生物質(zhì)能的特性精選(九篇)

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第1篇：生物質(zhì)能的特性范文

關(guān)鍵詞 生物質(zhì)；生物質(zhì)能；碳當(dāng)量；計算模型；化石能源

中圖分類號S216，TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）42-0094-02

Research and Application of Biomass Energy for the Carbon Equivalent-based Criterion

MA Dejin

Anhui BBCA Chemical Equipment Co.,Ltd., Bengbu 233010，China

Abstract The development and utilization of biomass energy by human being would be turned into the inevitable trends, it had many obstacles to use bio-mass energy instead of fossil energy, key problems to be resolved was analyzed in the conversion process of bio-mass energy, meanwhile, the essence and computational modeling and of bio-mass energy for the carbon equivalent-based criterion were put forward, the suggestions related with research and development of bio-mass energy were also illustrated.

Keywords bio-mass; bio-mass energy; carbon equivalent; computational modeling; fossil energy

關(guān)于生物質(zhì)和生物質(zhì)能的概念界定，筆者基于前期研究曾在資料[1]中簡要闡述，生物質(zhì)是與生物有關(guān)的物質(zhì)的總稱，它包括所有動物、植物和微生物以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多有機質(zhì)；可以作為能源利用的生物質(zhì)主要有木材殘余物、農(nóng)業(yè)廢棄物、動物糞便和城市固體垃圾等。生物質(zhì)能是綠色植物借助于光合作用將太陽能予以轉(zhuǎn)化和儲存，將生物質(zhì)資源的潛在價值轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能，相對于化石能源和以石油為原料生產(chǎn)各類工業(yè)產(chǎn)品的綜合價值評估而言，對CO2、SO2、氮氧化物和二惡英類化學(xué)物質(zhì)[2]造成的環(huán)境污染可以實現(xiàn)減量化，研究表明，二惡英類化學(xué)物質(zhì)是一類由碳、氫、氧及鹵族元素組成的環(huán)狀分子，環(huán)境中過量的二惡英類化學(xué)物質(zhì)會引起人類各種疾病，對此類污染物的控制已經(jīng)引起人們的高度重視，利用生物質(zhì)能無疑屬于可持續(xù)發(fā)展的有效路徑之一。將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能時，必須充分考慮其以下主要因素：使用的便捷性、成本的經(jīng)濟性、技術(shù)的可靠性和生態(tài)的安全性等。

1 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能的運用現(xiàn)狀和障礙分析

可以利用的生物質(zhì)中，按照來源可以分為廢棄物類生物質(zhì)、未利用的生物質(zhì)、資源作物和新作物四類[3]，按照資源種類可以劃分為林業(yè)生物質(zhì)資源、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源、生活污水和工業(yè)有機廢水、城市固體廢棄物和禽畜糞便五大類[4]。生物質(zhì)作為物質(zhì)資源和能源，與人類的繁衍生息密不可分，以農(nóng)林廢棄物作為薪柴或生物質(zhì)粗放式的加工制作技術(shù)，可以枚不勝舉。隨著全球人口的持續(xù)增長和生態(tài)環(huán)境被人為破壞，引發(fā)的環(huán)境惡化問題，已經(jīng)成為全球性高度關(guān)注的熱點之一，在大量的科技文獻(xiàn)中可以找到佐證，筆者不再贅述。僅從生物質(zhì)和生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化過程來分析，普遍存在以下問題：基于生物質(zhì)資源的分布特點，對于生物質(zhì)的收集、預(yù)處理、運輸、儲藏、深加工、轉(zhuǎn)化物再利用等各個環(huán)節(jié)中，由于缺乏技術(shù)數(shù)據(jù)、工業(yè)化手段、科研成果的支撐和對該區(qū)域生物質(zhì)自然屬性的認(rèn)識，工程項目建設(shè)完畢或運行不久后即被迫停產(chǎn)，諸如生物質(zhì)直燃發(fā)電項目多處于此尷尬局面；對各類生物質(zhì)的能源利用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)生物質(zhì)潛在價值被嚴(yán)重浪費、生物質(zhì)能利用率低、二次能源消耗增加、生態(tài)環(huán)境持續(xù)污染、能源商業(yè)化裝置造價過高等現(xiàn)象；生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能的工藝路線雖然成型甚至通過中小試驗收，開展工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)后，產(chǎn)品沒有市場競爭力，多是依賴政府性補貼來推動生物質(zhì)能利用；對關(guān)于生物質(zhì)的物理特性、化學(xué)特性、生化特性和資源持續(xù)利用狀況，就局部目標(biāo)區(qū)域缺乏系統(tǒng)的評估。

2 生物質(zhì)能的價值評估預(yù)案

有效利用生物質(zhì)能的基本出發(fā)點是研究和解決上述各項關(guān)鍵問題，讓人類在利用此類可再生能源逐步替代化石能源時，成為順理成章之行為，為此在物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的理論與實踐框架下，必須研究生物質(zhì)能的形成機理、生物質(zhì)能的最佳轉(zhuǎn)化方案、生物質(zhì)能的有效利用形式和環(huán)境影響評價。

2.1 生物質(zhì)及生物質(zhì)能的本質(zhì)

田宜水等在資料[4]中就生物質(zhì)能的形成機理給予闡述，簡言之，自然環(huán)境中，借助綠色植物的葉綠體和太陽能之光合作用，把二氧化碳和水合成為C6H12O6并釋放出氧氣，而C6H12O6作為基本碳源的有機體，一方面可以作為動物、許多微生物和少數(shù)微生物的營養(yǎng)源，另一方面作為其它直接或間接依靠植物生存的生物提供有機物或能量。

基于此，生物質(zhì)的本質(zhì)是通過光合作用形成的各種有機體；生物質(zhì)能的本質(zhì)是把太陽能以化學(xué)能形式儲存于生物質(zhì)中，將生物質(zhì)中的這部分能量轉(zhuǎn)化出來被人類有效利用。

充分利用生物質(zhì)中的能量而又減少對人類的危害是開發(fā)生物質(zhì)能的根本目的。

2.2 生物質(zhì)能的特性

生物質(zhì)主要由C、H、O、N、S、Cl及部分金屬等元素構(gòu)成，基于生物質(zhì)中含有C、H、S等可燃元素，使得各種復(fù)雜的有機混合物作為可燃物質(zhì)以潛在的能量被儲存，這些可燃成分和氧化劑發(fā)生強烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的熱量。換言之，生物質(zhì)能主要以燃燒形式被釋放，C、H、S等與O發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)為直接燃燒或間接燃燒兩種形式，如H直接完全燃燒時可釋放142.256MJ/Kg的熱量（相當(dāng)于4.86千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值），H也可能會與生物質(zhì)中的C、S等在受熱過程化合成各種可燃化合物或可燃?xì)怏w，釋放出較上述熱值低的熱量，H與O化合成結(jié)晶水時，將不釋放熱量；C在完全燃燒時，可以釋放34.045MJ/kg的熱量，生物質(zhì)能在轉(zhuǎn)化過程中是一個復(fù)雜的體系，除掉與生物質(zhì)自身潛在熱值有關(guān)外，還與燃燒的裝置、燃燒的外在條件有關(guān)。

2.3 生物質(zhì)能的計算模型

生物質(zhì)自身含有的潛在熱值或理論熱值可以用熱值測定儀直接測量，也可以采用元素組成進(jìn)行推論。根據(jù)生物質(zhì)基質(zhì)中各種可燃元素在燃燒過程中的作用和產(chǎn)生的熱量，將除C以外的H、S等元素折合成對應(yīng)碳的熱值，筆者根據(jù)研究提出基于碳當(dāng)量準(zhǔn)則的生物質(zhì)能計算模型。

按照101.325kPa、25℃標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的熱力學(xué)反應(yīng)，生物質(zhì)中各種可燃元素所產(chǎn)生的熱量值可以分別給出，如H2與O2完全燃燒時放出的熱量為285.830±0.042kJ/mol，故推出H的完全燃燒熱值為142.915±0.021MJ/Kg，通常取142.256MJ/kg；C與O2完全燃燒時放出的熱量為34.045MJ/kg，即使C與O2產(chǎn)生不完全燃燒生成CO，而CO再與O2產(chǎn)生燃燒時，其綜合放出的熱量幾乎等同于一次性完全燃燒形成的熱量；S與O2完全燃燒時放出的熱量為297.28kJ/mol，S的完全燃燒熱值可以表達(dá)為9.29MJ/kg；在燃燒過程中產(chǎn)生的水蒸氣變成液態(tài)水要吸收熱量，其抵消的熱值為44.01kJ/mol，意味著生成液態(tài)水吸收的熱量也可表達(dá)為2.445MJ/kg。

生物質(zhì)熱能的產(chǎn)生過程很復(fù)雜，如氫在生物質(zhì)中有可燃?xì)浜突蠚渲郑蠚渑c氧結(jié)合成水，不能燃燒和放熱[6]；盡管有些資料中對于生物質(zhì)各種元素在燃燒過程中生成的熱值給出不同的數(shù)據(jù)，本文仍以上述數(shù)據(jù)作為論證依據(jù)。

依照上述熱量生成原理以及放熱及吸熱數(shù)據(jù)，可以推斷出以碳元素為基準(zhǔn)的生物質(zhì)含有的固有熱值為如公式（1）：

Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S （1）

考慮到燃燒過程中水分從氣態(tài)到液態(tài)的變化吸熱過程，生物質(zhì)在燃燒結(jié)束后，生物質(zhì)中水分蒸發(fā)和氫燃燒的汽化潛熱沒有釋放出來，影響熱量的產(chǎn)生，故推出如下公式（2）（此公式符合學(xué)界提出的低位熱值的概念）：

Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S-k3（9H+W） （2）

式中，Ceq 代表生物質(zhì)的碳當(dāng)量，k1、 k2 、k3分別為H、S、H2O的熱量折算系數(shù)，C、H、O、S分別代表生物質(zhì)中元素百分比組成，W代表生物質(zhì)中水分的百分比。

其中，各系數(shù)分別為：

K1=142.256/34.045=4.18

k2=9.29/34.045=0.27

k3=2.445/34.045=0.07

將各系數(shù)代入上式，可以推出基于碳當(dāng)量的表達(dá)式（3）：

Ceq=C+4.18（H-O/8）+0.27S-0.07（9H+W） （3）

依此可以計算出每千克生物質(zhì)的固有熱值(低位熱值)為式（4）：

Qdw=34 045×Ceq% （4）

式中，Qdw每千克生物質(zhì)的固有熱值（或低位熱值），kJ/kg。

2.4 生物質(zhì)能計算與實際測量值對比分析

根據(jù)資料[6]中提供的數(shù)據(jù)，表1給出了典型生物質(zhì)的元素測定值和對應(yīng)的低位熱值，通過試驗數(shù)據(jù)和計算值對比分析，采取基于碳當(dāng)量準(zhǔn)則的計算與實測值有一定的吻合度，誤差較小。

表1 某些生物質(zhì)的水分（%）、元素組成（%）及試驗熱值（kJ/kg）

生物質(zhì)含氧量一般在30%~44%，含硫量大多低于0.20%，如上表中豆秸的氧含量通常為經(jīng)過實測為32.15%，將數(shù)據(jù)代入式3求得Ceq=48.29%，那么1kg豆秸中含有的碳當(dāng)量等于0.4829kg，可以產(chǎn)生的低位熱值為34 045KJ/Kg×0.4829=16 440kJ/kg，與試驗熱值16 157kJ/kg的對比誤差為1.8%。

3 結(jié)論

經(jīng)過試驗研究和大量數(shù)據(jù)比對分析，認(rèn)為基于碳當(dāng)量準(zhǔn)則計算生物質(zhì)的低位熱值是可行的，某區(qū)域的某類生物質(zhì)的C、H、O、S、N、P或K2O等組成一般是固定的，水分含量有相當(dāng)大的變化，依此計算模型，在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，面對不同種類的生物質(zhì)，可以實現(xiàn)快速配料，也可以降低基礎(chǔ)試驗和分析成本；同時有利于規(guī)范生物質(zhì)能的基礎(chǔ)研究。筆者曾對國外學(xué)者給出的熱能經(jīng)驗性計算公式進(jìn)行比對性研究，認(rèn)為本計算模型具備計算簡便和準(zhǔn)確率較高的特點。

