生物燃料制備技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：生物燃料制備技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：微藻 生物燃油 快速熱解 直接液化 新型液化技術(shù)

生物質(zhì)能源作為一種清潔的低碳燃料，其含硫和含氮量均較低，同時(shí)灰分含量也較小，所以燃燒后SO2、NO和灰塵排放量比化石燃料小得多，是可再生能源中理想的清潔燃料[1-3]。微藻生物質(zhì)與能源植物相比，具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短和生物質(zhì)產(chǎn)量高的優(yōu)勢。目前，微藻培養(yǎng)和收獲方面，國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行大量研究，包括微藻的藻種篩選、基因工程構(gòu)建高產(chǎn)油藻株，優(yōu)化培養(yǎng)法提高油脂含量，以及微藻細(xì)胞的采收技術(shù)等方面。相對于微藻培養(yǎng)與收獲方面的研究，如何將微藻轉(zhuǎn)化為性能良好的燃料油也是微藻能源化應(yīng)用中的重要課題。本文對微藻生物燃油制備技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一 、快速熱解液化技術(shù)

生物質(zhì)熱解和液化是常用的生物質(zhì)油制備方法。從對生物質(zhì)的加熱速率和完成反應(yīng)時(shí)間來看，生物質(zhì)熱解工藝基本可以分為慢速熱解和快速熱解兩種類型。在快速熱解中，當(dāng)完成反應(yīng)時(shí)間極短 （

快速熱解生產(chǎn)過程在常壓下進(jìn)行，工藝簡單成本低、反應(yīng)迅速、燃料油收率高、裝置容易大型化，是目前最具開發(fā)潛力的生物質(zhì)液化技術(shù)之一。但快速熱解需要對原料進(jìn)行干燥和粉碎等預(yù)處理微藻含水率極高 （濕藻通常為 80～90%） 水的汽化熱為40.8kJ/mol （2260kJ/kg） 比熱為4.2kJ/（kg ） 使水汽化的熱量是把等量水升溫100所需熱量的近5倍，故該預(yù)處理過程會消耗大量的能量，并極大地增加了生產(chǎn)成本，使快速熱解技術(shù)在以微藻為原料制備生物油方面受到限制。

二、直接液化技術(shù)

生物質(zhì)直接液化又稱加壓液化，生物質(zhì)在有合適催化劑，介質(zhì)存在下，在反應(yīng)溫度 200～400℃反應(yīng)壓力5～25 MPa反應(yīng)時(shí)間為2 min至數(shù)小時(shí)條件下進(jìn)行液化。Apell等[16]在350℃下，使用均相碳酸鈉為催化劑，在水和高沸點(diǎn)蒽油甲酚等溶劑混合物中，用14～24MPa 壓力的CO/H2，混合氣將木片液化，獲得了40%～50%的液體產(chǎn)物。Dote等[17]在300℃下，以Na2CO3為催化劑對葡萄球藻進(jìn)行高壓 （10 MPa N2加壓） 液化，所得液態(tài)油達(dá)干重的57%～64%油質(zhì)與石油相當(dāng)。Minowa 等[18]采用液化法將含水量為78.4%的鹽藻細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為油。所得油的產(chǎn)量可達(dá)到有機(jī)成分的37% （340℃，60min） 品質(zhì)與日本標(biāo)準(zhǔn)2號燃油相當(dāng)，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，除所含脂類外，其他藻細(xì)胞組分 （蛋白糖類等） 都可轉(zhuǎn)化成油，所用參數(shù)條件 （溫度、時(shí)間和Na2CO3加入量） 對油產(chǎn)量無明顯影響，但溫度對油的性質(zhì)影響很大。Matsui等[19]在不同溶劑中考察了催化劑對螺旋藻液化的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)e（CO）5-S催化劑有利于提高螺旋藻的液化產(chǎn)率適量的水含量有利于提高生物油的產(chǎn)率和品質(zhì)。Sawayama等[20]在溫度300～350℃壓力 2～3MPa反應(yīng)時(shí)間0.1～1h以Na2CO3為催化劑，無還原氣的條件下，比較了不同原料組成對液化產(chǎn)率以及產(chǎn)物品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葡萄球藻的液體產(chǎn)率和熱值均高于橡樹木，藻類的液化效果優(yōu)于木材。Yang等[21]對受污染水體中的微囊藻（Microcystis virid）進(jìn)行了高壓液化 （340℃，20MPa，30min） 研究，得到高產(chǎn)率、高品質(zhì)的液化油，最大油產(chǎn)率為 33%。

以水為反應(yīng)介質(zhì)的直接液化方法。水熱液化尤其適合微藻等高水分含量的原料制備生物油，國內(nèi)外研究者主要采用該技術(shù)進(jìn)行微藻直接液化制備生物油研究[22]。YU等[23]以含水 80 的小球藻粉為原料進(jìn)行了水熱液化研究。研究表明，生物油收率約 35% （干重） 油收率隨著反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的增加而更高， 初始氮?dú)鈮毫Υ笮τ彤a(chǎn)量沒有顯著的影響。Jena等[24]以螺旋藻和地毯工業(yè)廢水養(yǎng)殖的混合微藻為原料進(jìn)行直接液化實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示，生物油產(chǎn)率為30～48%催化劑的加入增加了油產(chǎn)量。在反應(yīng)條件為有機(jī)固體濃度20%，反應(yīng)溫度350℃，反應(yīng)時(shí)間60min，碳酸鈉含量5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)可得到最高油產(chǎn)率為48%，熱值30～36MJ/kg，黏度為23～27cSt （1cSt=1mm2/s）。Ross等[25]利用高壓間歇反應(yīng)器對小球藻和螺旋藻兩種低脂肪含量的微藻進(jìn)行了直接液化。 結(jié)果表明， 較高的液化溫度和高脂含量的原料有利于提高生物油產(chǎn)率，使用有機(jī)酸催化劑的油產(chǎn)率高于使用堿催化劑的油產(chǎn)率。在350℃ 條件下，使用醋酸作為催化劑可獲得最高油產(chǎn)率為19.5% （小球藻）和15.7%（螺旋藻）。催化劑對于提高油產(chǎn)率的作用趨勢為： CH3COOH>HCOOH>KOH>Na2CO3，而在反應(yīng)體系添加一定的有機(jī)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，使用碳酸鈉作為催化劑可獲得最高油產(chǎn)率為27.3%（小球藻）和20.0%（螺旋藻）。生物油產(chǎn)率： Na2CO3>CH3COOH>KOH>HCOOH，對制備的生物油進(jìn)行分析表明，所得生物油典型組成為碳70～75%， 氧10～16%，氮4～6%， 高位熱值為33.4～39.9MJ/kg。生物油含有芳香族碳?xì)浠衔?，含氮雜環(huán)化合物以及長鏈脂肪酸和醇等， 僅有40%左右的成分沸點(diǎn)低于250℃。Zhou等[26]以滸苔為原料進(jìn)行了水熱液化制備生物油研究。結(jié)果表明，在反應(yīng)溫度 300℃，反應(yīng)時(shí)間30min，加入5% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Na2CO3條件下，可獲得最高生物油產(chǎn)量為23.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。所得生物油是包含酮類、醛類、酚類、烯類、脂肪酸、酯類、芳香烴和含氮雜環(huán)化合物的復(fù)雜的混合物，高位熱值為28～30MJ/kg。張士成等[27]發(fā)明了一種將藻類水熱液直接液化通常需要通入高壓氣體，使用溶劑對設(shè)備有一定要求，成本較高等缺點(diǎn)使其應(yīng)用受到一定限制，但對于含水率高的藻類生物質(zhì)，使用直接液化技術(shù)不需要進(jìn)行脫水和粉碎等高耗能步驟反應(yīng)條件比快速熱解要溫和，且濕藻的水能提供加氫裂解反應(yīng)所需的H有利于液化反應(yīng)的發(fā)生和短鏈烴的產(chǎn)生。與快速熱解相比能夠獲得高產(chǎn)率高熱值，黏度相對較小，穩(wěn)定性更好的生物油。因此，直接液化將會是微藻熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物油發(fā)展的主流方向 極具工業(yè)化前景

三、新型微藻液化制備生物燃油技術(shù)

近年來，微藻熱化學(xué)液化制備生物油技術(shù)受到社會的廣泛關(guān)注。為了提高微藻制備生物油的轉(zhuǎn)化率，降低生產(chǎn)過程的能耗和成本，國內(nèi)外研究者嘗試?yán)枚喾N新型液化工藝進(jìn)行微藻熱化學(xué)液化制備生物油的實(shí)驗(yàn)研究。

1.超臨界液化技術(shù)

生物質(zhì)超臨界液化是將溶劑升溫，加壓到超臨界狀態(tài)作為反應(yīng)介質(zhì)，生物質(zhì)在其中經(jīng)過分解、氧化、還原等一系列熱化學(xué)反應(yīng)，液化得到生物油和氣，固產(chǎn)物的一類特殊的直接液化工藝技術(shù)。利用超臨界流體作為反應(yīng)介質(zhì)，具有高溶解性和高擴(kuò)散力，可有效控制反應(yīng)活性和選擇性及無毒的特性使微藻的超臨界液化具有反應(yīng)快速，環(huán)境更友好產(chǎn)物易于分離，液體產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)發(fā)展方向，將其作為無催化微藻液化制備生物油技術(shù)進(jìn)行深入研究具有重要的實(shí)用意義。秦嶺[28]在高溫高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行亞/超臨界水直接液化杜氏鹽藻制生物油過程的研究。微藻在超臨界水中的液化率為 89.37%，油產(chǎn)率為29.04%。 鄒樹平[29]以水作為溶劑，對鹽藻進(jìn)行了亞/超臨界水中的直接液化研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)以水作溶劑，料液比為4g原料/100mL水，反應(yīng)溫度340～380℃，反應(yīng)時(shí)間60min時(shí)，可獲得較高的液化率與油產(chǎn)率，最高油產(chǎn)率近40%。

