導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇生物質(zhì)燃料的缺點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)電廠；輸送系統(tǒng)；設(shè)備選型

前言

勉縣凱迪生物質(zhì)電廠1×30MW機(jī)組工程是利用當(dāng)?shù)亓謽I(yè)廢棄物、農(nóng)作物秸稈和稻殼等燃料發(fā)電的項(xiàng)目，電廠性質(zhì)為可再生能源項(xiàng)目。本工程一次建設(shè)1×30MW高溫超高壓供熱機(jī)組。對(duì)于生物質(zhì)電廠來(lái)說(shuō)，其燃料系統(tǒng)的性能優(yōu)劣直接影響到機(jī)組運(yùn)行的安全和經(jīng)濟(jì)性，本文就其燃料輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行介紹和總結(jié)。

1 燃料設(shè)計(jì)資料

1.1 燃料分析資料

本項(xiàng)目燃料分析資料見(jiàn)下表：

檢測(cè)項(xiàng)目 符號(hào) 單位 設(shè)計(jì)燃料 校核燃料

固定碳 Fcar % 11.2 11.2

收到基水分 Mar % 28.69 40.8

收到基灰分 Aar % 7.3 3.408

收到基揮發(fā)分 Var % 52.81 45

可燃硫 St，ar % 0.052 0.048

收到基低位發(fā)熱量 Qnet，ar MJ/kg 10.69 9.55

1.2 燃料消耗量

燃料消耗量見(jiàn)下表：

燃料 小時(shí)耗量（t/h） 日耗量（t/d） 年耗量（104t/a）

設(shè)計(jì)燃料 30.228 665.016 24.18

校核燃料 33.945 746.79 27.156

注：日運(yùn)行小時(shí)數(shù)按22小時(shí)計(jì)，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)按8000小時(shí)計(jì)。

2 燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本項(xiàng)目燃料系統(tǒng)設(shè)有四個(gè)干料棚，干料棚內(nèi)的燃料通過(guò)組合式給料機(jī)或螺旋給料機(jī)送到皮帶機(jī)上，然后通過(guò)皮帶直接輸送至鍋爐。由于爐前料倉(cāng)存在堵料、蓬料的風(fēng)險(xiǎn)，為了保證鍋爐的運(yùn)行穩(wěn)定性，本項(xiàng)目采用的是物料通過(guò)皮帶直接輸送至鍋爐的方案。

2.1 卸料系統(tǒng)

燃料全部通過(guò)汽車運(yùn)輸進(jìn)廠，進(jìn)廠燃料分為兩大類，一類為整包料，主要是玉米、小麥秸稈等軟質(zhì)秸稈燃料；另一類燃料為成品料，主要是破碎好的林木廢棄物等其它硬質(zhì)秸稈。

對(duì)于軟質(zhì)秸稈，考慮采用整包進(jìn)廠，大部分物料采用橋式抓斗起重機(jī)或移動(dòng)卸料設(shè)備卸至破碎機(jī)料斗內(nèi)經(jīng)破碎直接輸送至鍋爐進(jìn)行燃燒，這樣可以減少倒運(yùn)環(huán)節(jié)，降低運(yùn)行成本，超過(guò)破碎機(jī)破碎能力部分整包料堆放在燃料棚內(nèi)。

對(duì)于硬質(zhì)秸稈，部分成品料直接由自卸汽車卸到干料棚內(nèi)，通過(guò)給料機(jī)、帶式輸送機(jī)直接輸送至鍋爐進(jìn)行燃燒。對(duì)于不是采用自卸汽車進(jìn)廠的成品料，可以采用移動(dòng)機(jī)械進(jìn)行卸料，輔助以人工清掃車廂的殘料的卸料方式。

