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生物質燃料的應用范文第1篇

關鍵詞：天然植物性飼料添加劑；養豬生產；免疫力

中圖分類號：S816.7 文獻標識碼：B 文章編號：1007-273X（2017）03-0033-01

近年來，食品安全和飼料安全理念為更多人所重視，歐盟在2006年法令上全面禁止所有抗生素添加于飼料中，未禁止使用抗生素作為促生長劑的國家如美國、日本等也立法嚴格限制使用，并有規定的停藥期。在此背景下天然的植物性飼料添加劑在畜禽生產中越來越受到重視。

1 植物性飼料添加劑的定義及其一般特征

本文中所指植物性飼料添加劑的定義為：植物性飼料添加劑（Phytogenic feed additives，PFA）是經由特定物理、化學或生化技術手段，從天然植物中提取和純化得到的可作為畜禽飼料添加劑使用，對畜禽生產成績和健康狀況有改善作用的一大類純天然、復合性植物源性產品。

一般特征：①從植物中提取（非化工合成）；②活性成分明確、含量穩定、可測定；③長期使用對動物和人類沒有任何的毒副作用；④已通過實驗證明可提高動物的生產性能以及畜產品品質[1]。

2 植物性飼料添加劑的效應

2.1 抗菌效應

通過測定植物性飼料添加劑的體外抑菌活性以及最低抑菌濃度結果發現，許多天然植物有特定的抗菌譜，不同植物對特定細菌的抑制作用存在很大的差距。由當歸、蒲公英等組成添加劑的常見病原菌的體外抑菌試驗結果顯示，除鼠傷寒沙門氏菌外，該添加劑對其余各菌均有明顯的抑制作用。

2.2 抗氧化、生長促進功效

大多的實驗數據表明植物性飼料添加劑能降低飼料采食量和提高料肉比，一般來說植物性飼料添加劑具有促進豬和家禽生長的功效。天然植物性飼料添加劑能延緩和防治飼料中營養成分被氧化變質。如水芹、越橘葉、桉樹葉、龍膽根等植物提取物均可抗氧化，使飼料在貯存時不易氧化變質。

2.3 清除自由基與提高C體免疫力

天然植物飼料添加劑中含有多種抗氧化，清除自由基以及提高免疫力的物質。研究發現，黃芪多糖能顯著提高仔豬外周嗜中性白細胞百分數和淋巴細胞轉化率。將水溶性苜蓿多糖添加到肉仔雞早期生長階段，能促進巨噬細胞吞噬能力和T細胞轉化能力。

3 植物性飼料添加劑在養豬生產中的應用

3.1 調整仔豬腸道內菌群平衡

在中國臺灣嘉義國立大學進行的百奧明公司生產的特定植物產品系列―Digestarom PEP應用于80羽雞的對照試驗結果顯示，該植物性的提取物對經口感染的特定細菌有抗菌作用，腸道內梭狀芽孢桿菌的水平和腸道病變損傷程度均降低。

3.2 提高斷奶仔豬的免疫力

2010年四川農業大學進行了日糧添加PFA產品對斷奶仔豬抗氧化能力影響的試驗，結果顯示，添加PFA組血清中谷胱甘肽過氧化氫酶含量有上升趨勢，可以更多地清除由活性氧和-OH誘發的脂質過氧化物，保護細胞膜結構和功能的完整性。綜合試驗結果顯示，日糧添加PFA對斷奶仔豬的抗氧化能力有顯著影響[2]。

4 影響植物提取物飼料添加劑應用效果的因素

不同植物的抗菌能力以及抗菌譜不同，同一種植物不同的品種之間的主要成分含量差異也很大。如在亞里斯多德大學培育的專利止痢草的活性物質的含量是普通野種止痢草的20倍左右。實驗動物的生長階段、飼糧組成與養殖環境都對添加劑的效用有一定的影響。

5 小結

利用天然植物性飼料添加劑可以減少抗生素和化學合成類飼料添加劑的副作用，提高畜禽生產性能。在中國，植物飼料添加劑的開發利用還處于起步階段，加強植物提取物的基本研究是未來的一個可發展方向。正確的使用植物性飼料添加劑，并將其正確應用于養豬生產過程中，還需進行大量的研究實驗工作。

參考文獻：

生物質燃料的應用范文第2篇

隨著全球石油、煤炭的大量開采，能源日益枯竭庫，存量不斷減少，能源短缺和隨之而來的環境污染日漸引起人們的關注，并已成為制約我國經濟社會又快又好發展的瓶頸。改善能源結構，利用現代科技開發生物質能源來緩解能源動力，減少污染物排放等問題刻不容緩。我國政府及有關部門對生物質能源利用也極為重視，已將“大力發展生物質能”列入國家“十二五”規劃。

2、我國生物質能產業發展現狀及前景

現階段我國的生物質能應用主要集中在沼氣利用，生物質直燃發電，工業替代燃料和交通運輸燃料這四方面。

2.1　沼氣利用

近年來沼氣利用在中國發展迅速，在中央投資的帶動下，各地也加大投入，形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發展的新格局。沼氣開發利用現在不僅能解決農民的燒柴問題，更重要的是我國的沼氣發展正從分散式農戶經營向產業化方向轉變。2008年山東民和牧業建成了一個利用雞糞為原料的3MW熱電聯產沼氣工程；2009年安陽貞元集團通過與丹麥技術資金伙伴合作，以養殖場，公共污糞和秸稈為原料在安陽建立了一個年產400萬m3的車用氣的沼氣項目。從目前情況看，通過生物發酵產沼氣的技術相當成熟，但是現階段還存在沼氣工程總體規模較小效益不高，產氣不是很穩定，特別是在北方冬季產氣明顯不足，和沼氣副產品市場需求不足等因素約束。

2.2　生物質直燃發電

生物質直燃發電是最早采用的一種生物質開發利用方式，也是消耗量最大、最直接、最容易規模化和工業化的能源利用方式。早在2004年，山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個地方就開始了生物質直燃發電的試點示范，而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進了生物質直燃發電行業的發展，年投資額增長率都在30％以上，到2010年我國生物質直燃發電量已達到550萬千瓦。其中，我國生物質最大的企業國能生物發電集團有限公司在2010年投入運營和在建生物質發電項目近40個，總裝機容量100萬千瓦。到2013年，該公司規劃生物質發電裝機數量達到100臺，裝機容量達到300萬千瓦。屆時每年可為社會提供綠色清潔電力210億千瓦時，年消耗農林剩余物可達3000萬噸，每年可為農民增收約80億元，每年可減排二氧化碳1500萬噸以上。

生物質直燃發電技術比較成熟，而且它是增加農民收入、促進農民增收的直接載體，是實現工業反哺農業、加快農村經濟發展的重要途徑。需要注意的是生物質直燃發電還存在項目投資和運營成本較高，原料供應季節性強，需要政府補貼，受國家政策影響風險大等問題。

2.3　工業替代燃料

生物質作為工業替代燃料主要包括生物質成型燃料、生物質可燃氣和生物質裂解油。

生物質成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農業生物質廢棄物為原料，用作工業鍋爐的燃料。生物質成型燃料的技術研究開發始于20世紀80年代，早期主要集中在螺旋擠壓成型機上，但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴重，壽命較短，電耗大等缺點，導致綜合成本較高，發展停滯不前。進入2000年以來，生物質成型技術得到明顯的進展，成型設備的生產與應用已初步形成了一定規模。國家發改委規劃到2010年，生物質成型燃料生產量可達100萬t。生物質成型燃料多用在一些中小型的工業蒸汽鍋爐、有機熱載體鍋爐和商業蒸汽鍋爐方面。其中，珠海紅塔仁恒紙業有限公司的“生物質固體成型燃料替代重油節能減排項目”項目是目前全國最大的生物質成型燃料節能減排項目，該項目2011年投入運行，以兩臺40t／h生物質成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐，代替現有的六臺燃油鍋爐。