以農(nóng)林廢棄物質(zhì)為主，利用秸稈類生物質(zhì)開發(fā)氣化、炭化、液化和沼氣等燃料化工藝技術(shù)，與傳統(tǒng)的直接燃燒相比，雖然熱能利用率有所提升，但秸稈固化成型以及運輸、儲存和能源轉(zhuǎn)化裝置的成本控制、適宜的工業(yè)化或商業(yè)化規(guī)模等核心問題，仍是制約生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)大量使用的主要因素。生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化過程的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的綜合評價體系，以廢治廢的綜合能源利用技術(shù)和生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化裝置的不斷優(yōu)化等，都有待進(jìn)一步研究和運用。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：生物質(zhì)能的特性范文

中圖分類號： TK223文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、生物質(zhì)能的特點與發(fā)展生物質(zhì)能意義 

（一）生物質(zhì)能的特點

1、可再生性 

生物質(zhì)屬可再生資源,生物質(zhì)能由于通過植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用； 

2、低污染性 

生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的硫化物、氮氧化物較少；生物質(zhì)作為燃料時，由于它在生長時需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)；

3、廣泛分布性 

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能。 

4、生物質(zhì)燃料總量十分豐富 

根據(jù)生物學(xué)家估算,地球陸地每年生產(chǎn)1000～1250億噸生物質(zhì);海洋每年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總能源需求量,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。

（二）發(fā)展生物質(zhì)能意義

生物質(zhì)能源的開發(fā)利用早已引起世界各國政府和科學(xué)家的關(guān)注。國外生物質(zhì)能研究開發(fā)工作主要集中于氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的酒精能源計劃等發(fā)展計劃。其它諸如加拿大、丹麥、荷蘭、德國、法國、芬蘭等國，多年來一直在進(jìn)行各自的研究與開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開發(fā)體系，擁有各自的技術(shù)優(yōu)勢。 

我國生物質(zhì)能研究開發(fā)工作，起步較晚。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，開始重視生物質(zhì)能利用研究工作，從八十年代起，將生物質(zhì)能研究開發(fā)列入國家攻關(guān)計劃，并投入大量的財力和人力。已經(jīng)建立起一支專業(yè)研究開發(fā)隊伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我國的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)能是一個重要的能源，預(yù)計到下世紀(jì)，世界能源消費的40%來自生物質(zhì)能，我國農(nóng)村能源的70%是生物質(zhì)，我國有豐富的生物質(zhì)能資源，僅農(nóng)村秸桿每年總量達(dá)6億多噸。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)意識的加強，對生物質(zhì)能的合理、高效開發(fā)利用，必然愈來愈受到人們的重視。因此，科學(xué)地利用生物質(zhì)能，加強其應(yīng)用技術(shù)的研究，具有十分重要的意義。 

二、生物質(zhì)能發(fā)電工藝 

生物質(zhì)鍋爐是將生物質(zhì)直接作為燃料燃燒,將燃燒產(chǎn)生的能量用于發(fā)電。當(dāng)今用于發(fā)電的生物質(zhì)鍋爐主要包括流化床生物質(zhì)鍋爐和層燃鍋爐。

（一）流化床燃燒技術(shù)

流化床燃燒與普通燃燒最大的區(qū)別在于燃料顆粒燃燒時的狀態(tài),流化床顆粒是處于流態(tài)化的燃燒反應(yīng)和熱交換過程。生物質(zhì)燃料水分比較高,采用流化床技術(shù),有利于生物質(zhì)的完全燃燒,提高鍋爐熱效率。生物質(zhì)流化床可以采用砂子、燃煤爐渣等作為流化介質(zhì),形成蓄熱量大、溫度高的密相床層,為高水分、低熱值的生物質(zhì)提供優(yōu)越的著火條件,依靠床層內(nèi)劇烈的傳熱傳質(zhì)過程和燃料在床內(nèi)較長的停留時間,使難以燃盡的生物質(zhì)充分燃盡。另外,流化床鍋爐能夠維持在 850℃穩(wěn)定燃燒，可以有效遏制生物質(zhì)燃料燃燒中的沾污與腐蝕等問題，且該溫度范圍燃燒NOx排放較低,具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。但是,流化床對入爐燃料顆粒尺寸要求嚴(yán)格,因此需對生物質(zhì)進(jìn)行篩選、干燥、粉碎等一系列預(yù)處理,使其尺寸、狀況均一化,以保證生物質(zhì)燃料的正常流化。對于類似稻殼、木屑等比重較小、結(jié)構(gòu)松散、蓄熱能力比較差的生物質(zhì),就必須不斷地添加石英砂等以維持正常燃燒所需的蓄熱床料,燃燒后產(chǎn)生的生物質(zhì)飛灰較硬,容易磨損鍋爐受熱面。此外,在燃用生物質(zhì)的流化床鍋爐中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)塊現(xiàn)象，其形成的主要原因是生物質(zhì)本身含有的鉀、鈉等堿金屬元素與床料(通常是石英砂)發(fā)生反應(yīng)，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低溫共熔混合物，其熔點分別為870℃和760℃，這種粘性的共晶體附著在砂子表面相互粘結(jié)，形成結(jié)塊現(xiàn)象。為了維持一定的流化床床溫,鍋爐的耗電量較大,運行費用相對較高。

（二）層燃燃燒技術(shù)

層燃燃燒是常見的燃燒方式,通常在燃燒過程中,沿著爐排上床層的高度分成不同的燃燒階段。層燃鍋爐的爐排主要有往復(fù)爐排、水冷振動爐排及鏈條爐排等。采用層燃技術(shù)開發(fā)生物質(zhì)能,鍋爐結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、投資與運行費用都相對較低。由于鍋爐的爐排面積較大,爐排速度可以調(diào)整,并且爐膛容積有足夠的懸浮空間,能延長生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時間,有利于生物質(zhì)燃料的充分完全燃燒。但層燃鍋爐的爐內(nèi)溫度很高,可以達(dá)到1000℃以上,灰熔點較低的生物質(zhì)燃料很容易結(jié)渣。同時,在燃燒過程中需要補充大量的空氣,對鍋爐配風(fēng)的要求比較高,難以保證生物質(zhì)燃料的充分燃燒,從而影響鍋爐的燃燒效率。

三、國內(nèi)外生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)及應(yīng)用

生物質(zhì)發(fā)電在發(fā)達(dá)國家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典等歐洲國家和北美，生物質(zhì)能在總能源消耗中所占的比例增加相當(dāng)迅速。

（一）國外生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)及應(yīng)用

生物質(zhì)鍋爐的技術(shù)研究工作最早在北歐一些國家得到重視，隨焉在美國也開展了大量研究開發(fā)，近幾年由于環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格和能源短缺，我國生物質(zhì)燃燒鍋爐的研制工作也取得了進(jìn)展。生物質(zhì)

燃料鍋爐國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀示于表1。

美國在20世紀(jì)30年代就開始研究壓縮成型燃料技術(shù)及燃燒技術(shù)，并研制了螺旋壓縮機及相應(yīng)的燃燒設(shè)備；日本在20世紀(jì)30年代開始研究機械活塞式成型技術(shù)處理木材廢棄物，1954年研制成棒狀燃料成型機及相關(guān)的燃燒設(shè)備；70年代后期，西歐許多國家如芬蘭、比利時、法國、德國、意大利等國家也開始重視壓縮成型技術(shù)及燃燒技術(shù)的研究，各國先后有了各類成型機及配套的燃燒設(shè)備。

丹麥BWE公司秸桿直接燃燒技術(shù)的鍋爐采用振動水冷爐排，自然循環(huán)的汽包鍋爐，過熱器分兩級布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預(yù)熱器。位于加拿大威廉斯湖的生物質(zhì)電廠以當(dāng)?shù)氐膹U木料為燃料，鍋爐采用設(shè)有BW“燃燒控制區(qū)”的雙拱形設(shè)計和底特律爐排廠生產(chǎn)的DSH水冷振動爐排，使燃料燃燒完全，也有效地降低了煙氣的顆粒物排放量。同時，還在爐膛頂部引入熱空氣，從而在燃燒物向上運動后被再次誘入渾濁狀態(tài)，使固體顆粒充分燃燒，提高熱效率，減少附帶物及煙氣排放量。流化床技術(shù)以德國KARLBAY公司的低倍率差速床循環(huán)流化床生物質(zhì)燃燒鍋爐為代表。該鍋爐的特點主要體現(xiàn)在燃燒技術(shù)上。高低差速燃燒技術(shù)的要點是改變現(xiàn)有常規(guī)流化床單一流化床，而采用不同流化風(fēng)速的多層床“差速流化床結(jié)構(gòu)”。瑞典也有以樹枝、樹葉等作為大型流化床鍋爐的燃料加以利用的實例。國內(nèi)無錫鍋爐廠、杭州鍋爐廠、濟南鍋爐廠等都有燃用生物質(zhì)的流化床鍋爐。

（二）我國生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)及應(yīng)用

我國生物質(zhì)成型燃料技術(shù)在20世紀(jì)80年代中期開始，目前生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)已達(dá)到了一定的工業(yè)化規(guī)模。成型燃料目前主要用于各種類型的家庭取暖爐(包括壁爐)、小型熱水鍋爐、熱風(fēng)爐，燃燒方式主要為固定爐排層燃爐。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)副研制出雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐，該燃燒設(shè)備采用雙層爐排結(jié)構(gòu)，雙層爐排的上爐門常開，作為燃料與空氣進(jìn)口；中爐門于調(diào)整下爐排上燃料的燃燒和清除灰渣，僅在點火及清渣時打開；下爐門用于排灰及供給少量空氣。上爐排以上的空間相當(dāng)于風(fēng)室，上下爐排之間的空間為爐膛，其后墻上設(shè)有煙氣出口。這種燃燒方式，實現(xiàn)了生物質(zhì)成型燃料的分步燃燒，緩解生物質(zhì)燃燒速度，達(dá)到燃燒需氧與供氧的匹配，使生物質(zhì)成型燃料穩(wěn)定、持續(xù)、完全燃燒，起到了消煙除塵作用。20世紀(jì)80年代末，我國哈爾濱工業(yè)大學(xué)與長沙鍋爐廠等鍋爐制造企業(yè)合作，研制了多臺生物質(zhì)流化床鍋爐，可燃燒甘蔗渣、稻殼、碎木屑等多種生物質(zhì)燃料，鍋爐出力充分，低負(fù)荷運行穩(wěn)定，熱效率高達(dá)80％以上。浙江大學(xué)等也開展了相關(guān)研究工作。下面介紹兩種國產(chǎn)的代表性鍋爐。

1、無錫華光鍋爐股份有限公司

鍋爐為單鍋筒、集中下降管、自然循環(huán)、四回程布置燃秸稈爐。爐膛采用膜式水冷壁,爐底布置為水冷振動爐排。在冷卻室和過熱器室分別布置了高溫過熱器、中溫過熱器和低溫過熱器。尾部采用光管式省煤器及管式空氣預(yù)熱器。爐膛、冷卻室和過熱器室四周全為膜式水冷壁,為懸吊結(jié)構(gòu)。鍋筒中心線標(biāo)高為32100m。鍋爐按半露天。布置進(jìn)行設(shè)計。

2、濟南鍋爐集團(tuán)有限公司

濟南鍋爐集團(tuán)有限公司在采用丹麥BWE技術(shù)生產(chǎn)生物質(zhì)鍋爐的同時,也開發(fā)出循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐,其燃料主要為生物質(zhì)顆粒。其燃料主要通過機械壓縮成型,一般不需添加劑,其顆粒密度可達(dá)到1～017t/m3,這樣就解決了生物質(zhì)散料因密度低造成的燃料運輸量大的問題。但顆粒燃料的生產(chǎn)電耗高,一般每生產(chǎn)1t顆粒燃料需耗電30～