2.溶劑催化液化

生物質(zhì)熱催化液化是采用催化劑和液化劑，在常壓和中溫下實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)快速液化，轉(zhuǎn)化為相對分子質(zhì)量分布廣泛的液態(tài)混合物的工藝技術(shù)，產(chǎn)品不僅可替代傳統(tǒng)石油化學(xué)品，還可與異氰酸酯合成用途廣泛的聚氨酯。該工藝在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備簡單，且原料無需干燥，減少了預(yù)處理過程的能耗，十分適用于含水量高的藻類液化。鄒樹平等[30]以杜氏鹽藻為原料，乙二醇為液化介質(zhì)，濃硫酸為催化劑進(jìn)行熱化學(xué)液化反應(yīng)。結(jié)果表明，液化溫度，停留時(shí)間與催化劑用量及其交互作用對液化都有顯著影響。最佳工藝條件為，催化劑用量2.4%，液化溫度170，停留時(shí)間33min，在此條件下液化率達(dá)到 97.05%。所得生物油的主要成分為苯并呋喃酮，有機(jī)酸甲酯和C14～C18。因此，利用微有機(jī)酸羥乙基酯熱值為28.14MJ/kg 產(chǎn)品含氧量高，需要進(jìn)一步改性才能高端應(yīng)用。

3.微波裂解液化技術(shù)

生物質(zhì)的微波裂解液化是利用微波輻射熱能在無氧或缺氧條件下切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)，然后快速冷卻分別得到氣、液、固三種不同狀態(tài)的混合物的工藝技術(shù)。整個(gè)反應(yīng)過程是復(fù)雜的化學(xué)過程，包含分子鍵斷裂異構(gòu)化和小分子聚合等反應(yīng)，生物質(zhì)的微波裂解過程只需較短的時(shí)間且有選擇性，無需高耗能的粉碎等預(yù)處理步驟，加熱效率和生物油收率較常規(guī)加熱方式高，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜕镔|(zhì)液化技術(shù)。國內(nèi)外對生物質(zhì)微波裂解的研究表明，微波場有利于生物質(zhì)熱解，微波裂解是一種加熱速率快效率高的技術(shù)。在微波作用下傳熱和傳質(zhì)均為由內(nèi)及外發(fā)生，有效抑制了二次反應(yīng)，提高了液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的產(chǎn)率，也提升了所得生物油和固體炭的品質(zhì)[31]。萬益琴等[32]在較為成熟的生物質(zhì)微波裂解技術(shù)基礎(chǔ)上，以自行制備的小球藻為原料，微波加熱熱解經(jīng)干燥的海藻產(chǎn)品，在只消耗少量電能的情況下獲得大量生物油，生物油產(chǎn)率相對較高，達(dá)到 44.79%。該油可在自然條件下分層成為可直接燃燒的油相生物油以及主要成分是含氮化合物的水相生物油。研究表明，微波裂解海藻是一種低成本、快速、高效制取海藻生物燃油的方法，為海藻生物油的規(guī)?；a(chǎn)提供了手段。

4.共液化技術(shù)

生物質(zhì)與煤、塑料廢棄物等物質(zhì)共液化是將生物質(zhì)與煤、塑料等物質(zhì)按一定的比例混合 在溶劑和催化劑存在情況下進(jìn)行直接液化反應(yīng)制取液體燃料的工藝技術(shù)。液化過程中原料之間存在協(xié)同效應(yīng)，生物質(zhì)富含氫，在反應(yīng)過程中可將氫傳遞給共液化的物質(zhì)，而本身物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大變化，共液化減緩了反應(yīng)條件的苛刻度，提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和油產(chǎn)率，改善了產(chǎn)品的質(zhì)量。共液化對實(shí)現(xiàn)煤、塑料廢棄物等物質(zhì)溫和液化有重要的意義，并且可充分利用再生能源，緩解能源緊張，還能妥善處理部分固體廢棄物，在環(huán)保方面具有積極的意義。曹洪濤等[33]在超臨界和亞臨界水條件下進(jìn)行了一系列生物質(zhì)和塑料單獨(dú)及共液化實(shí)驗(yàn) 油產(chǎn)率最高可達(dá)到60%。研究表明，生物質(zhì)和塑料在共液化過程中具有協(xié)同作用，能夠提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，提高油產(chǎn)率，減緩反應(yīng)條件的苛刻度。Ikenaga N等[34]采用1-甲基萘作溶劑，以Fe（CO）5-S和 Ru3（CO）12為催化劑，在H2存在條件下，利用小球藻螺旋藻和沿海藻分別與煤進(jìn)行了超臨界共液化的研究，小球藻與Yallourn煤1：1混合反應(yīng)，在400 S/Fe=4 Fe（CO）5-S下，獲得了 99.8%的轉(zhuǎn)化率和 65.5%的正己烷可溶物，螺旋藻和沿海藻在鐵催化劑作用下得到了相近的結(jié)果。

四、結(jié)語與展望

我國耕地有限，但擁有廣闊的鹽堿地、灘涂和荒漠土地資源，可規(guī)模化利用。與其他油料作物相比，利用微藻培養(yǎng)積累的油脂生產(chǎn)生物柴油不僅用地面積最少，而且不占用耕地。因此，只有發(fā)展微藻培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油才最有可能滿足我國未來運(yùn)輸燃料的供應(yīng)。同時(shí)微藻，特別是海水微藻培養(yǎng)還可以利用灘涂地和海水資源，有效規(guī)避發(fā)展生物能源存在“與人爭糧、爭地和爭水”的矛盾。

通過熱化學(xué)液化技術(shù)獲得高產(chǎn)率的生物油，可以實(shí)現(xiàn)微藻全株資源化利用。從環(huán)保角度和能源供應(yīng)角度來講微藻熱化學(xué)液化制備生物油都具有非常重要的意義。直接液化技術(shù)反應(yīng)溫度較快速熱解低、原料無需烘干和粉碎等高耗能預(yù)處理過程、且能產(chǎn)生更優(yōu)質(zhì)的生物油，將會是微藻熱化學(xué)液化制備生物油發(fā)展的主流方向。目前在藻類生產(chǎn)燃料方面，還有許多困難和問題需要解決，具體包括：適于藻類液化反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、液態(tài)產(chǎn)物的分離和收集、 液化過程中固體和氣體產(chǎn)物的回收和循環(huán)利用、能耗的降低等。因此，有必要進(jìn)一步加強(qiáng)開展這方面的研究和開發(fā)工作。

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第2篇：生物燃料制備技術(shù)范文

關(guān)鍵詞文冠果酯化生物柴油

隨著石油資源的枯竭以及價(jià)格的不斷高漲，生物燃料越來越受到人們的青睞，尤其是把植物油作為燃料，尤為引起人們的重視，但是植物油粘度大，燃點(diǎn)高，揮發(fā)性差等原因，不能直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，必須經(jīng)過酯化處理制取生物柴油，才能用于柴油機(jī)。目前，在植物油資源不足的情況下，用食用油制取生物柴油或與糧食爭地種植植物油料作物，都不符合我國國情，另外，從現(xiàn)行的柴油價(jià)格考慮，植物油替代柴油，從經(jīng)濟(jì)上還不能接受，基于這一事實(shí)，人們普遍認(rèn)為，尋求優(yōu)良的野生植物油種，提高酯化技術(shù)和綜合利用水平，降低生物柴油成本，是促進(jìn)植物油利用的有效途徑。

經(jīng)過大量的篩選，我們認(rèn)為文冠果是一種比較理想的油料樹種，以文冠果制取生物柴油的研究，對于植物油的利用是很有意義的。

1 文冠果資源概況

文冠果是我國特有的生于長江以北地區(qū)的一種優(yōu)良木本油料樹種。其種子含油率為30%-36%，種仁含油率為55%—67%。而部分優(yōu)良品種的種仁中含油量達(dá)72%，超過一般的油料植物。[1]

它分布于東北和華北及陜西、甘肅、寧夏、安徽、河南等地。原產(chǎn)于我國北方黃土高原地區(qū)，天然分布于北緯32?！?6。，東經(jīng)100?！?27。，即北到遼寧西部和吉林西南部，南自安徽省蕭縣及河南南部，東至山東，西至甘肅寧夏。集中分布在內(nèi)蒙、陜西、山西、河北、甘肅等地，在垂直方向上，文冠果分布于海拔52～2260m，甚至更高的區(qū)域。

文冠果適應(yīng)性強(qiáng)，在草沙地、撂荒地、多石的山區(qū)、黃土丘陵和溝壑等處、甚至在崖畔上都能正常生長發(fā)育。2005年以來，已在新疆、內(nèi)蒙古、河北、山東等地發(fā)展人工造林。國家林業(yè)局已將文冠果列入生物柴油林優(yōu)選樹種之一， 2007年—2008年，國家林業(yè)局已安排陜西省5萬畝示范基地。[2]

因此，開發(fā)文冠果已經(jīng)引起國內(nèi)外研究人員的極大關(guān)注。遼寧省能源研究所采用國外的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，對多種植物油尤其是文冠果籽油酯化和動(dòng)力性能進(jìn)行了綜合研究。實(shí)驗(yàn)為中試規(guī)模，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，取得了較滿意的結(jié)果。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及油料

實(shí)驗(yàn)時(shí)使用如下設(shè)備和儀器

植物油酯化裝置（意大利Smogless公司）

30KVA柴油發(fā)電機(jī)組（意大利Tessari公司）

40KVA柴油發(fā)電機(jī)組（意大利Tessari公司）

28KW輪式拖拉機(jī)（意大利Tessari公司）

49KW輪式拖拉機(jī)（意大利Tessari公司）

高爾夫柴油轎車（德國大眾汽車公司）

3噸叉車（中國安徽合力公司）

氣體分析儀（德國西門子公司）

煙塵計(jì)（德國西門子公司）

實(shí)驗(yàn)用文冠果籽油，在陜西省收購加工成植物油。

3 生物柴油的制備

文冠果油制取生物柴油的工藝流程如下：

植物油酯化在酯化反應(yīng)裝置中進(jìn)行，酯化試劑為甲醇，催化劑為甲醇鈉。植物油的主要成分是甘油三酸酯，在催化劑的作用下與甲醇進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成脂肪酸酯（生物柴油）和甘油等副產(chǎn)品。[3]

化學(xué)反應(yīng)式如下：

工藝流程如下

將植物油，甲醇按比例泵入反應(yīng)器中，混合攪拌。反應(yīng)器溫度控制在65℃。甲醇餾出，進(jìn)入冷凝器，冷凝后返回反應(yīng)器。在催化劑作用下，酯化反應(yīng)生成甲酸酯（生物柴油）和丙三醇（甘油）

清洗反應(yīng)器，加入一定量乙酸，將反應(yīng)器中的催化劑中和掉。

將反應(yīng)器溫度提高到80℃，蒸餾反應(yīng)器中過剩的甲醇餾出，進(jìn)入冷凝器，冷凝后進(jìn)入冷凝罐中，再由冷凝罐排放到甲醇儲存器中，供循環(huán)使用

甲醇蒸餾完畢，生物柴油與甘油的混合物由反應(yīng)器排放到離心裝置，分離出柴油和副產(chǎn)品——甘油。

對文冠果油酯化后，改變了燃燒特性，閃點(diǎn)粘度等技術(shù)指標(biāo)得到改善，常溫下其燃料特性與0＃柴油接近，見表1.