生物質可燃氣較早使用在氣化發電方面，一般是生物質氣化凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發電或者將凈化后的燃氣送入內燃機直接發電。生物質氣化發電廠的規模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦，與生物質直燃發電相比，它的規模較小，但它發電效率較高，投資成本較少，對原料的來源限制也較少。除了氣化發電，生物質可燃氣也越來越多地應用在工業替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國內首家使用生物質能源的鋼鐵企業，它將原燃燒重油的兩段式連續推鋼加熱爐改燒生物燃氣，該項目在2009年初立項，并2010年5月正式投產至今運行正常，這是目前世界范圍內建成運行的最大的工業生物燃氣項目。

生物質裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農業廢棄物通過高溫快速加熱分解為揮發性氣體，再經冷卻后提煉出的一種液體。生物質裂解油的熱值一般為16～18MJ／kg，產油率可達70％，它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料，也可進一步加工轉換成化工產品。我國在生物質裂解油這方面的研究起步較晚，但近年來發展較快。浙江大學，中國科技大學，山東理工大學等高校在生物質熱解液化裝置優化和油品的應用、分析和提純方面都做了大量的研究工作，也取得了不錯的成績。在生物質裂解油的工業化應用過程中，2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開發區成功建設了一套年產3000噸的生物油工業實驗裝置并一直連續運行。易能生物公司則使生物油邁入了工業應用的新階段，從2007年在安徽合肥建立起第一套年產萬噸的生物油裝置以來，其2009年在山東濱洲和2011年在陜西銅川宜君科技工業園分別投產了第兩套和第三套的年產萬噸的生物油裝置，這也標志著生物質裂解油的產業化進入了實質性階段。生物質裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產成本較低，但是它熱值較低，又具有一定的酸性，需要對燃燒設備進行少量改造。生物質裂解油除能直接用于中低端燃料市場外，還可以進一步通過精煉工藝生產多種化學品，開發利用的市場潛力巨大，具有十分廣闊的發展前景。

2.4　交通運輸燃料

生物能源作為交通運輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀末，利用糧食相對過剩的條件，我國開始發展生物燃料乙醇。從目前的情況看，玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經濟類作物加工燃料乙醇的技術比較成熟，但基于對國家糧食安全的擔心，和發展經濟類作物會發生品種單一，種性退化較嚴重等問題，國家一直有意保持國內燃料乙醇的產量在一定的限制水平。

玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下，我國的企業和科研院校正加大力度地投入研發纖維素等新的燃料乙醇的生產。據了解，中國擁有發展纖維素乙醇的原料優勢。纖維素廣泛分布于農作物秸稈、皮殼當中，資源豐富且價格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產3000t和一套年產5000t燃料乙醇工業化示范裝置。中糧集團與中石化、丹麥諾維信公司聯手建造的中國規模最大的年產萬噸的纖維素TU將于2011年正式投建。纖維素乙醇的生產代表了中國未來燃料乙醇的主流方向，目前需要做的是加快研發力度，突破技術瓶徑，降低生產成本，加快商業化生產的速度。

生物柴油主要應用于運輸業和海運業，是一種重要的交通運輸燃料。生物柴油在國內的發展狀況與燃料乙醇相似，用油類植物生產生物柴油的技術比較成熟，但是它受原料的制約嚴重。要發展大力生物柴油產業，必須要有穩定的原料來源。據了解，歐美國家主要以菜籽油、大豆油為原料生產生物柴油，但我國人多地少的國情決定了我國生物柴油產業不宜以食用油為原料，只能大力發展丘陵鹽堿等非糧用地發展麻風樹、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內的6萬t生物柴油項目正式投產運行，其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產工藝的裝置，產品已在海南島內的柴油零售批發網點推廣使用，這是我國首個麻風樹生物柴油產業化的示范項目。

近年來，利用微藻制備生物柴油受到了國內外的廣泛關注，因為微藻繁衍能力高，生長周期短，可大量培養而不占用耕地，能有效解決原料來源不穩定的問題。美國在2007年推出“微型曼哈頓計劃”，其宗旨就是向藻類要能源，目標是到2010年每天產出百萬桶生物燃油，實現藻類產油的工業化。2008年10月英國碳基金公司也啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目，投入的2600~-英鎊將用于發展相關技術和基礎設施，該項目預計到2020年實現商業化。我國的科研人員也在政府和企業的大力支持下加緊研發這項新技術，希望能早日實現產業化。雖然現在較高的生產成本制約著微藻生物柴油產業的發展，但通過今后技術的不斷改進，相信微藻生物柴油產業的前景是十分廣闊的。

生物質燃料的應用范文第3篇

【關鍵詞】生物質燃料；燃煤鍋爐；節能

1、引言

某木制品公司使用一臺YGL-350MA型有機熱載體鍋爐作為供熱動力，由于其廠內產生了大量的木削廢料，可作為燃料使用，因此就直接采用木削作為有機熱載體鍋爐燃料，導致鍋爐熱效率十分低下，其能效問題尤為突出，造成了很大的浪費，也產生了多余的排放。根據現場測試和燃料的分析，發現鍋爐日常生產使用負荷情況下，鍋爐熱效率為43.16%，與相關法規要求的鍋爐熱效率相差很大。所以本文就現場測試數據和燃料分析，結合鍋爐結構特點，以找出燃料變化引起熱效率低下的原因，分析小型燃煤鍋爐直接使用生物質燃料引發的節能問題。

2、生物質燃料的分析與燃燒特點

所謂生物質燃料，是包括植物材料和動物廢料等有機物質在內的燃料，是最古老燃料的新名稱。通常我們說的谷殼、木削、莖狀農作物、花生殼、樹皮、鋸末等，總之是以往農業社會常用的燃料，隨著工業的發達慢慢不用而廢棄，現在卻發現這些燃料產生的污染遠遠低于現代工業的主要燃料-煤。所以這幾年出現了許多的專門用于生物質燃料的鍋爐，同時也有許多燃煤鍋爐改造成燃燒生物質燃料，但真正能充分利用燃料的實例很少。

2.1 生物質燃料的成分分析

以上某木制品公司的木削經檢測工業成分分析：收到基灰分為7.32%，收到基水分為13.32%，干燥無灰基揮發分為83.57%，收到基低位發熱量為14425kJ/kg ；另一公司使用谷殼作為燃料經檢測工業成分分析：收到基灰分為12.65%，收到基水分為12.28%，干燥無灰基揮發分為78.81%，收到基低位發熱量為13142kJ/kg。綜合長期檢測數據，各種生物質燃料的工業成分分析如表1。

根據以上成分分析可得出，生物質燃料的揮發分、H的含量高，說明其易燃燒且燃燒的速度快，能適應爐膛水冷條件高的鍋爐，同時產生的煙氣量比煤多，所以爐膛要比普通的燃煤鍋爐要大。也正因為揮發分、H的含量高，燃料時產生了大量水蒸汽，吸收了大量熱，且C含量相對較少，所以生物質燃料的低位發熱量相對較低。同樣出力的鍋爐，如燃料為生物質，其需要燃料量要比煙煤多出近一倍。

2.2 生物質燃料開發及燃燒特點

生物質燃料通俗一點說，就是農林產品的副產品，生物質燃料的利用就是一個變廢為寶的過程，生物質燃料的來源廣泛，易得，適合農產品加工行業的鍋爐使用。我國十分重視生物能源的開發和利用。生物質燃料顆粒產品在我國推廣應用還很少，我們還是直接進行燃燒為主，其燃料燃燒狀況也不容樂觀，燃料熱值利用還很低。因為生物質燃料本身被認為是廢料利用，從企業管理層到政府管理層都對其真正高效地利用不夠重視。

