生物质锅炉为啥会取缔
1、取缔对象主要针对燃煤锅炉,生物质锅炉并不会被取缔,恰恰相反,国家仍将继续大力发展生物质锅炉。但是,如果在用锅炉不符合节能环保指标要求的,不得继续使用。各地有各地政策,如果不能提供有效数据证明生物质锅炉符合节能环保指标要求,也将被整改。
2、根据2016年10月份发布的《生物质能发展“十三五”规划》中关于生物质成型燃料的发展布局来看,到2020年生物质规划年利用率将继续提高。如图所示:
3、生物质锅炉不会被取缔,但是如果地区政策表明某厂生物质锅炉冒烟不符合环保要求,仍将被重点关注并取缔。
改革开放以来,我国化工行业发展迅速,为国民经济发展做出了重要贡献。同时,我国化工行业经营环境也日趋复杂,面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文,供大家参考。
化工类毕业论文 范文 一:化学工程学科集群分析
一、我国化学工程与技术专业学科集群现象
经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。
二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势
本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。
三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式
山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。
四、我国化学工程与技术专业集群的路径
从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。
五、结论
第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。
化工类毕业论文范文二:生物质化学人才培训思考
一、生物质化学工程人才的需求分析
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
(三)实习、实践和毕业环节
生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离生产过程中还涉及流体流动和传热等问题生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。
进入21世纪以来,我国面临的能源安全和环境生态保护问题日趋严峻,可再生能源已经成为能源发展战略的重要组成部分以及能源转型的重要发展方向。根据可再生能源应用的不同领域,电力系统建设正在发生结构性转变,可再生能源发电已开始成为电源建设的主流。生物质发电技术是目前生物质能应用方式中最普遍、最有效的方法之一。
装机容量世界第一
生物质能是重要的可再生能源,开发利用生物质能,是能源生产和消费革命的重要内容,是改善环境质量、发展循环经济的重要任务。为推进生物质能分布式开发利用,扩大市场规模,完善产业体系,加快生物质能专业化多元化产业化发展步伐。截至2020年底,全国已经投产生物质发电项目有1353个。
在国家大力鼓励和支持发展可再生能源,以及生物质能发电投资热情高涨,各类生物质发电项目纷纷建设投产等推动下,我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。2020年,生物质发电新增装机543万千瓦,累计装机达2952万千瓦。我国生物质发电装机容量已经是连续三年列世界第一。
生物质发电主要包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电。2020在,在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大,达到51.9%其次是农林生物质发电,累计装机容量占比为45.1%沼气发展累计装机容量占比仅为3.0%。
生物质能发电量稳定增长
近年来,我国生物质能发电量保持稳步增长态势。2020年,中国生物质年发电量达到1326亿千瓦时,同比增长19.35%。
从发电量结构来看,垃圾焚烧发电量最大,2020年中国垃圾焚烧发电量为778亿千瓦时,占比为58.6%农林生物质发电量为510亿千瓦时,占比为38.5%2020年沼气发电量为37.8亿千瓦时,占比为2.9%。
随着生物质发电快速发展,生物质发电在我国可再生能源发电中的比重呈逐年稳步上升态势。截至2020年底,我国生物质发电累计装机容量占可再生能源发电装机容量的3.2%总发电量占比上升至6.0%。生物质能发电的地位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾焚烧发电量将持续增长
在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大。国内生活垃圾清运量和无害化处理率保持持续增长,对于垃圾焚烧的需求也在日益增加。为满足垃圾焚烧消纳生活垃圾的需求,随着垃圾焚烧发电市场从东部地区向中西部地区和乡镇转移,垃圾焚烧发电量将持续增长。
农林生物质发电项目利用小时数从2018年开始逐年走低,主要原因是可再生能源补贴拖欠对农林生物质发电项目影响较大。根据统计,2019年农林生物质发电利用小时数超过5000h的项目未188个,总装机为526万千瓦。据此判断约50%的项目在承受电价补贴拖欠的压力下,仍坚持项目运营。2020年农林生物质发电新增装机容量也有所下降,为217万千瓦。
山东生物质发电全国领先
总体上来看,生物质发电整体呈现东强西弱的局面。东部和南部沿海地区发展较好。
2020年,全国生物质发电量排名前五位的省份是山东、广东、江苏、浙江和安徽,发电量分别为365.5万千瓦、282.4万千瓦、242.0万千瓦、240.1万千瓦和213.8万千瓦。
2020年,全国生物质发电新增装机容量排名前五位的省份是广东、山东、江苏、浙江和安徽,分别为67.7万千瓦、64.6万千瓦、41.7万千瓦、38.9万千瓦和36.0万千瓦。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
1.2能源与环境
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际,世界石油资源大概所剩无几。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。
1.3国家安全
固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径,人类可以采用高技术手段获得核能源,甚至从外太空获得能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的发展极可能给已经不安的世界带来新的不稳定因素,甚至直接威胁到人类的生存环境;其次,各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发,将不可避免地引发新的争夺或争端,其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等等。目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
2.国外生物质能技术的发展状况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。
2.1沼气技术
主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水,是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前,发展中国家主要发展沼气池技术,以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池;而发达国家则主要发展厌氧技术,处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前,日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便,而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平,从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾,美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,日产26万m3沼气,用于发电、回收肥料,效益可观,预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW,今后10年内还将投资1.5亿英镑,建造更多的垃圾沼气发电厂。
2.2生物质热裂解气化
早在70年代,一些发达国家,如美国、日本、加拿大、欧共体诸国,就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发,到80年代,美国就有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发;加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究;此外,菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂,装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行:瑞典能源中心取得世界银行贷款,计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂,利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源。
2.3生物质液体燃料
另一项令人关注的技术,因为生物质液体燃料,包括乙醇、植物油等,可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,70年代中期,为了摆脱对进口石油的过度依赖,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到1991年,乙醇产量达到130亿升,在980万辆汽车中,近400万辆为纯乙醇汽车,其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年,美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程:年处理稻壳12,000吨,年发电量800万度,年产酒精2,500吨,具有明显的经济效益。
2.4其它技术
此外,生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料:泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。
3.我国的生物质能源
我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上,生物质一直是农村的主要能源之一,在国家能源构成中也占有益要地位。
3.1生物质能资源
我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15,000千焦/公斤计算,折合理论资源最为33亿标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上.