表1 燃料特性對比

4動(dòng)力性能與尾氣排放實(shí)驗(yàn)

用生物柴油與0＃柴油進(jìn)行對比試驗(yàn)，分別測試發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和尾氣排放。

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能試驗(yàn)

以機(jī)動(dòng)車和發(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)為準(zhǔn)，比較其技術(shù)指標(biāo)，見表2

表2發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能比較

發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中有害氣體除NOx，比柴油稍高外，其他指標(biāo)均比柴油低，煙度值倆者差異不大，見表3

表3 發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣及煙度對比

5結(jié)論

文冠果籽油酯化制取生物柴油，其燃料特性、動(dòng)力性能與柴油基本形同，其尾氣排放和煙度與柴油接近。這種生物柴油起動(dòng)性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，是一種良好的替代燃料。

酯化出油率高，加之甘油等副產(chǎn)品，隨著工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，以及國家相關(guān)政策補(bǔ)貼，其成本低于0#柴油，具有極大市場潛力。

文冠果作為我國北方木本油料樹種，分布廣，可栽培面積大，果實(shí)采收容易，而且具有荒山綠化、水土保持、持防風(fēng)固沙和觀賞等諸多生態(tài)功能，因此，大力栽培文冠果，有利于生物質(zhì)再生能源的開發(fā)，對于緩解我國能源緊缺狀況，具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張乃靜．文冠果種仁油制備生物柴油工藝[D]．哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2007

第3篇：生物燃料制備技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞] 生物質(zhì) 熱解氣化 經(jīng)濟(jì)評價(jià) 社會、環(huán)境效益

生物質(zhì)，一切有生命的可以生長的有機(jī)物質(zhì)的通稱。生物質(zhì)能是指蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量。現(xiàn)今世界，石油價(jià)格居高不下，能源、電力供應(yīng)趨緊，而化石能源和核能貯量有限且會對環(huán)境造成嚴(yán)重的后果，因此，各國政府和科學(xué)家對資源豐富、可再生性強(qiáng)、有利于改善環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的生物資源的開發(fā)利用給予了極大的關(guān)注。

生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)是使生物質(zhì)在控制氧含量條件下，通過高溫?zé)峤鈿饣瘜⒐腆w生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為主要含CO，H2，CH4，CnHm等可燃?xì)怏w，用于工業(yè)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、液體燃料合成、居民集中供氣、工業(yè)燃?xì)忮仩t、工業(yè)干燥和采暖供熱等方面。將各種生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成為高品位氣體燃料、電力或蒸汽，已經(jīng)受到國內(nèi)外政府和專家的廣泛重視。

一、我國生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)概況

從80年代初開始，經(jīng)過近20年的努力，我國生物質(zhì)氣化技術(shù)也日趨完善。我國自行研制的集中供氣和戶用氣化爐產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化試驗(yàn)及示范階段，形成了多個(gè)系列的爐型，可滿足多種物料的氣化要求，在生產(chǎn)、生活用能、發(fā)電、干燥、供暖等領(lǐng)域得到利用。目前，我國已進(jìn)入實(shí)用階段的生物質(zhì)氣化裝置種類較多，用途廣泛。取得了良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。我國已應(yīng)用或商品化的生物質(zhì)熱解氣化爐主要有以下幾類：

1.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院能源動(dòng)力所的ND系列、HQ～280型生物質(zhì)氣化爐,以及10GF54生物質(zhì)燃?xì)獠裼碗p燃料發(fā)電機(jī)組;

2.山東能源研究所的XFL系列生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng);

3.中科院廣州能源研究所的GSQ～1100大型生物質(zhì)氣化系統(tǒng)和木粉循環(huán)流化床裝置等。

近年來，已將煤氣化技術(shù)引入到生物質(zhì)氣化方面來，如沸騰流化床技術(shù)可用在細(xì)粒狀的生物質(zhì)氣化，克服了此類原料在固定床連續(xù)加料的困難，同時(shí)開發(fā)生物質(zhì)流態(tài)化熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物燃?xì)夂凸腆w產(chǎn)品綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，也被很多研究單位和高校重視，有關(guān)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究也在進(jìn)行中。

二、經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益

采用新技術(shù)新工藝充分而合理的利用了生物質(zhì)能這一清潔、可再生能源，改變了傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式，具有重要的能源經(jīng)濟(jì)意義和突出的環(huán)境效益，能逐步改變我國以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)，特別是為農(nóng)村地區(qū)因地制宜地提供清潔方便的能源，產(chǎn)生重要的影響。

1.經(jīng)濟(jì)評價(jià)

ND-600型生物質(zhì)熱解氣化爐已批量生產(chǎn)，用于木材烘干。北京順義京成木材廠使用三臺氣化爐，每臺每窯可節(jié)省6400kg的木材，增收640元，全年烘干30窯，可節(jié)省(增收)19200元，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率2~3倍，縮短烘干周期一半以上，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益。10GF54生物質(zhì)燃?xì)獠裼碗p燃料發(fā)電機(jī)組，節(jié)油率70%，全年節(jié)油5.7t，合8000多元，扣除成本，年節(jié)油效益6000余元，同時(shí)降低發(fā)電成本50%。GSQ-1100大型上吸式氣化爐以及木粉循環(huán)流化床裝置，投資回收期僅3個(gè)月左右，具有較大的實(shí)用價(jià)值。在民用燃?xì)夥矫?，若開展生物質(zhì)熱解氣化集中供氣，戶均投資僅相當(dāng)于城市煤氣的三分之一，為戶用沼氣建設(shè)投資的2倍左右。

隨著生物質(zhì)流態(tài)化熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物燃?xì)夂凸腆w產(chǎn)品綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)、實(shí)施和推廣應(yīng)用，以秸稈、枝椏、木屑等為原料，利用農(nóng)林廢棄物制備生物燃?xì)獠⒙?lián)產(chǎn)生物質(zhì)炭，主要產(chǎn)品為生物燃?xì)猓瑫r(shí)獲得副產(chǎn)品生物質(zhì)炭。如果將生物質(zhì)燃?xì)庥糜诎l(fā)電考慮，目前生物質(zhì)資源價(jià)格情況，按照250元/t計(jì)算，生物質(zhì)原料發(fā)電消耗為2kg/kWh，原料成本達(dá)到0.50元/kWh，發(fā)電成本較高，考慮人工工資、自身電力消耗、維修費(fèi)用、管理費(fèi)用、設(shè)備折舊費(fèi)等，發(fā)電成本達(dá)到了0.62元/kWh，在國家可再生能源政策的支持下，江蘇省生物質(zhì)電力上網(wǎng)價(jià)格為0.63元/kWh，因此將生物燃?xì)庥糜诎l(fā)電運(yùn)行利潤微薄。然而，通過綜合利用技術(shù)，發(fā)電所帶來的副產(chǎn)品蒸汽和生物質(zhì)炭，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)收益。在發(fā)電保本運(yùn)行的情況下，按照規(guī)模5.0MW/h的實(shí)驗(yàn)工程計(jì)算，每年運(yùn)行6000h，消耗原料10000t，可得到1500t生物質(zhì)炭，按照目前的市場價(jià)格，炭售價(jià)為1000元/t，共收入150萬元/a，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，以彌補(bǔ)發(fā)電的利潤不足。

2.社會、環(huán)境效益

我國豐富的生物質(zhì)資源，為生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電和熱電聯(lián)供，提供了資源保證?？梢猿浞掷媚芰科肺惠^低的生物質(zhì)，減少能量品位較高的煤、油等的消耗，從而緩解化石資源帶來的能源短缺的壓力。從環(huán)境角度看，它能有效地減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。

生物質(zhì)能可廣泛地用來生產(chǎn)電力，確保了國家電網(wǎng)電力供應(yīng)安全。要實(shí)現(xiàn)2020年國民經(jīng)濟(jì)翻兩番的目標(biāo)，保障可靠的電力供應(yīng)是必備的，但目前我國在電力供應(yīng)方面還存在著較大的缺口。因而因地制宜的利用當(dāng)?shù)氐纳镔|(zhì)資源（秸稈、薪柴、谷殼和木屑等），建立分散、獨(dú)立的離網(wǎng)或并網(wǎng)電站顯得尤為重要。潔凈的生物燃?xì)膺€能合成多種化學(xué)燃料，在一定程度上減少我國對化石燃料的依賴程度。

生物質(zhì)能屬于清潔能源，有助于國家的環(huán)境建設(shè)和CO2與SO2的減排。生物質(zhì)的有害物質(zhì)（硫和灰分等）含量僅為中質(zhì)煙煤的十分之一左右，另外，生物質(zhì)產(chǎn)生和能源利用過程所排放的CO2可納入自然界碳循環(huán)，實(shí)現(xiàn)CO2零排放，是減少CO2的重要的途徑。

生物質(zhì)熱解氣化的研究符合國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃和國家能源戰(zhàn)略需求，有助于提升我國生物質(zhì)能源領(lǐng)域的技術(shù)研究水平，推動(dòng)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對緩解我國石油資源短缺、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展、解決“三農(nóng)”問題起到十分積極的推動(dòng)作用。

我國在21世紀(jì)將面臨著經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，今后的能源發(fā)展格局，應(yīng)該借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，重視環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，改變能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的掠奪式粗放模式，開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。