現在生物質燃料燃燒往往不徹底，浪費極大，主要原因是使用單位不了解生物質燃燒燃燒的特點，現分析如下：

（1）生物質燃料揮發分、H的含量高，單位重量的燃料需要氧氣量較煙煤多。

（2）生物質燃料都很輕，燃料燃燒時一般隨著煙氣一邊飄一邊燃燒，如引風過大或煙氣流程短，可能燃料會在尾部煙道中還在燃燒，嚴重威脅引風機的運行，也造成浪費。

（3）部分生物質燃料有“爆竹”現象，出現噴火，應注意，避免燒傷。

3、燃煤鍋爐使用生物質燃料現狀

在廣大的農村，以往的我們現稱之為生物質燃料的產品都放在田間地頭燃燒，作為肥料使用，使田間到處彌曼著白煙，同時污染環境。在使用生物質燃料時，這些使用單位大部分未改造爐膛就直接使用生物質燃料，這樣燃燒時鍋爐房內往往是“烏煙瘴氣”的，燃料亂堆亂放，燃料熱值的利用很低。燃燒過程中產生的煙灰往往堵塞煙道，使鍋爐正火燃燒，產生浪費，鍋爐出力也往往不足。

4、使用生物質燃料的燃煤鍋爐熱效率簡單測試

鍋爐熱效率簡單測試是一種利用鍋爐熱反平衡的方法來測量鍋爐熱效率的方式。所謂鍋爐熱反平衡就是測量出鍋爐運行各種部位和形式的能量損失，扣除這些能量損失的百分比，得出鍋爐熱效率。這種方法能更好檢測出鍋爐運行過程中能量浪費的重點所在，能夠通過檢測、分析，能抓住解決鍋爐能效問題的關鍵，從而因地置宜的提出解決方案。

5、燃煤鍋爐使用生物質燃料提高鍋爐熱效率的建議

根據以上能量損失檢測，目前大部分使用生物質燃料的燃煤鍋爐主要能效問題是：（1）排煙溫度很高，一般會達到400℃以上，主要生物質燃料在尾部煙管內繼續燃燒引起的；（2）氣體未完全燃燒熱損失高，尾部煙氣CO含量高，由于燃料的飛動易使局部氧氣供應缺少，使氣體未完全燃燒；（3）固體未完全燃燒熱損失高，也是因為燃料的飛動并燃燒，有的未完全燃燒就進入煙囪。相對這些問題提出以下鍋爐改造建議：（1）嚴格控制風量及爐膛負壓，降低煙氣流動速度，降低燃料飄動速度；（2）擴大爐膛體積，才能增加燃料量，使之出力不會因使用生物質燃料而明顯下降，拆除所有爐拱，生物質易點燃，爐拱作用不大，而且灰渣很少，也可降低爐排高度；（3）在爐膛出口處增加二次風，阻擋大量燃料飛走，并增加煙路中氧含量使燃燒能順利進行。

6、結束語

隨著生物質燃料的廣泛應用使，用生物質燃料的燃煤鍋爐的改選工作已顯得尤為重要，生物質燃料的產業化也將形成，它有益于我國現行的能源利用結構，有益于節能降耗的基本國策。

參考文獻：

[1] 孫達衛，賈連發，張宏偉. 鍋爐的三種熱效率.廣州；曖通空調.2001.6

生物質燃料的應用范文第4篇

據估計，植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍；而作為能源利用量還不到其總量的l%。高效利用生物質能源，生產各種清潔燃料，替代煤炭，石油和天然氣等燃料，生產電力。而減少對礦物能源的依賴，保護國家能源資源，減輕能源消費給環境造成的污染。專家認為，生物質能源將成為未來持續能源重要部分，到2015年，全球總能耗將有40%來自生物質能源。

生物質能采用高新技術將秸稈、禽畜糞便和有機廢水等生物質轉化為高品位能源，開發生物質能源將涉及農村發展、能源開發、環境保護、資源保護、國家安全和生態平衡等諸多利益。發展生物能源的初衷就是保護生態環境，在實際應用中也是以此為基點。這也是我國超前發展的一次很好機會，發展生物質能是一件利國利民的好事情。

生物質能源不僅是安全、穩定的能源，而且通過一系列轉換技術，可以生產出不同品種的能源，如固化和炭化可以生產因體燃料，氣化可以生產氣體燃料，液化和植物油可以獲得液體燃料，如果需要還可以生產電力等。

目前，世界各國，尤其是發達國家，都在致力于開發高效、無污染的生物質能利用技術，保護本國的礦物能源資源，為實現國家經濟的可持續發展提供根本保障。

6MW生物質顆粒與煤混燒發電技術

成果簡介：該項目是通對不同比例的生物質成型顆粒與煤在循環流化床中進行混合燃燒，混合后的燃料可大大改變原煤的燃燒特性，包括降低著火溫度、改善著火性能、提高了循環流化床鍋爐的熱利用率等。生物質原料與煤之間燃燒特性的優勢互補。該技術可用于電廠、工業鍋爐等各種利用循環流化床鍋爐的行業。該技術對生物質的燃燒特性，燃燒過程以及其結渣特性、堿金屬腐蝕、氣體燃燒不完全等難題進行了研究，并找出了解決方案。生物質顆粒混燒量可達到80%，在此工況下熱效率可提高15%以上，二氧化硫排放量減少50%。氮的氧化物排放量可減少30%；完成了由輸送帶、給料倉、給料絞龍組成的顆粒燃料輸送給料系統；為適應生物質燃料高揮發分的特性，在生物質顆粒燃料進料口上方1.2m處增設了一個二次風進口；可根據生物質顆粒與煤的不同混燒比例，自動調整一、二次進風量。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

生物質氣化燃氣中焦油催化轉化研究

成果簡介：該項目研究采用在生物質氣化裝置的出口處，建一催化凈化裝置有催化保護床和催化轉化床構成，直接處理熱的生物質氣體，保護床吸收粗燃氣中的硫化氫等有毒物質及催化裂化脫除部分重焦油；第二催化反應床催化轉化剩余的焦油。碳氫化合物的焦油被催化轉化為小分子氣體如CO等，增加燃氣熱值。結果表明，對空氣流化床氣化的粗燃氣的催化干法除焦油，實驗方案是行之有效的和成功的。篩選出工業鎳基蒸汽轉化催化劑和氧化鈰添加的鎂橄欖石負載型鎳基催化劑可作為焦油的催化轉化催化劑，氧化鈰可促進催化劑的活性和提高抗積炭能力，對氣化燃氣的重焦油的去除率達99%，按干氣計算燃氣中氫氣的濃度增加6～11%。通過催化凈化系統直接處理氣化燃氣，一方面焦油的催化轉化增加了氣化氣中有價值的氣體成分；另一方面又克服了濕法除焦油所帶來的不易解決的環境污染問題。

所處階段：成熟應用階段

2Kg/hr生物質流化床氣化/熱解實驗裝置研制

成果簡介：氣化是缺氧的反應過程，熱解是隔絕氧氣的反應過程；氣化的反應溫度為750-850℃，而熱解的反應溫度為400-700℃；熱解必須采用快速進料，氣化對供料速度則無嚴格要求；兩者產物的凈化處理過程則基本相同。分析兩者的相同點及不同點，該課題組認為建一套氣化及熱解的雙功能系統是可行的。為此該課題組采用了以下特殊設計：獨立的氧氣及氮氣供入系統，共用一套流量計量及預熱裝置；流化段及懸浮段分別采用獨立的電加熱及控制裝置；流化段及懸浮段分別采用獨立的電加熱及控制裝置用雙級供料系統，且均可無級調速；共用一套旋風分離、冷凝、過濾、排氣及計量系統。運行及試驗結果表明：該系統可分別進行氣化及熱解試驗，且運行良好，達到了設計要求。