2.2 給料設(shè)備

除鍋爐燃燒外，生物質(zhì)發(fā)電的另一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)就是給料系統(tǒng)。由于生物質(zhì)燃料供應(yīng)的多樣性，不同種類燃料的分份、比重、外形都有較大的不同：即使是同種燃料，其物理性質(zhì)受外界的影響會(huì)很大；另外燃料供應(yīng)的季節(jié)性也較強(qiáng)，不同時(shí)間段內(nèi)可能將燃用不同的燃料。因此，給料系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮以上因素的影響。

目前，用于生物質(zhì)電廠給料設(shè)備主要包括以下幾個(gè)方面：板式給料機(jī)，活底料倉(cāng)給料機(jī)，無(wú)軸螺旋給料機(jī)，有軸螺旋給料機(jī)。

板式給料機(jī)，一般安裝在汽車卸車溝中，為滿足來(lái)料變化的要求，啟動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)破碎后的燃料給料能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是造價(jià)偏高，帶負(fù)荷啟動(dòng)能力差。

活底料倉(cāng)給料機(jī)，適用于破碎后硬質(zhì)燃料，對(duì)于粒度≤50mm的燃料輸送效果較好，但是存在給料不均勻，出力不穩(wěn)定的問(wèn)題。

無(wú)軸螺旋給料機(jī)適用于纏繞性不強(qiáng)、物料粒度大的燃料，由于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)燃料有小麥秸稈類軟秸稈，同時(shí)螺旋體剛性不夠，易斷裂損壞。由于此類設(shè)備存在問(wèn)題較多，目前在新建電廠中此類給料設(shè)備基本已經(jīng)不再應(yīng)用。

有軸螺旋給料機(jī)是目前使用最多最普遍的生物質(zhì)燃料給料設(shè)備，應(yīng)用非常廣泛。針對(duì)本項(xiàng)目，由于主要燃料為包含樹(shù)皮、林業(yè)丟棄物以及小麥玉米秸稈等，種類各異，軟硬質(zhì)秸稈均有，所以本工程破碎后的燃料采用有軸螺旋給料機(jī)。

2.3 破碎設(shè)備

目前在國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目中，不同規(guī)格不同出力的破碎機(jī)產(chǎn)品比較多，使用效果是各不一樣，價(jià)格差別很大，主要是兩類產(chǎn)品。

第一類，小出力的破碎機(jī)，這種設(shè)備以國(guó)產(chǎn)為主，設(shè)備性能較好，產(chǎn)品比較成熟，缺點(diǎn)是刀具易鈍化，基本每天要求磨刀幾次，不適宜長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

第二類，大出力的破碎設(shè)備，這類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上廠家較少。

在進(jìn)口破碎機(jī)產(chǎn)品上，在中國(guó)市場(chǎng)上在生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域有應(yīng)用業(yè)績(jī)目前有2家，一個(gè)是丹麥的M&J破碎機(jī)，一個(gè)是美國(guó)的威猛破碎機(jī)，此類產(chǎn)品的特點(diǎn)是價(jià)格昂貴，產(chǎn)品性能好，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

針對(duì)該項(xiàng)目，根據(jù)選定的燃料技術(shù)方案，在本工程中，廠內(nèi)破碎設(shè)備使用進(jìn)口破碎機(jī)作主要破碎機(jī)型；廠外使用國(guó)產(chǎn)破碎機(jī)作為補(bǔ)充備用。這樣能保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，又節(jié)約了工程投資。

2.4 輸送設(shè)備

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)大部分的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研和收資，燃料輸送系統(tǒng)一般都能滿足使用要求，輸送設(shè)備主要包括以下幾種：普通帶式輸送機(jī)、大傾角帶式輸送機(jī)、擋邊帶式輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、管狀帶式輸送機(jī)等。