55kW,因而成本較高,大約在300元/t。循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一般需添加粘土、石英沙等作為底料已輔助燃燒。由于燃料呈顆粒狀,因而上料系統(tǒng)同輸煤系統(tǒng)一致,很適于中小型燃煤熱電廠的生物質(zhì)改造工程,在國家關(guān)停中小型燃煤(油)火力熱電政策和鼓勵生物質(zhì)能開發(fā)政策下有廣闊的市場前景。

四、我國生物質(zhì)直燃發(fā)電政策

我國具有豐富的新能源和可再生能源資源，近幾年在生物質(zhì)能開發(fā)利用方面取得了一些成績。2005年2月28日通過了《可再生能源法》，其中明確指出“國家鼓勵和支持可再生能源并網(wǎng)發(fā)電”，它的頒布和實施為我國可再生能源的發(fā)展提供了法律保證和發(fā)展根基。隨后，與之配套的一系列法律、法規(guī)、政策等陸續(xù)出臺，如《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》(發(fā)改能源[2006]13號)、《可再生能源發(fā)電價

格和費用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》(發(fā)改價格[2006]7號)、《可再生能源電價附加收入調(diào)配暫行辦法》(發(fā)改價格[2007]44號)、《關(guān)于2006年度可再生能源電價補貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價格[2007]

2446號)、《關(guān)于2007年1—9月可再生能源電價附加補貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價格[2008]640號)等的。與此同時，國務(wù)院有關(guān)部門也相繼了涉及生物質(zhì)能的中長期發(fā)展規(guī)劃，生物質(zhì)能的政策框架和目標(biāo)體系基本形成。2012年科技部日前就《生物質(zhì)能源科技發(fā)展"十二五 "重點專項規(guī)劃》、《生物基材料產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展"十二五"專項規(guī)劃》、《生物種業(yè)科技發(fā)展"十二五"重點專項規(guī)劃》、《農(nóng)業(yè)生物藥物產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展"十二五"重點專項規(guī)劃》等公開征求意見。表示將建立政府引導(dǎo)和大型生物質(zhì)能源企業(yè)集團(tuán)參與科技投入機制，推進(jìn)后補助支持方式向生物質(zhì)能源科技創(chuàng)新傾斜，形成政府引導(dǎo)下的多渠道投融資機制。這些政策的出臺為生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在我國的推廣利用提供了有力的保障。

四、高效潔凈生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)應(yīng)用建議

（一）重點開發(fā)適用于秸稈捆燒的燃燒設(shè)備

目前對生物質(zhì)直接燃燒的研究，比較多地集中在生物質(zhì)燃燒特性、燃燒方法和燃燒技術(shù)等方面，而對各種燃燒技術(shù)的經(jīng)濟性研究較少，更缺乏對不同燃燒方法、燃燒技術(shù)經(jīng)濟性的比較分析。實際上，由于生物質(zhì)(尤其是農(nóng)作物秸稈)原料來源地分散，收集、運輸、貯存都需要一定的成本，有些燃燒技術(shù)需先對生物質(zhì)燃料進(jìn)行干燥、破碎等前期加工處理，真正適用的、值得推廣的是能源化利用總成本最低、從收集到燃燒前期加工處理過程耗能最少、對環(huán)境影響最小的技術(shù)。例如，對于秸稈類生物質(zhì)，捆燒將會是最有市場競爭力的燃燒方法，所以，應(yīng)針對我國農(nóng)村耕種集約化程度較低的現(xiàn)狀，開發(fā)各種秸稈的小型打捆機械，并重點開發(fā)適用于秸稈捆燒的燃燒設(shè)備。農(nóng)林加工剩余物(如甘蔗渣、稻殼、廢木料等)則宜就地或就近燃燒利用，如剩余物數(shù)量較大且能常年保證供應(yīng)，則可作為熱能中心或熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐燃料，熱電聯(lián)產(chǎn)的鍋爐型式應(yīng)優(yōu)先采用循環(huán)流化床鍋爐，數(shù)量較少或不能保證常年供應(yīng)的，則可采用能與煤混燒的燃燒設(shè)備。

（二）加大科技支撐力度,加強產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,突破關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備的制約

加大科技支撐力度,盡快將生物質(zhì)能源的研究開發(fā)納入重大專項,開發(fā)低成本非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇和高效酶水解及高效發(fā)酵工藝,研究可適用不同原料、節(jié)能環(huán)保的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物柴油綠色合成工藝,開發(fā)適宜中國不同區(qū)域特點的高效收集秸稈資源、發(fā)展成型燃料的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)與裝備。

（三）做好技術(shù)方面控制

生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)克服以下技術(shù)問題：

1、粉塵控制與防火防爆 

目前生物質(zhì)電廠的燃料儲運是在常壓下進(jìn)行的，由于生物質(zhì)燃料自身的特點，在其粉碎過程中或者在運輸過程中出現(xiàn)落差的情況下，會產(chǎn)生大量的粉塵，導(dǎo)致了上料系統(tǒng)合鍋爐給料系統(tǒng)的粉塵含量高，粉塵濃度甚至進(jìn)入爆炸極限范圍，存在極大的安全隱患。 

針對這種情況，需要我們根據(jù)國內(nèi)燃料供應(yīng)情況，在燃料粉碎、運輸及上料環(huán)節(jié)上對生產(chǎn)工藝做相應(yīng)修改，如采用封閉式負(fù)壓儲運；在落差較大的位置設(shè)置除塵裝置；增設(shè)粉塵濃度傳感器對粉塵進(jìn)行實時監(jiān)測；保持料倉的通風(fēng)性良好，監(jiān)測并控制料倉的溫度、濕度。 

2、燃料輸送系統(tǒng)的簡化 

目前燃料輸送系統(tǒng)和鍋爐給料系統(tǒng)環(huán)節(jié)較多，工藝復(fù)雜，螺旋和斗式提升機經(jīng)常堵塞的現(xiàn)象。燃料輸送系統(tǒng)故障會導(dǎo)致爐前料倉斷料，不能滿足鍋爐負(fù)荷下的燃料供應(yīng)。 

為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，可以考慮改進(jìn)現(xiàn)有的給料工藝，減少給料環(huán)節(jié)，不采用斗式提升機，改用棧橋、皮帶，直接將料倉的料輸送到爐前料倉。同時嚴(yán)格控制燃料濕度和粒度，防止燃料結(jié)團(tuán)、纏繞，并改進(jìn)自動化控制手段，保證輸料系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。 

3、結(jié)焦和腐蝕 

生物質(zhì)燃料的成分和煤粉存在極大差異，尤其灰分中含有大量堿金屬鹽，這些成分導(dǎo)致其灰熔點較煤粉的灰熔點低，容易產(chǎn)生沾污結(jié)焦和腐蝕。因而生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生結(jié)焦、腐蝕的工況參數(shù)與普通燃煤爐不同，應(yīng)該根據(jù)燃料性質(zhì)及燃燒特性的不同，對鍋爐及其輔助設(shè)備的工藝設(shè)計提出不同要求，并改進(jìn)相關(guān)自動化控制使工藝運行環(huán)境符合現(xiàn)有設(shè)備要求。

隨著國家大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，因重視對廢氣排放的控制，爐內(nèi)脫硫技術(shù)是控制空氣污染的有效方法。循環(huán)流化床是我國燃煤發(fā)電重要的清潔煤技術(shù)。歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，我國掌握了300MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計制造運行的系統(tǒng)技術(shù)，發(fā)展超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)勢在必行。國家發(fā)改委自主研發(fā)超臨界600MWCFB鍋爐是當(dāng)前技術(shù)的典范。

參考文獻(xiàn)

[1]劉強,段遠(yuǎn)源,宋鴻偉.生物質(zhì)直燃有機朗肯循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱力性能分析[j].中國電機工程學(xué)報,2013年26期.

第3篇：生物質(zhì)能的特性范文

一、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）農(nóng)作物秸稈的綜合開發(fā)利用

為認(rèn)真貫徹落實《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸桿綜合利用的意見》文件精神，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)節(jié)能減排總目標(biāo)，我縣在農(nóng)作物秸桿綜合利用方面做了大量的工作，對農(nóng)村秸桿露天焚燒、亂堆亂棄、污染環(huán)境、破壞土壤表層有機質(zhì)、影響交通安全等問題進(jìn)行了綜合治理，科學(xué)系統(tǒng)地制定了農(nóng)物作秸桿綜合利用發(fā)展規(guī)劃。2009年，我縣秸桿綜合利用總量約53萬噸，其中用于養(yǎng)殖21萬噸(青貯飼料占16萬噸)，全縣食用菌主要利用玉米秸桿，轉(zhuǎn)化秸桿總量25萬噸，農(nóng)作物秸桿資源得到了有效、合理的綜合利用和發(fā)展。

1、結(jié)合配方施肥項目，大面積極推廣秸桿還田技術(shù)

在該項目的核心區(qū)率先推廣大面積的秸桿還田技術(shù)，同時制定出秸桿還田的技術(shù)規(guī)程，包括還田方式、秸桿數(shù)量、施氮量、土壤水分、還田時間以及防治病蟲害、防止雜草方面的技術(shù)要求，并分析秸桿還田增產(chǎn)效果的作用機理。

2、秸桿飼料化處理

隨著農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的發(fā)展需要，擴大飼料來源，開發(fā)新的飼養(yǎng)資源，提高飼料質(zhì)量和飼料效率已日趨重要，具體處理一般有微生物處理和飼料化加工兩類，秸桿中都含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素、醇類、醛酮和有機酸等，所以要科學(xué)地開發(fā)利用秸桿飼養(yǎng)。

3、秸桿在農(nóng)村沼氣池中的綜合利用

隨著我縣農(nóng)村戶用沼氣池項目的建設(shè)發(fā)展，農(nóng)作物秸桿經(jīng)粉碎加工處理后，與人畜糞便等有機物在沼氣池的厭氧環(huán)境中通過微生物分解轉(zhuǎn)化，即可產(chǎn)生沼氣、沼液、沼渣，俗稱“三沼”，根據(jù)它們各自的特性，在生產(chǎn)、生活領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，既有降本增效的功能，又能改善環(huán)境，保護(hù)生態(tài)。

（二）畜禽糞便的綜合開發(fā)利用

目前，我縣畜禽糞便的綜合利用開發(fā)主要是通過一定的技術(shù)處理，將其變成資源，即變成農(nóng)業(yè)肥料、飼料和燃料。

1、用作肥料

畜禽糞便經(jīng)發(fā)酵后就地還田作為肥料使用，是減輕環(huán)境污染、充分利用農(nóng)業(yè)資源最經(jīng)濟有效的措施。從我縣畜禽糞便利用的情況來看，不同畜禽糞便使用有一定差異。雞肥含有的營養(yǎng)成分較高、含水量較低，大中型雞場、養(yǎng)雞專業(yè)戶、專業(yè)村的雞肥都充分供給農(nóng)民作為肥料和沼氣池原料，使雞肥得以充分利用。而牛糞和豬糞含水量較高，運輸不方便以及與農(nóng)業(yè)使用存在季節(jié)性差異，豬牛糞的還田利用率較低。根據(jù)調(diào)查，個別地方的豬牛糞還田利用率僅達(dá)30％～50％，除做為沼氣池原料外，還有一部分沒有得到充分利用，造成了資源的浪費。

2、用作飼料

畜禽糞便用作飼料，是其綜合利用的主要途徑，根據(jù)各種動物糞便的營養(yǎng)成分，畜禽糞便的營養(yǎng)最適合于反芻動物。

畜禽糞便飼料化處理的方法，當(dāng)前我縣主要采取干燥法：主要以自然干燥、塑料大棚自然干燥為主；其次是青貯法，即單獨或與其他飼料一起青貯，該方法處理費用低，能源消耗少，產(chǎn)品無毒無味，適口性強，蛋白質(zhì)消化率和代謝率都能顯著提高，間接的節(jié)約了飼料費用；再者就是發(fā)酵處理，主要采取自然發(fā)酵和酒糟發(fā)酵兩種方法。