所處階段：初期階段

生物質經催化熱分解技術

成果簡介：該研究是以植物系生物質為原料通過催化熱解的方法生產高附加值的輕質芳烴苯、甲苯和二甲苯等化學品以及合成燃料。使用了熱解溫度控制容易，升溫速度快，焦炭便于回收，且可連續操作的雙顆粒流化床，建立了一套可以定量操作的熱解反應系統，開發了連續催化熱解過程。充分利用生物質熱解溫度低揮發物多的特性，選擇合適的催化劑，控制生物質熱解過程的二次氣相反應，使產物向有利于輕質芳烴苯、甲苯和二甲苯等化學品轉化，在CoMo-B催化劑的作用下，863K時可得到6.29wt%的收率。這一收率在同類研究中，是常壓下熱解過程中得到的最高收率。在實驗研究過程中還可發現，NiMo類催化劑有利于生物質低溫制氫，為生物質低溫制氫提出了新的研究課題。生物質連續催化熱解裝置的研發，實現了連續化操作的熱解過程，為未來大規模的工業化生產提供了必要的前期研究成果。

所處階段：初期階段

錐形流化床生物質氣化技術

成果簡介：該專題針對目前國內生物質氣化發電、供熱、供氣存在的原料適應范圍窄、燃氣焦油含量高、自動化程度低、適用松散型物料的氣化發電設備和系統等問題，開發錐形流化床生物質氣化發電供熱、供氣機技術產業化為目標，研制生物質氣化裝置與氣體發電機組成的系列生物質氣化發電系統；降低燃氣中的焦油含量；生物質氣化系統的操作彈性試驗；提高生物質氣燃氣熱值。

所處階段：成熟應用階段

利用藻類熱解制備生物質液體燃料

成果簡介：該課題應用能源科學、環境科學和生命科學等交叉學科的理論和技術，以藻類為原料，通過細胞工程和生物質轉化等技術，產生生物油和烴類等可再生生物能源，為開發新能源提供新的生物技術途徑。用異養轉化技術和基因改造技術獲得高脂肪含量的藻細胞來熱解制備液體燃料，實現異養轉化技術、細胞培養技術、基因改造技術與熱解技術的整合集成，獲得原創性、新穎性的研究成果；同時為后繼能源的開發應用提供技術儲備；并且通過最前沿的生物技術與能源技術相互結合、交叉與滲透，推動學科的發展。該研究成果應用前景良好。

生物質氣氣化合成二甲醚液體燃料

成果簡介：在固定床或循環流化床中將生物質氣化，變成H2, CO, CO2等組分，然后經過氣體凈化，在重整反應器中和沼氣一起在催化劑的作用下進行重整來調整H2和 CO的比例，同時降低二氧化碳的比例，使之適合于合成二甲醚。然后氣體經過壓縮進入二甲醚反應器。在催化劑的作用下合成二甲醚。該套技術已經申請了國家發明專利。

二甲醚（簡稱DME,CH3OCH3）是一種清潔的燃料與化工產品，有很大的市場。液化二甲醚可以完全替代液化石油氣（LPG），與LPG相比具有無毒無臭、不易爆炸、熱效率高、燃燒徹底、無污染等特點，因此，DME作為LPG的替代品在中國特別是農村有巨大的潛在市場。作為清潔燃料DME可以替代柴油用作發動機燃料，十六烷值達55，與柴油熱效率相同，DME不會產生黑煙和固體顆粒，NOx排出量大大減少，是很有前途的綠色環保型發動機燃料。

該項目采用的以生物質廢棄物（包括木粉、秸稈、谷殼等）作為原料，通過催化裂解造氣作為氣頭的新工藝，目前還未見報道。DME的合成也采用先進的一步法合成工藝，該方法作為應用基礎研究最近幾年才在國際上展開。廣州能源研究所在世界上首先實現了在小型裝置上由生物質一步法合成綠色燃料二甲醚的連續運行。將該技術進行產業化推廣可以解決緩解廣東省液化氣日益緊張的形勢。

適用范圍和條件：適用于生物質資源豐富的地區

3MW生物質氣化高效發電系統關鍵技術

成果簡介：該項目發展了6MW生物質氣化及余熱蒸汽聯合發電系統、500kW生物質燃氣發電機組和焦油污水生化處理新工藝等關鍵技術，在江蘇興化建立的示范電站裝機容量為6MW，氣化效率最高達78%，燃氣機組發電效率為29.8%，系統發電效率27.8%，電站總投資約3200萬元，系統運行成本0.40元/kw，具有較高的性價比和顯著的社會效益。示范電站建設嚴格按國家電力行業的規范進行，并形成了市場化運作機制，為生物質氣化發電技術的產業化積累了有益的經驗。

所處階段：成熟應用階段

自熱式生物質熱解液化裝置

成果簡介：中國科學技術大學研制的“自熱式生物質熱解液化裝置”通過了安徽省科技廳組織的專家鑒定，達到國際國內先進水平，是生物質潔凈能源研究取得的重要進展。該裝置是在安徽省“十五”科技攻關計劃、教育部“211”工程和中國科學院知識創新工程等項目資助下研制完成的，專家認為：自熱式生物質熱解液化裝置采用兩級螺旋進料器有效解決了生物質進料系統的進料速率定量控制、密封和堵塞問題，其中自熱式生物質熱解液化裝置在熱解熱源供給和生物油冷凝收集等方面具有創新性。

所處階段：初期階段

稻殼生物質中型氣化發電系統

成果簡介：該電技術的基本原理為利用生物質氣化高新技術，經中溫裂解氣化，轉換為可燃氣體。氣化爐內的化學反應過程主要是燃燒反應，熱分解反應和還原反應。稻殼進入氣化爐后，部分遇氧燃燒，提供熱分解所需熱量，大部分稻殼在缺氧條件下發生熱分解反應，折出揮發份和焦炭，揮發份在中溫反應區內發生二次反應，使焦油裂解為氣體，同時氣體和焦炭之間，氣體和氣體之間發生還原反應，產生氣相焦油和氣體。這些氣體攜帶部分細顆粒焦炭、灰塵進入燃氣凈化系統。部分焦炭通過慣性除塵器回流進入氣化爐參加反應，氣相焦油冷凝通過水洗除去。燃氣經凈化后，再送到自吸式燃氣內燃機進行熱功轉換產生動力，帶動發電機發電。

所處階段：成熟應用階段

JZS家用生物質燃氣灶

成果簡介：該項目灶具的心臟閥體獨創了大銅芯、大閥體，閥芯不凝滯、焦油不堵塞、維修方便，使用壽命特長；面殼采用進口加厚不銹鋼板鍛壓成型，美觀大方，優質耐用；高壓脈沖點火器，使用壽命達10萬次以上，著火率達100%，絕緣性能好；燃燒器爐頭選用直徑120mm和100mm標準鑄鐵雙管和單管氣道爐頭；燃燒器火蓋選用內旋火條形火孔，火蓋材質選用全銅鍛壓成型，火孔加工精確，熱效率高，高溫不變型，高效更節能。JZS家用生物質燃氣灶是秸稈氣化集中供氣系統的配套設備，是開發農村綠色能源的新產品。