实际上,目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查,目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,约3.6亿吨标准煤,除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途:薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林,一项调查表明:我国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右,并以每年8%-10%的速度增,据估算,我国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。
3.2生物质能源和利用
我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源,极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源,但规模较小。普及程度较低,在国家,甚至农村的能源结构中占有极小的比例。
生物质直接燃烧方式不仅热效率低下,而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化,严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外,还对生态、社会和经济造成极其不利的影响:
1.在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下,必然对森林等自然资源进行不合理采伐,破坏了自然植被和生态平衡;
2.对于有机垃圾、有机废水、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用,不仅造成资源浪费,而且使其成为主要的有机污染源,除造成严重的大气和水污染之外,还排放大量的温室气体,加剧了全球温室效应;
3.同时,随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高,能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题,必须予以足够的重视,并采取有效措施着力加以解决。
事实上,大力开发和利用生物质能源,对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义,产生诸多利益;
4.减少污染,改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题,这也是大部分生物质利用的首要目标。
5.解决农村能源供应问题,提高农民生活水平。
我国农村能源供应紧张,而生物质源丰富,所以可利开展利用生物质能,可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。
6.改善能源结构,减轻对对环境的压力。我国可开发的生物资源达7亿吨,如果能充分开发,可以在我国的能源消费中占重要的地方,这对改善我国能源结构,减少我国对石化燃料的依赖,进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放,最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。
3.3市场需求
可以预计,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。主要依据:
1.目前,绝大部分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田,不仅浪费了大量的能源,而成了严重的环境污染,给社会生活和经济发展造成了一定程度的负面影响。如发生在成都双流机场和首都机场的烟尘事件。逐渐富裕起来的农民,随着生活水平的提高,迫切改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面,以生物质可燃气作为他们的生活能源,就会改善其卫生环境,提高生活质量,减轻劳动强度。
2.众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂,每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放,利用生物质气化技术将其转换成可燃气,生产出优质能源,变废为宝,可谓一举两得。
3.禽畜粪便既是极为有害大环境污染源泉又是重要的生物质能资源,随着大型畜牧场的不断建成和发展,所产生的环境污染也日趋严重。应用厌氧技术处理禽畜粪便更具有能源与环境双重意义。
4.随着我国社会经济的迅速发展,城市人口的增多和居民生活的改善,城市的垃圾处理问题便显得日益突出。我国的以北京为例,1995年,年垃圾产量均已突破400万吨,1996年北京的垃圾量则达485万吨。采用厌氧技术处理有机垃圾,不仅可获得能源,而且达到低费用治理污染的目的。
5.我国的边远地区,生物质资源丰富,多属于缺电、少电地区,可将生物质气化发电,或供热可自产自用。
6.事买上,生物质能源技术之所以具有广阔的市场前景,其优势在于开发利用生物质能源不仅可以获得取之不尽的能源,而且具有保护环境,节省资源的功能。
3.4我国生物质能技术发展现状与问题