3、用作燃料

隨著我縣農(nóng)村戶用沼氣和大中型沼氣的蓬勃發(fā)展，畜禽糞便已成為沼氣池的主要原料。實踐證明，畜禽糞便經(jīng)過厭氧發(fā)酵不僅可產(chǎn)生沼氣做為燃料，而且對處理大中型畜禽養(yǎng)殖場的污染和使糞便資源化方面，是一項切實可行的綜合利用途徑。同時農(nóng)村戶用沼氣有效的改善了農(nóng)村公共衛(wèi)生臟、亂、差的現(xiàn)狀，促進(jìn)了農(nóng)民傳統(tǒng)生活方式的改變，使廣大農(nóng)民走向清潔、衛(wèi)生、健康的生活道路。

（三）農(nóng)村沼氣建設(shè)情況

1、大力實施農(nóng)村戶用沼氣池建設(shè)項目

為加快我縣農(nóng)村可再生能源的開發(fā)利用，盡快解決能源資源緊張結(jié)構(gòu)不合理、利用率低下和環(huán)境污染等問題，我縣積極爭取能源項目。2008年實施了省農(nóng)村戶用沼氣池項目。上半年已全部完成，共建沼氣池1600個。項目區(qū)主要分布在我縣的西湖鄉(xiāng)、七級鎮(zhèn)、大布鄉(xiāng)、阿城鎮(zhèn)、閆樓鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。2009年實施了新增50億元農(nóng)村戶用沼氣池項目。我縣計劃任務(wù)為3000戶，截止2009年年底已完成1100戶，占任務(wù)的36.6%，預(yù)計2010年上半年全部完成。項目區(qū)主要分布在我縣的僑潤、獅子樓、博濟橋三個辦事處，及西湖、定水、大布、高廟王、阿城、閆樓、七級、郭屯等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

目前，已建成的沼氣池運行正常，給農(nóng)民帶來的好處是多方面的，也是實實在在，顯而易見的。一方面可以產(chǎn)生很可觀的經(jīng)濟效益。經(jīng)統(tǒng)計，我縣所建“一池二改”或“一池三改”沼氣池，使用年限為20—25年，每戶每年可節(jié)約增收1600元左右，其中沼氣用于做飯、照明一年可節(jié)約800元，養(yǎng)殖增收500元，用沼液、沼渣做肥料，可節(jié)省化肥、農(nóng)藥費用300元，有蔬菜大棚的農(nóng)戶利用沼液沖施、噴施蔬菜效益更可觀，每個大棚每年可節(jié)約增收2000—3000元；另一方面，改變了農(nóng)村傳統(tǒng)的生產(chǎn)、生活方式，農(nóng)村環(huán)境臟、亂、差的狀況得到治理，提高了生活質(zhì)量。同時促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的良性循環(huán)，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益的統(tǒng)一，為優(yōu)化環(huán)境，保護(hù)水、土、大氣等自然資源，奠定了良好的基礎(chǔ)。

2、大型沼氣建設(shè)工程

2009年度我縣新建兩處大型沼氣工程。一是華鑫養(yǎng)殖有限公司（年出欄3萬頭豬）大型沼氣工程，計劃投資199.6萬元，其中中央投資50萬元，省投資13萬元，縣配套37萬元，政府債券貸款企業(yè)自籌99.6萬元，已全部完成投資。09年10月已竣工運行，目前運行良好，對沼氣、沼液、沼渣進(jìn)行科學(xué)合理的利用。二是綠源牧業(yè)有限公司（年出欄3.2萬頭豬）大型沼氣工程，總投資為420萬元，其中中央投資100萬元，地方配套100萬元，項目單位自籌220萬元，09年11月份已竣工完成，目前處于調(diào)試和試運行狀態(tài)。

二、存在的主要問題

盡管我縣在生物質(zhì)能源的開發(fā)利用方面取得了一些成效，但由于生物質(zhì)能源發(fā)展還處于起步階段，面臨許多困難和問題，歸納起來主要有以下幾個方面。

1、技術(shù)嚴(yán)重落后

由于資源分散，收集手段落后，我縣的生物質(zhì)能利用工程的規(guī)模很小。為降低投資，大多數(shù)工程采用簡單工藝和簡陋設(shè)備，設(shè)備利用率低，轉(zhuǎn)換效率低效。

2、投入嚴(yán)重不足

生物質(zhì)能屬于高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)研發(fā)和市場培育需要大量資金投入，但目前投融資渠道較為單一，投入嚴(yán)重不足，產(chǎn)業(yè)化程度低，大規(guī)模生物質(zhì)能源生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的格局尚未形成。

3、發(fā)展思路不夠明確

我縣近幾年生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)有了一定的發(fā)展，并且也取得了一定的成效，但是總體看，如何根據(jù)不同地區(qū)的情況來發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)，思路還不夠清晰，認(rèn)識還不夠成熟；對于生物質(zhì)能資源的區(qū)域分布、發(fā)展?jié)摿Φ然A(chǔ)情況，掌握得還不夠清楚，分析得還不夠深入；還缺乏通盤考慮和科學(xué)規(guī)劃。

4、扶持政策力度不夠

民眾對于生物質(zhì)能資源缺乏足夠的認(rèn)識，宣傳和普及工作不到位。政策和市場環(huán)境不完善，缺乏足夠的經(jīng)濟鼓勵政策和激勵機制。生物質(zhì)資源的利用項目初始投資高，在一定程度上制約了生物質(zhì)資源的開發(fā)利用。

三、加快促進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見和建議

1、健全促進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)展的法規(guī)政策體系

根據(jù)國家頒布的《可再生能源法》等法律政策，研究制定適合生物質(zhì)能發(fā)展的法規(guī)和政策措施，出臺財政補貼、投資政策、稅收優(yōu)惠、用戶補助等經(jīng)濟激勵政策。加大對生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的補貼力度，對從事生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造等企業(yè)給與所得稅優(yōu)惠。另外，盡快完善生物質(zhì)能標(biāo)準(zhǔn)體系，并組織做好標(biāo)準(zhǔn)宣貫工作。

2、建立穩(wěn)定的投入機制，引導(dǎo)多種經(jīng)濟主體的參與

充分發(fā)揮政府在投入中的引導(dǎo)作用，通過財政直接投入、稅收優(yōu)惠等多種財政投入方式，增強政府投入調(diào)動全社會科技資源配置的能力，調(diào)動企業(yè)自籌資金投入生物質(zhì)能建設(shè)的主動性。創(chuàng)造良好的投資環(huán)境，積極爭取金融部門、國際組織等的資金支持，廣泛吸引社會、個人和外資的投入。設(shè)立生物質(zhì)能發(fā)展專項資金，用于支持技術(shù)進(jìn)步、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)和新技術(shù)示范項目的建設(shè)。充分發(fā)揮政府投資的引導(dǎo)作用。

3、開展教育、宣傳和培訓(xùn)工作

充分利用網(wǎng)絡(luò)、電視、報紙、雜志等多種媒體，采取多種形式，廣泛宣傳加快生物質(zhì)能開發(fā)利用的重要意義，宣傳先進(jìn)典型和成功經(jīng)驗，形成全社會關(guān)心、支持生物質(zhì)能開發(fā)利用的良好氛圍。重點抓好技術(shù)培訓(xùn)和職業(yè)技能鑒定工作，建立生物質(zhì)能技術(shù)培訓(xùn)基地，組織開展不同形式、不同層次、不同內(nèi)容的技術(shù)培訓(xùn)，對從事生物質(zhì)能利用的技術(shù)工種實行職業(yè)準(zhǔn)入和持證上崗制度。

4、開展調(diào)查研究，做好資源評價

要想更好地發(fā)展生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)，就應(yīng)該清楚資源分布以及產(chǎn)量。并且制定生物質(zhì)能資源評價技術(shù)規(guī)范，提出生物質(zhì)能資源評價方法和指標(biāo)體系。深入開展能源作物普查工作，摸清主要能源作物品種的性能、適宜的邊際性土地等資源數(shù)量、區(qū)域分布現(xiàn)狀，科學(xué)制訂能源作物的種植規(guī)劃。在種植基礎(chǔ)好、資源潛力大的地區(qū)，規(guī)劃建設(shè)一批能源作物種植基地，為生物燃料示范建設(shè)和規(guī)?；l(fā)展提供可靠的原料供應(yīng)基礎(chǔ)。在摸清畜禽養(yǎng)殖數(shù)量、分布和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，對畜禽糞便的可獲得性及未來供應(yīng)潛力等進(jìn)行評價。

第4篇：生物質(zhì)能的特性范文

關(guān)鍵字：生物質(zhì)能應(yīng)用生物質(zhì)發(fā)電

中圖分類號：P754.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、發(fā)展生物質(zhì)能意義

目前，世界上使用的能源主要為礦物能源，主要包括煤炭、石油、天燃?xì)狻５V物能源的不斷開發(fā)將最終將導(dǎo)致能源的短缺，也造成了全球環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。人類在經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展過程中正面臨著人口、資源和環(huán)境的巨大壓力，如何使能源、社會、經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前需要解決的核心問題。

生物質(zhì)能是一個重要的能源，預(yù)計到下世紀(jì)，世界能源消費的40%來自生物質(zhì)能，生物質(zhì)作為新能源早已引起世界各國政府和科學(xué)家的關(guān)注。國外生物質(zhì)能研究開發(fā)工作主要集中于液化、氣化、固化、熱分解和直接燃燒等方面。如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的酒精能源計劃等發(fā)展計劃。其它諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國，多年來一直在進(jìn)行各自的研究與開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開發(fā)體系，擁有各自的技術(shù)優(yōu)勢。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，環(huán)保意識的加強，對生物質(zhì)能的高效合理的開發(fā)利用，必然愈來愈受重視。科學(xué)利用生物質(zhì)能，加強其應(yīng)用技術(shù)的研究，具有十分重要的意義。

我國現(xiàn)有森林、草原和耕地面積41.4億公頃，理論上生物質(zhì)資源可達(dá)65億噸/年以上。以平均熱值為15,000kJ/kg計算，折合理論資源最為32.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于我國目前年總能耗的3倍以上。我國生物質(zhì)能研究開發(fā)工作起步較晚。隨著近年經(jīng)濟的飛速發(fā)展，政府開始重視生物質(zhì)能利用研究工作，現(xiàn)今已建立起一支專業(yè)研究開發(fā)隊伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我國的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)，我國現(xiàn)階段生物質(zhì)能源主要用于秸稈發(fā)電。

二、秸稈發(fā)電工藝

農(nóng)作物秸稈發(fā)電在發(fā)達(dá)國家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典、美國、加拿大等國。目前我國秸稈發(fā)電主要工藝分三類：秸稈鍋爐直接燃燒發(fā)電、秸稈～煤混合燃燒發(fā)電和生物質(zhì)氣化發(fā)電。

1、生物質(zhì)鍋爐直接燃燒發(fā)電

目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的生物質(zhì)直燃技術(shù)為振動爐排直接燃燒鍋爐，該技術(shù)在國外已經(jīng)有成熟經(jīng)驗，并已大量投產(chǎn)。目前國內(nèi)一些鍋爐廠家也擁有這項技術(shù)，向在國內(nèi)遼寧、吉林、黑龍江、山東等省陸續(xù)建成投產(chǎn)。

振動爐排秸稈直燃爐的工藝流程：粗處理后的燃料經(jīng)給料機送入爐堂，燃料自然落入爐排前部，在此處由于高溫?zé)煔夂鸵淮物L(fēng)的作用逐步預(yù)熱、干燥、著火、燃燒。燃料邊燃燒邊向爐排后部運動，直至燃盡，最后灰渣落入爐后的除渣口。