所處階段：成熟應用階段

生物質聯產技術及成套設備研究

成果簡介：該項技術以干餾炭化工藝為中心，以生產產品為主，實現了炭、氣、油聯產的工業化生產，大大提高了經濟效益；該設備系統熱效率高。國內同類技術的設備系統熱效率為56%，本項技術的系統熱效率達到73.64%，比普通冷煤氣發生爐的熱效率高出10個百分點左右；生產的生物質炭熱值和固定炭含量高，無煙、無味。經深加工可制成橡膠炭黑，優于木炭，木焦油可以提煉出多種化工原料，優于煤焦油，經濟效益顯著，市場前景很好；生產的生物質燃氣熱值達到17.7MJ/Nm^3，高于城市煤氣的熱值，大大超過4.6MJ/Nm^3的行業標準；燃氣中焦油和灰塵含量小于10mg/Nm^3，大大低于50mg/Nm^3的行業標準。

所處階段：成熟應用階段

生物質氣化發電優化系統及其示范工程

成果簡介：該成果采用循環流化床氣化爐和多級氣體凈化裝置，配置多臺500kW的單氣體燃料內燃發電機組，發電系統可在2000－6000kW之間根據需要設計，發電原料可用谷殼、木屑、稻草等多種生物質廢棄物。氣化發電系統發電效率達20%～28%。由于系統設計合理，單位投資約4500～6500元/kW, 運行成本約0.35 ～0.45元/kWh，能滿足農村處理農業廢棄物的需要，電力符合工廠企業用電或上網要求，有顯著的經濟和社會效益。

所處階段：成熟應用階段

生物質制取合成氣技術研究

成果簡介：氣化爐內的生物質由高溫CO_2在水蒸汽氛圍下進行碳化直接還原為CO。高溫CO_2由助燃的水蒸汽和系統循環的可燃氣生成。整個工藝系統實現了熱量自給平衡。可獲得較高熱值的合成氣。通過控制CO_2和H_2O的比例和氣化溫度，在高溫常壓下，CO_2與碳反應還原為CO，同時H_2O的分解、重整產生H_2，保證了CO+H_2＞50%的出口氣濃度及其合適的比例。自主研制的固流復合床生物質氣化爐，抑制了焦油的產生，降低氣體凈化的難度，提高生物質原料的利用率。獨特的加料排渣系統，適應多元化原料的處理。本項目研究合成氣制取機理及其氣化過程有關特性，找出生物質制取合成氣工藝中的某些關鍵參數，作為未來工業化系統優化設計的重要依據。

所處階段：成熟應用階段

生物質干餾氣炭油聯產技術及設備

成果簡介：該項目針對不同類型的生物質原料，開發了兩種不同的致密成型及干餾工藝，使生物質的熱轉換具有較高的能源利用率與換率。該項技術以成型后的生物質干餾工藝為中心，燃氣中氮氣含量低，燃氣熱值達到15MJ/m^3以上，是較好的化工原料，生物質炭、焦油及木醋液也有較好的市場。設備采用隧道連續干餾工藝，具有創新性，結構合理，操作、維護簡單易行。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

生物質顆粒燃料冷態致密成型技術及成套設備

成果簡介：該項目通過研究確定不同種類農林廢棄物原料的高效粉碎工藝、生物質冷態致密成型機理及不同農林廢棄物冷成型條件。建立農林廢棄物冷態致密成型過程的數理模型與開發生物質冷態成型過程計算模擬系統。設計出能適用于各類生物質原料的高效粉碎設備、冷態成型模具及成型設備。進而設計出完整的生物質顆粒燃料冷壓成型成套設備、生產工藝流程及相關輔助設備，充分保證成套設備運行的穩定性、可靠性和經濟性。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

生物質材料甲醛釋放量檢測環境跟蹤控制技術

成果簡介：該成果涉及生物質材料（人造板等）揮發物檢測環境的動態精確控制方法，應用范圍為人造板、建筑材料、化工等產品中含揮發性有害氣體的檢測，為控制人造板產品及其含甲醛等有害揮發物產品的質量，提供可靠的技術與檢測設備。同時為林產工業及全社會的環境保護、安全檢測與監測技術、環境工程與技術、環境保護與管理、環境質量評價與環境檢測等科學研究提供的新的成果、進展及方法。產品已應用在國家人造板質量監督檢驗中心、家具質檢站、人造板檢測機構、理化測試中心、疾病控制中心、大學等單位，負責我國生物質材料甲醛釋放量的檢測與監督工作。

成果類型：應用技術

所處階段：成熟應用階段

SLQ-300型空氣鼓風常壓流化床生物質氣化成套設備

成果簡介：該項目研制開發的新型生物質氣化系統，即空氣鼓風常壓流化床生物質氣化系統，可生產低熱值生物質燃氣，用于鄉鎮居民炊事與生活、工副業生產及發電。技術原理為：鼓入氣化器的適量空氣經布風系統均勻分布后，將床料流化，合適粒度的生物質原料送入氣化器并與高溫慶料迅速混合，在布風器以上的一定空間內激烈翻滾，在常壓條件下迅速完成干燥、熱解、燃燒及氣化反應過程，從而生產出低熱值燃氣。排出氣化器的熱燃氣再依次通過由干式旋負除塵器、沖擊式水除塵器、旋風水膜凈化器、多級水噴淋凈化器、焦油分離器和過濾器等組成的凈化系統，被冷卻凈化為符合使用要求的干凈冷燃氣以供不同用戶使用。

成果類型：應用技術

所處階段：成熟應用階段

下吸式固定爐排生物質成型燃料熱水鍋爐設計與研究

成果簡介：該項目屬河南省自然科學基金項目（項目編號：0311050400；0411052000）。技術原理：一定粒徑生物質成型燃料經上爐門加在爐排上下吸燃燒，上爐排漏下的生物質屑和灰渣到下爐排上繼續燃燒和燃燼。生物質成型燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃氣體透過燃料層、灰渣層進入上、下爐排間的爐膛進行燃燒，并與下爐排上燃料產生的煙氣一起，經兩爐排間的出煙口流向降塵室和后面的對流受熱面。這種燃燒方式，實現了生物質成型燃料的分步燃燒，緩解生物質燃燒速度，達到燃燒需氧與供氧的匹配，使生物質成型燃料穩定持續完全燃燒，起到了消煙除塵作用。

成果類型：應用技術

所處階段：初期階段

SMG-3型生物質型煤高壓干式成型機研究

成果簡介：該產品成型原理是在高壓的條件下，經過對滾滾壓的工藝方法，將干燥后的煤粉、生物質粉、固硫劑粉等原料壓制成長橢球形狀型煤的。所生產的生物質型煤具有潔凈化、環保化的特點。性能指標：液壓系統工作壓力：20～25Mpa；對滾轉數：0～11r/min；螺旋推進預壓機構轉數：0～40r/min；成型機產量：3t/h；壓制生物質型煤的原料：含水≤3%的煤粉、生物質粉、固硫劑粉；生物質型煤壓碎力：300～350N。成型機的特點：高壓干式滾壓成型；液壓、油氣系統保壓、恒壓；園柱型螺旋預壓、推進；主機傳動為單軸與減速機連接；主傳動與推進預壓機構實現了無級變速。該產品填補了國內成型機生產的空白，達到了國際當代同類產品的水平。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

生物質經催化熱分解向輕質芳烴的轉化

成果簡介：該研究是以植物系生物質為原料通過催化熱解的方法生產高附加值的輕質芳烴苯、甲苯和二甲苯等化學品以及合成燃料。使用了熱解溫度控制容易，升溫速度快，焦炭便于回收，且可連續操作的雙顆粒流化床，建立了一套可以定量操作的熱解反應系統，開發了連續催化熱解過程。充分利用生物質熱解溫度低揮發物多的特性，選擇合適的催化劑，控制生物質熱解過程的二次氣相反應，使產物向有利于輕質芳烴苯、甲苯和二甲苯等化學品轉化，在CoMo-B催化劑的作用下，863K時可得到6.29wt%的收率。這一收率在同類研究中，是常壓下熱解過程中得到的最高收率。在實驗研究過程中還可發現，NiMo類催化劑有利于生物質低溫制氫，為生物質低溫制氫提出了新的研究課題。生物質連續催化熱解裝置的研發，實現了連續化操作的熱解過程，為未來大規模的工業化生產提供了必要的前期研究成果。