目前國(guó)內(nèi)采用普通帶式輸送機(jī)的生物質(zhì)電廠用的較多；管帶機(jī)在節(jié)約占地、密封輸送等方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但由于在給料段和卸料段需要一定的展開(kāi)距離，本項(xiàng)目輸送系統(tǒng)距離較短，管帶機(jī)無(wú)優(yōu)勢(shì)；鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)只能整包上料，不應(yīng)用于燃用多種燃料的電廠。大傾角帶式輸送機(jī)一般適用于場(chǎng)地受限的情況。針對(duì)本項(xiàng)目的具體特點(diǎn)，輸送設(shè)備采用普通帶式輸送機(jī)，通過(guò)加大一級(jí)帶寬和降低帶速，來(lái)防止運(yùn)行過(guò)程中撒料現(xiàn)象的發(fā)生。

2.5 其它輔助設(shè)備的選型

燃料系統(tǒng)其它輔助設(shè)備主要包括汽車衡、計(jì)量裝置、噴霧抑塵設(shè)備、除鐵器等，都是廠用設(shè)備，是比較成熟的產(chǎn)品。由于目前還沒(méi)有適合生物質(zhì)電廠的采樣設(shè)備，目前投產(chǎn)的生物質(zhì)電廠均采用人工采樣，因此本項(xiàng)目也按人工采樣考慮。

3 總結(jié)

生物質(zhì)發(fā)電工程中燃料輸送系統(tǒng)是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，由于煤與秸稈在物理特性方面有很大差異；每個(gè)生物質(zhì)電廠受地域影響，導(dǎo)致燃料特性差異較大；受氣候的影響，燃料的處理和儲(chǔ)存工藝差異較大；受燃料收集影響，導(dǎo)致實(shí)際燃料和設(shè)計(jì)燃料的差異較大，多方面的原因?qū)е氯剂陷斔拖到y(tǒng)的設(shè)計(jì)方案多樣化。本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)，考察和調(diào)研了國(guó)內(nèi)眾多的生物質(zhì)電廠及燃料設(shè)備制造廠家，進(jìn)行了多次技術(shù)交流。在以后進(jìn)行生物質(zhì)電廠設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目的具體特點(diǎn)和燃料特性來(lái)選擇合適的相關(guān)設(shè)備，從而保證燃料輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

篇2

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)；發(fā)電企業(yè)；成本控制

1.引言

隨著低碳經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，生物質(zhì)能成為僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，有著豐富的生物質(zhì)資源，生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展空間廣闊。在國(guó)家政策的支持下，生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目得到了快速發(fā)展。但是，生物質(zhì)發(fā)電剛剛起步，成本控制不理想，投產(chǎn)的企業(yè)大部分處于虧損狀態(tài)。因此，如何解決生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的成本控制管理問(wèn)題已成為當(dāng)務(wù)之急。

成本控制有廣義和狹義之分，廣義的成本控制包括事前控制、事中控制和事后控制；狹義的成本控制僅指成本的過(guò)程控制，不包括前饋控制和后饋控制[1]。本文所研究的生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)成本控制是狹義成本控制，依此制定與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略相適應(yīng)的成本戰(zhàn)略，從而降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

2.生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的成本構(gòu)成

生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的總成本計(jì)算公式為：

（1）

其中：C1表示燃料成本；C2表示職工工資；C3表示固定資產(chǎn)折舊額；C4表示大修理費(fèi)；C5表示管理費(fèi)；C6表示財(cái)務(wù)費(fèi)用；N表示其他的成本費(fèi)用。

生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的燃料成本的計(jì)算公式：

（2）

其中：d1表示原材料成本；d2表示運(yùn)輸成本；d3表示壓縮成本；d4表示裝卸成本；d5表示儲(chǔ)存成本。

3.XX縣生物質(zhì)（秸稈）發(fā)電企業(yè)成本控制的案例分析

3.1 XX縣生物質(zhì)（秸稈）發(fā)電項(xiàng)目的成本概況

XX縣生物質(zhì)（秸稈）發(fā)電項(xiàng)目的情況介紹：建設(shè)裝機(jī)總?cè)萘繛?×12MW抽汽凝汽式供熱機(jī)組配2×75t/h級(jí)秸稈燃燒鍋爐，年預(yù)計(jì)發(fā)電量為1.32×108kw·h，秸稈燃料在250～300元之間，預(yù)計(jì)年消耗量為25.65萬(wàn)噸。該生物質(zhì)發(fā)電廠主要的生產(chǎn)成本如表1所示：