三、結(jié)論

我國生物質(zhì)資源豐富，生物質(zhì)氣化技術(shù)對充分利用這些資源、緩解能源緊張、提高能源品位、改善環(huán)境質(zhì)量、提高人民生活水平等諸多方面具有重要意義，故大力開發(fā)生物質(zhì)氣化技術(shù)有著廣闊的前景。

隨著氣化技術(shù)的成熟和完善，生物質(zhì)氣化的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；瘧?yīng)用，不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且產(chǎn)生很好的社會效益。對保障國家安全、促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展及提升我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)競爭力的作用等具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣劍春:生物質(zhì)能源應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]．林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2002.22(2）

[2]朱清時(shí):生物質(zhì)潔凈能源[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001

[3]鐘 浩 謝 建 楊宗濤 張無敵 宋洪川:生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J]．云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)．2001，21(1)

第4篇：生物燃料制備技術(shù)范文

摘要：陶瓷膜主要是Al2O3、Zr02、Ti02和Si02等無機(jī)材料制備的多孔膜，其孔徑為2-50mm。具有化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑：機(jī)械強(qiáng)度大，可反向沖洗：抗微生物能力強(qiáng)：耐高溫：孔徑分布窄，分離效率高等特點(diǎn)，在食品工業(yè)、生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工業(yè)、石油化工、治金工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其市場銷售額以35%的年增長率發(fā)展著。陶瓷膜與同類的塑料制品相比，造價(jià)昂貴，但又具有許多優(yōu)點(diǎn)，它堅(jiān)硬、承受力強(qiáng)、耐用、不易阻寨，對具有化學(xué)侵害性液體和高溫清潔液有更強(qiáng)的抵抗能力，其主要缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴且制造過程復(fù)雜。

關(guān)鍵詞：陶瓷膜 新材料

1陶瓷膜技術(shù)發(fā)展概況

陶瓷膜也稱CT膜，是固態(tài)膜的一種，最早由日本的大日本印刷公司和東洋油墨公司在1996年開發(fā)引入市場。2004年7月，北美陶瓷技術(shù)公司順利完成了其價(jià)值超過500萬美元的新型雙磨盤研磨機(jī)的組裝，該設(shè)備在制備超薄陶瓷膜的生產(chǎn)技術(shù)上首屈一指，這同時(shí)也使得公司在制備超平、超完整陶瓷膜上的技術(shù)大大提升。

2陶瓷膜的廣泛應(yīng)用

2.1提純用陶瓷過濾膜

2004年8月，由北京邁勝普技術(shù)有限公司與山東魯抗醫(yī)藥有限公司研制的陶瓷膜過濾系統(tǒng)用于某種抗生素的分離提純獲得成功，這不僅優(yōu)化了此種抗生素的生產(chǎn)工藝，而目使抗生素收率提高15%，這是我國首次將陶瓷膜技術(shù)運(yùn)用于抗生素生產(chǎn)?？股氐姆蛛x提純，必須經(jīng)過對發(fā)酵液的過濾和對濾出的藥液進(jìn)行樹脂交換。目前，許多抗生素生產(chǎn)企業(yè)對氨基糖苷類抗生素發(fā)酵液的分離提純均采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾器，這種工藝需先將發(fā)酵液酸化調(diào)至一定的pH值，然后用敷設(shè)助濾劑層的真空轉(zhuǎn)鼓過濾器進(jìn)行預(yù)過濾，再用板框進(jìn)行復(fù)濾及樹脂交換。采用這種工藝不僅過程繁瑣，而目有效成分收率低，僅過濾和樹脂交換過程的收率損失達(dá)30%。

2.2鍍陶瓷包裝膜

在食品包裝領(lǐng)域，近年越來越引人注目的是具有高功能性和良好環(huán)保適應(yīng)性的透明鍍陶瓷膜。這種膜盡管目前價(jià)格較高，物理性能還有待進(jìn)一步改進(jìn)，但可預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來它將在食品包裝材料中占據(jù)重要的地位。陶瓷膜的加工鍍膜方法與通常的鍍金屬方法相似，基本上按我們己知的加工法進(jìn)行。鍍陶瓷膜由PET（12μm）陶瓷（Si0x）組成。氧化硅能分成4類，即Si0，Si304，Si203，Si02。對這種膜的主要要求是具有良好的透明度、極佳的阻隔性、優(yōu)良的耐蒸煮性、較好的可透過微波性與良好的環(huán)境保護(hù)性以及良好的機(jī)械性能[2]。

鍍陶瓷膜首先用作細(xì)條實(shí)心面的調(diào)味品包裝材料。其優(yōu)良的包裝性能引起了人們的注意。由于這種膜保味性極佳，因此，尤其適合于包裝易升華產(chǎn)品，如茶（樟腦）之類的易揮發(fā)材質(zhì)。由于其極好的阻隔性，除了作為高阻隔性包裝材料和作食品包裝材料用外、預(yù)計(jì)還可用在微波容器上作為蓋材，在調(diào)味品、精密機(jī)械零配件、電子零件、藥物和醫(yī)藥儀器等方而作為包裝材料。隨著加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如果這種膜在成本上大幅下降，那么它將得到迅速推廣和應(yīng)用。

2.3 燃料電池陶瓷膜

我國“863”計(jì)劃固體氧化物燃料電池（SOFC）項(xiàng)目經(jīng)過對新型中溫固體氧化物陶瓷膜燃料電池的長期研制，把陶瓷膜制備技術(shù)開拓應(yīng)用于SOFC的制作，把通常SOFC的高溫（1000-900℃）拓延到中溫階段（700-500℃）。目前中國科技大學(xué)無機(jī)膜研究所己經(jīng)研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質(zhì)的燃料電池。電池部件薄膜化以后，降低了電池的內(nèi)阻，提高了有用功率的輸出，不需要高溫的條件下實(shí)現(xiàn)了中溫化，操作溫度降到700-500℃[4]。這種新型燃料電池繼承了高溫SOFC的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了成本。此類陶瓷膜燃料電池具有廣闊的應(yīng)用前景[5]。

結(jié)束語

陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代，其發(fā)展可分為3個(gè)階段：用于鈾的同位素分離的核工業(yè)時(shí)期，于20世紀(jì)80年代建成了膜面積達(dá)400萬平方米的陶瓷膜的富集256UF6工廠，以無機(jī)微濾膜和超濾膜為主的液體分離時(shí)期和以膜催化反應(yīng)為核心的全面發(fā)展的時(shí)期。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷膜作為一種新型的材料，在各行各業(yè)的領(lǐng)域中，發(fā)揮著巨大的作用。其前景也越來越廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹捷，陳小安，王永剛，等.工程陶瓷材料精密加工技術(shù).機(jī)械工藝師，1998（6）：11_12.

[2]林濱.程陶瓷超精密磨削機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究：[博十學(xué)位論文].天津大學(xué)，1999.

[3]楊輝，吳明根.現(xiàn)代超精密加工技術(shù).航空精密制造技術(shù)，1997.

第5篇：生物燃料制備技術(shù)范文

關(guān)鍵詞生物柴油;優(yōu)點(diǎn);制備;發(fā)展現(xiàn)狀;措施;油葵;能源植物

AbstractThe merit of biodiesel，the preparation method，as well as research and development status at home and abrod were introduced. Then the advantage of oil sunflower as biodiesel energy meterial and the existing problems and measures in developing oil sunflower biodiesel industry were proposed to provide references for the research and application of biodiesel.

Key wordsbiodiesel;merit;preparation;development status;measures;oil sunflower;energy plant

能源是人類社會發(fā)展的支柱，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源的需求量也飛速增加。據(jù)BP公司的預(yù)測，按照目前的開采量計(jì)算，全世界石油儲量只能開采40年，天然氣為65年，煤炭為165年[1]。能源短缺已經(jīng)成為制約世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為此，尋求可再生能源倍受世界各國關(guān)注。生物質(zhì)能源作為可再生能源，是目前世界能源消耗總量僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要的地位。作為生物質(zhì)能源最重要的可再生液體燃料之一，生物柴油具有能量密度高、性能好、儲運(yùn)安全、抗爆性好、燃燒充分等優(yōu)良使用性能，還具有可再生性、環(huán)境友好性及良好的替代性等優(yōu)點(diǎn)，是最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笞谏锘后w燃料[2]，合理開發(fā)利用生物柴油對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)意義。

1生物柴油的特性

生物柴油是植物油、動(dòng)物脂肪以及食用廢棄油等油脂物經(jīng)過酯基轉(zhuǎn)移作用得到的脂肪酸酯類物質(zhì)，包括脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯[3-5]，具有石化柴油所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

(1)良好的燃燒性能。生物柴油燃燒指標(biāo)十六烷值高，大于49(石化柴油為45)，含氧量高，有利于壓燃機(jī)的正常燃燒，在燃燒過程中所需的氧氣量也較石化柴油少，燃燒、點(diǎn)火性能優(yōu)于石化柴油。

(2)優(yōu)良的環(huán)保性能和再生性能。生物柴油環(huán)保性能主要表現(xiàn)在:含硫量低，使二氧化硫和硫化物的排放低，可減少酸雨的發(fā)生[6];因其含氧量高，使其燃燒時(shí)一氧化碳排放量減少;基本不含芳香族烴類成分，產(chǎn)生的廢氣對人體損害低于柴油。生物柴油是以動(dòng)植物的生物質(zhì)為原料，因而又具有良好的可再生性能。

(3)較好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和性能。與石化柴油相比，生物柴油無添加劑時(shí)冷凝點(diǎn)達(dá)-20 ℃，具有較好的發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)性能;具有較高的運(yùn)動(dòng)粘度，在不影響燃油霧化的情況下，生物柴油更容易在汽缸內(nèi)壁形成一層油膜，從而提高運(yùn)動(dòng)機(jī)件的性能，降低噴油泵、發(fā)動(dòng)機(jī)缸和連桿的磨損率，延長其使用壽命。

