1. 9万桶合成油的多管固定床反应器与浆态床反应器的对比研究， 多管固定床反应器的C5 + 选择性和碳利用率均比浆态床高2% ～ 3% （质量分数） ， CO转化为CO2 的选择性比浆态床低1% ～2% （摩尔分数）， 催化剂消耗量仅为浆态床的20% ～ 50%， 且多管固定床反应器具有质量较轻和体积较小的优点。Shell公司已计划将Bintulu 的GTL装置扩建到日产7万桶合成油， 并在Qatar新建日产7万桶合成油的GTL装置。

三、甲醇和醇类产品的合成

甲醇合成采用水冷和气冷两个反应器串联， 在尾气进入循环回路前，通过变压吸附分离出部分氢以调整合成气中H2 与CO的摩尔比， 使其符合化学计量比。水冷和气冷两个反应器的串联可提高CO 转化率， 使尾气循环量降低为水冷反应器的1/2， 从而大幅度降低了装置的投资用。在今后5年内将计划新建一些日产甲醇10～15 kt（ 4～6M t /a）的装置。随着甲醇装置的大型化和用廉价的天然气为原料， 甲醇的售价有可能降至100美元/t以下， 甲醇作为化工原料或电厂燃料将更具竞争力。

为了克服传统甲醇合成工艺需循环利用大量未转化合成气的缺点， 中国科学院山西煤炭化学研究所正在开发一种超临界相合成甲醇新工艺。在甲醇合成反应体系中添加超临界溶剂（如正己烷或正庚烷） ， 使生成的甲醇连续不断地从气相转移至超临界相， 可克服热力学平衡限制， 使CO转化率提高到90% 。但因反应系统添加了大量超临界溶剂， 增加了能耗和物耗， 降低超临界溶剂的负面影响是该工艺需解决的关键问题。

四、GTO 工艺

GTO 对我国富气缺油或富产天然气的地区发展石油化工有重要意义， 西南石油管理局和大庆石油股份公司天然气分公司都提出过通过GTO 发展石油化工的规划。大庆石油股份公司天然气分公司的概念设计表明， 天然气价格不超过1 元/m3，GTO 就可产生很好的经济效益。

五、合成气制二甲醚

二甲醚是甲醇的重要衍生物之一， 可通过甲醇脱水制备。由于其物理性质与LPG 接近， 因此被认为是合成的LPG。

二甲醚也可从合成气直接合成， 其基本原理是在甲醇合成的铜、锌、铝氧化物催化剂和甲醇脱水的酸性催化剂共同作用下， 将甲醇合成和脱水反应一步完成[46]， 由于合成气转化为二甲醚的平衡转化率较高， 直接合成二甲醚的单程转化率可达70% 以上， 明显高于合成甲醇的单程转化率。但铜、锌、铝氧化物催化剂同时也催化水气变换反应。一步法合成二甲醚的反应式为：

两步法合成二甲醚的反应式为：

以上反应表明， 采用天然气为原料较容易制得H2 与CO 摩尔比为2的合成气， 采用两步法合成二甲醚比较合理。但对于煤基合成气或生物质制合成气（H2与CO摩尔比接近1） ， 采用一步法合成二甲醚的生产成本较两步法低， 一步法浆态床反应器是发展的方向。我国清华大学、中国科学院山西煤炭化学研究所 和大庆石油分公司研究院都开展了一步法合成二甲醚的研究。

六、天然气制乙炔

随着石油化工的发展， 乙炔作为重要化工原料的地位已被乙烯取代， 但至今乙炔作为化工原料仍有一定的优势， 特别是一些新的乙炔下游产品仍具有很强的竞争力。

七、甲烷直接转化利用的研究

甲烷直接转化利用从原理上讲是最直接有效的途径， 但由于甲烷的化学惰性， 大多数目的产物在反应条件下都比甲烷更容易进一步反应， 很难在较高的甲烷转化率下获得理想的产物选择性。因此， 甲烷直接转化只有甲烷制氢氰酸（氨氧化或氨交换）、甲烷氯化制甲烷氯化物、甲烷与硫磺反应制CS2 等。少数过程实现商业化生产。其他甲烷直接转化为化学品的方法， 如甲烷氧化制甲醇和甲醛、甲烷氧化偶联制乙烯、甲烷脱氢芳构化制苯等研究仍面临巨大的挑战。甲烷直接转化的研究在20世纪90年代最为活跃， 进入21世纪后除甲烷脱氢芳构化反应外， 甲烷氧化制乙烯、甲醇和甲醛的热度已大幅度下降， 有关的报道也较少。

八、结语

综上所述， 近二十年来， 在天然气间接转化利用方面取得了重大进展。通过制氢、GTL 工艺、GTO工艺和生产含氧化合物等过程与石油炼制和石油化工的集成， 将逐步向油、气加工一体化的趋势发展。天然气直接转化利用仍处于实验室研究阶段， 面临挑战和机遇。

参考文献

[1] 何生厚， 油气开采工程[J]， 中国石化出版社， 2003.09.01.

第8篇：生物油燃料优势和缺点范文

关键词：焦化废水；脱氮技术；进展

炼焦、煤气净化及化工产品的精制及焦化产品回收等过程中产生的废水统称为焦化废水，排放量大，难降解。包括剩余氨水、焦油水、粗苯分离水、洗涤废水等。焦化废水成分复杂，组成和煤的质量和加工工艺有关。焦化废水水量因生产规模、工艺类型等不同而有差异。焦化废水的水量与生产工艺有很大关系，此外不同的煤气净化工序、季节变化以及地区差异等都对水量的变化产生影响一般来说，焦化废水含有大量的氨、氰化物、酚类，还有焦油、硫化物、苯及多环芳香烃类、含氮、氧、硫的杂环化合物等有毒有害物质，是典型的难降解的高浓度有机化工废水[1]。此类废水一直是国内外废水处理领域的难题。近年来，迫于环保形势的压力，对废水处理也提出了更高的要求。笔者就近几年焦化废水脱氮的常用技术进行了综述。