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,国家几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用。国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目,涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例,如产用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等,取得了可观的社会效益和经济效益。同时,我国已形成一支高水平的科研队伍,包括国内有名的科研院所和大专院校:拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。
a.沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代,我国为解决农村能源短缺的问题,曾大力开发和推广户用沼气地技术,全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中,国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目,计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今,我国已建设了大中型沼气池3万多个,总容积超过137万m3,年产沼气5,500万m3,仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处,其中集中供气站583处,用户8.3万户,年均用气量431m3,主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益,对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中,应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目,分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施,现已取得预期的进展。
我国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。
b.我国的生物质气化技术近年有了长足的发展,气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等,在应用上除了传统的供热之外,最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1000户生物质气化 集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个,谷壳气化发电100多台套,气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
c.“八五”期间,我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究,主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五”期间进入中间试验阶段。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间,开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究,但技术比较落后,主要开展高压液化和热解液化方面的研究。
d.此外,在“八五”期间,我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上,属国际先进水平。
虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩,技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距,如:
a.新技术开发不力,利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上,近年逐渐重视热解气化技术的开发应用,也取得了一定突破,但其他技术开展却非常缓慢,包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等,都没有突破性的进展。
b.由于资源分散,收集手段落后,我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资,大多数工程采用简单工艺和简陋设备,设备利用率低,转换效率低下。所以,生物质能项目的投资回报率低,运行成本高,难以形成规模效益,不能发挥其应有的、重大的能源作用。
c.相对科研内容来说,投入过少,使得研究的技术含量低,多为低水平重复研究,最终未能解决一些关键技术,如:厌氧消化产气率低,设备与管理自动化程度较差;气化利用中焦油问题没有彻底解决,给长期应用带来严重问题;沼气发电与气化发电效率较低,相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统常处于维修或故障的状态,从而降低了系统运行强度和效率。
此外,在我国现实的社会经济环境中,还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用,主要表现为:
a.在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竟争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。