直燃爐易存在的問題：由于秸稈灰中堿金屬和氯的含量相對較高，因此，煙氣在高溫時(450℃以上)對過熱器具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔點較低，易產(chǎn)生結(jié)渣的問題。如果灰分變成固體和半流體，運行中就很難清除，就會阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸。嚴(yán)重時甚至?xí)耆氯麩煔馔ǖ?，將煙氣堵在鍋爐中。針對這些問題各鍋爐廠家在鍋爐設(shè)計上，在鍋爐結(jié)構(gòu)、鍋爐材料等方面采取了相應(yīng)措施來解決這些問題，效果仍需實際運行中不斷檢測改進(jìn)。

2、生物質(zhì)～煤混合燃燒發(fā)電

循環(huán)流化床是一種新型的環(huán)保鍋爐，它主要采取了爐內(nèi)物料循環(huán)、低溫燃燒、可進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的新技術(shù)。由于它采取了爐內(nèi)物料循環(huán)，對燃料的適應(yīng)性強，它可以燃用低位發(fā)熱值2000～7000kcal/kg的矸石、原煤、煤泥和洗中煤等；還可以燃用熱值比較低的糖渣、木霄、各種生物質(zhì)秸稈及各種垃圾等。

該爐雖然有燃用各種燃料的特性，但是在燃燒的過程中卻有不同的效果，或多或少對鍋爐都有一定的影響。摻燒糖渣、木屑、各種生物質(zhì)秸稈及各種垃圾，需要重新計算風(fēng)量等，并有穩(wěn)定的燃料來源，相對固定的摻燒比例。循環(huán)硫化床鍋爐對燃料的適應(yīng)性非常強，無論燃燒哪種燃料首先要核算經(jīng)濟性，而后計算摻燒量、最后再進(jìn)行人員培訓(xùn)、注意事項、運行調(diào)整等。

根據(jù)國家關(guān)于可再生能源的相關(guān)法律規(guī)程規(guī)定，生物質(zhì)發(fā)電項目主要為農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒和氣化發(fā)電、生活垃圾焚燒發(fā)電和垃圾填埋氣發(fā)電及沼氣發(fā)電項目。 現(xiàn)階段，采用流化床焚燒爐處理生活垃圾的發(fā)電項目，因采用原料熱值較低，其消耗熱量中常規(guī)燃料的消耗量按照熱值換算可不超過總消耗量的20%。其他新建的生物質(zhì)發(fā)電項目原則上不得摻燒常規(guī)燃料，否則不得按照生物質(zhì)發(fā)電項目進(jìn)行申報和管理。國家鼓勵對常規(guī)火電項目進(jìn)行摻燒生物質(zhì)的技術(shù)改造，當(dāng)生物質(zhì)摻燒量按照熱值換算低于80%時，應(yīng)按照常規(guī)火電項目進(jìn)行管理。

3、生物質(zhì)氣化發(fā)電

生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?，再利用可燃?xì)馔苿尤細(xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。它既能解決生物質(zhì)難于燃用而又分布分散的缺點，又可以充分發(fā)揮燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)設(shè)備緊湊而污染少的優(yōu)點，所以是生物質(zhì)能最有效最潔凈的利用方法之一。氣化發(fā)電過程包括三個方面，一是生物質(zhì)氣化，把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃?xì)舛紟в幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰份、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運行；三是燃?xì)獍l(fā)電，利用燃?xì)廨啓C或燃?xì)鈨?nèi)燃機進(jìn)行發(fā)電，有的工藝為了提高發(fā)電效率，發(fā)電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機。

目前國際上采用的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)有生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán)（B/IGCC）和CAPS-II/250MT型熱分解系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的B/IGCC技術(shù)包括生物質(zhì)氣化，氣體凈化，燃?xì)廨啓C發(fā)電及蒸汽輪機發(fā)電。由于生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?，爐子出口氣體溫度較高（800℃以上），要使IGCC具有較高的效率，必須具備兩個條件，一是燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C之前不能降溫，二是燃?xì)獗仨毷歉邏旱摹＿@就要求系統(tǒng)必須采用生物質(zhì)高壓氣化和燃?xì)飧邷貎艋瘍煞N技術(shù)才能使IGCC的總體效率達(dá)到較高水平（>40%），否則，如果采用一般的常壓氣化和燃?xì)饨禍貎艋?，由于氣化效率和帶壓縮的燃?xì)廨啓C效率都較低，氣體的整體效率一般都低于35%。

從純技術(shù)的角度看，生物質(zhì)IGCC技術(shù)可以大大地提高生物質(zhì)氣化發(fā)電的總效率。目前國際上有很多先進(jìn)國家開展這方面研究，但由于焦油處理技術(shù)與燃?xì)廨啓C改造技術(shù)難度很高，仍存在很多問題，如系統(tǒng)未成熟，造價也很高，限制了其應(yīng)用推廣。以意大利12MW 的IGCC示范項目為例，發(fā)電效率約為31.7%，但建設(shè)成本高達(dá)25000元/kW，發(fā)電成本約1.2元/kW.h，實用性仍很差。

CAPS-II控氣型秸稈燃料熱分解系統(tǒng)，由熱分解系統(tǒng)+余熱（燃?xì)猓╁仩t+蒸汽輪機+尾氣處理設(shè)備組成。

CAPS-II熱分解系統(tǒng)的熱分解氣化反應(yīng)室在缺氧和微負(fù)壓狀態(tài)下工作。熱分解過程中所釋放的熱量可通過調(diào)整熱分解氣化反應(yīng)室供風(fēng)量對其進(jìn)行控制，使其少于完全燃燒所釋放的熱量。在這種亞化學(xué)當(dāng)量的條件下，農(nóng)作物秸稈燃料燥、加熱和高溫分解，釋放出水氣和可揮發(fā)性組分。秸稈燃料中不可分解的可燃部分在熱分解氣化反應(yīng)室末端中燃燒，同時為熱分解氣化反應(yīng)室提供熱量直至成為灰燼。在熱分解氣化反應(yīng)室中所釋放出的可燃?xì)怏w通過一個紊流混合區(qū)后進(jìn)入燃?xì)忮仩t燃燒室，點火器位于紊流混合區(qū)內(nèi)，附加的助燃空氣使氧化反應(yīng)過程得以完全、徹底地實現(xiàn)。

余熱鍋爐與CAPS-II熱分解氣化反應(yīng)室連接形成一個整體，對熱分解氣化反應(yīng)室產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的完全氧化燃燒，并通過熱交換將煙氣中的熱量轉(zhuǎn)化成過熱蒸汽。過熱蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。

當(dāng)控制工況允許在熱分解氣化反應(yīng)室中出現(xiàn)過載狀態(tài)時，污染控制作用被降低并造成兩個不良后果。首先，氣體流速將增大到一定范圍，使長鏈的化合物無法完全氧化分解并送入燃?xì)忮仩t。大量的煙塵流入燃?xì)忮仩t將超過其燃燒容積，使未反應(yīng)的煙塵由煙囪排入大氣。其次由于農(nóng)作物秸稈在熱分解氣化反應(yīng)室的停留時間可能會被縮短，使排放的灰渣含碳量增加，無法達(dá)到環(huán)保要求。所以當(dāng)用戶有過載燃燒的要求時或用戶經(jīng)常需要過載燃燒，將會加重尾氣處理系統(tǒng)的負(fù)荷，同時也不能保證排放灰渣中的含碳量。

三、結(jié)束語

生物質(zhì)能源在未來將成為可持續(xù)能源重要部分。我國幅員遼闊，但化石能源資源有限，生物質(zhì)資源豐富，發(fā)展生物質(zhì)能源具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。合理開發(fā)生物質(zhì)能源將涉及農(nóng)村發(fā)展、能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、國家安全和生態(tài)平衡等諸多利益。隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和城鄉(xiāng)人民生活水平的不斷提高，既有經(jīng)濟、社會效益，又能保護(hù)環(huán)境的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的利用前景將會越來越廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中華人民共和國發(fā)展和改革委員會，2007年9月.

第5篇：生物質(zhì)能的特性范文

[關(guān)鍵詞]生物質(zhì) 能源使用現(xiàn)狀 參考數(shù)據(jù) 燃燒

[中圖分類號]U676.3 [文獻(xiàn)碼]B [文章編號]1000-405X（2013）-6-187-1

1 生物質(zhì)資源概述

1.1 生物質(zhì)燃料的概念

生物質(zhì)的原料主要為玉米等農(nóng)作物的秸稈、稻草、稻殼、木屑、蘆葦、蒿草、樹枝、樹葉等生物質(zhì)廢棄物。這些農(nóng)林剩余物經(jīng)粉碎、混合、擠壓、烘干等工藝，最后制成顆粒狀燃料，可直接作為生物質(zhì)燃料熄滅，具有熄滅時間長、爐膛溫度高、經(jīng)濟實惠等特性，因而能夠作為煤炭、自然氣、電、油等能源的補充以至是替代能源。

1.2 我國能源使用現(xiàn)狀

如今我國大力倡導(dǎo)能源的利用效率，以高新技術(shù)開發(fā)低污染、可再生的新能源，逐步取代石油，煤，天然氣等不可再生能源，是解決能源危機和環(huán)境問題的重要途徑。在我國冬季采暖常用的方式就是應(yīng)用煤炭、燃油供暖。耗能高、污染大，是這些供暖方式是有很大的弊端的。一到冬季，礦物質(zhì)燃料在供暖中的大量運用，嚴(yán)重地污染著我們身邊的空氣環(huán)境。國內(nèi)能源專家普遍以為：生物質(zhì)燃料是很好的清潔性可再生能源，在環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的今天，應(yīng)該依據(jù)實踐，以生物質(zhì)燃料取代煤、油燃料。

據(jù)調(diào)查，采用生物質(zhì)燃料的取暖鍋爐，1小時耗費生物質(zhì)顆粒約8kg，依照冬季取暖時節(jié)5個月計算，共需求耗費生物質(zhì)顆粒約124噸，以每噸650元計，需求消費近9000元，相比過去燃煤的破費，每個冬季可儉省1612元，并且無污染，有利于維護(hù)環(huán)境。此外，當(dāng)前采用電、油、燃?xì)獾墓┡肮馄髽I(yè)，由于各類清潔燃料價錢的上漲，迫切需求清潔、經(jīng)濟的替代燃料。因而物質(zhì)燃料鍋爐的推行具有重要意義。

2 鍋爐生物質(zhì)能技改項目概況

2.1 鍋爐工況的分析

減少和防止鍋爐四管漏泄要從備件的運行操作和檢修工藝等最基本方面人手，堅持預(yù)防為主，質(zhì)量第一的方針。組織由鍋爐檢修、鍋爐運行、熱工、電氣、化學(xué)、金屬和熱力試驗人員組成的攻關(guān)小組，做好基礎(chǔ)工作，分析原因，提出合理的措施，開展長期、經(jīng)常性的防止受熱面漏泄的工作。進(jìn)行了較為全面的工業(yè)性試驗。根據(jù)鍋爐生物質(zhì)料層的高度和布置要求，對燃煤鍋爐的前墻水冷壁管進(jìn)行重新設(shè)計制作，增加前鍋爐的排表面的距離，增大其空間，對生物質(zhì)粉料噴口和二次風(fēng)，增加鏈條爐排長度并在爐前新設(shè)片狀生物質(zhì)小料斗，根據(jù)熱力計算工況增大省煤器受熱面，以適應(yīng)生物質(zhì)燃料燃燒特性。