成果類型：應用技術

所處階段：初期階段

生物質能開發利用示范工程研究

成果簡介：該產品生物質成型燃料以農作物廢棄物為原料，供暖、供熱，燃燒時無黑煙，幾乎沒有二氧化硫的排放，氮化物排放極低，二氧化碳排放量接近植物生長所需要量，可以稱得上是零排放。原料加工，可以使農業廢棄物變廢為寶實現增值，所以該項目是有利于社會，有利于農民，有利于消費者的事業，具有一定的推廣應用前景。

成果類型：應用技術

所處階段：成熟應用階段

生物質復合型煤制備及燃燒性能研究

成果簡介：該課題對生物質型煤的制備工藝、燃燒過程、燃燒機理、固硫性能等進行了研究。當生物質添加量為20%、成型壓力為40MPa時，生物質型煤的抗壓強度可以達到400N/個；生物質型煤的著火溫度一般低于350℃，燃燒過程可以分為4個階段；當Ca/S比為2.0，燃燒溫度為900℃時，生物質型煤的固硫率可以達到90%以上，遠遠高于普通型煤的固硫率，生物質型煤燃燒過程的SO2排放濃度明顯低于傳統型煤。因此，生物質型煤比普通型煤有更好的燃燒特性，更高的固硫率。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

雙循環流化床生物質氣化裝

成果簡介：“雙循環流化床生物質氣化裝置”是在教育部“211”工程和中國科學院知識創新工程等項目資助下研制完成的，主要研究內容包括：（1）掌握了鋸末和稻殼等生物質的流化特性。（2）研制了每小時可處理80公斤物料的雙循環流化床生物質氣化裝置。該裝置結構簡單、設計合理，采用特殊結構的兩級螺旋進料器可以實現連續式的密封進料；合理的流化床層和返料結構，可以保證床層溫度均勻分布，以及實現焦油蒸汽在爐內二次裂解，從而使氣化效率、碳轉化率和燃氣質量等得到顯著提高；采用鼓風運行方式可以實現熱煤氣的直接利用，從而可以避免高溫燃氣的顯熱損失和焦油能量的損失，以及水洗焦油造成的二次污染等。（3）掌握了常見秸稈的氣化方法和氣化效率、碳轉化率和燃氣成分及熱值等氣化參數，對熱煤氣的燃燒利用進行了試驗研究，研發了預混式燃氣燃燒器。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

板式生物質干燥機

成果簡介：“板式生物質干燥機”是河南省科學院能源研究所研制開發的新產品，本產品能較好地適應粉碎后的蓬松多孔狀生物質物料的干燥。在充分研究了生物質物理化學特性的基礎上，把空氣調節技術與傳熱學相結合設計出高效節能型干燥機。本產品具有獨特的換熱排濕結構，熱利用率達到60%以上，以無級調速電機為動力，通過鏈條刮桿等傳動機構帶動物料在干燥機內移動，通過調節調速電機的轉速（0～1440r/min）改變物料的干燥時間， 以適應不同含水率的生物質物料的干燥；圓柱形刮桿帶動物料在加熱板上移動，同時完成了物料的翻動，使含水物料的不均勻度大大減小；空氣調節技術與傳熱學相結合，通過等壓分流的穩壓箱和板式射流加熱板組成高效的氣流組織結構，能使熱風等速均勻地射向物料，提高了烘干效率，同時減少了物料中灰分的帶出，降低了廢氣中灰分的含量，減少了環境污染；射流板的上表面為平板，做為物料床，同時進行傳導換熱，下表面為多孔板，可使熱空氣等速均勻地射向物料，可完成對流換熱與濕氣的帶出，高溫多孔板發射出遠紅外線，以輻射形式加熱了物料，綜合利用了傳導、對流與輻射三種熱的傳播形式，熱利用率達60%以上；實現了干燥機的模塊化設計，每兩層為一基本模塊，可根據處理量的大小隨意增減換熱板的數量，從而減少不同型號的干燥機設計工作量。縮短了設計周期，加工更加簡單。

成果類型：應用技術

所處階段：初期階段

生物質鍋爐型煤的開發研究

該項目開發出“水泡-氫氧化鈣溶液蒸煮”的生物質型煤粘結劑及生產工藝，“有機-無機復合粘結劑”及型煤生產工藝，該粘結劑及型煤生產工藝可以利用國內現有生產設備進行生產。采用紅外光譜分析研究了生物質經“水泡-氫氧化鈣溶液蒸煮”處理前后組成變化，證明該處理工藝可以使生物質有效降解。提出了新穎的生物質型煤粘結機理和防水機理。認為生物質中可降解成分降解后的固體纖維素、半纖維素和木質素等在型煤中形成“網絡結構”將煤粒包裹起來，液體粘稠物充填于煤粒與生物質固體之間。生物質固體與液體部分共同型煤強度。粘結劑加工中過剩的氫氧化鈣在型煤干燥中將轉化成碳酸鈣，對型煤防水強度具有一定的作用。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

生物質切揉制粉機

成果簡介：該成果在充分研究國內外粉碎機的基礎上，試驗分析了生物質秸稈的粉碎特性，針對生物質秸稈含水率高、具有長纖維的特點，研究設計出適合各種含水率高達25%以下生物質秸稈粉碎的生物質切揉制粉機，采用錘片、刀片相結合的方式，秸稈經高速旋轉的刀片切斷后，再經錘片擊打粉碎，提高了粉碎效率。經河南省節能及燃氣具產品質量監督檢驗站檢測，系統的各項技術性能符合河南省科學院能源研究所企業標準Q/HKN001-2005《生物質切揉制粉機》的要求。該機即可用于農村，也可用于工業，即環保又經濟，節約能源，具有良好的經濟和社會效益。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

低能耗生物質熱裂解裝置

成果簡介：該實用新型的目的是為了能將低品位的生物質能轉換成高品位的液體燃料和高附加值產品，提供一種基于流化床的低能耗生物熱裂解裝置。低能耗生物熱裂解采用以下工藝流程：連續送料至反應器，使其在高溫下氣化，分離，含生物的氣體經熱交換冷凝成油，升溫后的非凝結氣體再循環。本實用新型采用流化床作為反應器，由給料器、調速電機及減速器、進料套筒及螺旋進料棒、流化床反應器、螺旋風分離器、作為能源回收的氣－氣熱交換器、氣－水熱交換器、集油器、茨循環風機、主電加熱器、輔助電加熱器等組成。主電加熱器、輔助電加熱器；流化床反應器豎直放置，底部置有多孔板，并放入石英砂作為中間載體；主電加熱器置于反應器入口前端，輔助電加熱器置于反應器外壁面。

成果類型：應用技術

所處階段：初期階段

生物質經催化熱分解向輕質芳烴的轉化

成果簡介：該研究是以植物系生物質為原料通過催化熱解的方法生產高附加值的輕質芳烴苯、甲苯和二甲苯等化學品以及合成燃料。使用了熱解溫度控制容易，升溫速度快，焦炭便于回收，且可連續操作的雙顆粒流化床，建立了一套可以定量操作的熱解反應系統，開發了連續催化熱解過程。充分利用生物質熱解溫度低揮發物多的特性，選擇合適的催化劑，控制生物質熱解過程的二次氣相反應，使產物向有利于輕質芳烴苯、甲苯和二甲苯等化學品轉化，在CoMo-B催化劑的作用下，863K時可得到6.29wt%的收率。這一收率在同類研究中，是常壓下熱解過程中得到的最高收率。在實驗研究過程中還可發現，NiMo類催化劑有利于生物質低溫制氫，為生物質低溫制氫提出了新的研究課題。生物質連續催化熱解裝置的研發，實現了連續化操作的熱解過程，為未來大規模的工業化生產提供了必要的前期研究成果。