b.技术标准未规范,市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上,由于未有合适的技术标准和严格的技术监督,很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产,引起项目技术不过关,达不到预期目标,甚至带来安全问题,这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。
c.目前,有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性,各级政府应尽快制定出相关政策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。
d.民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。
e.政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
4.发展方向与对策
4.1发展方向
我国的生物质能资源丰富,价格便宜,而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点,我国生物质的发展既要学习国外先进经验,又要强调自己的特色,所以,今后的发展方向应朝着以下几方面:
a.进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用,为农村提供清洁的能源,改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。
b.加强生物质工业化应用,提高生物质能利用的比重,提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响,为生物质能今后的大规模应用创造条件,也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。
c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术,提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备,是未来多途径利用生物质的基础,也是今后提高生物质能作用和地位的关键。
d.同时,利用山地、荒地和沙漠,发展新的生物质能资源,研究、培育、开发速生、高产的植物品种,在目前条件允许的地区发展能源农场、林场,建立生物质能源基地,提供规模化的木质或植物油等能源资源。
4.2对策
根据上面的主要发展方向,今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展,主要取决于以下几个方面:
a.在产业化方面:加强生物质利用技术的商品化工作,制定严格的技术标准,加强技术监督和市场管理,规范市场活动,为生物质技术的推广创造良好的市场环境。
b.在工业化生产与规模化应用方面:加强生物质技术与工业生产的联系,在示范应用中解决关键的技术在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性,为大规模使用生物质创造条件。
c.在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,如焦油处理,寒冷地区的沼气技术等,又要同时开展生物质利用新技术的探索,如生物质制油,生物质制氧等先进技术的研究。
d.制定一项生物质能源国家发展计划,引进新技术、新工艺,进行示范、开发和推广,充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪,逐步以优质生物质能源产品(固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式)取代部分矿物燃料,解决我国能源短缺和环境污染等问题。
4.3优先领域
.秸秆能源利用
.有机垃圾处理及能源化
.工业有机废渣与废水处理及能源化
.生物质液体燃料
4.4重大关键技术
.高效生物质气化发电技术
.有机垃圾IGCC发电技术
.高效厌氧处理及沼气回收技术
.纤维素制取酒精技术
.生物质裂解液化技术
.能源植物培育及利用技术
5.结语
生物质能源在未来世纪将成为可持续能源重要部分。我国幅员辽阔,但化石能源资源有限,生物质资源丰富,发展生物质能源具有重要的战略意义和现实意义。采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源,开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。希望得到社会各界、各级政府、专家学者的广泛关注与支持,为我国的生物质能源事业创造有益的发展环境。
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢动力汽车、其他新能源汽车等。
下面介绍几个市场主流的新能源汽车类型:
1、新能源包括混合动力汽车:采用燃油和电作为驱动原料的混合动力。目前各大品牌基本都有此类车型,比如:奔驰S400、宝马5系等,这些混动车辆都会标有Hybrid字样。
2、纯电动汽车:此款车完全脱离了燃油,完全靠电作为驱动原料的混合动力。
3、燃料电池汽车:这款车也是电池车,是一种氢氧混合燃料电池,您可以快速将电池燃料灌满,无需充电等待。
4、氢能源动力汽车:此款车也完全脱离了燃油,利用氢能源替代了燃料。
5、太阳能汽车:这款车大家比较容易理解,通过太阳能电池板,转化成电能来驱动车辆。
还有其他新能源汽车,如:双燃料汽车、天然气汽车等