(4)較高的安全性能。生物柴油閃點(diǎn)高，不屬于危險(xiǎn)品，有利于安全運(yùn)輸、儲存。

(5)原料易得。生物柴油的原料是植物油脂、動(dòng)物油脂、植物油精練后的下腳料、酸化油、潲水油或各種油炸食品后的廢棄油。其中植物類主要包括油菜、油用向日葵、大豆、棉花、芝麻、花生、蓖麻、亞麻、文冠果、烏桕樹、棕櫚樹、椰子樹、油桐樹、野蘇樹、桉樹、油茶、麻瘋樹、光皮樹等含油質(zhì)植物所榨取的油料。

總之，生物柴油作為一種可再生液體燃料，具有安全、環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)已成為世界各國保障能源安全的戰(zhàn)略舉措。

2生物柴油的制備方法

生物柴油的生產(chǎn)方法可以分為兩大類:物理法與化學(xué)法。物理法包括直接混合法與微乳液法;化學(xué)法包括裂解法、酯交換法。物理法操作簡單;但產(chǎn)品的物理性能(如粘度)和燃燒性能都不能滿足柴油的燃料標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)法中的裂解法能使產(chǎn)品粘度降低3倍，但仍不能符合要求。酯交換法是利用低碳醇在催化劑作用下與植物油或動(dòng)物油中的脂肪酸甘油酯進(jìn)行反應(yīng)的一種適用于生產(chǎn)生物柴油的方法[7]。酯交換法的催化劑包括酸堿催化、酶催化、超臨界催化和超臨界介質(zhì)中的酶催化等[8]。超臨界酯交換法制備生物柴油是最近幾年發(fā)展起來的一種有效方法。由于能很好地解決反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑難分離問題，因此超臨界酯交換法受到了廣大研究者的關(guān)注[9]。它的最大特點(diǎn)是不用催化劑，在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)取得較高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，極大地簡化了產(chǎn)物分離精制過程。超臨界的甲醇溶解性相當(dāng)高，油脂與甲醇能很好地互溶。超臨界甲醇法中，超臨界甲醇既是反應(yīng)介質(zhì)又是反應(yīng)物，起到催化劑的作用。采用超臨界甲醇法，酸和水的存在對最終轉(zhuǎn)化率沒有影響[10]。與現(xiàn)行化學(xué)法相比，在反應(yīng)速度、對原料的要求和產(chǎn)物的回收方面都有優(yōu)越性，因而日益受到人們重視[11]。生物酶法合成生物柴油具有條件溫和、不需要昂貴設(shè)備、醇用量少、產(chǎn)品易于收集、無污染物排放等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有前途的生物柴油合成方法，但也存在酶成本高、產(chǎn)物難分離、副產(chǎn)物抑制作用等問題。

3生物柴油在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1國外生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀

生物柴油的研究最早始于1970年[12]，近15年內(nèi)發(fā)展較快。盡管其發(fā)展的歷史不是很長，但是由于其良好的性能得到了世界各國的重視，大約有28個(gè)國家致力于生物柴油的研究和生產(chǎn)[13]。為大力推進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，歐美國家的政府制定了一系列的財(cái)政補(bǔ)貼、優(yōu)惠稅收等政策支持，德國、法國、意大利、美國、加拿大等國已建立了數(shù)家生物柴油生產(chǎn)廠并開始大規(guī)模利用生物柴油[14-15]。在生物柴油原料上，歐盟國家以油菜籽為主要原料，美國、巴西以大豆為主要原料，東南亞國家則利用優(yōu)越的自然條件種植油棕以獲取油脂資源。據(jù)2009—2012年中國生物柴油產(chǎn)業(yè)調(diào)研及投資前景預(yù)測報(bào)告顯示，2009年世界生物柴油年產(chǎn)量已達(dá)到1 590萬t。其中，以法國和德國為主的歐盟國家生物柴油產(chǎn)量約為870萬t，美國生物柴油的產(chǎn)量約為150萬t，巴西120萬t，阿根廷110萬t。預(yù)計(jì)2010年世界生物柴油產(chǎn)量可達(dá)1 900萬t以上。

3.2國內(nèi)生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀

我國生物柴油的研究與開發(fā)雖起步較晚，但發(fā)展速度很快，部分科研成果已達(dá)到國際先進(jìn)水平。研究內(nèi)容涉及到油脂植物的分布、選擇、培育、遺傳改良及其加工工藝和設(shè)備。20世紀(jì)80年代，由上海內(nèi)燃機(jī)研究所和貴州山地農(nóng)機(jī)所聯(lián)合承擔(dān)課題，對生物柴油的研發(fā)做了大量基礎(chǔ)性的試驗(yàn)探索[16]。許多科研院所和高校在植物油理化特性、酯化工藝、柴油添加劑和柴油機(jī)燃燒性能等方面開展了試驗(yàn)研究，同時(shí)中國林業(yè)科學(xué)院根據(jù)天然油脂化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，研究了生物柴油和高附加值的化工產(chǎn)品綜合制備技術(shù)，使生物柴油的加工利用不僅技術(shù)可行，而且經(jīng)濟(jì)上可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[17]。但是與國外相比，我國在發(fā)展生物柴油方面還有一定的差距，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模還較小[6]。雖然我國生物柴油的發(fā)展僅處于初級階段，但是我國政府對發(fā)展石油替代燃料非常重視，制定了多項(xiàng)促進(jìn)其大力發(fā)展的政策，“十五”規(guī)劃綱要將發(fā)展生物液體燃料確定為國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。2004年，科技部啟動(dòng)“十五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃“生物燃料油技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，國家發(fā)展和改革委員會也明確將“工業(yè)規(guī)模生物柴油生產(chǎn)及過程控制關(guān)鍵技術(shù)””列入“節(jié)約和替代石油關(guān)鍵技術(shù)”中。“十一五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃中也將生物柴油等生物質(zhì)能源的研發(fā)列在首位[18]。目前我國生物柴油的研究開發(fā)也取得了一些重大成果。海南正和、四川古杉和福建卓越等公司都已開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，相繼建成了規(guī)模超過萬噸的生產(chǎn)廠，特別是四川古杉以植物油下腳料為原料生產(chǎn)生物柴油，產(chǎn)品的使用性能與0號柴油相當(dāng)，燃燒后廢物排放指標(biāo)達(dá)到德國DIN5 1606標(biāo)準(zhǔn)[19]。這標(biāo)志著生物柴油這一高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已在中國大地誕生。生物酶法制取生物柴油也取得了很大進(jìn)步，2007年河北秦皇島領(lǐng)先科技投資建設(shè)國內(nèi)首家年產(chǎn)10萬t生物酶法合成生物柴油產(chǎn)業(yè)，該技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平?？傮w來看，我國生物柴油的發(fā)展?fàn)顩r良好，生物柴油已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。

4油葵作為生物柴油原料的優(yōu)點(diǎn)

生物柴油的原料必須滿足一定的條件，如區(qū)域可行性、原料價(jià)格和燃油價(jià)格等。選擇油葵作為生物柴油的原料，是由于油葵具有如下一些特殊的性能。

(1)油葵適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)，不占用優(yōu)質(zhì)土地資源。首先，油葵對氣候溫度要求不高，世界各地區(qū)的各類土壤或各種地貌均可種植[20]。其次，油葵抗逆性強(qiáng):抗旱、抗病、耐鹽堿，作業(yè)簡單，生育期短。再者，與一般作物相比，種植雜交油葵省工、省肥、省水、省農(nóng)藥，易管理、成本低、效益好。在無霜期較短地區(qū)可以生產(chǎn)1季，在無霜期較長地區(qū)還可以栽培2季，這樣便提高了復(fù)種指數(shù)，增加農(nóng)民收入。第四，雜交油葵是鹽堿地先鋒作物[21]，對鹽堿地具有很好的改良效果。在全鹽量0.77%的土壤條件下(屬重度鹽漬化)，雜交油葵產(chǎn)量高達(dá)4 395 kg/hm2。有鑒于此，可在我國沿海鹽堿地、內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)大規(guī)模發(fā)展能源油葵產(chǎn)業(yè)。

(2)油葵的豐產(chǎn)性和高含油率是農(nóng)牧民增收的物質(zhì)基礎(chǔ)。油葵皮薄飽滿出仁率高，一般出仁率達(dá)到75%，而且籽實(shí)含油量高，一般達(dá)到45%~50%。因此，種植雜交油葵可以較大幅度的增加農(nóng)牧民的經(jīng)濟(jì)收入，特別是在我國較貧困的西部地區(qū)，廣大農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)條件的改善對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

(3)油葵綜合利用潛力大，可以促進(jìn)我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。油葵的花、花盤、莖桿、皮殼的綜合利用價(jià)值也很高。葵花是很好的蜜源，可以發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)?；ūP是畜牧業(yè)的精飼料，最適合飼喂豬、雞，可以做青貯飼養(yǎng)牛羊?；ūP含粗蛋白7%~9%，含粗脂肪6.5%~10.5%，幾乎與大麥、燕麥相當(dāng);無氮浸出物(主要是淀粉)48.9%，高于苜蓿，與燕麥接近;果膠2.4%~3.0%，可以增加飼料的適口性;其灰分含量比大麥、燕麥多2倍。榨油后的餅粕可為發(fā)展畜牧業(yè)提供一部分高質(zhì)量的飼料來源。秸稈還可作染料和造紙的原料等。

(4)利用向日葵生產(chǎn)柴油，可以為農(nóng)村社會發(fā)展提供機(jī)會。據(jù)預(yù)測，2020年全球可再生生物柴油年需求量，將從當(dāng)前的1 000萬t大幅增加至3 500萬t。這為向日葵制造生物柴油提供了廣闊的發(fā)展空間。利用向日葵生產(chǎn)生物柴油，可以走出一條農(nóng)業(yè)產(chǎn)品向工業(yè)品轉(zhuǎn)化的富農(nóng)強(qiáng)農(nóng)之路，有利于調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入。如果在我國西部地區(qū)大力發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)，必然會給地方發(fā)展提供新的機(jī)遇，促進(jìn)第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5我國發(fā)展油葵生物柴油存在的問題及解決措施

雖然我國發(fā)展油葵生物柴油已經(jīng)具備了相應(yīng)的理論依據(jù)，油葵種植也形成了一定的規(guī)模，國家也出臺了一系列的優(yōu)惠政策，但油葵生物柴油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展仍需解決好以下一些問題。