通過(guò)以上數(shù)據(jù)我們可以得出：該生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的成本費(fèi)用構(gòu)成中，燃料成本占到了總成本的67.40%，所占比重是最大的。所以，我們要先從降低燃料成本入手，以降低生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的總成本。

該縣生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的總成本為11039.554萬(wàn)元，則單位電力成本為0.84元/kw·h。國(guó)家發(fā)改委于2010年7月26日通知規(guī)定農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)上調(diào)為0.75元/kw·h，所以該縣年處于虧損狀態(tài)。

3.2 XX縣生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的成本控制分析

量本利分析，是指在成本性態(tài)的基礎(chǔ)之上，對(duì)成本、業(yè)務(wù)量與利潤(rùn)之間的依存關(guān)系所進(jìn)行的分析[2]。盈虧平衡分析是量本利分析的一項(xiàng)重要內(nèi)容。根據(jù)以上成本費(fèi)用的計(jì)算，可以得到該縣生物質(zhì)發(fā)電的盈虧平衡預(yù)測(cè)，如表2所示。

通過(guò)表2的盈虧平衡分析，上網(wǎng)電價(jià)為0.75元/千瓦，用P、a、p、b、x分別表示企業(yè)的利潤(rùn)、固定成本、單價(jià)、變動(dòng)成本和銷售量，則根據(jù)量本利的基本公式：

（3）

可以計(jì)算得出：該生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的單位發(fā)電變動(dòng)成本：

（4）

則該縣生物質(zhì)發(fā)電的燃料成本為：

（5）

其中：x1表示發(fā)電量；x2表示燃料的年消耗量；b1表示變動(dòng)的職工工資；b2表示變動(dòng)的管理費(fèi)用；b3表示變動(dòng)的制造費(fèi)用；b4表示其他費(fèi)用。

計(jì)算得出若該企業(yè)想要保本發(fā)電，燃料的收購(gòu)價(jià)不應(yīng)該超過(guò)210元。然而要想控制秸稈的價(jià)格，必須從原材料成本、運(yùn)輸成本、壓縮成本、裝卸成本與儲(chǔ)存成本等方面著手分析，尋找解決措施。

4.生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的成本控制存在的問(wèn)題與對(duì)策

（1）燃料成本控制問(wèn)題與對(duì)策

燃料成本過(guò)高是導(dǎo)致生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)虧損的最主要原因。首先是季節(jié)問(wèn)題，秋季收獲，秸稈存儲(chǔ)空間緊張；其他季節(jié)存儲(chǔ)空間閑置。正在建設(shè)中的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目將陸續(xù)投產(chǎn)，燃料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將更激烈，燃料收購(gòu)半徑長(zhǎng)和人力成本高等問(wèn)題將會(huì)愈加突出，投產(chǎn)就虧損的尷尬局面將無(wú)法避免。而且秸稈本身不適于長(zhǎng)距離運(yùn)輸；秸稈資源分散，增加了收集成本。

要突破瓶頸，必須在燃料收、運(yùn)、儲(chǔ)等方面采取措施，控制成本。首先，要建立起“農(nóng)戶分散收集晾干-秸稈收購(gòu)站購(gòu)買-運(yùn)輸公司運(yùn)輸-電廠”的生物質(zhì)燃料收、運(yùn)、儲(chǔ)模式。建立專門的收購(gòu)站保證燃料供給，減少儲(chǔ)存成本。使用機(jī)器將秸稈壓縮打包、壓縮大捆，還可以使用成型造粒工藝增加秸稈的比重，可部分解決運(yùn)輸問(wèn)題。為避免同行競(jìng)爭(zhēng)，積極開(kāi)展價(jià)格聯(lián)盟或開(kāi)發(fā)新的燃料品種。