生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物质所含能量的多少与下列诸因素有密切的关系:品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、雨量、土壤条件等,在太阳能直接转换的各种过程中,光合作用是效率最低的,光合作用的转化率约为0.5%-5%,据估计温带地区植物光合作用的转化率按全年平均计算约为太阳全部辐射能的0.5%-2.5%,整个生物圈的平均转化率可达3%-5%。生物质能潜力很大,世界上约有250000种生物,在提供理想的环境与条件下,光合作用的最高效率可达8~15%,一般情况下平均效率为0.5%左右。
以生物质为载体的能量.生物界一切有生命的可以生长的有机物质,包括动植物和微生物.所有生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人畜分粪便和有机废弃物.生物质能为人类提供了基本燃料。
[编辑本段]一、生化转化过程 : 1.厌氧消化 厌氧消化为一生化转化过程,依靠不需氧微生物将固体有机物转化成甲烷、二氧化碳、氢及其他产物,整个转化过程可分成三个步骤。首先将不可溶复合有机物转化成可溶化合物;然后可溶化合物再转化成短链(Short chain)酸与乙醇;最后,二步骤的产物再经各种厌氧菌(不需氧生物)转化成气体,一般最后的产物含有50~80%的甲烷,最典型产物为含65%的甲烷与35%的二氧化碳。其主要优点为可利用水分含量达90%的有机物,可小规模利用,淤渣能充当农作物的肥料。至于主要缺点为大量废水需适当处理,气体产品储藏费用高。
2.乙醇发酵 糖类作物发酵可制成乙醇。一般所谓的乙醇整批制程(batch process),先将发酵物(糖类作物)稀释至糖分约为20%(重量),且酸化至Ph4~5,再加入酵母菌(约5%,),再将液体施以分留和精炼。一般2.5加伦糖或5.85 公斤糖(约 2184Kcal)可制造1加伦的乙醇(3.79升,21257Kcal),因此在整个发酵过程中几无能量损失。若使用淀粉作物(例如,玉米、大麦)做发酵物,必须先将淀粉转化成可发酵糖分,然后再进行发酵。可供发酵制造乙醇的作物,包括甘蔗、番薯,甜菜等。,由作物发酵生产乙醇的费用约为每公升0.34美元,其高生产成本是由于制程为整批式而非连续的,最终产物(乙醇)含有酵母需再精炼处理。这种产量不足以克服高度工业化的需求。现在美国的消费量将近30亿桶,以能含量计约为四十亿桶的酒精(酒精的热能约为汽油的70%)。在美国木材地区此等数字作比较,总计约为70万平方里(=1.8百万平方公里),其三分之一-即约16亿亩-是有的卖的,且实际可用的约为35亿亩,我们认为,像美国这样的国家的燃料需求还不能由发酵酒精来克服。
二、热化学转化过程
1.热解: 热解也称为干馏(destructive distillation),指在缺氧条件下的加热作用。将有机物热解会产生气体、液体与固产物,大多数热解气体(pyrogas)的主要成分为H2、CO2、CO、CH4与少量碳氢化合物(例如,乙烷);热解液体一般含有乙醇、醋酸、水或焦油(tars)等;至于热解固体残余物含有炭(例如,木炭)于灰分等。热解过程包括下列处理程序:原料粗碎,烘干粗碎原料,去除杂质,原料细碎,热解,冷产物,储存与分配产物。热解加热过程中,固态有机物一般于300℃以上开始进行热解,某些催化剂(例如,氯化洌┛山档腿冉夥从Φ钠鹗嘉露取4死嗳冉夥从Ψ浅8丛硬⑶也�锍煞殖K嫒冉庠�嫌敕从ψ刺�泻艽蟊浠��ǔ5臀掠刖徛�尤瓤刹��罅抗烫宀�铮��焖偌尤扔敫呶陆���隙嗥�宀�铮�僮魑露纫不嵊跋炱�宀�锏钠分省<偃粢�肟掌�晕�秩忌眨��宀�镂锖�写罅康牡��说�煞纸�嵝纬裳趸�铮�蚨�档推�迦剂系娜群�俊?薪材热解作用一般指在大气压和200℃~600℃温度之间进行,在此状况下典型的产物包括:木炭 30~35% 有机液体 18~20% 气体 20% (产品重量相对与干燥源料的重量) 如果将薪材加热至1100℃ ,热解作用依然存在。在此状况下,大部分液体与固体分馏物将进一步分解,故有较多气体产物产生.。气化:有机物的气化是热化学反应将固体燃料转化成可燃气体。完全燃烧必须发生在有充分氧气的状况下,而有机物氧化作用则必须在氧气不足的状况下进行。氧化过程的主要反应为: C+ 02 CO 放热 C+H2O CO+H2 吸热 CO+ H2OCO2+H2 放热 C+2 H2 CH4 放热 最简单的氧化作用方式为空气氧化(air gasification),有机物在有限量空气之下进行不完全燃烧反应。空气氧化炉构造简单、价格便宜并且可靠性高,主要缺点在於所产生气体被空气中氮气所稀释,因此气体产物的热值低,经济效益不高。 2.液体燃料制造 直接液化 使用CO或H2作为还原剂,於高温高压下将有机物直接氧化,且均产生油状液体产物,其可再分馏而充当燃料使用。间接液化 将有机物间接液化的主要方法,采用合成气体制成原料。而最先发展的间接液化法是处理煤气液化。A.合成气体制成乙醇: 此过程在石化工业上应用极广,多用作乙醇制造。目前可行方法很多,其中最易的方法是将H2与CO在高温(约300℃)与高压(约 100Atm)下结合,并使用催化剂。反应方程式为:催化剂 CO+2 H2 ──CH3OH (合成气体) (乙醇) 此法自薪材提炼乙醇,产率约为360公斤/吨薪材,能量转换效率约在30~40%之间。显然乙醇热含量( 19.8GJ/吨)低于石油燃料(43.7GL/吨汽油),但其仍可用于发动汽、柴油机。B.Mobil法: 若利用Mobil法可将乙醇转化成高辛烷值汽油,因此可免修改引擎。此方法在试验室内己获证实,转换效率可达90% 。纽西兰目前正筹建一座日产量12500吨合成石油工厂,可将天然气转化为乙醇。C Fisher-Tropseh法: Fisher-Tropsch法利用催化剂将合成气体制成碳氢燃料。此法发明于1920年,而二次大战时盛行于德国,以制造合成燃料,今日南非利用此法以转换煤碳,但产物复杂,目前正研究寻求适当催化剂以使产物化单纯化。此法若改采用有机物做原料,则产物的硫含量较低。目前研究中之另一有机物间接液化法,是将热解气体制成合成石油,其未来发展潜力被看好。此技术称为「China lake process」,其采用先进的「快速热解」步骤,它比标准热解法可产制含较多币属烃(olefins)的气体产品。此气体产品再经压力聚合成高分子量碳氢化合物,经精炼后即可成为有用燃料。据估计总转换率有22%。