(1)提高油葵抗逆性。油葵用作能源植物種植，必須堅(jiān)持不與糧爭地。應(yīng)種植在較為干旱、貧瘠、鹽堿的土地上，因此雖然現(xiàn)有的油葵具有抗旱、抗鹽等優(yōu)良特性，但仍需要提高其抗逆性，以便擴(kuò)大油葵的種植面積，穩(wěn)定原料供應(yīng)。

(2)培育能源油葵新品種。從品種角度分析，油葵含油率和脂肪酸結(jié)構(gòu)成為影響生物柴油轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素，因此，培育生物柴油的專用品種具有重要的意義。

(3)重視油葵生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈的綜合加工利用。生物柴油不是油葵生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈的唯一產(chǎn)品，它還有秸稈、油餅、甘油及VE 等不同生產(chǎn)階段的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品的綜合利用，對于提高向日葵生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值具有重要的意義。

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第6篇：生物燃料制備技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：生物柴油；乳化液；燃燒特性

生物柴油是一種再生能源，其不含芳香烴、硫、十六烷值較高、能降解、燃燒性能好、能任意比例與柴油混合等優(yōu)點(diǎn)。生物柴油是一種內(nèi)燃機(jī)替代的燃料。但生物柴油粘度高、揮發(fā)性較差、NO排放不好等缺點(diǎn)。微乳化生物柴油通過燃燒時(shí) “微爆”現(xiàn)象、水煤氣加速燃燒及水滴氣化吸熱降低火焰溫度，在減排同時(shí)增加燃燒熱值，達(dá)到良好的環(huán)保節(jié)能效果。

微乳化生物柴油技術(shù)現(xiàn)在已有了一些成果，但穩(wěn)定性較差、保存時(shí)間較短和乳化劑成本高等問題。通過大豆油和環(huán)氧乙烷縮合物、卵磷脂和氯化十六烷吡啶的不同配比得到透明、穩(wěn)定、環(huán)保的微乳化生物柴油配方，測試其粘度、粒徑、燃燒熱值等參數(shù)，研究其特性。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

1.1 試驗(yàn)裝備

試驗(yàn)儀器有電動(dòng)攪拌器、電子天平、電子顯微鏡、自動(dòng)粘度計(jì)、pH儀、氧彈熱量分析儀、水分測定儀、氧化安定儀。試劑有大豆油和環(huán)氧乙烷混合物、卵磷脂、氯化十六烷基吡啶，均為分析純、生物柴油。

1.2 試驗(yàn)方法

部分生物柴油，加入微乳化劑，攪拌均勻后加入一定的水，充分混合，形成油包水型微乳化液。離心一段時(shí)間，觀察油水分離情況，測定微乳化油穩(wěn)定性。用顯微鏡觀察微乳化油微觀形態(tài)，用粘度計(jì)、pH計(jì)、密度計(jì)、氧彈分析儀分析物理特性。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化劑用量的確定

對不同比例配方試驗(yàn)（表1），觀察穩(wěn)定性，經(jīng)試驗(yàn)確定大豆油和環(huán)氧乙烷混合物和卵磷脂的用量分別為1.3%和0.7%效果最佳。添加一定含量的氯化十六烷基吡啶水溶液，形成無色、透明、均一、穩(wěn)定的微乳化生物柴油，靜置6個(gè)月油水不分離（表2）。

當(dāng)氯化十六烷基吡啶1%及以上時(shí)乳化油結(jié)塊。

用低室溫循環(huán)法確定乳化液配方（1.3% 大豆油和環(huán)氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶）的微乳化生物柴油穩(wěn)定性最好。

2.2 燃燒和物理特性

顯微鏡下觀察微乳化生物柴油小液滴，平均直徑為2.45？滋m。液滴直徑越小，乳化油越穩(wěn)定（圖1）。

氧彈法測量樣品熱值（表3），去除水分含量后，熱值為40 276.7J/g，高于純生物柴油，微乳化生物柴油的燃燒速率比燃燒生物柴油更高，存在放熱始點(diǎn)較晚，著火延遲期長的缺點(diǎn)。

在45℃下，微乳化生物柴油粘度為4.57 cP，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

微乳化生物柴油的pH值、氧化安定值和密度都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

（1）1.3% 大豆油和環(huán)氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶配置的微乳化生物柴油具有良好的穩(wěn)定性。（2）試驗(yàn)制備的微乳化生物柴油燃燒熱值高于純生物柴油。（3）試驗(yàn)制備的微乳化生物柴油的粘度、pH值、氧化安定值等物理特性與純生物柴油接近，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：生物燃料制備技術(shù)范文

摘 要：生物質(zhì)綠色可再生資源具有產(chǎn)量大、資源豐富、環(huán)境友好、可加工制作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)外能源與包裝行業(yè)研究的熱點(diǎn)材料。隨著科技發(fā)展，秸稈生物質(zhì)基包裝材料被研究加工并應(yīng)用的范圍越來越大。

關(guān)鍵詞：秸稈生物質(zhì)；包裝材料；資源豐富

1 引言

當(dāng)今世界公認(rèn)的第四大能源是農(nóng)林生物質(zhì)，它僅次于煤炭、石油和天然氣。農(nóng)林生物質(zhì)廉價(jià)而寶貴、對環(huán)境友好，是綠色可再生的資源。全球每年農(nóng)林生物質(zhì)資源十分豐富，品種多樣、地域分散、產(chǎn)量巨大、收儲季節(jié)性強(qiáng)。我國每年僅農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量8.5億噸，包括糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物秸稈，其中以小麥秸稈、稻草為代表的糧食作物秸稈占總量的70%左右?？捎糜诠I(yè)能源原料的能源林和灌木林有3億多噸。因此，可以說我國農(nóng)林生物質(zhì)資源極其豐富。隨著學(xué)科交叉和領(lǐng)域融合，當(dāng)今科技水平快速發(fā)展，社會對科學(xué)發(fā)展的環(huán)境可持續(xù)性的認(rèn)識越來越多。目前，我國林業(yè)化工、機(jī)械工程等學(xué)科對生物質(zhì)基材料的研究內(nèi)容主要集中于高效轉(zhuǎn)化生物質(zhì)纖維，使“纖維組分分離、分級定向轉(zhuǎn)化過程”，制備新材料。現(xiàn)在生物質(zhì)纖維材料加工研究技術(shù)包括兩種，物理改性和化學(xué)改性。物理改性是讓生物質(zhì)纖維化學(xué)成分不變，通過一些機(jī)械力學(xué)、傳熱學(xué)、加高壓等方法改變生物質(zhì)纖維的結(jié)構(gòu)和表面性能；化學(xué)改性常用方法有酸堿法、有機(jī)溶劑法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等?；瘜W(xué)改性是讓生物質(zhì)纖維改變化學(xué)成分的同時(shí)結(jié)構(gòu)和表面性能也發(fā)生改變，改性后的新材料表現(xiàn)出不同的性能。改性生物質(zhì)基包裝材料既是一個(gè)多學(xué)科交叉并融合的研究新領(lǐng)域，又是一個(gè)新興的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈群體，比如從秸稈的收集組分分離（或不分離）微生物發(fā)酵（或重組）能源（或可降解產(chǎn)品），實(shí)現(xiàn)秸稈的高效合理、生態(tài)環(huán)保的綜合利用。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

在過去，人類將秸稈收割后用作農(nóng)田肥料、燃料、建房、家畜飼料、手工制品和工具等?，F(xiàn)在國外，許多發(fā)達(dá)國家在生物質(zhì)能源利用方面已經(jīng)制定了一些大型的開發(fā)研究項(xiàng)目，如日本的陽光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、丹麥秸稈發(fā)電廠、美國的能源農(nóng)場和巴西的乙醇能源計(jì)劃等。這些研究項(xiàng)目中因存在污染環(huán)境、易產(chǎn)生有害物質(zhì)和難于綜合利用等問題，發(fā)達(dá)國家也已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向用纖維素酶水解方法的研究[1]。丹麥?zhǔn)鞘澜缟鲜紫仁褂媒斩挵l(fā)電的國家。阿維多發(fā)電廠建于上世紀(jì)90年代，每年燃燒15萬噸秸稈，可滿足幾十萬用戶的供熱和用電需求，被譽(yù)為全球效率最高、最環(huán)保的熱電聯(lián)供電廠之一。發(fā)電原料和煤、油、天然氣相比，秸稈發(fā)電成本低、污染少，是最劃算的燃料；另外，秸稈燃燒后的草木灰還可以作為農(nóng)田肥料。日本是一個(gè)相對資源緊缺的國家，每年的秸稈幾乎被全部利用，其中主要是還田、粗飼料、混合燃料等?；旌先剂险託獍l(fā)酵真正對纖維素原料轉(zhuǎn)化沼氣的研究還很不夠，日本正在積極挖掘秸稈的燃料轉(zhuǎn)化潛力，日本地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)與本田技術(shù)研究所已成功從秸稈所含纖維素中提取出了乙醇燃料。歐洲和美國在生物制氣化發(fā)電的研究與開發(fā)方面處于領(lǐng)先水平，但因?yàn)樯镔|(zhì)燃?xì)鈨艋难芯块L期以來一直沒有突破，所以這一技術(shù)難以應(yīng)用和推廣。

國內(nèi)在生物質(zhì)可再生能源的能源化技術(shù)方面，我國針對秸稈先后開展了沼氣發(fā)酵和秸稈氣化。在沼氣發(fā)酵中，秸稈轉(zhuǎn)化率很低，而且嚴(yán)重影響產(chǎn)氣率。在秸稈發(fā)酵乙醇研究方面，主要沿用木材處理或淀粉發(fā)酵乙醇的技術(shù)路線，昂貴的“完全”酸水解或酶水解難以實(shí)現(xiàn)完全利用秸稈中木質(zhì)素、半纖維素和高結(jié)晶度纖維素的理想，難以適應(yīng)工業(yè)化的要求。