2.2 爐內(nèi)壁溫

鍋爐內(nèi)壁溫隨負(fù)荷的變化。從爐內(nèi)壁溫曲線上可以看出，爐內(nèi)壁溫隨著負(fù)荷的增加而增加，同時總體壁溫水平偏高。處于水平煙道右側(cè)和入口在三通渦流區(qū)中的管壁溫水平最高。這是熱偏差與水利偏差相疊加的結(jié)果，實際運行證明了這一點，該管在管材提高檔次前常發(fā)生爆管。爐內(nèi)壁溫測點采用金屬噴涂法安裝熱電偶，測量值是正誤差，曾做過標(biāo)定，試驗值偏高10℃-15℃。熱偏差在通過調(diào)節(jié)爐膛火焰中心位置以達(dá)到調(diào)節(jié)再熱氣汽溫的目的。燃燒器下擺，爐膛出口煙溫下降，各級受熱面的壁溫也隨著下降，對改善對流受熱面的運行條件，作用是非常明顯的。調(diào)整好噴嘴角度，由于噴嘴角度檢修不當(dāng)，使火焰沖刷水冷壁及爐墻而結(jié)焦。應(yīng)根據(jù)結(jié)焦規(guī)律和爐膛結(jié)構(gòu)調(diào)整噴嘴方位，一般是將火焰盡可能調(diào)向爐膛中心中心切圓附近以減少結(jié)焦。在此使用優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)在鍋爐內(nèi)燃燒，在穩(wěn)定燃燒區(qū)域比較集聚。生物質(zhì)燃燒得很干凈，不留過多灰燼。同時在大量增加燃燒量的情況下，加大鼓引風(fēng)至最大保證其壓力平衡，可以降低其燃燒熱度。并且能源節(jié)省也很明顯。

2.3 鍋爐燃燒生物質(zhì)與煤的燃料特性對比及燃燒特點

生物質(zhì)中硫的含量極低，基本上無硫化物的排放。所以，利用生物質(zhì)作為替代能源，對改善環(huán)境，減少大氣中的CO2含量，在“溫室效應(yīng)”都有極大的好處。因此，將生物質(zhì)作為化石燃料的替代能源，便能向社會提供一種各方面都可被接受的可再生能源。下面表2典形生物質(zhì)成型燃料和煤的工業(yè)分析及元素分析

分析表2生物質(zhì)成型燃料的特點：

（1）灰分少，燃燒得充分，殘余量極少，利于減少鍋爐排熱損失。

（2）相比與煤炭生物質(zhì)含量很高，一般超過50%，它的含氧量也多于煤炭，容易燃燒火勢旺。然而，碳的含氧量較低，因此它的發(fā)熱值較相對低，要想達(dá)到鍋爐的熱力，必須加大燃料供給量，同時還要滿足完全燃燒的條件。

（3）生物質(zhì)的硫的含量極低，對環(huán)境的保護(hù)的相當(dāng)有益的，污染空氣指數(shù)小。

從礦物能源資源有限和因大量使用會造成環(huán)境狀態(tài)惡化的戰(zhàn)略觀點出發(fā)，結(jié)合我國擁有豐富生物質(zhì)資源的現(xiàn)實，逐步發(fā)展工業(yè)鍋爐生物質(zhì)的燃燒技術(shù)，對節(jié)約常規(guī)能源、優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，將有積極意義。

常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)業(yè)配備的燃煤鍋爐進(jìn)行改燃生物質(zhì)的改造，取得了成功，為我國家節(jié)能減排工作作出了貢獻(xiàn)。對新能源的開發(fā)利用做好榜樣，起到了較好的實踐示范作用。同時為各企業(yè)今后的發(fā)展開啟先導(dǎo)。

3 結(jié)語

在發(fā)展中國家中，好的鍋爐能提高效率減少燃料垃圾的收集的排放，使得生活環(huán)境得到提升，新的先進(jìn)技術(shù)替代陳舊的工業(yè)市場中的燃燒技術(shù)。在生物能源項目和市場規(guī)模不斷擴大。在各類市場應(yīng)用大規(guī)模的轉(zhuǎn)換裝置的趨勢將會持續(xù)。增加燃料適應(yīng)性，降低風(fēng)險，使得費用最小化，并通過將燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)能鍋爐其節(jié)能減排的功效較為明顯，同時也將生物質(zhì)能利用效率大大提高。采用規(guī)模經(jīng)濟對生物質(zhì)能整體來說非常重要。能源系統(tǒng)的發(fā)展是個整體，生物質(zhì)的使用將日漸成為人們生產(chǎn)運輸燃料或生物材料的重要工具。

參考文獻(xiàn)

第6篇：生物質(zhì)能的特性范文

關(guān)鍵詞：流化床生物質(zhì)氣化燃?xì)鉄嶂?/p>

中圖分類號： TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號1672-3791（2015）01（b）-0000-00

隨著社會發(fā)展，我國的煤炭、石油、天然氣等化石能源日益減少，環(huán)境問題同時變得更加嚴(yán)峻。生物質(zhì)能作為一種不受天氣條件約束的能源，相對于風(fēng)能、太陽能而言，具有獨特的特點。由于生物質(zhì)能源中，揮發(fā)分含量所占比例高達(dá)60%～80%，對生物質(zhì)原料進(jìn)行氣化是生物質(zhì)能開發(fā)中較為重要的一個利用方式。溫度不但對物料的氣化產(chǎn)物也產(chǎn)生一定的影響[1]，合適的氣化溫度可使生物質(zhì)燃?xì)庵械慕褂瓦M(jìn)行分解[2]。

1實驗物料及實驗裝置

本試驗中，所用的實驗物料為常見的稻殼，稻殼的物理特性見表1，稻殼的灰成分分析見表2。實驗裝置為循環(huán)流化床實驗裝置，系統(tǒng)簡圖見圖1。該流化床氣化裝置高為3000m，氣化爐爐體直徑為200mm。

表1物料的物理特性及灰熔點

物料 平均粒徑

/mm 堆密度

/Kg?m-3 變形溫度/℃ 軟化溫度/℃ 流動溫度/℃

稻殼 1.6 115 1140 1219 1308

河沙 0.36 1460 - - -

表2稻殼灰成分分析

灰成分 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 K2O CaO TiO2 Fe2O3

稻殼/% 0.57 1.58 8.12 79.98 2.401 0.862 4.957 4.82 0.584 1.44

1-風(fēng)室；2-布風(fēng)裝置；3-進(jìn)料斗；4-氣化爐爐體；5-旋風(fēng)除塵器；6-返料裝置；7-風(fēng)機；

1.1實驗過程與結(jié)果

本實驗以河沙為床料，以天然氣為加熱熱源，首先對床料進(jìn)行加熱，床料加熱到400℃以上時，向爐內(nèi)加入原料稻殼。隨著爐內(nèi)溫度逐漸上升，當(dāng)爐內(nèi)各溫度測點溫度穩(wěn)定時，逐漸調(diào)整燃料與空氣的比例將氣化爐由燃燒狀態(tài)向氣化狀態(tài)切換。適當(dāng)調(diào)整空氣和燃料的比例，依次對稻殼在600～700℃、700～800℃、800～900℃、900～1000℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行氣化實驗。

當(dāng)爐內(nèi)氣化溫度為800～900℃時，燃?xì)鉄嶂禐?050～1100kcal，燃?xì)鉄嶂涤兴岣摺．?dāng)爐內(nèi)氣化溫度為900～1000℃時，由于距離稻殼的變形溫度較近，實驗過程中發(fā)生床料板結(jié)及結(jié)渣現(xiàn)象。不同氣化溫度下燃?xì)鉄嶂导叭細(xì)饨M分見表3。

表3不同溫度下燃?xì)鈾z測組分及熱值表

溫度（℃） 熱值（kcal） CO2/% CO/% CH4/% CnHm/% H2/% O2/% N2/%

600～700 941 15.12 14.51 3.75 0.5 4.82 0.72 60.58

700～800 981 14.64 15.34 3.81 0.5 5.11 0.67 59.94

800～900 1070 16.89 16.62 3.98 0.63 5.96 0.68 55.24

由表3對比氣化爐內(nèi)不同的氣化溫度下的氣化效果，可以看出稻殼的氣化溫度對燃?xì)馄焚|(zhì)有呈現(xiàn)出的關(guān)系為正相關(guān)性，燃?xì)鉄嶂惦S著爐內(nèi)氣化溫度的升高而逐漸升高，即溫度越高，稻殼的氣化效果也就越好。

3結(jié)論

本文對稻殼在循環(huán)流化床中不同的氣化溫度下進(jìn)行氣化實驗，通過實驗可以得出以下結(jié)論：

1）氣化溫度為600～700℃時，燃?xì)獾臒嶂递^低，同時爐內(nèi)物料的料層阻力不斷增加，排灰中含有大量的殘?zhí)?，此溫度范圍?nèi)不利于物料進(jìn)行氣化。

2）氣化溫度為700～800℃、800～900℃時，爐內(nèi)存在的殘?zhí)勘容^少，同時燃?xì)庵械慕褂偷靡赃M(jìn)行分解，燃?xì)獾钠焚|(zhì)得到提高，氣化溫度為800～900℃時所得到的燃?xì)獾钠焚|(zhì)要優(yōu)于氣化溫度為700～800℃時燃?xì)獾钠焚|(zhì)。

3）氣化溫度為900～1000℃時，在氣化過程中由于氣化溫度接近于稻殼的變形溫度，爐內(nèi)物料流化過程中會產(chǎn)生局部溫度過高的現(xiàn)象，這使得爐內(nèi)物料發(fā)生板結(jié)而導(dǎo)致結(jié)渣，此溫度范圍不利于氣化。

參考文獻(xiàn)

第7篇：生物質(zhì)能的特性范文

關(guān)鍵詞：可再生;能源;棗莊市

Abstract: the application of the renewable energy work, to the region in renewable energy resources detailed assessments, grasps the area of renewable energy resource types, distribution, reserves and other information, is the precondition of the development application work and security, also be the basis of planning. According to the weather, hydrology geology, look, the industrial and agricultural information, according to the research methods of recognition at home and abroad, to look in the territory of the solar energy, geothermal energy, sewage heat energy, shallow coal mine water heat and biomass energy and other renewable energy resources situation assessment.

Keywords: renewable; Energy; look

中圖分類號：P754.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 概述

目前，能源緊張及環(huán)境污染是困擾世界的難題，尋找可再生、無污染的能源是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大課題?？稍偕茉词侵冈谧匀唤缰锌梢圆粩嗬?、循環(huán)再生的一次能源，主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?，對環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。另外，礦井水和城市污水水量大、熱容量大，冬暖夏涼，可以作為新型的可再生能源用于作熱泵的冷熱源為建筑供暖與制冷。

但是，可再生能源并非是“取之不竭，用之不盡”的，如果未進(jìn)行廣泛深入的資源分布、儲量等調(diào)查，就盲目地進(jìn)行規(guī)模應(yīng)用，可能會導(dǎo)致應(yīng)用項目得不到足夠的冷熱源，效率低下，嚴(yán)重的會對自然環(huán)境的造成破壞，將可再生能源變成了不可再生能源。因此，對棗莊市范圍內(nèi)可再生能源進(jìn)行評估具有重要意義。依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求與計算方法，利用統(tǒng)計、計算相結(jié)合的方法，對棗莊市范圍內(nèi)的太陽能、淺層地能、礦井水熱能和污水熱能等資源能源儲量進(jìn)行分析評估如下。

2 太陽能資源

2.1太陽能資源概況

太陽能一般是指太陽光的輻射能量，是基礎(chǔ)性的自然資源，淺層地能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等形式的可再生能源，都可歸集到太陽能。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。為了按照各地不同條件更好地利用太陽能，20世紀(jì)80年代中國的科研人員根據(jù)各地接受太陽總輻射量的多少，將全國劃分為4類地區(qū)：資源豐富區(qū)、資源較富區(qū)、資源一般區(qū)、資源貧乏區(qū)。

2.2太陽能資源評估結(jié)果

1.棗莊市屬我國內(nèi)陸城市，緯度為中國中緯度地區(qū)，全年日照時數(shù)達(dá)2345h, 年平均太陽總輻射量5233.6 MJ(m2.a)，為太陽能資源一般的Ⅲ類地區(qū)，接近Ⅱ類太陽能資源較富地區(qū)。