1常用处理方法

1.1、蒸氨法

蒸氨法是在碱性条件下，让蒸汽与废水充分接触，使废水中氨氮转换成游离氮被吹出，以达到去除氨氮的目。胡恩波[2]对焦化废水中的剩余氨水进行了处理，改进了蒸氨工艺。原工艺生产过程成中发现蒸氨工艺存在问题：水系统含焦油含量大，而且有波动，COD高，氨氮高，而且不稳定，影响进一步的生化处理。将两台气浮除油机由并联改为串联，更换射流泵，重新调整空气曝气量，将剩余氨水的含油稳定在60mg/L以下；蒸馏方式由由并联改为混合式蒸馏，提高蒸氨效率；经过调整，蒸氨系统稳定，蒸氨废水指标降低，生化处理效果良好，蒸氨废水的可生化率可达100%，生化系统运行出水水质达二级排放标准。

刘显清[3]等研究了直接蒸汽蒸氨工艺、导热油蒸氨工艺、管式炉蒸氨工艺三种蒸氨，比较三种工艺的优缺点。直接蒸汽蒸氨工艺，增加了废水的负荷，受外界蒸汽影响较大；2）导热油蒸氨工艺实现了焦化废水减排，但设备复杂，能源利用效率较低，需要定期补充并更换导热油；3）管式炉蒸氨工艺能满足焦化废水减排的目的，蒸氨效率稳定。因此，综合考虑废水减排及运行费用，管式炉蒸氨工艺应为较佳选择。

1.2、吹脱解析法

吹脱解析法和蒸氨法原理大致相同，废水中存在这样的平衡：

。利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下使用空气吹脱，吹脱过程中不断排出气体，改变了气相中的氨气浓度，使实际浓度始终小于平衡浓度，最终使废水中溶解的氨不断穿过气液界面，使废水中的NH3-N得以脱除。

吴海忠[4]研究了pH、吹脱温度、气液比、吹脱时间等参数对废水中氨氮脱除效率的影响，指出现在研究的局限性，应加强对关键参数、吹脱塔结构设计、填料选用等方面的研究，

还应考虑如何防止二次污染。为达到更好的脱除效率，吹脱法与其他脱氮工艺相互组合，实现优势互补，达到最佳运行条件，最后使出水达到国家标准。

1.3、折点氯化法

向废水中投入氯气，当投入超过折点的氯或次氯酸钠时，废水中的氨可完全氧化为氮气，其反应式如下：2NH4++3HClON2+3H2O+5H++3Cl-。折点氯化法的NH3-N2去除率可达95%以上，处理效率稳定，基建投资少，但用药量大，处理成本高，脱氮后废水中含高浓度余氯和有毒氯代有机物，其处理难度反而增大。

刘恒嵩等[5]对折点氯化法处理废水中氨氮工艺进行了研究，实验发现pH介于6～8，药剂投入量比（氯氯：N-羟基琥珀酰亚胺）为7：1，反应时间介于10～15min，实验效果好。

1.5、沉淀法

宋玮华等[6]采用化学沉淀法去除废水的氨氮，在高浓度氨氮废水中加入MgCl2-6H2O和Na2HPO4，与其中的氨氮反应，生成MgNH4PO4-6H2O结晶沉淀，文中研究了pH值、反应时间、试剂用量比等因素对去除氨氮的影响，实验表明在pH为8～10，反应时间为20min、试剂用量比为Mg2+：NH4+：PO43-=1.5：1：1.5，废水中氨氮浓度可由初始1981mg/L沉淀降低到5mg/L，去除率达95%，大幅度降低了原污水中的氨氮浓度，为后续生物处理创造了有利的条件。

胡彩霞等[7]研究了纳米级硬硅钙石二次粒子，作为一种纳米级纤维材料，具有较大的比表面积和固体吸附剂性能采用纳米级硬硅钙石作为吸附剂，考察了焦化废水pH值、初始浓度、吸附剂粒度、吸附剂用量、搅拌时间、搅拌频率等对去除焦化废水氨氮净水效果的影响。结果表明其中以100mL、氨氮初始浓度283.39mg/L焦化废水、用1.0g粒度0.022-0.2 mm的硬硅钙石作为吸附剂，室温条件下、pH值为8，以200r/rain频率搅拌180min至吸附平衡，氨氮去除率可达到45.6%。硬硅钙石的吸附性能和表面改性等方面有待进一步研究。

1.6、离子交换法

离子交换法利用固相离子交换剂的功能基团置换废水中的相同电性的污染物离子（NH4+），再通过分离、浓缩、去除，从而达到去除氨氮的目的。该法不适于有机物高的废水脱氮，此外还产生大量被浓缩而更难处理的再生液。

罗仙萍等[8]对蛭石、蒙脱石、沸石、离子交换树脂等常见离子交换材料在氨氮废水处理中的应用进行了探索，对比分析对这几种常用离子交换材料的结构特性、交换吸附的机理，提出了改性提高蛭石、蒙脱石、沸石的离子交换和吸附效果，并将离子交换法与生物法结合使用，出水效果好，大大降低运行成本，具有较大的发展空间。

2结语

焦化废水排放量大，水质成分复杂，氨氮高，COD高，不易降解，是较难处理的一类工业污水。实际生产过程中，单独的一类工艺或处理方法，很难达到很好的脱氮效果，对工艺进行选择和组合取长补短才能更好的治理焦化废水。根据焦化废水的具体成分，制定不同的脱氮方法，寻求既高效又经济的处理技术，改善环境质量，实现水资源的循环利用有着现实意义。

参考文献

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[4]吴海忠.吹脱法处理高氨氮废水关键因素研究进展[J]，2013，2：144.

[5]刘恒嵩，彭玉玲，丁伟.折点氯化法处理废水中氨氮工艺研究[J]，农村经济与科技，2016，27（2）：144.

[6]宋玮华，尹冬俏，刘邵博：化学沉淀法去除废水中高浓度氨氮研究[J]，吉林建筑工程学院学报，2014，31（6）：24.