（2）維修費(fèi)用控制問(wèn)題與對(duì)策

設(shè)備穩(wěn)定性也是該縣生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)所面臨的問(wèn)題。盡管汽輪發(fā)電機(jī)、鍋爐等關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定，但給給料系統(tǒng)、水泵、引風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備由于噪聲大、震動(dòng)大等缺點(diǎn)，影響到整個(gè)秸稈發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要不時(shí)地停產(chǎn)檢修，影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

為降低維修費(fèi)用，生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)要制定日常的設(shè)備檢查辦法，減少現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的出現(xiàn)缺陷的幾率，減少企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，而且生產(chǎn)運(yùn)行人員要參考其他機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，及時(shí)調(diào)整指標(biāo)。由于生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)具有明顯的季節(jié)性，生產(chǎn)運(yùn)行人員要根據(jù)季節(jié)的變化適時(shí)地調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)。

（3）財(cái)務(wù)管理存在問(wèn)題與對(duì)策

財(cái)務(wù)軟件的廣泛運(yùn)用在一定程度上縮減了財(cái)務(wù)人員地核算壓力，提高了工作效率，但是在成本控制方面仍然有多不完善的地方，缺乏有效的內(nèi)部控制，在預(yù)算管理、數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)分解、削減成本、成本控制等過(guò)程的控制比較薄弱。

嚴(yán)格控制成本預(yù)算，就要加強(qiáng)資金管理，提高資金的使用效率。財(cái)務(wù)部門要準(zhǔn)確編制預(yù)算開(kāi)支，減少資金浪費(fèi)的現(xiàn)象；加強(qiáng)費(fèi)用的控制，強(qiáng)調(diào)預(yù)算剛性，要根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的問(wèn)題進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題。建立與之配套的會(huì)計(jì)服務(wù)體系，提供規(guī)范的會(huì)計(jì)核算和準(zhǔn)確的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。還要加強(qiáng)內(nèi)部控制，縮減成本開(kāi)支，增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）政府扶持現(xiàn)狀與改進(jìn)建議

盡管政府頒布了一些稅收優(yōu)惠政策促進(jìn)了生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展，但支持力度還待進(jìn)一步加大。根據(jù)《可再生能源法》規(guī)定，農(nóng)林剩余物生物質(zhì)發(fā)電享受財(cái)政稅收等優(yōu)惠政策，但是在目前的電價(jià)和稅收政策下，生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)增值稅實(shí)際稅負(fù)約為11%，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火力發(fā)電（稅負(fù)約6%～8%）和小水電（稅負(fù)約3%）稅負(fù)，生物質(zhì)發(fā)電離不開(kāi)國(guó)家財(cái)政、稅收的政策支持。

國(guó)家政策的導(dǎo)向作用對(duì)生物質(zhì)發(fā)電至關(guān)重要。首先，要做好全國(guó)生物質(zhì)資源整體情況的調(diào)查和評(píng)價(jià)分布情況，編制發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)籌生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)的區(qū)域布局，防治盲目建設(shè)。其次，完善生物質(zhì)發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)管理，嚴(yán)格項(xiàng)目核準(zhǔn)，制定行業(yè)準(zhǔn)入和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。再次，完善生物質(zhì)發(fā)電定價(jià)和費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制。實(shí)行合理的投資補(bǔ)貼和產(chǎn)品補(bǔ)貼，加大轉(zhuǎn)移支付力度，設(shè)立生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金，在財(cái)政預(yù)算中單列專項(xiàng)引導(dǎo)資金項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳麗輝.生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)成本管理研究[D].華北電力大學(xué)，2011.