秸稈生物質(zhì)基新材料在包裝行業(yè)也成為偏愛和研究的熱點(diǎn)。林業(yè)部林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院、南京林業(yè)大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)也陸續(xù)開展了以竹材、麥秸、稻草、玉米稈等為主要原料研究人造板工藝技術(shù)。中國林科院木材工業(yè)研究所進(jìn)行了復(fù)合材料“非木質(zhì)纖維人造板”工藝與材料性能研究，并成功開發(fā)出了稻殼板、麥秸板、棉稈和麻稈板、稻草板等新材料。在生物質(zhì)材料產(chǎn)品方面，秸稈作為工業(yè)原料主要用于工業(yè)造紙，其它的應(yīng)用主要有：西北農(nóng)林科技大學(xué)開展模壓制品的研究[3]，如一次性快餐盒、托盤、家具構(gòu)件和建筑構(gòu)件等；南京林業(yè)大學(xué)將秸稈壓縮成型制作復(fù)合秸稈板材，建筑墻體材料，復(fù)合秸稈包裝材料等；西南師范大學(xué)也進(jìn)行了可降解餐盒的研究，但由于植物纖維成分各異、含水量不等和化學(xué)特性不同，在研發(fā)技術(shù)和配方上存在較大差別，很多技術(shù)參數(shù)只能在實(shí)驗(yàn)中摸索，因此也就影響了餐具制品的性能穩(wěn)定。目前符合國家食品包裝安全材料標(biāo)準(zhǔn)的生物質(zhì)基包裝材料還不多，尤其是產(chǎn)品的耐水耐油性、耐酸堿性、良好的機(jī)械力學(xué)性等。東華大學(xué)以秸稈纖維為基體進(jìn)行了木質(zhì)陶瓷材料的研究[4]，以秸稈纖維為原料制成高密度秸稈纖維非織造布；然后采用氣流成網(wǎng)法進(jìn)行材料陶瓷化，工藝操作簡單，新材料性能可以和以木材為原料加工的中密度纖維板性能媲美。

3 應(yīng)用前景

植物秸桿類包裝容器，原材料來源極其豐富，不僅可以完全降解，而且可以增加農(nóng)民的收入、緩解資源短缺，有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

建立一個(gè)以年產(chǎn)5000萬只托盤的生產(chǎn)線規(guī)模計(jì)算，年創(chuàng)產(chǎn)值1250萬元，正常生產(chǎn)年產(chǎn)品總成本為900萬元，年純利潤可達(dá)270萬元，投資利潤率為24%。以產(chǎn)品使用秸稈顆粒45g（以托盤計(jì)），該生產(chǎn)規(guī)模的加工廠，每年消耗秸稈2250噸，若秸稈以300元/噸的價(jià)格收購，每年可以直接為農(nóng)民帶來67.5萬元的收入。從包裝容器的市場需求量來看，對于一個(gè)數(shù)百萬的城市，每天的需求量就達(dá)10萬只以上，需要目前的成型設(shè)備18臺，預(yù)計(jì)在未來5年內(nèi)成型設(shè)備的銷售量將達(dá)到240臺，僅設(shè)備制造可以創(chuàng)產(chǎn)值6720萬元。

3.2 社會效益

該技術(shù)研究成功，可以拓寬更多的應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用育苗缽盤、木炭盆景、復(fù)合板材、電子產(chǎn)品包裝緩沖襯墊、建筑材料的隔熱保溫板等，為農(nóng)民致富提供良好的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.3 環(huán)境效益

減少對環(huán)境的污染。秸稈的使用避免了就地焚燒造成的環(huán)境污染，另一方面全降解一次性包裝容器的使用，直接減少了由于使用發(fā)泡材料（EPS）帶來的白色污染，環(huán)境效益顯著。

因此，無論從可持續(xù)發(fā)展、還是環(huán)境保護(hù)、可利用資源等問題來分析，秸稈生物質(zhì)基包裝材料的研制成功，代表了目前和更長遠(yuǎn)時(shí)間內(nèi)一次性全降解包裝容器的發(fā)展方向。生物質(zhì)基包裝材料的市場前景非常廣闊，各種食品及農(nóng)產(chǎn)品包裝的多樣化需求，也為新材料的研究成果提供廣泛的應(yīng)用空間，激發(fā)了秸稈生物質(zhì)基包裝材料的新研究領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]陳牧，連之娜，李鑫.玉米秸稈蒸爆渣的氨基酸輔助纖維素酶水解[J].生物質(zhì)化學(xué)工程，2010，（44）：15-18.

[2]馬曉軒，范代娣，馬沛等.秸稈微生物降解及發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（39）：71-74.

[3]高寶云，邱濤，李榮華等.巰基改性玉米秸稈粉對水體重金屬離子的吸附性能初探[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，（40）：185-190.

第8篇：生物燃料制備技術(shù)范文

2011年10月7日，英國湯普森航空公司的地溝油航班從伯明翰機(jī)場起飛，首航成功。2012年6月，荷蘭皇家航空公司的地溝油航班也開始飛行，并計(jì)劃從中國購買超過一萬噸的地溝油，其中首批2000噸已經(jīng)發(fā)貨。將地溝油制成生物燃油為飛機(jī)提供動(dòng)力，這當(dāng)然算是把“資源”放對了地方。其實(shí)，世界各地都在嘗試為地溝油找一個(gè)“好歸宿”。

地溝油的新用途之一—房頂涂料

科學(xué)家們一直在尋找地溝油的其他用途。在2010年的美國化學(xué)會春季年會上，就有一個(gè)公司介紹了他們在美國能源部資助下開發(fā)出的地溝油新用途——節(jié)能涂料。

在美國的多數(shù)地區(qū)，冬天要用暖氣、夏天要開空調(diào)，二者都是相當(dāng)耗費(fèi)能源的事情。如果房頂使用黑色的涂層，比如瀝青，那么保溫性能就會比較好，所需要的暖氣就會少一些。但是，這樣的房子到了夏天，就會從陽光中吸收更多的熱量，從而增加空調(diào)的負(fù)擔(dān)。如果使用白色的涂層，則是相反——有利于夏天節(jié)省空調(diào)費(fèi)用，但是冬天卻又需要更多的暖氣。

而這種用地溝油做成的涂料卻可以二者兼得。環(huán)境溫度高于某個(gè)值的時(shí)候，它會反射陽光的熱量；而低于那個(gè)溫度的時(shí)候，它就會吸收陽光的熱量。這樣有助于保持房子里邊冬暖夏涼，從而減少總的能量消耗。而且，通過改變制作配方，還可以調(diào)整這個(gè)“轉(zhuǎn)折溫度”。

這項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)者聲稱，雖然廢棄食用油通常有異味，但是制造出來的涂料卻是沒有氣味的。根據(jù)所加的添加劑，它還可以呈現(xiàn)不同的顏色。它可以用于各種材質(zhì)的房頂，能夠持續(xù)多年，并能二次刷涂。他們估計(jì)，如果進(jìn)一步的測試結(jié)果依然良好，這項(xiàng)技術(shù)有望在三年后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

不過，開發(fā)者也提醒大家：這種涂料雖然是以廢棄的食用油作為原料而得到，但是并不意味著大家可以直接把收集來的油倒在房頂上，以試圖獲得相似的效果。這種涂料的生產(chǎn)過程中使用了一種關(guān)鍵助劑，才能把油轉(zhuǎn)化成一種液體聚合物。這種聚合物干燥之后變成了一種無毒而且不可燃的塑料。如果直接把油倒在房頂，油不會聚合，還有引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

地溝油的新用途之二—制備選礦藥劑

北京科技大學(xué)環(huán)境工程系王化軍教授等人成功研發(fā)地溝油制備選礦藥劑的綜合利用技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可利用“地溝油”生產(chǎn)用于選礦的脂肪酸和脂肪酸鈉，幾乎不會產(chǎn)生二次污染。目前該項(xiàng)技術(shù)已開始在部分鋼鐵企業(yè)應(yīng)用，并正在申請國家專利。有關(guān)專家認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步研究和推廣應(yīng)用，對于避免環(huán)境污染、降低選礦成本、減少食品安全威脅等方面都將具有重要意義。

地溝油的新用途之三—生產(chǎn)乙醇、沼氣

一桶桶泔水經(jīng)過分揀、分離，一部分變身生物柴油的原料，另一部分繼續(xù)發(fā)酵成為燃料乙醇和沼氣，剩余的廢渣則全部轉(zhuǎn)化為肥料。通過技術(shù)集成創(chuàng)新，昔日令人頭疼的餐廚泔水和地溝油，如今卻變廢為寶，成為新能源。

第9篇：生物燃料制備技術(shù)范文

關(guān)鍵詞: 微藻生物技術(shù) 專業(yè)建設(shè) 海洋特色

1.引言

微藻生物技術(shù)興起于20世紀(jì)50年代,它可以被理解為,以微藻生物學(xué)為基礎(chǔ),利用微藻生物體系和工程原理,提供商品和社會服務(wù)的綜合性科學(xué)。其本質(zhì)上與農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相似,即利用太陽光能大量生產(chǎn)生物量,用作人類的有機(jī)資源[1]。微藻生物技術(shù)發(fā)展至今大致可分為兩個(gè)階段。1940年―1980年,初步形成一個(gè)比較完整的微藻生物技術(shù)體系。此時(shí)期開發(fā)出的用于培養(yǎng)小球藻、螺旋藻和鹽藻的開放式培養(yǎng)系統(tǒng)在許多國家和地區(qū)得到了成功推廣,使人類看到了微藻生物技術(shù)的巨大經(jīng)濟(jì)潛力。1980年―2000年,微藻生物技術(shù)迅速發(fā)展,形成了富有特色的微藻生物技術(shù)研究體系。目前,全球微藻年產(chǎn)量約8,000―10,000噸,廣泛應(yīng)用于食品、飼料、精細(xì)化工原料、醫(yī)藥和航空航天等領(lǐng)域,前景十分廣闊。

我國20世紀(jì)50年代中期進(jìn)行微藻的相關(guān)研究,70年代至80年代對螺旋藻、鹽藻及一些固氮藍(lán)綠藻的培養(yǎng)與應(yīng)用等研究取得了一定的成績。90年代后期,我國微藻生物技術(shù)快速發(fā)展。迄今,我國在藻種選育、培養(yǎng)技術(shù)、生物活性成分的分離制備、生物轉(zhuǎn)化、工廠化培養(yǎng)、微藻保健食品和海水養(yǎng)殖等方面,已達(dá)到或接近國際水平。