第9篇：生物油燃料优势和缺点范文

（一）中国洁净煤技术框架体系

洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高技术国际竞争的重要领域之一。我国围绕提高煤炭开发利用效率、减轻对环境污染开展了大量的研究开发和推广工作。随着国家宏观发展战略的转变，中国政府把洁净煤技术作为可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一。我国于1994年成立了煤炭工业洁净煤工程技术研究中心，1995年成立了国家洁净煤技术推广应用领导小组，1997年国务院批准了《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》。在中国国民经济第十个五年计划和煤炭工业“十五”规划中，都强调要加大洁净煤技术研究开发力度，扩大洁净煤领域的对外开放，推进洁净煤技术的产业化。

洁净煤技术涉及多行业、多领域、多学科，是一项庞大的系统工程。中国发展洁净煤技术的目标：一是减少环境污染,如SO2、NOX、煤矸石、粉尘、煤泥水等；二是提高煤炭利用效率,减少煤炭消费；三是通过加大转化，改善终端能源结构。目前，中国已成了世界上最大的洁净煤市场。

中国已将发展洁净煤技术列入《中国21世纪议程》，并根据中国煤炭消费呈现多元化格局的特点，本着环境与发展的协调统一环境效益与经济效益并重以及发展洁净煤技术要覆盖煤炭开发利用的全过程等原则，提出了符合中国国情，具有中国特色的洁净煤技术框架体系。中国洁净煤技术计划框架涉及四个领域（煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理），包括十四项技术。

1、煤炭加工领域

包括选煤、型煤、配煤、水煤浆技术。

2、煤炭的高效洁净燃烧技术领域

先进的燃烧器、流化床燃烧（FBC）技术、整体煤气化联合循环发电技术。

3、煤炭转化领域

包括煤炭气化、煤炭液化、燃料电池。

4、污染排放控制与废弃物处理领域

包括烟气净化、煤层气的开发利用、煤矸石、粉煤灰和煤泥的综合利用、工业锅炉和窑炉等技术。

重点针对电厂、工业炉窑和民用3个领域，注重经济与环境协调发展，重点开发社会效益、环境效益与经济效益明显、实用而可靠的先进技术。在组织实施上采取优先推广一批技术成熟、在近期能够显著减少烟煤污染的技术，如选煤、型煤、配煤、烟气脱硫等；示范一批能在21世纪初实现商业化的技术，如增压循环流化床发电、大型循环流化床、工业型煤等；研究开发一批起点高、对长远发展有影响的技术，如煤炭液化、燃料电池等。

（二）洁净煤技术国内发展概况及趋势

在有关部门的配合与支持下，我国洁净煤技术开发、应用、推广方面有显著的进展。主要表现在：煤炭的深加工有所进步，煤炭入洗比重逐年提高；工业型煤和水煤浆技术开发和应用开始起步，已有示范性项目投入使用；煤炭气化技术已比较成熟，煤气已成为城市民用燃料的重要组成部分；正在进行煤炭液化的性能和工艺条件试验，以及煤炭液化商业性示范厂的可行性研究。但是，我国在洁净煤技术研究和产业化方面还存在许多问题，主要是我国洁净煤技术层次不高，还没有形成推进洁净煤技术产业化的有效机制，推进洁净煤技术产业化的法规不健全，政策不配套，措施不具体，力量不集中，资金筹集渠道不畅。

1、煤炭洗选

煤炭洗选加工，是根据原煤（毛煤）、矿物杂质和煤矸石的粒度、密度、硬度、润湿性等物理化学性质的差别，采用人工拣矸、机械筛分、物理选煤、物理化学选煤、化学选煤和微生物选煤等处理方法，清除原煤中的有害杂质，排除矸石，降低灰分、硫分、水分，提高回收率，回收伴生物矿，改善煤炭质量，按照市场所需求的产品分选加工生产出不同规格品种及不同用途的煤炭产品，以供不同用户的过程，是煤炭达洁净、高效利用的目的及后续深加工的必要前提。

选煤工艺可分为四类：筛分、物理选煤、化学选煤、细菌脱硫。理选煤、化学选煤、细菌脱硫。筛分是把煤分成不同的粒度。物理选煤目前普遍使用的方法有跳汰、重介质选煤和浮选三种。跳汰选煤是在上下波动的变速脉冲水流中，使相对密度不同的煤和矸石分开。重介质选煤是用磷铁矿粉等配制的重介质悬浮液（其相对密度介于煤与矸石之间），将煤与矸石等杂质分开。浮选是利用煤和矸石表面湿润性的差异，洗选粒度小于0.5mm的煤。

煤炭经洗选后可显著降低灰分和硫分的含量，减少烟尘、二氧化硫等污染物的排放。目前发达国家需要洗选的原煤已100入洗，重介质旋流器、跳汰机、浮选机等成熟的选煤技术己被广泛采用，洗煤厂处理能力大，洗选效率高。

1）中国煤炭洗选技术的发展。

中国是世界上最早采用选煤技术的国家。早在宋代（公元960-1279年），已经采用人工拣矸和筛分技术进行选煤排除杂物。从20世纪30年代开始发展机械煤炭洗选加工，到90年代，其洗选工艺已基本与世界同步发展。目前，我国已经具有很成熟的煤炭加工技术，如洗选、动力配煤、型煤及水煤浆等。

在国务院批准的《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展规划》中，选煤和型煤被列为我国洁净煤技术的首选项目。与此同时，国家经贸委目前也正在积极推进洗选煤在各个行业特别是电力行业的应用，这为加工和使用洗选煤提出了更高的要求。

现阶段，煤炭洗选加工在技术上已经较为成熟，发展的重点已由过去炼焦煤转为动力煤，由过去单纯注重降灰转为降灰与脱硫并举以及回收洗矸中的黄铁矿。在产量上，也由1995年的1.9亿吨增至2.8亿吨,提高了47.3。尽管如此，目前中国原煤入洗比例还是很低，仅为30，在主要产煤国中是最低的，这为煤面料行业的洗选煤加工技术及水平的发展带来了较大的空间。