沼 气 利 用
沼气:有机物在厌氧条件下被微生物分解发酵生成的一种可燃性气体.有成生物气其主要可染成分时甲烷,含量占60%左右,此外,二氧化碳占40%左右,以及其他微量成分.沼气在农村有广泛的应用,探索出多种沼气利用技术:下面是几个应用例子:猪场粪便沼气发酵处理技术背景与意义。随着人们物质生活的日益改善和外向型农牧业的发展,我国畜禽养殖业集约化生产近十年来发展迅速,每个大中型畜禽场日排放粪水上百吨,严重危害城郊环境卫生,同时成为阻碍养殖业持续稳定发展的重要因素。猪粪水是一优质有机肥源,早先融合于传统农业生产中,进入良性生态循环,它又是一种良好的生物质能资源,通过沼气池发酵回收生物质能沼气,已为人们熟识,而且回收沼气的过程不仅能够保持粪水的肥料成份,还可以增进肥质的速效化和腐殖化。农业的集约化生产在显著提高效率和效益的同时,不幸伴随着大农业生产良性生态循环体系的肢解。集约化畜禽业生产与农业生产脱离,大量的粪水资源未经妥善处理而任意排放,而成为社会注目的公害,因此对集约化猪场粪便污水进行处理意义重大。技术猫述 技术原理:通过对集约化猪场粪水进行包括固液分离段、制肥段、厌氧两步消化段和好氧处理段在内的处理过程,实现猪粪水的综合处理,充分回收资源。技术关键:固液分离技术,厌氧消化过程,好氧物化处理。优缺点评价:(l)从资源回收、综合利用和产品商品化出发,优化组合相关的科学技术,不仅能获得较高的能源、生态和环境效益,而且可获得可观的经济效益。(2)因各工艺段的衔接点均设有缓冲环节,运行中能够充分承受猪场粪水水质、水量和 pH等的冲击,确保系统高产能运作和获取稳定的优异效果。技术指标及要求条件:日处理存栏6500-7000头的猪场全部粪水100-200吨旧,日产沼气约300立方米和商品化有机复合肥约1.5吨。主要设备:产酸池、调节池、物化滤池、接触氧化池、腐化塔、晒道、干燥房。养猪、产气、积肥多功能户用沼气池建设技术背景与意义。我国目前的农业生产形式主要以户为单位,大多数农户既经营种植业也经营养殖业,而户用沼气池以农户生产和生活中的废弃物作为发酵原料,制取沼气及多种厌氧消化产物,从而解决了农户生活用能,并满足生产中的某些需求,所以建设户用沼气池在我国具有良好的发展前景。本项技术旨在设计一种实用性强、便于管理的饲、气、肥多功能沼气及相应配套工艺。技术描述 技术原理:针对水压式沼气池进出料难,冬季产气率低和农村能源、饲料、肥料缺乏等问题并结合庭院经济的发展和卫生状况设计,冬季利用塑膜温室为沼气池和猪舍增温保温,使沼气池正常运转,猪安全越冬。夏季利用棚架种植瓜豆、葡萄,为猪舍遮荫,使猪舍冬暖夏凉。技术关键:池型结构,塑膜温室的建造,秸秆酸化和粗饲料预处理。优缺点评价:(1)投资少、见效快、实用性强,便于施工管理,综合效益好;(2)秸秆不直接人池,解决了沼气进出料难的问题;(3)除贮粪池外,其它设备均设在猪圈内,猪舍冬暖夏凉,实现了能源、饲料、肥料种植、养殖、环保多位一体的良性循环。技术指标及要求条件:(l)产气率: 0.3-O.5立方米/立方米·天;(2)用气时间:10-12个月;(3)酸化池容积 1立方米,粗饲料预处理池容积0.2立方米;(4)贮气罩容积:接日产气量的50%设计,其它参数接国标池要求设计。每间猪舍长4米,宽3米,四面墙体中空8-10厘米,填充保温材料(珍珠岩粉或蛭石),前墙高90-100厘米,下留出水孔,后墙高180-190厘米,上部留一小窗,下留通风孔,中校高230厘米。圈后设走廊,宽70厘米,前墙拱架用竹木搭成,采光材料用普通白塑膜,夜间用草帘保温。猪舍地面南高北低,斜度5',水泥混凝士浇注,厚3厘米。l1月底或12月初扣棚,4月初拆棚。夏秋为自然温度发酵,冬季在猪圈上建温室为沼气池增温保温。启动原料为牛马粪,启动后以猪粪为补料,配以人粪尿、秸秆酸化水、粗饲料浸泡酸液等,3-5年大换料一次。资金条件:全套设备一次投资1300元。主要设备:主池、秸秆酸化池、粗饲料预处理池、溢流管、进料口、贮气罩、厕所。使用沼气应注意哪能些安全问题:沼气是广大农村目前正大力推广使用折一种新能源,但由于沼气池是密封的,空气不流通,缺氧气,所以应严禁轻易入池,以防止中毒窒息。进料时,只能从进料口和活动盖口进料。确需下池换料、出料或维修沼气池时,须打开进出料口和活动盖,三天后方可下池。下池前,为防万一,可选取放一只鸡或鸭入内。观察数分钟,如发现池中鸡鸭出现窒息反应,则说明池内沼气多氧气少,千万不能入池。下池时,池上要有专人看护,下池的人可腰系绳子,如发生中毒窒息征兆,可及时拉出池外。另外,应特别注意不要放含磷高的原料(如菜籽饼、棉饼、磷肥等)入池,因这些原料在池内易产生剧毒气体,会导致人中毒死亡。二、防止池体爆炸。沼气如在沼气池内遇火燃烧,极易引起池体爆炸,因此,严禁在活动盖口和导气管口点火,否则易将火引入池内,使池内气体燃烧,引起爆炸。新建的沼气要在水泥达到强度以后才能进水试验。进水速度要慢,特别当水已封门时,不能用抽水机进水,以免进水速度过快,池内压力急速上升而胀破池体。另外,还应定期检查并排除输气管内的积水,否则积水过多,会使池内气压被积水阻隔,不能正常反应在压力表上,就有胀破池身的危险。 三、防止火灾烧伤。在用沼气煮饭炒菜时,要先擦燃火柴,再扭开沼气开关。如先扭开关后点火,沼气充满灶内,遇火易烧焦头发、眉毛,烧伤皮肤。在出料或维修沼气池时,千万不能点蜡烛、油灯等明火进池,只能用手电,池内切忌吸烟。在沼气池、导气管、输气管周围严禁烧火,特别不能让小孩在进出料间附近玩火,以免发生火灾。当闻到室内有臭鸡蛋味时,说明有沼气泄漏,应立即打开门窗,让室内空气流通。此时,绝不能在室内点火,要尽快关掉总开关,找到漏气设备的管理,如输气管因鼠咬或老化破裂,要及时进行更换。 参考资料 http://baike.baidu.com/view/178812.htm?fr=ala0_1