成果類型：應用技術

所處階段：初期階段

超低焦油秸稈高效制氣技術

成果簡介：該技術是以秸稈為主要原料，采用先進的低倍率低速循環流化床氣化技術和雙層催化裂化爐，通過特定的流場組織和多級進料、組合進氣方式，在氣化介質和特殊催化劑（鈣鎂復合催化劑）作用下，在特殊的工藝流程內進行催化氣化反應制取超低焦油燃氣，其凈化過程具有用水量極少，并從生活垃圾中獲得的高活性焦炭基材料作為過濾干燥介質等特點。該技術在國內處于領先水平，提高了傳統氣化爐產氣效率和燃氣品質，大大降低了燃氣中焦油含量，減少了廢水的排放和焦油對環境的污染，充分利用農村農林廢棄物，避免了其露天放置對環境的污染，解決了部分勞動力就業。

成果類型：應用技術

所處階段：初期階段

強化熱解生物質氣化技術的研究

成果簡介：該課題研究以各種農作物秸稈為原料的低焦油燃氣發生器，及與之配套的燃氣凈化技術，采用新式強化裂解氣化反應器，充分降低燃氣中焦油含量，簡化凈化工藝，保證燃氣質量，使秸稈氣化機組的各項指標達到或超過國家相關的行業標準，提高已有的生物質氣化技術水平和燃氣質量，形成配套合理，運行方便，安全可靠的氣化機組，實現氣化機組的更新換代。應用此技術，將解決目前設備中存在的焦油清理難、勞動強度大的問題，提高使用壽命，實用性更強，不僅可以應用于農村，在工業有機廢料處理和燃氣發電方面，也將有良好的推廣前景。

成果類型：應用技術

所處階段：中期階段

生物質鍋爐型煤的開發研究

該項目開發出“水泡-氫氧化鈣溶液蒸煮”的生物質型煤粘結劑及生產工藝，“有機-無機復合粘結劑”及型煤生產工藝，該粘結劑及型煤生產工藝可以利用國內現有生產設備進行生產。采用紅外光譜分析研究了生物質經“水泡-氫氧化鈣溶液蒸煮”處理前后組成變化，證明該處理工藝可以使生物質有效降解。提出了新穎的生物質型煤粘結機理和防水機理。認為生物質中可降解成分降解后的固體纖維素、半纖維素和木質素等在型煤中形成“網絡結構”將煤粒包裹起來，液體粘稠物充填于煤粒與生物質固體之間。生物質固體與液體部分共同型煤強度。粘結劑加工中過剩的氫氧化鈣在型煤干燥中將轉化成碳酸鈣，對型煤防水強度具有一定的作用。

生物質燃料的應用范文第5篇

生物質是自然界中廣泛存在的、數量最豐富的有機原料，是一種可再生資源，從農林資源到水生植物，甚至包括一些特定的工農業廢棄物和城市垃圾。生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是消耗量僅次于石油、煤和天然氣等傳統礦物能源的第四大能源，是人類賴以生存的、可再生的綠色能源。生物精煉(biorefinery)可最大化地利用生物質資源以滿足人們對生物質產品和能源需求的，符合人類可持續發展的要求，目前主要包括生物發酵、提取分離、綠色制漿、熱解、氣化等技術。人類對生物質資源的利用已有幾千年的歷史，但往往效率低下、污染嚴重，隨著石油化學工業的迅速發展，生物質資源的利用也趨于緩慢。然而，20世紀70年生中東戰爭引發的全球性能源短缺，以及人類對石油等資源的無節制開發利用所導致的傳統礦物資源的日益枯竭，使人們開始重新重視包括生物質能源在內的可再生能源的開發利用研究，同時，由石油化工產業所帶來的環境問題也使得我們開發利用環境友好的生物質產業有較好的前景［1］。生物精煉技術可以將生物質資源轉化為各種生物質燃料、生物質材料、生物質化學品和生物質能源等，使生物質資源和能源得到充分、高效的開發和利用，同時又不造成對環境的污染;既滿足人們當前對化學品、材料和能源等各方面的需求，又符合可持續發展的要求。圖1是生物質精煉產業所生產的多樣性產品數量的一種保守估計。如圖2所示，生物精煉技術可實現生物質能源、生物質材料、生物質化學品、生物質燃料與生物質之間的可持續循環，是一項高效率、低成本、綠色無污染的技術［。20世紀70年代開始，生物質資源的開發利用已成為世界性的熱點問題，其研究主要集中在生物質能源、生物質化學品和生物質材料的開發利用方面。許多國家都制定了相應的開發研究計劃:美國國會于2000年6月通過了《生物質研發法案》，2002年提出了《生物質技術路線圖》，計劃到2020年使生物質能源和生物質產品較2000年增加20倍，達到能源總消費量的25%(2050年達到50%)，每年減少碳排放量1億t和增加農民收入200億美元的目標;歐盟于1997年發表了白皮書《能源的未來:可再生能源》，2002年發表了綠皮書《歐盟能源供應安全戰略》，計劃到2020年歐盟的生物質燃料替代20%的化學燃料;其他國家，如中國、日本、印度、巴西等國也紛紛投入大量的人力和資金從事生物質資源的研究開發。美國現有100多個生物質乙醇工廠，2006年美國燃料乙醇產量已達約50億加侖;歐盟是全世界目前生物柴油發展最好的地區，2005年歐盟生物柴油總產量已達320萬t。2000年我國開始了燃料乙醇試點工作，目前年生產能力已達102萬t，現已在東北三省、河南、安徽、河北、山東、江蘇、湖北等省的27個地區完成乙醇汽油試點工作;中國林科院林化所在北京、安徽蕪湖等地建立了年處理能力達幾千噸的木材熱解系統。這些都表明了生物精煉具有重要的經濟價值和戰略意義，是現實可行、環境友好的可持續發展之路。盡管如此，目前生物精煉仍主要處于研究和發展階段，其大規模的工業化應用仍面臨一些困難。

2生物精煉在傳統制漿造紙工業中的應用

2．1傳統制漿造紙工業模式所面臨的問題

傳統制漿造紙企業就是一些以大量生產傳統產品，如紙漿、紙板或其他纖維素產品的企業，它們的主要特點是輸入的原料量和化學品很多，所消耗的能源巨大。然而，它們唯一的產出物只是纖維素類產品，原料的利用率低，能源的使用效率也較低，同時還產生大量的污染物和廢棄物，如不加以處理，將會對生態環境造成巨大的負面影響。由于優良制漿造紙原料的短缺、石油等傳統資源價格的持續上漲，勞動力成本的上升，以及全球化競爭所帶來的巨大壓力，傳統制漿造紙企業面臨著前所未有的困難。一些企業紛紛采取了各種措施，如發展高得率的制漿造紙技術、促進林紙一體化、國外建造工廠降低生產成本以及開拓新的市場空間來擺脫這種困境，并收到了一定的成效。然而，這些并不能從根本上改變傳統制漿造紙企業對原料、資源和能源的嚴重依賴性，也不能徹底改變對生態環境造成的負面影響。工廠將原木轉變成基于纖維素的制漿造紙產品的這種老的商業模式已不適用。目前，歐洲、北美的一些企業，如UPM、IP、Georgia－Pa-cific等，都已經制定了從傳統制漿造紙廠轉型為生物質精煉廠的戰略。在未來，幾乎每個北美的制漿造紙廠都將生產生物質汽油、生物質酒精等高附加值產品。