但是，在洗选技术日趋成熟的今天，煤炭的洗选加工仍面临着诸如实际入洗比例不高、选煤厂利用率低等许多新情况、新问题。在实际应用中也只有少数几个电厂在使用，市场推广举步维艰。造成洗选煤市场化推广难的主要障碍不外乎这样几点，一是认识上的原因。二是历史的原因。三是体制不顺、行业分割，不利于洗选煤的发展。四是较为敏感的价格问题。五是没有与之配套的政策法规。

1998年末我国选煤厂1581座，选煤能力494.33Mt，入选量327.63Mt，入选率25.66％。最大炼焦煤选厂设计能力400万t/a，最大动力煤选厂设计能力1900万t/a。国内自行研制的设备已基本满足400万t/a以下各类选煤厂建设和改造需要，有些工艺指标已达到或接近世界先进水平。国有大中型选煤厂技术改造的主要内容，已由过去单纯的注重降灰转为降灰与脱硫并举及回收洗矸中的黄铁矿。无压重介质旋流器（3NWX1200/850）研制成功并投入生产使用，旋流静态微泡浮选柱研制成功，分选技术取得若干重要成果。

煤炭洗选加工技术是洁净煤技术发展的源头技术，是提高煤炭质量的有效技术。根据预测，到2010年，中国将使总入洗原煤量达到8.08亿吨，入洗比例提高到40。选煤技术的未来发展重点将是脱硫和排矸并举，提高选煤厂的自动化水平，发展深度降灰脱硫技术及适用于缺水地区的干法或省水选煤技术。

2）主要差距。

中国的煤炭洗选加工同发达国家相比差距很大，1996年入洗原煤3．2亿吨，占全国原煤产量13．7亿吨的23.3。中国的选煤厂仍属以中小型为主的厂型体系。大型选煤厂较少。不少选煤厂煤炭洗选采用的工艺简单，技术设备较落后，自动化水平较低，产品品种少，精煤质量差。

3）选煤发展趋势。

（1）原煤洗选比率将不断扩大。不仅要提高国有重点煤矿的洗选比率，而且更要大力发展地方煤矿的洗选加工。选煤规模要与洗精煤的需求结合，炼焦煤的选煤规模要与冶金、化工等对焦煤的要求相结合；动力煤的选煤规模要与电力和工业窑炉等要求相结合。

（2）厂型和设备向大型化、工艺简化发展。中国300万t/d以上的大型选煤厂绝大多数是80年代以来建设的，90年代建设和投产的选煤厂皆为400万t/d、600万和1200万t/d的厂型和。今后也将向大型化发展。与此相适应，设备也将向高效、大型化发展，并简化工艺系统，减少重复配置同功能设备及作业环节，尽量形成单一设备的作业系统，以降低基建投资和生产成本，提高处理能力和功效，并向着定型设计、标准设计方向发展。

（3）生产自动化程度将越来越高。目前，中国选煤厂的自动化属于局部生产系统自动化的较多，如跳汰机床层自动控制、重悬浮液密度自动测量与调控、浮选工艺参数自动检测与控制等，只有少数厂实现了全厂主要生产系统计算机、自动化和全厂设备集中控制、数据采集和工业电视监视。因此，进一步推广选煤厂自动化成果，发展全厂生产系统自动化，是今后的发展方向。

（4）主要方向是发展深度加上，开发洁净煤技术。洁净煤技术是包括开采、加工、燃烧、利用和环保等全系统的综合技术的总称，旨在提高煤炭利用效率，杜绝环境污染，煤炭洗选加工是开发洁净煤技术的重要和首要环节，其重点在于主攻细粒级和极细材级煤的精选，开发生产超纯煤技术和脱除杂质、脱硫技术，特别是脱除有机硫的技术，更是当前开发洁净煤技术旷关键。

4）世界煤炭洗选技术的发展。

（1）发展现状。

18世纪后期，到19世纪初期，欧美一些国家随着产业革命发展，煤炭产量不断增加，煤炭筛选从原始的手工操作发展到利用机械设备。到20世纪初期，又研制应用了风力选煤、浮游选煤、重介质选煤、水介质旋流器等洗选技术设备并逐步研究、改进，这些煤炭洗选技术，我国在50年代也先后研制成功，并推广应用于一些大型筛分厂和选煤厂。现代的洗选技术主要是机械化选煤，有多种方法。按照分选原理，除人工拣选外，又划分为重力选、离心力选、浮游选、湿法选和特殊选等几大类。其中，跳汰选、重介质选、泡沫浮选在选煤厂应用最广。有的大型选煤厂也利用跳汰、重介、浮选混合工艺。

跳汰、重介、浮选等传统的选煤方法经过研究改进，向着大型、高效、自动化发展。近几年，美国、日本、德国及澳大利亚等国对煤炭的深度降灰脱硫开展了大量工作，如微细磁铁矿重介旋流器、静电选、高梯度磁选、浮选柱、油团选、选择性絮凝等。美国在微泡浮选柱和油团选方面已投入工业应用。在化学选煤和微生物脱硫方面，美国、澳大利亚、日本也取得进展，但大多处于研究开发阶段。英国、美国已开发厂了处理20mm粉煤的洗选新工艺，可脱除70％～90％的黄铁矿硫和90％的灰粉，使用这种洗选工艺洗精煤的锅炉可以不用安装脱硫装置即可达到排放标准的要求，可以降低电站的投资。

（2）发展趋势。

近几年来，随着科学技术进步和环境保护严格要求，许多国家的煤炭洗选加工有了很大发展，主要表现在：

①煤炭洗选比率不断提高。目前，工业发达国家如英、德、日等国的硬煤几乎全部洗选；俄罗斯、波兰、美国和澳大利亚洗选比率也在42-76。

②采用标准工艺设计。使选煤厂向大型化方向发展，例如，波兰采用新的标准设计的巴德赖克炼焦煤选煤厂，处理能力达2800t/h；加拿大的昆太特选煤厂处理能力达1550t/h，南非的格鲁特格勒克选煤厂处理能力达3000t/h。