[2]高孝春.發(fā)電企業(yè)成本控制探析[J].中國(guó)電力教育，2009（1）.

[3]崔和瑞.邱大芳.任峰.我國(guó)秸稈發(fā)電項(xiàng)目推廣中的問(wèn)題與政府責(zé)任及其實(shí)現(xiàn)路徑[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2012（1）.

篇3

第二代生物燃料指的是以麥稈、稻草和木屑等農(nóng)林廢棄物或藻類、紙漿廢液為主要原料,使用纖維素酶或其他發(fā)酵手段將其轉(zhuǎn)化為生物乙醇或生物柴油的模式。第二代生物燃料與第一代最重要的區(qū)別在于其不再以糧食作物為原料,從而最大限度地降低了對(duì)食品供應(yīng)的威脅。第二代生物燃料不僅有助于減少對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴,也能減少溫室氣體的排放,對(duì)實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)性發(fā)展具有重要作用。許多國(guó)家都制定了或是正在執(zhí)行相關(guān)計(jì)劃,大力發(fā)展第二代生物燃料。

Frost & Sullivan預(yù)計(jì)2011年將是第二代生物燃料技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化的一年,市場(chǎng)規(guī)模將以每年200,000噸的速度擴(kuò)大。在2017年前后,第二代生物燃料有望成為能源的重要組成部分。

技術(shù)分析

第二代生物燃料的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù),唯有其技術(shù)的不斷更新,方能使其發(fā)揮優(yōu)勢(shì),不斷開(kāi)拓市場(chǎng)。目前生物燃料生產(chǎn)技術(shù)的主要技術(shù)方法主要有水解發(fā)酵、氣化發(fā)酵、氣化催化合成和熱解。雖然這些技術(shù)現(xiàn)在都還處在實(shí)驗(yàn)階段,但是近年來(lái)各國(guó)及各大企業(yè)都投入巨資研發(fā),成果不斷。

我國(guó)擁有豐富的纖維素資源。據(jù)估算,我國(guó)每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈、谷糠和餅粕的總產(chǎn)量高達(dá)7.8 億噸以上,其中玉米秸稈占3.3億噸(占總量的42.4%)、小麥秸稈占1.5億噸(占19.7%),而稻草秸稈占1.2億噸(占15.3%),此三類纖維素占全國(guó)總纖維素產(chǎn)量的77.4%以上。不過(guò),目前大量的秸稈主要被用于生物質(zhì)直燃發(fā)電,燃燒轉(zhuǎn)換效率并不高。由于缺乏成熟的秸稈制備燃料乙醇技術(shù),纖維素制備乙醇的轉(zhuǎn)化成本偏高。一旦該項(xiàng)技術(shù)取得重大突破,無(wú)論從單位秸稈生產(chǎn)出產(chǎn)品的熱值還是產(chǎn)品的價(jià)值計(jì)算,都將構(gòu)成生物質(zhì)直燃發(fā)電的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

纖維素乙醇所應(yīng)用的技術(shù)主要是水解發(fā)酵技術(shù),該技術(shù)首先采用弱酸、弱堿或者酶水解原材料,破壞纖維素和半纖維素,使其轉(zhuǎn)化成為C5、C6糖類。這些糖類再進(jìn)一步發(fā)酵成為酒精。

纖維素乙醇技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是以熱水和酶作為基礎(chǔ),流程簡(jiǎn)單,碳排放明顯低于其他生物燃料技術(shù)。全程不需要高溫高壓。纖維素預(yù)處理階段基本就能將纖維素全部水解,而不能處理的木質(zhì)素也可以通過(guò)分離燃燒產(chǎn)生能源。當(dāng)然它也有其缺點(diǎn),比如預(yù)處理成本比較高、產(chǎn)率較低等等。現(xiàn)在各主要公司的研究團(tuán)隊(duì)和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都加大了對(duì)預(yù)處理過(guò)程及新型水解酶和酵母的研發(fā)力度,使該技術(shù)的發(fā)展充滿機(jī)會(huì)。帝斯曼公司于2010年6月28日宣布研發(fā)出新型的酵母技術(shù),據(jù)稱能將水解和發(fā)酵效率提高一倍。