2.棗莊市年日照輻射量受氣候影響較大，同時還受其它因素影響如空氣質(zhì)量等。根據(jù)歷年統(tǒng)計棗莊市可日照時數(shù)大于6h的天數(shù)為208天，其太陽能資源具有較好的利用價值。

3.棗莊市的太陽能資源相對較穩(wěn)定，長期統(tǒng)計顯示只是在季節(jié)方面有明顯的日照輻射量差異，在太陽能利用方面應(yīng)考慮太陽能在少數(shù)年份不穩(wěn)定性所產(chǎn)生的問題，對于使用要求嚴(yán)格的地方需要相應(yīng)的解決措施，如加大蓄熱量與貯電量、使用節(jié)能設(shè)備、預(yù)留輔助設(shè)施等采用合適方案解決。

2.3太陽能資源的合理利用及建議

棗莊市太陽能利用現(xiàn)狀與我國的太陽能利用有相似之處，戶式太陽能熱水器使用已比較廣泛，目前棗莊市城區(qū)太陽能熱水器普及率達(dá)到90％以上。太陽能照明方面也有了良好的開端，目前棗莊市已在部分交通路口設(shè)置了太陽能照明和太陽能信號設(shè)施，安裝庭院燈、草坪燈、指示牌等，與太陽能熱水器比較用量要少的多，其利用存在廣闊的空間。

3淺層地?zé)崮苜Y源

3.1淺層地?zé)崮苜Y源概況

淺層地?zé)崮苁侵傅乇硪韵乱欢ㄉ疃确秶鷥?nèi)（一般為恒溫帶至200m埋深），溫度低于25℃，在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟條件下具備開發(fā)利用價值的地球內(nèi)部的熱能資源。本次評估對棗莊地區(qū)內(nèi)淺層地?zé)崮苜x存的巖土體，進(jìn)行調(diào)查研究、搜集整理相關(guān)資料，查明區(qū)域內(nèi)淺層地?zé)崮軣醿l件、分布及特點，對主要巖土體結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行適宜性分類區(qū)劃。并根據(jù)市內(nèi)已有的淺層地?zé)崮芾蒙疃惹闆r，確定巖土體的調(diào)查深度為120.0m，采用體積法估算淺層巖土體中的地?zé)崛萘浚ㄟ^對淺層地?zé)崛萘繀R總分析，為棗莊市淺層地?zé)崮芸沙掷m(xù)利用及發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。

3.2淺層地?zé)崮苜Y源評估結(jié)果

棗莊市地理位置處于北溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，日照充足，四季分明，年平均氣溫13.6℃，地下水溫度16-17.8℃，多年平均降雨量815.8mm，地下水地?zé)崮芸衫昧繛槊磕?.31×109kw•h，相當(dāng)于77.46 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的總發(fā)熱量，地?zé)崮軆Υ媪渴挚捎^。巖土體全年溫度相對比較穩(wěn)定，波動小，一般為14.5～16.5℃，溫度高于當(dāng)?shù)氐钠骄鶜鉁?～5℃。為此，評估區(qū)域內(nèi)采用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行冬天采暖，夏季空調(diào)制冷，非常適宜。

3.2.1地表水蘊含熱能

地表水資源量一般是指河流、湖泊等地表水體的動態(tài)水量，即天然河川徑流量。棗莊市地表水屬淮河流域，共分布有24條河流，全市地表水資源量10.49億m3，多年平均降水量在750～950mm之間，補給充足，是山東省降雨量最充沛的地區(qū)之一。該區(qū)域水溫度適中，夏季水溫一般不超過30℃，可以作為水源熱泵的冷源，較深的河流、湖泊或水庫冬季可以作為水源熱泵的熱源。

3.2.2地下水蘊含熱能

棗莊市屬于魯西北平原松散巖類水文地質(zhì)區(qū)沖積洪積平原淡水水文地亞區(qū)和魯中南中低山丘陵碳酸鹽巖類為主水文地質(zhì)區(qū)鄒城－棗莊單斜斷陷水文地質(zhì)亞區(qū)。棗莊市多年平均地下水資源量7.68億m3（含山前側(cè)滲），山丘區(qū)多年平均地下水資源量4.81億m3，平原區(qū)多年平均地下水資源量2.87億m3。全市大部分區(qū)域單位涌水量大于500m3/(d.m)，局部富水區(qū)域大于1000m3/(d.m)，水質(zhì)條件較好，比較適宜采用水源熱泵系統(tǒng)。

3.2.3土壤及巖石中蘊含熱能

棗莊市處于山東地臺南緣，地層屬華北陸臺型，地質(zhì)體條件較好，大部分地區(qū)第四系較厚，巖層以石灰?guī)r為主，可鉆性較強，成孔工藝簡單，成本低，換熱情況較好，大部分區(qū)域較適宜地埋管（垂直）換熱形式。

3.3淺層地?zé)崮艿暮侠砝?/p>

近幾年棗莊市淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用發(fā)展較迅速，先后完成了棗莊監(jiān)獄、棗莊四十四中學(xué)、鄒塢鎮(zhèn)中學(xué)等一大批淺層地?zé)崮茼椖?，到目前開發(fā)利用和在建的建設(shè)項目建筑面積近50萬m2。但在淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用上存在盲目性，缺乏規(guī)范性和專項研究，對地下巖土體結(jié)構(gòu)、熱儲條件缺乏地質(zhì)技術(shù)方面的研究沒有形成很好的合理開發(fā)利用方案，沒有系統(tǒng)的淺層地?zé)崮芾玫沫h(huán)境評價和經(jīng)濟評價。

4 礦井水資源

4.1礦井水資源概況

礦井水是礦井開采過程中產(chǎn)生的地下涌水。為了保障礦井生產(chǎn)和安全，礦山企業(yè)投入大量人力物力將礦井水排出地面，礦井水在開采過程中會受到粉塵和巖塵的污染，是煤礦和其他礦山具有行業(yè)特點的廢水，這部分廢水經(jīng)過處理后，可作為生產(chǎn)生活和生態(tài)用水。

4.2礦井水資源評估結(jié)果

1.水量穩(wěn)定、溫度適宜、水溫在應(yīng)用季節(jié)相對穩(wěn)定，能夠很好的滿足水源熱泵的使用要求，用作水源熱泵的冷/熱源是完全可行的。

2.目前，棗莊市境內(nèi)煤礦年排放礦井水3040萬噸，每天8.33萬噸。每天礦井水中賦存的可利用冷量為1.08×106kw•h，可供冷面積為22.5萬m2礦井水中賦存的可利用熱量為1.75×106 kw•h，冬季可供暖面積27.65萬m2。

3.棗莊市煤礦礦井水冬季熱能利用總量約為9.0×107kw•h，即每年僅冬季利用就可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1.1萬噸以上，減少CO2的排放量2.5萬噸以上，減少SO2的排放量70噸以上，減少NOx的排放量60噸以上，節(jié)能減排效益顯著。

4.3礦井水資源的合理利用

為更好地開發(fā)利用礦井水資源，國內(nèi)外均開始采用水源熱泵系統(tǒng)開發(fā)地?zé)豳Y源，使礦井水循環(huán)利用。礦井水水溫恒定，受外界環(huán)境變化幅度小，作為一種穩(wěn)定的熱源，礦井水的特性可以很好地滿足水源熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行的需要。礦井水水量穩(wěn)定，流量大，可使水源熱泵機組運行穩(wěn)定，正常發(fā)揮機組的工作性能，有較好的節(jié)能效果。

5 城市污水資源

5.1城市污水資源概況

城市污水是排入城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)的污水的統(tǒng)稱，在合流制排水系統(tǒng)中，還包括生產(chǎn)廢水和截留的雨水。近年來，城市污水因一年四季溫度變化較小、數(shù)量穩(wěn)定，具有冬暖夏涼的溫度特征，且賦存的熱量較大、易于通過現(xiàn)有的城市污水管道進(jìn)行收集，而且隨著城市規(guī)模的擴大而呈逐年遞增的趨勢，引起了人們的廣泛關(guān)注。將水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)與城市污水結(jié)合起來回收污水中的熱能，不僅是城市污水資源凈化的新方法，更是改善我國供暖以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的有效途徑，同時也為可再生能源的應(yīng)用和發(fā)展拓展了新的空間。

5.2城市污水資源評估結(jié)果

1.棗莊市城市污水水量穩(wěn)定、溫度適宜、水溫在應(yīng)用季節(jié)相對穩(wěn)定，能夠很好的滿足水源熱泵的使用要求，用作水源熱泵的冷/熱源是完全可行的。

2.目前，棗莊市城市污水處理廠處理量按33萬噸/天計算，在夏季賦存的可利用冷量為3.27×106kW•h，可供冷面積為68.1萬m2。在冬季，每天城市污水中賦存的可利用熱量為3.67×106kW•h，可供熱面積為57.99萬m2。

3. 棗莊市城市污水在整個冬季可提供熱能為1.888×108kW•h，即每年冬季利用就可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2.3萬噸，減少CO2的排放量5萬噸以上，減少SO2的排放量200噸以上，減少NOx的排放量150噸以上，節(jié)能減排效益顯著。

6 生物質(zhì)能

6.1生物質(zhì)能概況

生物質(zhì)能，就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一的可再生的碳源。依據(jù)來源的不同，可以將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。

6.2生物質(zhì)能評估結(jié)果

棗莊市可利用的生物質(zhì)能資源主要為作物秸稈、人畜糞便和城市垃圾和廢水等。棗莊市每年秸稈資源實物量約205萬噸，充分利用后，可相當(dāng)于標(biāo)煤55萬噸，可用于發(fā)展沼氣；人畜糞便量可以供給約60萬個沼氣池，充分利用后每年可相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤 12萬噸；污水排放總量為每年15000萬噸。計算可產(chǎn)生的理論沼氣量為4080萬m3，折合標(biāo)煤28560噸。

6.3生物質(zhì)能利用

第8篇：生物質(zhì)能的特性范文

關(guān)鍵詞 麻瘋樹；生物質(zhì)能源；扦插；育苗

中圖分類號 S792.99；ST23.1+32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）10-0141-02

High Efficient Cutting Seedlings Technology of Jatropha curcas（A Biomass Energy Tree）

YU De-cai 1 WU Jun 2 *

（1 Agriculture and Animal Husbandry Bureau of Ningnan County in Sichuan Province，Ningnan Sichuan 615400； 2 Life Science College of Sichuan University）

Abstract Jatropha curcas is one of the most potential biomass energy tree species.Establish efficienting cutting seedlings technology will be able to prepare lots of seedlings keeping good plant traits during the production.The cutting seedlings made by this technology have these characters with great roots，high survival rate and fast growth after transplanted.This paper introduced the cutting seedling technolody of Jatropha curcas for references.