③设备大型化。例如，德国研制出42m巴达克跳汰机，英国生产出46.5m2鲍姆跳汰SM,英国开发出Larccdems新型重介旋流器,处理100-0.5粒级原煤可达250t/h,是当代处理能力最大和入选上限最高的重介质旋流器。

④开发细粒煤分选技术和洁净煤技术。细粒煤分选技术是随着采煤机械化的发展，粉煤量大幅度增加而相应发展起来的。例如，采用重介旋流器洗选下限到零。美国新开发的微泡浮选柱可获得灰分小于3、硫分小于0.5的精煤；静态浮选管可获得灰分为0.9～1.2的精煤。奥梯斯卡工业公司利用选择性絮凝工艺在纽约詹姆斯维勒建成了一座15t/h的选煤厂，生产的产品可供燃气轮机和内燃机作燃料。

⑤开发洁净煤技术。当前在国际上已形成热潮。开发洁净煤技术，特别是超纯煤技术，其关键在于攻克脱除有机硫的脱硫技术。美国、日本、德同、澳大利亚等国对脱硫、脱灰进行了大量研究，并取得相当的成果。除物理方法外，还采用化学净化法，主要有碱熔融法（TRW）、苛性碱熔法、异辛烷萃取法、微波辐射法、生物化学法等。其中碱熔融法和苛性碱熔法可脱除有机硫80～90。

2、型煤

型煤又称人造煤块。型煤是一种或数种煤与一定比例的粘结固硫剂等经加工成一定形状尺寸和有一定理代性能的块状燃料或原料。当今型煤也可以是粉煤及一定比例的煤泥等其它低热值燃料或废弃物加上粘结剂、添加剂加工成型煤的，有的燃烧特性还超过了原煤的燃烧特性。型煤技术是一种洁净煤技术，是煤炭洁净利用的重要途径之一。

型煤分为民用型煤和工业型煤两类。燃用锅炉型煤比烧散煤，可提高锅炉热热效率，节煤可达15～25，减少烟尘排放量80～90以上，固硫率可达52～73，还可降低其他污染物排放。民用型煤与烧散煤相比，热效率可达65-72，排烟黑度降到<1/2格林曼级，节煤20-30，烟尘和SO2排放可减少40-60。所以燃用型煤，安全系数、高效洁净、使用方便，具有明显的经济、环境和社会效益。型煤的节能、环保、经济性和技术成熟性，早已被国内外所公认。

1）中国型煤的开发利用。

中国是世界上制作和使用型煤最早的国家。我国古代劳动人民早在16世纪以前，已以末煤为主，用黄土做粘结剂加水，用手工工具制作型煤。至今仍有部分城镇、农村还延用这一传统做法制作“煤球”、“煤棒”、“煤糕”等型煤，用于做饭、取暖和一些饮食业、手工业炉灶使用。

型煤技术已作为中国洁净煤技术的重要组成部分和优先发展的领域，在今后相当长时期内具有十分广阔的发展前景，对提高煤炭利用效率，减轻用煤造成的环境污染，满足部分工业生产和不断提高城乡人民的生活需要具有重要意义。至1996年底，我国生活用煤约1.44亿吨。煤炭占全部生活用能的58.1。为克服传统蜂窝煤的缺点，我国已开发出可用纯烟煤或烟煤与无烟煤的混料为原料的上燃式烟煤蜂窝煤及其炉具技术。烟煤蜂窝煤开发成功。彻底解决了困感业界多年的难题，使我国的型煤技术向前跨越了一大步。

我国民用型煤技术处于国际领先水平，1997年底全国民用型煤产量达7000万t，民用型煤中80以上是蜂窝煤，其余为煤球、和其他成型煤。民用型煤普及率65，其中浙江、江苏、广东、广西、四川等省的一些城市75左右，北京、天津和沈阳等城市基本上达到100。工业型煤有锅炉、型焦、化肥、城市煤气、机车、燃料气型煤等，种类有很多。工业型煤分为化肥造气型煤和锅炉燃料型煤，目前全国工业型煤年产能力量约3000万t以上，主要是中小型化肥厂和小高炉型焦。全国约有60的中小化肥厂用型煤做原料，替代了相应数量的焦炭或块煤，具有较好的经济效益和环境效益。其他型煤则处于示范或商业性示范阶段。由于技术、价格、市场等原因，锅炉燃料型煤工业化推广较慢。开发防水、免烘干粘结剂取得了进展，煤炭行业组织了“晋城无烟粉煤制气化用工业型煤技术的研究”。今后的发展重点是，到2010年，约需增加能力6000万吨，技术上以发展高固硫率工业燃料型煤和气化型煤为主。

2）世界型煤发展动态。

（1）发展及趋势。型煤工业是伴随着欧洲资本主义工业革命而产生和发展的，距今已有百余年历史。型煤主要用于工业锅炉、窑炉、气化和民用燃料。20世纪中叶，出现了大规模生产褐煤型煤和民用、工业用无烟块状燃料工厂。美国、德国、英国、日本、韩国、俄罗斯等生产大量的工业和民用型煤，包括工业锅炉、工业窑炉、固硫床气化炉型煤、机车用型煤等，已有成熟技术。在粘结剂技术研究开发上，各国普遍采用了与煤结构、性质相近的煤系高芳烃的煤焦油、沥青作为煤粘结剂，并取得了良好的效果。但是，随着环保要求的日趋严格，加之受到焦油、沥青产量的限制，使得煤焦油、沥青类粘结剂的进一步应用和发展受到制约。因此近20年来，国外又不断开发出了改质石油沥青、高分子聚合物、工业废弃物（包括生物质）、无机物等单一或复合型的型煤粘结剂。

目前，世界上发达国家工业化型煤技术的发展趋势是：规模化的型煤生产厂，一个型煤联合企业生产量少则几百万吨，多则上千万吨，型煤清洁、高效地燃烧；继续开发新的粘结剂及大型高压成型设备，生产具有节能和环保双重效益的型煤，主要供气化和炼焦使用或冶金用。