2．2未來的生物精煉制漿造紙廠

隨著生物精煉技術的提出和發展，傳統制漿造紙企業有機會利用這項新興技術轉型為集約化的生物精煉廠以生產生物質燃料和生物質化學品，并且能夠繼續生產出傳統的制漿造紙產品，在減少環境污染和提高能源使用效率的同時從林業生物質資源中獲得最大收益。它們的主要特點是消耗的能源較少，不需要化石能源，而產出物多，原料資源的價值最大化地被利用，同時污染物和廢棄物的排放量也顯著減少，基本不會對生態環境造成較大的負面影響。是一家典型的現代化生物精煉制漿造紙廠的模式［4］。一些公司，如Potlach和AlabamaRiver將首先利用生物質氣化技術來發熱發電并最終生產出液體運輸燃料和化學品，這也將取代工廠對天然氣和化石燃料的需求。接下來，工廠會將氣化技術用于制漿黒液的處理上。其它一些公司也正積極地將已倒閉的工廠轉型為現代化的生物精煉制漿造紙廠，如Georgia－Pacific公司將把在緬因州的工廠轉變為一個基于纖維素的生物質燃料廠。在制漿造紙領域中應用生物質精煉，可以將傳統的化學漿廠變成集約化的生物質精煉廠，除了生產漿料，還可以生產高附加值的產品，如乙醇、碳纖維、聚合物、煤油和生物柴油等，這些產品都來自于半纖維素和木質素，而不是來自于纖維素。這些生物質原料主要包括禾本原料、木質原料和農林作物，而聚糖和木質素又廣泛存在于這類可再生的原料中，這使得現代化的生物精煉廠可以與傳統的石油精煉廠相當。在石油工業中，通過傳統精煉所得到的化學品的量只占總產出量的5%左右，而其他的都被用于生產運輸燃料和能源。同石油精煉一樣，日用化學品需求和運輸燃料間的平衡也是生物精煉的一個重要方面，有些觀點認為，生物精煉廠不應該改變這種比例。市場對生物質燃料和能源的巨大需求，將使制漿造紙工業有潛力成為最主要的生物質燃料供應商。

2．3生物精煉在制漿造紙過程中的應用現狀

2．3．1生物精煉在制漿造紙原料上的應用通過對制漿造紙纖維原料基因改性可以獲得不同纖維素、半纖維素和木質素含量組成、不同纖維形態結構的短周期速生原料，提高了制漿造紙原料的質量，縮短了制漿造紙原料成材的年限，可滿足制漿造紙企業對優質原料的長期需求。如果將制漿造紙原料加工到納米級，其原來的細胞結構被破壞，纖維組織結構發生變化，纖維素、半纖維素和木素可在加工過程中用機械方法分離，從而提高制漿得率，改善漿料質量，提高制漿造紙工業對環境的友好性。

2．3．2生物精煉在制漿過程中的應用在化學制漿前，利用相對溫和的條件抽提出乙酸和部分水溶性半纖維素，可降低制漿過程中有效堿的用量，加快脫木素速率，降低殘渣率，同時也減輕了黒液處理的壓力。實驗室研究表明，該工藝不會對纖維數量和質量產生負面影響。在制漿前，利用真菌或酶處理除去木片中樹脂，可減少紙機斷頭、防止紙張強度下降以及工藝設備堵塞等問題，現已在工業上獲得應用。在制漿前利用真菌或酶對木片進行預處理，既能降低制漿造紙過程中磨漿能耗和化學藥品用量，還能提高紙漿抄造的強度，減輕對環境的污染。目前，研究重點主要為生物機械制漿和生物預處理化學制漿。利用微生物、木素水解酶或半纖維素酶處理紙漿，降解碳水化合物和殘余木素，既能提高紙漿可漂性和白度，又可節省化學漂劑的用量，提高紙漿性能，并減少環境污染。廢紙再利用的關鍵技術之一是脫墨技術。相對于傳統脫墨技術，采用纖維素酶、半纖維素酶或脂肪酶來代替化學藥品進行脫墨處理，可減少脫墨劑的用量，增強脫墨效果，提高白度和漿料強度，同時也可降低廢水對環境的污染。

2．3．3生物精煉在制漿廢液上的應用利用木質素沉積技術既可從制漿廢液中分離回收木質素，又可減輕鍋爐回收化學藥品和能源的負荷。利用該技術能否獲得大量木質素取決于制漿得率和沉積效率，如果制漿過程中溶出木質素少或沉積效率較低，則木質素獲得量較少。黑液氣化可替代傳統的湯姆林森回收鍋爐來回收化學藥品和能源，既可生產電力，又可生產合成氣，提高了黒液的日處理能力和能源的利用效率，減少了設備投入和占地面積。黒液氣化技術主要分為壓力氣化和常壓氣化，ChemrecAB和ThermochemRecoveryInternational兩家公司分別擁有這兩項技術。固體燃料氣化器可以替換傳統的固體燃料鍋爐，將任何可比較經濟地運輸和氣化的材料運到工廠，包括農作物廢料、鋸木屑、城市有機垃圾等，氣化后產生工廠所需的動力。應用生物技術處理制漿工業廢水，不僅可從制漿造紙廢液中發酵制取乙醇等高附加值產品，不僅能增加經濟效益，還可使廢水脫色、脫臭、解毒并降低廢水中有機物BOD(生化需氧量)，甚至COD(化學需氧量)，解決廢水污染問題效果顯著。近年來，利用高級氧化處理技術、凈化受污染水體的研究也獲得了顯著進展，多以應用紫外輻射為主，但往往效率較低，而提高太陽能去污效率的關鍵技術之一在于研制、改進催化劑，目前在光催化有機污染物領域被認為最有效的催化劑是納米TiO2。

2．3．4生物精煉在制漿過程中副產品上的應用制漿前抽提所得的半纖維素是碳水化合物的混合物，通過酸水解或酶水解可以轉化為單糖，再通過生物發酵可制得乙醇，而乙醇又可生產燃料、聚乙烯等高附加值產品，據估計從生物質碳水化合物中所獲得化學品和材料的數量可以相當于目前從石油碳氫化合物中獲得的量，多達30個。制漿過程中的兩種副產品由于具有重要的經濟價值將被回收:從蒸煮器釋放的氣體中可以回收松脂，從制漿黒液可以回收塔羅油。松脂中含有大量的香精油，分離后可以制得香料、聚合物添加劑和溶劑;而塔羅油主要含有皂化脂肪酸和樹脂酸，可以用于生產生物質柴油、肥皂和油等，且從塔羅油通過氫化產生生物質柴油要比通過酯化生產生物質柴油經濟的多。木質素沉積回收的木質素可生產酚型物、炭纖維、固體或液體燃料、膠粘劑和土壤改良劑等高附加值產品。黒液氣化得到的合成氣主要為為氫氣、一氧化碳、二氧化碳和其他氣體的混合物，可用來合成大量的化學品。

3生物精煉在造紙工業應用中所面臨的問題和解決建議

集約化生物精煉是最大化利用生物質的一種途徑，可以滿足人們對生物質燃料、生物質能源以及生物質材料的短期需求和長期發展需要，有利于經濟發展，有利于技術進步，也有利于環境保護。然而，生物精煉技術在制漿造紙工業中的大規模應用還面臨著不少困難:

(1)人們急需轉變固有的思維方式。將現有的制漿造紙廠轉變為生物質精煉廠不僅是技術上的革新，更是思維方式上的革新，要讓那些專注于生產傳統紙和紙板產品的制漿造紙廠接受這種全新的生產模式可能還需要一段時間;

(2)需要先進的技術支持和大量的額外投資。目前，僅有少數國家和地區的制漿造紙廠掌握了這些新興的技術，已成功轉型的工廠也不多，而且需要投入大量的資金對現有工廠進行改造，這也限制了生物精煉技術的推廣;