秸秆气化炉,十几年的风风雨雨,多少人的坎坎坷坷。到头来,看到气了,点着火了,可是真的成功了么?看看市场就知道了。广播.电视.网络.平面媒体,吹得黄沙漫天,炒得沸沸扬扬,可老百姓真能买到产品么?什么“几十台起批”,“经销商,加盟费”,“技术转让”。若大的一个中国竟然找不到一家零售店,可谓是大大的怪怪。
我是1997年中科院实验室里发现的这项技术。看到后眼前一亮:这可是一个前途无量的好东西。当时,国内只在山东有几家在搞(济南,济宁,青岛),神乎其神。为了了解它的原理,2001年,按照网上的指引,在石家庄花500大洋买下了一套图纸和说明书。看了以后,茅塞顿开!秸秆气化炉的原理,简单点说就是“一个罐儿,一根管儿,俩个盖儿,四个眼儿”。罐儿就是炉体,管儿就是喷咀(最原始的),盖儿是进料和出灰门,眼儿是进料口,除灰口,进气口,出气口。
按理说,图也有了,原理也有了,该动手了。仔细一想不对。如此简单的结构和几乎没有的科技含量,要是真能改变中国农村几千年的生活方式,岂不神了?恐怕不会这么简单。接下来的几年,又是不断的在网上翻来翻去。
将植物的秸秆装入专用的容器内,采用热化学的方法。将植物从原形态的固体的能源载体中转化为可燃气体。此种方法应该称之为农村能源的一次革命。这种变革,对近十亿农村人口几千年来形成的生活方式的改变,有着非常重要的意义。同时,也会带来巨大的市场商机 。
2001--2008期间,国家出台的新能源政策,其中,对各地兴建的村级气化站给与补贴扶持。一些省市纷纷趋之若骛。 尤其是近几年的能源紧缺,油气涨价,无疑又给全国各地搞气化炉的老少爷们扎了一针“鸡血”。一时间,几百家气化炉厂烽烟四起,群雄扯旗。各路“诸侯”纷纷打着“高科技专利”的幌子,推出形形色色的炉子。仅从2001-2006年末,国家专利局受理的气化炉专利申请多达150多项。占此方面专利总数的百分之九十以上。(相当一部分专利牵强附会,徒有虚名。没有实际内容。)“新能源网”,“可再生能源网”等有权威的专业网站还专门开辟了“生物质能气化”专题频道,专门研讨发展秸秆气化技术。足可看出国人对该项技术的高度重视和表现出极大地热情。2004年末,鉴于国内已建成的大型气化站,在实际运行中一次性投入大,维护费用高,适用性差,产能差的情况,及该项技术不成熟所显现的弊病,国家政策开始调整。不再强调秸秆气化技术的扶持。2007年,“新能源网”,“可再生能源网”等有权威的专业网站也关闭了相应的频道。继而转向“气化发电”,“生物柴油”,“秸秆固化,”(颗粒),“秸秆制炭”等等项目。秸秆气化炉则成了“昨日黄花”,“一地鸡毛”。
从目前看,我国秸秆气化领域的领军者,当属中国科学院的广州能源研究所和辽宁能源研究所。上述两个单位在生物质能秸秆气化学科,无论从理论还是技术方面都站在国内的前沿。尤其是广州所研制的循环流化床技术,已成功进入了实际应用,进而与发电设备配套。遗憾的是他们只玩大的,不玩小的。对家用气化炉毫无兴趣。
由于在动手之前翻阅了相当数量的书籍和资料,又到农村了解了农村能源利用现状,因此,当时的信心是很足的。
总体来讲,开头是比较顺的。租地儿,买设备,进料。画图,下料,焊接,组装。填料,点火,一气呵成。
第一次试烧:火焰呈蓝色,焰长约35厘米。烧5公斤水须12分钟(水的初始温度为12摄氏度)。燃烧的废气基本无味。燃烧可持续时间120分钟。停炉后的封火时间可达72小时。再次填料开机,可在3分钟之内产气。一切似乎大功告成。
可是,接下来的实用性试验却处处不尽人意。首先是火焰温度低,热值低。(秸秆气本身是低热值的可燃气体。)虽然可以烧水,却很难达到炒菜时对温度的要求。(炒菜时,食用油的沸点大约是在270摄氏度左右)炖菜还马马虎虎。其次,第一次装料,炉内全部是新料时,燃烧时间长。再次续料后燃烧时间短。(大约在10-30分钟)第三,焦油多,有堵塞现象。尤其是焦油在空气中的悬浮微粒,对空气直接造成污染,室内可闻到焦油烟气。第四,填料时烟气大,呛人。不适应北方农村冬季室内外相对封闭的使用环境。总之,是好看不好用。
接下来,进入了艰难而漫长的反复试验阶段。针对上述问题,我查找并拜读了广州能研所和辽宁能研所的专家们的专业论文。对照他们的试验数据,对现有产品进行改进。从外形尺寸到炉膛形状,从配气部分的方向速压,到出气部分的分离过滤。前前后后进行了多次试验。 2008年,有些人听说了我搞的试验,纷纷来看个究竟。其中,有些人看到样机演示后,问我为什么还不投入市场销售?说实在的,我也巴不得早点儿上市。我已经消耗了太多的银子,我都快撑不住了。但是,我的初衷却不想改变:秸秆气化技术,的确是一项有前途的新兴产业。如果为了眼前的利益,把不成熟的产品推向市场,靠骗几个“加盟费”,“转让费”赚钱,只会昙花一现,(这么做的厂家,赚的骂比赚得钱还多)不会长久。加之,先前买了产品的使用者,都会有一种上当受骗的感受,使他们对秸秆气化技术失去信心。再通过他们的口头宣传,久而久之,更多的消费者,对秸秆气化技术,会产生一种不愿意接受的抵制心理。别人即使有了好的东西也很难卖得出去。损人不利己。因此,我对自己说:再吃苦,也要拿出过得硬的产品。成功之日,只卖产品,不卖技术。