（2）型煤利用的发展变化。世界不同国家因其能源资源、经济社会和科学技术发展状况不同，对型煤的开发利用有很大差别。在20世纪中叶以前，世界上有不少国家，特别是西方一些工业国家煤炭是主要能源，型煤的开发利用不断发展。20世纪中叶以后，石油和天然气消费超过煤炭成为主要能源。1963年，世界型煤产量达到顶峰。随着石油、天然气、核电、水电、新能源及再生能源的产量不断增加，工业发达国家减少了煤炭能源的用量。蒙古、韩国等重视蜂窝煤的发展，目前韩国年产民用蜂窝煤近2000万t。

近20年来，一些发达国家为了减少和防治燃烧煤炭对环境造成的污染，煤炭在能源系统的消费结构中所占比重越来越小。1997年煤炭占本国一次能源总消费量的比重：美国占24.6，英国占18，日本占17.7，德国占25.5，加拿大占11.6，法国只占5.4。因而这些国家的工业型煤利用比过去大大减少了,主要综合利用于冶金，建材等工业方面，民用燃料从固体燃料转向用电力、天然气、液化气、煤气等高效洁净能源。

是，目前世界上大多数发展中国家。能源消费仍以煤仍以煤炭为主要能源，而且消费大量生物质能源，人均能源消费量和能源利用效率也普遍低于发达国家。在能源系统中，煤炭占一次能源总消费量的比重很大，如中国占75以上，印度占56以上。为了提高煤炭利用效率，降低燃煤造成的环境污染，开发利用型煤已引起了一些国际和地区组织的重视。1989年亚太经互会在菲律宾召开了主题为“型煤开发与环境效益”的煤炭利用专家会议。1992年联合国召开环境与发展大会提出，在以煤炭为主要能源的国家，发展型煤是减少大气污染、促进经济发展的重要途径。以期推动发展中国家大力开发利用工业型煤和民用型煤的发展

、动力配煤

动力配煤是将不同牌号、不同品质的煤经过筛选、破碎、按比例配合等过程，从而改变动力煤的化学组成、岩相组成、物理特性和燃烧性能，达到充分利用煤炭资源、优化产品结构、煤质互补、适应用户燃煤设备对煤质要求、提高燃烧效率和减少污染物排放的洁净煤技术。20世纪80年代初期，我国京、津、沪等大城市开始采用动力配煤技术，近几年来，动力配煤技术在我国得到了广泛应用，实践表明，动力配煤有着投入及生产成本低，均化煤质与节煤效益显著，产品适应面广的特点，配煤生产线建设投入约为20元/t?年～40元/t?年，加工成本约2元/t～4元/t，使用配煤的平均节煤率约为5～10。因此，积极发展动力配煤技术，提高动力用煤的配煤比重，是一种符合当前我国技术、经济水平和煤炭产销状况的行之有效的途径。

4、水煤浆

水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料，许多国家基于长期的能源战略考虑，将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备，且已实现商业化使用。水煤浆是一种良好的煤基燃料，灰分及含硫量低，燃烧时火焰中心温度较低，燃烧效率高，烟尘、SO2及NOX排放量都低于燃油和燃煤，是新型的煤代油燃料。

1）水煤浆技术发展状况。

我国的水煤浆研究工作起步于70年代末，80年代初，与国外同步，直接原因是国际上爆发的石油危机，使各个国家都在寻找以一种代替石油的新能源。众所周知，中国是一个富煤、少气、贫油的国家，因此，怎样高效、环保地开发和利用煤炭资源几乎成为中国惟一的也是最好的选择。正因为如此，我国在20年的时间里没有间断对水煤浆的研发工作，并于1983年5月攻关研制出了第一批水煤浆试燃烧成功。近年来，我国的水煤浆制备技术和燃料技术发展很快，并达到了国际水平。截至目前，我国已有水煤浆厂10家，设计年生产能力203万吨，实际年产80万吨。先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉、热处理炉、干燥窑等炉窑燃用水煤浆的工程试验。水煤浆是国家科委认定的高新技术，为国家重点发展新产品，也是当今世界研究热点——洁净煤技术中的重要分支。

2）水煤浆技术的特征。

在环保产业的高科技领域，我国的大部分技术、产品均落后于国际先进水平，而水煤浆是一个例外，中国的水煤浆技术优先于国外，这种新能源在中国的能源战略中占有非常重要的地位。水煤浆是把低灰分的洗精煤磨成微细煤粉，用65～70的煤粉和29～34的水和适量的（1-2）化学添加剂制备而成的一种洁净的新型煤基液体燃料。它的发热量在4500－4800大卡/kg。这种新型代油燃料具有良好的流动性和稳定性，并且雾化性能好，可稳定着火，直接燃烧。在工业锅炉、工业窑炉、电站锅炉可代油燃烧。约1.8吨—2.1吨水煤浆可替代1吨重油，是一种很有前途的清洁能源。更重要的是，水煤浆技术与采用化学方法的煤炭液化技术相比具有投资少、成本低、工艺简单等优势，在短期内就能形成规模。据有关资料表明，水煤浆技术推广应用条件已完全具备。水煤浆的工业成套应用技术已经成熟，已列为国家重点科技推广项目，并在一些企业如燕山石化等得到应用。

3）市场前景广阔。

据有关资料显示，水煤浆用途广，需求量很大。如果燕山石化现有锅炉全部改装完毕，一年就需水煤浆120万吨。大同汇海水煤浆有限责任公司目前年产量只有30万吨。据初步调查，仅京、津、唐地区的石化和电力企业改用水煤浆后，年需水煤浆600万吨以上。另外，民用燃煤采暖锅炉因其环保要求改造后将产生巨大需求。全国90万吨民用锅炉，以一台4吨锅炉一年采暖期消费1000吨水煤浆计算，将形成一个庞大的水煤浆民用市场。而且，国家计委已发文要求取消燃油设备，严禁烧重油。仅急需代替重油计算，一年需水煤浆6000万吨。