近年來,隨著陸地資源的衰竭,豐富的海洋微藻資源成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。尤其是海洋微藻在保健食品、藥物、飼料、化妝品、生物農(nóng)藥和污水治理等方面展現(xiàn)的應(yīng)用前景,為微藻生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶來了良好的契機(jī)[2]。在微藻生物技術(shù)應(yīng)用日益廣泛的今天,如何利用微藻生物技術(shù)專業(yè)凸顯海洋特色,對人才培養(yǎng),突出我校辦學(xué)的海洋特色,以及“江蘇省海洋大學(xué)”的申報(bào)等意義重大。

2.創(chuàng)建微藻生物技術(shù)專業(yè),在經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要中體現(xiàn)我校海洋特色

自人們認(rèn)識到微藻的開發(fā)價(jià)值和巨大經(jīng)濟(jì)潛力以來,微藻生物技術(shù)得到了迅速發(fā)展。全世界有關(guān)微藻生物技術(shù)的專利在1953―1980年的27年間共77項(xiàng),平均每年僅2.85項(xiàng);在1981―1993年間卻達(dá)到了194項(xiàng),平均每年16.17項(xiàng);微藻生物技術(shù)也從實(shí)驗(yàn)室走向了產(chǎn)業(yè)化,為人類新資源的開發(fā)開創(chuàng)了新天地。近年來美國、德國和日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把海洋生物技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展方向,尤其是將海洋微藻的大規(guī)模培養(yǎng)及其天然活性物質(zhì)的分離提取等技術(shù)放在首位。

我校可通過借鑒國內(nèi)中國科學(xué)院有關(guān)研究所、煙臺大學(xué)、大連理工大學(xué)、中國海洋大學(xué)、廈門大學(xué)等單位在微藻研究領(lǐng)域等的成果和經(jīng)驗(yàn),精心做好專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,對構(gòu)建微藻生物技術(shù)特色專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)模式、課程體系與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)則[3,4]。同時(shí)我校海洋學(xué)院也可以將傳統(tǒng)的生物工程、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品科學(xué)與工程和海洋科學(xué)等學(xué)科交叉融合,通過整合人力、物力資源,進(jìn)行微藻生物技術(shù)專業(yè)的創(chuàng)建。海洋學(xué)院利用現(xiàn)有的研究條件和研究隊(duì)伍,以及國內(nèi)微藻生物技術(shù)的的研究成果,可使該專業(yè)具有較高的整體水平,并逐步形成專業(yè)特色[5]。我國本科高校,多將微藻生物技術(shù)歸屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)科,或列入海洋生化工程學(xué)科的研究方向下,而未作為一個(gè)獨(dú)立的專業(yè)。在此契機(jī)下,創(chuàng)建微藻生物技術(shù)專業(yè)恰能凸顯我校的海洋特色。

與其它生物技術(shù)相比,我國微藻生物技術(shù)尚處于初級發(fā)展階段,還存在許多“瓶頸”,需要多學(xué)科的通力合作。針對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,積極開展基于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要的微藻生物技術(shù)專業(yè)的建設(shè),可為國內(nèi)微藻生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供很好的人才保障。同時(shí),結(jié)合經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的需要,該專業(yè)可積極開展β胡蘿卜素、醫(yī)藥品、色素、高價(jià)值油脂及動(dòng)物飼料等微藻生物制品的研究。

3.強(qiáng)化微藻生物技術(shù)專業(yè)優(yōu)勢,以科研實(shí)力支撐我校海洋特色

科學(xué)研究是探索自然、社會與思維等事物的性質(zhì)和客觀規(guī)律。我校海洋學(xué)院在海洋生物學(xué)(省級重點(diǎn)建設(shè))、水產(chǎn)品加工和水產(chǎn)養(yǎng)殖(校級重點(diǎn)建設(shè))等三個(gè)學(xué)科涵蓋的“重要海洋生物種質(zhì)資源的保護(hù)和利用”、“海洋生物活性物質(zhì)研究和利用”、“水產(chǎn)品精深加工技術(shù)研究和質(zhì)量安全”、“海洋生態(tài)與環(huán)境”五個(gè)相對穩(wěn)定的研究方向下,積極開展了微藻生物技術(shù)方向的科學(xué)研究,在海洋微藻的化感作用、海藻與赤潮藻類的化感作用、海洋微藻的光衰減、海洋微藻多糖的合成、分離和純化、海洋微藻種質(zhì)庫的建立、海洋經(jīng)濟(jì)微藻濃縮與保存技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用試驗(yàn)、抗生素對海洋微藻的促生長作用、螺旋藻的海水馴化及其對生產(chǎn)性能的影響、微波法提取雨生紅球藻中的蝦青素等省教育廳、江蘇省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和校級課題的研究上獲得了一些有價(jià)值的科研成果。

同時(shí),我校海洋學(xué)院擁有學(xué)術(shù)水平較高的結(jié)構(gòu)合理的科研團(tuán)隊(duì),在海水增養(yǎng)殖技術(shù)、海洋生物病害防治、海洋微生物酶類、海洋魚貝類加工及保鮮、海洋活性物質(zhì)研究等方面取得了許多高水平的研究成果。近5年500余篇,出版學(xué)術(shù)專著和教材多部,獲發(fā)明專利9項(xiàng),科技成果轉(zhuǎn)讓多項(xiàng),直接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)千萬元。目前,承擔(dān)各級各類項(xiàng)目50多項(xiàng),其中主持和承擔(dān)國家級項(xiàng)目9項(xiàng)(主持國家自然基金1項(xiàng)、承擔(dān)國家自然基金4項(xiàng)、主持國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目2項(xiàng)),承擔(dān)省級項(xiàng)目30多項(xiàng)(其中主持省科技廳項(xiàng)目3項(xiàng))。以上科研成果可逐步構(gòu)成穩(wěn)定的微藻生物技術(shù)專業(yè)的研究方向,并強(qiáng)有力地支撐我校辦學(xué)的海洋特色。

4.培養(yǎng)優(yōu)秀專業(yè)人才,將我校海洋特色與地方經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合

我校是江蘇省特別是蘇北地區(qū)相關(guān)行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的重要基地之一。微藻生物技術(shù)專業(yè)可緊密圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主,使本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)立足本省,重點(diǎn)滿足企事業(yè)需要。在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中,通過強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)和以雙贏校外實(shí)習(xí)基地為平臺的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力,使他們成為既具有濃厚創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,又能積極參與地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的人才[6,7]。

近年來,連云港贛榆、灌云、灌南和東海等縣海水養(yǎng)殖業(yè)異軍突起,成為致富漁民的支柱產(chǎn)業(yè)。特別是貝類養(yǎng)殖、魚蝦養(yǎng)殖迅速崛起,對餌料的需求急劇激增,也對餌料質(zhì)量提出了更高的要求。鑒于此,微藻生物技術(shù)專業(yè)可依托我校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,將魚蝦貝類的生理特征、生活習(xí)性、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)微藻餌料的制備等作為研究課題,采用開放實(shí)驗(yàn),專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn),以及畢業(yè)設(shè)計(jì)與論文等方式,培養(yǎng)基于連云港地方經(jīng)濟(jì)需求的優(yōu)秀的應(yīng)用型人才,從而將我校海洋特色與地方經(jīng)濟(jì)緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和社會服務(wù)的三大功能。

5.努力推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化,在開展科技合作中融合我校海洋特色

可持續(xù)發(fā)展是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)研究的主導(dǎo)方向,目前絕大部分化工產(chǎn)品的原料來自于石油,隨著石油資源的日益枯竭,近年來人們的目光聚焦于可再生的生物資源,其中通過水生微藻養(yǎng)殖制備全新的燃料源成為備受關(guān)注的亮點(diǎn)。我國具有可觀的海洋微藻資源總量,專家認(rèn)為這為我國在尋找石油替代品的研究提供了一次歷史機(jī)遇,做好微藻制備燃料源的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作,對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。

早在1978年,美國在“水生種類計(jì)劃”研究中就已經(jīng)證實(shí)能夠利用微藻制造生物柴油。他們指出,用微藻來生產(chǎn)生物柴油已經(jīng)比礦物油具有價(jià)格競爭力,并且能減排柴油發(fā)電機(jī)廢氣中高達(dá)92%的CO2和氧化氮。10―20年后,當(dāng)容易開采的石油接近枯竭,全球變暖加劇,微藻生物柴油相對昂貴的石油替代品,如頁巖油和瀝青砂油,將具有更大的價(jià)格競爭力。鑒于此,微藻生物技術(shù)專業(yè)可利用我校的交叉學(xué)科優(yōu)勢,積極開展基于微藻資源的全新的燃料源的研究開發(fā)工作。而且可以從微藻中提取出更多的生物制品和副產(chǎn)品,進(jìn)一步提高微藻培養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性。其產(chǎn)量高、需水少、肥料效率高,潛在產(chǎn)量超過陸地農(nóng)作物產(chǎn)量的30倍,海洋微藻的生產(chǎn)優(yōu)勢,加上燃料制取技術(shù)的不斷進(jìn)步,可保證微藻生物技術(shù)專業(yè)在開展科技合作中很好地融合我校的海洋特色。

6.結(jié)語

當(dāng)今,人類正面臨人口膨脹、陸地資源減少和環(huán)境惡化這三大全球性問題。開發(fā)利用海洋資源是解決這些問題的重要途徑之一,一場以開發(fā)海洋生物資源為標(biāo)志的“藍(lán)色革命”正在世界范圍內(nèi)蓬勃興起。我們相信,隨著人類對微藻的深入認(rèn)識和了解,隨著高新技術(shù)和人力物力的大量投入,以及各學(xué)科乃至世界各國間的廣泛合作,微藻生物技術(shù)必將成為解決人類食品和能源的主要途徑,為人類的生存作出貢獻(xiàn)。與此同時(shí),我校在其建設(shè)與發(fā)展過程中,積極探索微藻生物技術(shù)專業(yè)的建設(shè),對凸顯我校海洋特色,以及推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)健康、快速發(fā)展意義深遠(yuǎn)。

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