从目前看,我国广大农村,相当数量的农民的日子比前几年好多了。他们盖新房,买电视以后,也有不少人家买了电饭锅,买了电炒锅。(个别的人家还买了微波炉。)他们都有一种改变旧的生活方式的良好愿望。秸秆气化技术很受他们的欢迎。电炊具再好,农民们也要用种地得来的钱去买电。而大量不用花钱的秸秆却白白浪费了。过去几年,国内投产的几十个村级气化站为什么经营困难,就是因为农民们除了在建气化站时,要共同投入相当数量的资金。气化站建成后还要再掏钱买气,不划算。得不偿失,劳民伤财。
家用小型秸秆气化炉,以其一次性投入少,使用方便,燃料随地可取,不用花钱的优势,非常适合我国广大农村的实际情况。如果真的有人能拿出可靠好用的产品给他们,那将对占我国人口绝对多数的农民,改善生活条件,提高生活质量,起到积极的推动作用。
我国现有的家用秸秆气化炉技术,应该说,正处在一个艰难地攻关态势。无论广告做的如何,谁也达不到像彩电冰箱一样,拿来即用,用即可心。根据我观察的一些厂家的产品和网上大家交流的情况,结合我自己的实践,现有大多数产品的主要结症无外乎:一,燃烧状态不稳定。产气忽多忽少,火苗忽大忽小。火焰呈金黄色或发红,有的是蓝色。炊具底部及外表有大量黑灰和焦油附着物。空气中有明显的烟气味;二,火焰的温度偏低,满足不了中餐煎炒烹炸的要求。烧水,炖菜还勉强,不能炒菜;三,由于大多采用“上吸式”结构,产出的气体中带有大量的焦油。而焦油和水的混合物,在分离和处置上比较麻烦,会给室内和室外造成污染;四,不能解决取暖问题(主要指北方地区);五,对燃料的规格,要求比较高。(以上几点的总结只是一己之见。可能有的厂家早已解决了。抱歉)
有的产品突出强调了燃烧时间的问题。依我看,只是噱头,没有实际意义。只用几公斤的秸秆,燃烧4-5个小时,稍下功夫大家都能做到。听着看着都挺好,它的“有效做功”又如何呢? 家用秸秆气化技术,是让秸秆在缺氧的条件下,通过热化学反应,从秸秆中析出可燃的气体成分 为我所用(做饭,取暖)。而根据“能量守恒”定律的道理,不同的植物秸秆,各自所含的化学成分的数量早有定论。依据这些化学成分所能转化出的热能也是有限的。短时间的集中释放,可以提供相对高的绝对热值。换句话说,人为的把有限的热量释放的时间拉长,看到的只是好看的“着着”(zhaozhe)。对使用者没有意义。
目前,我国家用秸秆气化炉,产品技术性能提高上不去的根本原因有三:
其一,国家对家用秸秆气化炉技术的发展前景缺乏信心,不予支持。
据我所知,从中央到地方,每年都要从政府财政拿出相当数量的资金,用于改善农村的能源结构。相对我国现有的财力水平而言,这不能不说是一个大手笔。可是,有权使用这些资金的部门,在把大量的金钱投到“沼气”,“太阳能”,“节能生态农业园”和“秸秆气化站”等等方面后,恰恰忽视了家用秸秆气化炉技术。在我国,“三北”地区占了国土面积的一半还强。尤其是高纬度地带,“沼气”技术,由于发酵问题明显受到季节的桎梏。即使沼气池的保温问题已得到解决,在高寒地区又怎么保证“出渣”,“续料”活动的正常运行?“沼液”的利用又何从谈起?在吉林和黑龙江两省,要搞与“沼液”利用相配套的“大棚经济”又需要有多少燃料来支撑。“太阳能”,“节能生态农业园”虽然也有存在的理由,相比之下,在与“家用秸秆气化炉”同等的投资规模上,哪一个项目能让更多的农村家庭得到实惠!这笔帐,不知国家和省市的“农村能源办”的公仆是否细细算过。
其二,科研机构和专家学者看不上眼,不予理会。
家用秸秆气化炉技术,深究起来也是一门科学。貌似简单的它,要想达到实用水平,也是要下一番功夫的。它所包含的“热化学”什么的学问也是要有科学理论支持。也是要经历一个艰苦细致的研发过程。一般的文化水儿是难以搞定的。本人在于一些专家们的交谈中打听到,现如今的学者们都奔“大”的项目使劲。专业的科研机构里,比着劲儿的要拿国家级的项目。最次也要是省级的。能拿上世界级的最好。大型秸秆气化装置我们早就搞出来了,其结构的复杂程度岂是“小型家用秸秆气化炉”能比得。偏偏就是最让百姓上心的“小型家用秸秆气化炉”没戏。问为啥?没肉呗!大学的导师们,正忙着组织学生们搞“课题”。时间紧的连课都没功夫上。谁能顾上这。问为啥?捞钱呗!研究生们拿的“课题”得“够分量”。“分儿”不够您老毕不了业。时不常还得为导师的“课题”贡献时间。问为啥?溜须不到位,毕业也难!说了半天,就咱们这玩艺儿是“姥姥不亲,舅舅不爱”。
其三,民间开发者有热情,没知识。盲人摸象,自说自话。
数了数搞小型家用秸秆气化炉的老少爷们们,绝大多数是在靠近农村的“街边儿”县城。听人家说有拿这玩意儿赚钱的,不管自己懂不懂,照猫画虎。常常因为先天文化水平太低的原因,生产出来的“孩子”大都一样。连这些“低能儿”的所犯遗传病症都是统一的。偏偏就是这样,还有人拿着专利做幌子,大傻子再骗小傻子。牛皮吹得杠杠的,也没看见谁家的好用。唉......。悲哀呀!谁叫咱小时候不好好念书,怨谁呀。
当然,我们应该看到,也不是所有的开发者都是这样。有相当一部分人,在对产品的研制过程中倾注了全部的心血。在文化水平低,没有相关资料可查,没有专业检测设备可用,没有可靠的技术支持的情况下,冥思苦想,废寝忘食,不屈不挠,不离不弃,屡败屡战。有的甚至接近“倾家荡产”。这些人,才是搞家用秸秆气化炉技术的中坚力量。他们对我国的家用秸秆气化炉技术的进步,功不可殁。即使是这样,我们中间的绝大多数人,出于对自己所付出的心血的珍爱,出于想指望这项技术养家糊口的目的,相互之间,对敏感的技术问题三缄其口,老死不相往来。这也是此项技术,在民间难以发展的重要原因之一。(有谁又会去责备他们的苦心呢)
上面的三条加在一起,就是当今中国家用秸秆气化炉技术发展的硬伤。假如,国家,科学家和“民间发明家”同心同德地绑在一起,各自发挥各自的长处,原子弹,氢弹,卫星,歼十都让咱整的忽悠忽悠的,小小秸秆气化炉算个六儿啊!不出半年准成。唉......。
搞小型家用秸秆气化炉的老少爷们:
摸着日渐干瘪的钱搭子,看着千奇百怪啥用没有的铁筒子,甩着黄黄瘦瘦的腮帮子。心里痛不痛?痛!肯定痛!
但愿我们的痛,不再是痛。
但愿我们的美梦早日成真。
烦您半天了,我是肚子也饿了,口也渴了