4）水煤浆技术是21世纪最有市场的洁净煤技术。

北京燕山石化安装了一套水煤浆锅炉，并已开始运转，这套设备比往年用油节支700万元。对此，业内人士认为，北京禁止锅炉烧煤给企业带来较重的经济负担，水煤浆则给企业带来一丝曙光。在石油价格上涨的压力下，石油、石化和电力企业采用水煤浆代锅炉用油的积极性较高。目前，2吨水煤浆可代替1吨重油，降低燃料成本500元至800元。山东白杨河电厂改烧水煤浆后，单位发电成本0.182元／千瓦时，北京燕化公司测算，一台220吨／小时的燃浆锅炉正常燃烧后，每年可代油9万吨。许多电力企业如茂名热电厂、汕头万丰热电厂等正抓紧改造和试烧水煤浆。可以预测，不远的将来，水煤浆产业将有一个飞跃。

目前水煤浆技术已被列为我国“十五”期间能源发展重点推广技术，也是煤炭工业洁净煤技术优先发展的14大重点技术之一。我国是一个富煤少油的国家，水煤浆作为新型代油环保燃料，正被越来越多的企业所认识，采用水煤浆技术进一步改善煤炭企业的产品结构，提高煤炭企业经济效益。水煤浆技术还可以解决一些燃煤企业环保及工艺过程调节的问题。而且可以利用工厂有机废水（如造纸黑液）制成水煤桨燃烧。因此水煤浆技术是当前较现实的，也是21世纪最有市场的洁净煤技术。

5）经济、社会效益显著。

（1）发展水煤浆代油不仅仅是市场的需要，还是国民经济发展和经济安全的需要。石油是一种关乎国家经济安全的战略物资。目前，国际石油价格日趋升高，我国每年要进口石油近7000万吨，耗资200多亿美元，到2020年左右，石油缺口将超过消费总量的50％，能源安全问题日趋突出。而我国煤资源每年出口也在几千万吨，卖出的是原煤，价低利小。如果把煤加工成水煤浆出口赚外汇，利润将成倍增长。

据有关资料显示，水煤浆的热值相当于柴油的一半，每吨水煤浆的市场价格为350－400元，其价格仅为柴油的1／8，大大低于液化气、天然气、煤气和重油，运行成本仅占燃油的1／4，十分符合我国石油紧缺、煤炭资源丰富的国情，具有良好的经济效益。每2吨水煤浆又可替代每吨价值为1500元的重油一吨，相比之下节约经费700元。目前，全国仅锅炉燃油一项每年就约需4000万吨以上，按保守估计50％用水煤浆代替，2000万吨就可节约资金140亿元。如我国的燃油全部用水煤浆代替，每年所带来的经济效益将达300亿元。京、津、唐的石化和电力企业改用水煤浆以后，年需水煤浆600万吨以上。大庆、辽河、江汉、南阳等油田的初步估计，每年取暖发电的耗油量达650万吨以上，如果被水煤浆代替，节约和增值可达70亿到80亿元。

（2）据有关资料显示，我国现有10吨以下锅炉65万多台，其中因运行费用过高或不符合环保要求而将停用或更换的锅炉达50％以上。若在现有锅炉本体不变的情况下，改燃水煤浆，可为国家节约数百亿元的固定资产投资。

（3）水煤浆储运方便，可以利用现有的油罐车、储油罐进行长距离、大数量的运输，还可以修建输浆管道。而且，建设一座年产100万吨水煤浆的生产厂约需投资1亿元左右，其附加值比原煤高出一倍。

（4）水煤浆添加脱硫剂后，大气中的二氧化硫大大减少。水煤浆燃烧效率达99％，达到了燃油的同等水平，而污染程度比燃油还低，其环保效益也显而易见。水煤浆的燃烧温度比燃油和燃煤粉低约100-2000C可大大减少SO2的析出和NOX的生成，减少污染物的排放。据有关资料显示，由万盛承担的工业锅炉改烧水煤浆示范工程已经取得了成功经验，燃烧效率提高至95以上、锅炉效率提高至82以上、烟气排放符合北京市环保要求。

6）国外发展情况。

欧美等发达国家水煤浆技术已进入商业化阶段。美国建成440km、运量约5Mt/a的输煤管线，供2×750MW机组；意大利50万t/a制浆厂供电站燃烧；日本50万t/a水煤浆厂，经11km管道运输供600MW机组；俄罗斯建成5Mt/a的制浆厂，经250km管道运输供6×200MW瓦的电站使用。

5、洁净煤发电技术

受我国能源结构的影响，电力工业在煤炭消费中占有及其重要的地位。近年来，发电及供热用煤占到我国煤炭总产量的40左右。随着国民经济的发展，这一比例还将进一步提高，根据目前我国的国情，在未来相当长的时间内，仍将是以燃煤发电为主的电源结构。随着现代技术的发展，提高常规燃煤电站效率将会付出越来越大的代价，污染物排放的处理费用随着环保标准的日益严格也将大大增加，电力行业正面临着发展与环境两方面的挑战。在新的世纪，电力发展必须依靠科技进步来实现与环境的协调发展，洁净煤发电技术具有对环境污染小、发电效率高、占地少等优越性。洁净煤发电技术是指"洁净煤技术"中与发电相关的技术项目。它的重点是为了提高发电机组的效率和控制因燃煤炭而引起的污染物的排放。

1）洁净煤发电技术的分类。

（1）整体煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电（IGCC）。

IGCC发电技术是煤气化和蒸汽联合循环的结合，是当今国际正在兴起的一种先进的洁净煤（CCT）发电技术，具有高效、低污染、节水、综合利用好等优点。它的原理是：煤经过气化和净化后，除去煤气中99以上的硫化氢和接近100的粉尘，将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料，以驱动燃气轮机发电，再使燃气发电与蒸汽发电联合起来。