Key words Jatropha curcas；biomass energy；cutting；seedlings

麻瘋樹適應(yīng)性強，耐干旱瘠薄，環(huán)境友好，種子含油量高、品質(zhì)好，是目前最有發(fā)展?jié)摿Φ纳镔|(zhì)能源樹種之一[1-2]。其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到了國際上一些政府、國際組織、研究機構(gòu)和企業(yè)的廣泛關(guān)注和重視。其生物燃料生產(chǎn)的主要原料是種子油[3-4]，因此規(guī)?；N植麻瘋樹是相關(guān)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，而提供大量、優(yōu)質(zhì)種苗是規(guī)?；N植的基礎(chǔ)。

扦插育苗是從植物母體上切取莖、根和葉的一部分，在適宜的環(huán)境條件下促使成為獨立的新植株的育苗方法，是一種無性繁殖育苗，相比播種育苗繁殖，扦插育苗具有保持母株優(yōu)良遺傳特性、苗木生長更迅速、結(jié)實性較早等特點，是經(jīng)濟林木、果樹和用材林木良種繁育的主要育苗方法[5]。不同基質(zhì)、外源激素及扦插時間會對扦插育苗產(chǎn)生一定影響[6]。相對其他麻瘋樹育苗技術(shù)[7-8]，本研究利用麻瘋樹枝條無性繁殖特點，同時針對麻瘋樹的生理特點，通過預(yù)處理中麻瘋樹枝條切口先形成愈傷組織，再扦插于特殊配制的營養(yǎng)土中促進(jìn)根的形成，這種方法有利于枝條基部大量根的快速形成，扦插苗移栽成活率高達(dá)99%。因此，利用該技術(shù)可以規(guī)?；嘤銎焚|(zhì)優(yōu)良的保持母株遺傳特性的麻瘋樹苗木，為相關(guān)農(nóng)戶、公司及科研組織提供所需麻瘋樹苗木。

1 扦插枝條的選擇

根據(jù)母株遺傳特性或種植需求，采集進(jìn)行扦插育苗的麻瘋樹枝條。采集母株樹齡2年以上、樹葉已自然脫落的麻瘋樹枝條，枝條直徑為2～4 cm，無病蟲害及物理損傷。

2 枝條預(yù)處理

麻瘋樹枝條依次進(jìn)行修剪、浸泡、愈傷化。對枝條的修剪方法為：剪切枝條，使其長度保持在20～30 cm；扦插枝條兩端修剪成約45°斜面（圖1），這樣有利于枝條入土端形成較大的發(fā)根面，而另一端有利于利水，避免在其平面積水，引起腐爛。對枝條的浸泡方法為：將枝條兩端修剪好后，放置在空氣中約30 min，使流出的液體自行干燥，不需要采用高錳酸鉀等溶液進(jìn)行消毒；枝條浸泡部位為將插入營養(yǎng)土的一端，浸泡所用溶液為吲哚丁酸溶液，所用吲哚丁酸溶液濃度為5～10 mg/kg，浸泡時間為3～5 h；對浸泡后枝條的愈傷化方法為：按50株一捆，28～30 ℃處理3～5 h后，每捆枝條用塑料薄膜包好欲扦插端，26～28 ℃下避光放置3～5 d，中途每12 h打開薄膜5 min，該處理可以促進(jìn)愈傷組織形成。

3 營養(yǎng)土的配制及裝填

營養(yǎng)土配制使用的原料是椰糠、砂粒和腐熟牲畜糞便，砂粒粒徑為0.1～1.0 mm，原料的使用比例是椰糠∶砂?！酶焐蠹S便=1∶1∶1。配制好營養(yǎng)土之后，將營養(yǎng)土填入底部帶小孔的營養(yǎng)缽，營養(yǎng)缽大小為直徑10 cm、高15 cm。本發(fā)明中配制的營養(yǎng)土裝填的營養(yǎng)缽保持了透氣、疏松、持水性能好，肥效溫和、營養(yǎng)適合麻瘋樹苗生長的特點。

4 枝條扦插

以枝條切口處愈傷形成與否作為判斷依據(jù)，適時將麻瘋樹枝條扦插到營養(yǎng)缽里。待有愈傷組織在切開處形成即可以用于扦插（圖2），此時扦插的成活率可達(dá)99%，相對沒有愈傷形成時扦插大大提高了成活率。扦插時枝條插入營養(yǎng)土深度7～10 cm，并保持枝條上有3～6個腋芽暴露在空氣中（圖3）。

5 扦插苗管理

將扦插好的營養(yǎng)缽放置在利水、陽光充足的地方，環(huán)境溫度為25～35 ℃，開始用遮陽網(wǎng)遮擋10 d，之后去除遮陽網(wǎng)；不同生長期，澆水方式不同，在扦插完成后，前5 d采用早上澆水1次，之后在移栽前早晚各澆水1次。

6 適時移栽

根據(jù)扦插枝條根的生長情況判斷移栽時期，當(dāng)根生長到一定量時可將營養(yǎng)土包住，可輕松將扦插苗提出營養(yǎng)缽，根在營養(yǎng)土外表面可見時，即可進(jìn)行移栽（圖4）。在適宜種植的環(huán)境下，此時移栽存活率可高達(dá)99%，而且生長快，通常在移栽后12個月內(nèi)能開花結(jié)果2～4次。移栽時，連同營養(yǎng)缽一起運輸，去掉營養(yǎng)缽進(jìn)行帶土種植。

7 參考文獻(xiàn)

[1] 吳軍，王勝華，唐琳，等.麻瘋樹油脂含量遺傳性與CSC高油63品種的選育[J].種子，2008，27：100-102.

[2] 陳麗，吳軍，曾妮，等.用GC-MS 分析不同采收和貯存時期的麻瘋樹種子油的脂肪酸[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報，2007，15（5）：443- 446.

[3] WU Jun，GUO Yi-ran，LIU Yuan，et al.Rapid Determination of Oil Content in Seed of Jatropha Curcas by NMR[J].Journal of Biobased Materials and Bioenergy，2010（4）：436-439.

[4] KING A J，HE W，CUEVAS J A，et al.Potential of Jatropha curcas as a source of renewable oil and animal feed[J].J Exp Bot，2009（60）：2897-2905.

[5] 劉兆祥.扦插育苗的撫育管理[J].中國林業(yè)，2007（20）：56.

[6] 仲兆清，潘春香.不同基質(zhì)、外源激素與扦插時間對油茶扦插育苗的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，45（4）：623-627.

第9篇：生物質(zhì)能的特性范文

2010年6月，他獲得美國聯(lián)邦環(huán)保署頒布的“總統(tǒng)綠能化學(xué)挑戰(zhàn)獎學(xué)術(shù)獎” （Presidential Green Chemistry Challenge）；2013年，他當(dāng)選美國工程院院士；2015年4月，他成為了美國科學(xué)院院士。

他就是，美籍華人廖俊智。

從業(yè)界到學(xué)界

20世紀(jì)80年代，在臺灣地區(qū)出國留學(xué)是很普遍的事情，在眾多的留學(xué)生中，大約有60%-70%的人是理工科畢業(yè)，廖俊智也是其中之一。

“我1980年從臺大化工系畢業(yè)，當(dāng)完兵后，1982年到美國威斯康星大學(xué)念博士，大概四年半畢業(yè)。畢業(yè)后去柯達(dá)（Eastman Kodak）公司在紐約Rochester總部當(dāng)生化方面的研究員，那是我第一份工作，也是我唯一一份業(yè)界工作，待了幾年后我到德州農(nóng)工大學(xué)當(dāng)助理教授，然后1997年就到加州大學(xué)洛杉磯分校了?！?/p>

據(jù)廖俊智回憶，他從業(yè)界轉(zhuǎn)換跑道到學(xué)界，更多是要做自己想做的研究。業(yè)界更加強調(diào)實用價值，講究團(tuán)隊合作，所以限制必然也很多。而學(xué)術(shù)界則不同，它更加重視基礎(chǔ)研究且自由度高，沒有那么多的限制，“命運”可以完全掌握在自己的手中。

在廖俊智眼里，美國的高等教育很成功，尤其是在研究所以上的層級，許多方面的研究都處于世界領(lǐng)先地位。然而這也是競爭意識所決定的，因為如若領(lǐng)先，必定是站在一定的高度上才能夠俯視全局，才能夠做到世界的前沿。

一個人處于這種競爭機制中，不僅要能夠存活，甚至還要能超越其他優(yōu)秀的人，那這個人所付出的心力是外人難以想象的。廖俊智作為一名學(xué)術(shù)界的新人、一個外來人，他所付出的辛苦就更不用說了。

千里馬需要伯樂，廖俊智的學(xué)術(shù)發(fā)展當(dāng)然也離不開導(dǎo)師的引導(dǎo)與指點。“學(xué)術(shù)上影響我最多的人是我的博士導(dǎo)師Edward Lighfoot教授，他亦師亦友，讓我受益良多。他作研究喜歡看大方向，鼓勵我見樹又見林，就是有大的一個研究架構(gòu)，但同時要我扎根基本理論。他以前常常說‘think out of box’，一直強調(diào)科研的創(chuàng)意，嘗試不同方法去解決困難，我從他身上學(xué)到很多，也常常跟學(xué)生這樣說?！?/p>

在導(dǎo)師的影響下，廖俊智開始了生物質(zhì)能源的研究。

人類科技的進(jìn)步，離不開石油的貢獻(xiàn)。石油經(jīng)過加工提煉，成為了我們生活中離不開的燃料、油、瀝青、溶溶劑，保證了人類生產(chǎn)和生活的正常運轉(zhuǎn)。盡管石油在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生高度污染，而且石油供應(yīng)不穩(wěn)定，很容易受國際政治經(jīng)濟局勢波動的影響，但在沒有找到更好的替代品的時候，石油仍然是常用化學(xué)品材料來源，即使它并不那么理想。全球每年消耗約120億噸石油當(dāng)量的能源，原油終有開采枯竭的一天。人類在面臨能源日漸匱乏之際，急需找尋替代能源。

生物質(zhì)能源不僅具備風(fēng)能、太陽能、地?zé)岬饶茉慈≈槐M、用之不竭的特性，同時它還是一種可再生能源，比如林業(yè)薪炭林和農(nóng)作物秸桿等都是生物質(zhì)能源。

“我不是一開始就想作生物質(zhì)能源，是一路走來不斷修正、調(diào)整的結(jié)果，不是說我是環(huán)保分子。原來一般人講到化學(xué)工業(yè)就會聯(lián)想到石化工業(yè)，但我想扭轉(zhuǎn)這個現(xiàn)象，想要將化學(xué)工業(yè)和石化工業(yè)脫鉤，減少人類對石油的依賴?！?/p>

一些人認(rèn)為廖俊智所從事的生物質(zhì)能源研究是屬于環(huán)保的范疇，但是廖俊智認(rèn)為，他現(xiàn)在所做的事情與環(huán)保有本質(zhì)上的區(qū)別?！碍h(huán)保是清除污染物，我想做的是從根本上減少污染物，是一項很浩大的工程，不見得在短期看得到成果，對業(yè)界來講短期內(nèi)也沒有商業(yè)利潤可言?！?/p>

廖俊智曾這樣為他的研究定義“將細(xì)菌里的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成化學(xué)品”，他舉例說：“這幾年生物質(zhì)能源研究很熱門，玉米變成制造生物質(zhì)能源的主要材料。不過你去想想，玉米不是解決能源危機的好方法，因為未來人類會爆發(fā)糧食危機。那我是用生物取代石油，來生產(chǎn)同樣的化學(xué)品。方法很簡單，是向大自然取材，直接將二氧化碳轉(zhuǎn)化為化學(xué)品，這樣能間接避免糧食不足?！?/p>

科學(xué)“狂熱分子”

“我在辦公室工作，在家里工作，在外演講工作，連看個電視、雜志也會聯(lián)想到跟研究有沒有關(guān)系，能不能解決我的問題，工作時間說長不長，說短不短，我也不知道怎么算，所以科學(xué)研究不只是一份工作，它是我生命的一部分。”廖俊智曾說。

處在美國這樣一個充滿開拓與競爭的環(huán)境中，廖俊智自然也被這種意識與氛圍所感染，“狂熱”地投身于科學(xué)研究工作中。

廖俊智對科研的堅持與“狂熱”自然收到了相應(yīng)的回饋。他因為直接從藻類中將二氧化碳轉(zhuǎn)換為燃料，獲得了2010年美國聯(lián)邦環(huán)保署頒發(fā)的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎學(xué)術(shù)獎”。美國國家工程學(xué)院認(rèn)為，廖俊智在代謝工程和合成生物學(xué)應(yīng)用于生質(zhì)能源和減少溫室氣體排放方面取得重大進(jìn)展，因此在2013年授予廖俊智美國工程院院士。

而當(dāng)這位科研“狂熱分子”談到自己屢獲肯定時，十分謙虛地將榮譽歸功于學(xué)生、同事和家人的支持，對自己像空中飛人一樣忙著四處演講的現(xiàn)狀，他說“完全沒想過如此”。榮譽對于廖俊智來說也許只是歷史、是一段光鮮的回憶，但他的終極目標(biāo)還是希望通過自己的研究，能夠扭轉(zhuǎn)現(xiàn)代文明對石化重工業(yè)的高度依賴。