煤气化联合循环发电（IGCC）是目前世界发达国家大力开发的一项高效、低污染清洁煤发电技术，它不仅能满足日趋严格的环保要求，而且发电效率可达45％以上，二氧化硫排放可达到10毫克/标准立方米左右，极有可能成为21世纪主要的洁净煤发电方式之一。IGCC技术是目前已进入商业化运行的洁净煤发电技术中，发电效率和环保最好的技术。现在，全世界已建、在建和拟建的IGCC电站近30套，最大的为美国44万千瓦机组，计划或可研中最大容量为德国90万千瓦机组和前苏联100万千瓦机组。由于IGCC有煤清洁燃烧发电特点，我国把它列入21世纪CCT计划中。

它的主要优点是：①热效率高，目前已达43～46，计划2010年可达到50；②环保性能好。脱硫率98～99以上，NOx排放等同于天然气，CO2排放也减少；③燃料适应性强，对高硫煤有独特的适应性；④可用于对燃油联合循环机组及老燃煤电厂改造，达到提高效率、改善环保、延长寿命的多重目的。

我国IGCC发电技术的研究开发工作经历了约二十年，一些单项技术如气化炉、空分设备、煤气脱硫、余热锅炉等有一定的技术基础。“八五”期间与美国德士古（Texaco）公司等合作，完成了水煤浆加压气化200MW和400MW等级的IGCC预可行性研究。国外发展情况。目前IGCC发电技术正处于第二代技术的成熟阶段，燃气轮机初温达到1288℃，单机容量可望超过400MW。世界在建、拟建的IGCC电站24座，总容量8400MW，最大单机300MW。荷兰的BAGGENUM电站（单机253MW）已于1994年投入运行，美国IGCC示范工程取得重大进展，WabashRiver电厂煤气化电厂改造项目，系统供电能力262MW，设计供电效率38％，脱硫效率>98％。项目于1998年11月完成商业化示范运行。美国WABASHRIVER电站（单机265MW）及TAMPA电站（单机260MW）、西班牙的PUERTOLLANO电站（单机300MW），已于1997年前相继投入试验或试生产。

（2）循环流化床燃烧（CFBC）技术。

循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。

循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。钙硫比达到2～2.5左右时，脱硫率可达90以上。

流化床燃烧方式的特点是：①清洁燃烧，脱硫率可达80～95，NOx排放可减少50；②燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；③燃烧效率高，可达95～99；④负荷适应性好。负荷调节范围30～100。

循环流化床（CFBC）锅炉煤种适应性广，是当前世界上煤炭洁净燃烧的首选炉型，具有氮氧化物排放低、燃料适应性广、燃烧效率高、脱硫率可达到98％、排出灰渣易于综合利用、负荷调节范围大等突出的高效低污染优点，是重要的洁净燃烧技术。我国的CFBC技术开发工作始于八十年代中期，由中科院工程热物理所、清华大学、浙江大学和哈尔滨工业大学等单位组织开发研制的循环流化床锅炉分别于九十年代相继投入运行，最大容量达到了75t/h。主要技术类型有：百叶窗式、热旋风筒式、平面流分离器式等。目前国内已具备设计、制造75t/h及以下的小型CFBC锅炉的能力，但在工艺及辅机配套、连续运行时间、负荷、磨损、漏烟、脱硫等技术方面还有待完善。已投入运行的CFBC锅炉大部分未实施石灰石脱硫，燃烧室运行温度大多高于900℃。国家经贸委组织的75t/h循环流化床锅炉完善化示范工程，先后完成两种完善化炉型的设计、制造、安装和试验，于1996年初陆续投入运行。

四川内江电厂引进了芬兰奥斯龙公司100MW循环流化床锅炉已于1996年6月投产。50MW（220t/h）循环流化床锅炉纳入“八五”科技攻关，完成了设计和制造，1996年开始安装调试，目前项目工作尚未结束。国内已基本具备设计、制造50MWCFBC锅炉的能力。

1997年，通过鉴定或工程验收的有：清华大学、四川锅炉厂承担的四川湔江水泥厂75t/h循环流化床锅炉完善化工程；中科院工程热物理所分别与杭州锅炉厂、济南锅炉厂、无锡锅炉厂联合承担的75t/h循环流化床锅炉完善化或研究制造。在循环流化床燃烧技术大型化方面取得突破的“甘肃窑街煤电公司130吨/小时循环流化床锅炉示范项目”，目前已顺利通过验收。

清华大学开发的循环流化床等洁净煤技术能有效地解决燃煤造成的环境污染问题。循环流化床锅炉具有在800～900℃条件下稳定运行，能烧劣质煤并能高效脱硫三大优点。燃煤电厂采用这种设备，既能节约优质煤，又能减少二氧化硫和氮氧化物排放，还能降低发电成本，具有良好的环保效益和经济效益，非常适合我国国情。

清华大学实验室开发的130吨/小时循环流化床锅炉2001年初在秦皇岛北山发电厂成功应用；220吨/小时循环流化床锅炉已在山东威海热电厂进行建设并已投入运营；425吨/小时循环流化床锅炉的研发也被列入了科技部“十五”攻关计划。我国在循环流化床锅炉科技开发方面已取得了良好的成果，但是，由于缺乏资金，国产流化床锅炉的进一步开发困难重重。

国外：CFBC技术在发达国家得到大力开发，技术成熟，正向大型化发展。目前单机容量最大的CFBC锅炉（250MW，蒸发量700吨/时）电站已在法国投入运行，锅炉效率90.5％，脱硫率93％，Nox排放低于250mg/Nm3按技术特点分为以下几个技术流派：以Lurgi公司为代表的带有外置换热床采用热旋风分离器的循环床；以德国B&W公司为代表的塔式布置中温旋风分离循环床技术；美国福斯特惠勒公司发展的汽冷旋风筒分离器带有INTREX副床的循环床技术等。锅炉容量等级有50t/h、100t/h、400t/h，最大单机容量CFBC锅炉（250MW，蒸发量900t/h）电站已在法国投入运行，ABB－CE也在设计1500t/h的CFBC锅炉。目前全世界12MW以上的CFBC锅炉运行约300台，其中40％在美国，40％在欧洲，20％在亚洲。最长运行时间达到9万小时，最长连续运行时数为13个月，负荷率一般可达90％以上。