市場(chǎng)分析

第二代生物燃料目前正處于起步階段,在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成大規(guī)模生產(chǎn)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)主要的生物燃料公司,包括吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、河南天冠集團(tuán)、安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司和黑龍江華潤(rùn)酒精有限公司,都屬于第一代生物燃料企業(yè)。但是隨著近年來(lái)糧食價(jià)格不斷攀升以及中國(guó)政府引導(dǎo)發(fā)展非糧生物燃料政策的出臺(tái),這些企業(yè)在積極研發(fā)下一代生物燃料技術(shù)。08年以來(lái),重點(diǎn)發(fā)展的非糧燃料企業(yè)多采用1.5代生物燃料技術(shù),原料主要采用木薯(華南)、甘薯(華中、西南)與甜高粱(華北、華東)等作物。隨著近年來(lái)薯類成本上升較多,薯類制備生物乙醇能否維持盈利也是該產(chǎn)業(yè)的一大疑問(wèn)。

中國(guó)參與第二代生物燃料技術(shù)研發(fā)的只有河南天冠集團(tuán)等少數(shù)幾家企業(yè),但運(yùn)營(yíng)規(guī)模還非常小,諾維信公司已經(jīng)同中糧集團(tuán)和中石化開(kāi)展合作,研究纖維素乙醇。2008年,美國(guó)纖維素乙醇的成本為約2到4美元每加侖(3.6-7.2人民幣/升)。第一代乙醇工廠以玉米為原料生產(chǎn)乙醇的成本約為每加侖1.5美元(2.7人民幣/升),但加上稅收和分銷支出,其價(jià)格比燃?xì)鈨r(jià)格更高。纖維乙醇的價(jià)格必須通過(guò)可行的技術(shù)達(dá)到降低目的。

技術(shù)發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

由于整個(gè)行業(yè)還處于剛剛起步階段,市場(chǎng)規(guī)模偏小,因而沒(méi)有激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。先期進(jìn)入的企業(yè)一旦確立了技術(shù)優(yōu)勢(shì),就能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。隨著政策扶持力度加大和新進(jìn)入企業(yè)增多,預(yù)計(jì)未來(lái)技術(shù)進(jìn)步的步伐會(huì)越來(lái)越快。

替代品的威脅

作為傳統(tǒng)化石能源的替代品,生物燃料的重要性會(huì)隨著石油、煤炭等能源的儲(chǔ)量減少和價(jià)格攀升逐步增強(qiáng)。然而,由于目前生產(chǎn)成本相對(duì)較高、技術(shù)尚不成熟,生物燃料也受到包括生物質(zhì)直燃發(fā)電、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水電在內(nèi)的其他可再生能源的威脅。不過(guò),在可預(yù)計(jì)的未來(lái),生物燃料有望憑借其能夠兼容現(xiàn)有汽油機(jī)、柴油機(jī)、能與汽油、柴油摻雜使用而且能量密度高、蓄能方便等優(yōu)勢(shì)占有越來(lái)越重要的地位。

穩(wěn)定的銷售模式

在中國(guó),生物燃料包括生物乙醇和生物柴油兩個(gè)組成部分。生物乙醇市場(chǎng)的主要銷售渠道是中石油、中石化加油站。而生物柴油市場(chǎng)因?yàn)橐?guī)模小,目前的主流渠道是廠家直供輔以民營(yíng)加油站。由于生物乙醇的售價(jià)是與成品油聯(lián)動(dòng)的,收購(gòu)價(jià)格也按發(fā)改委相關(guān)文件執(zhí)行,因此受渠道議價(jià)能力影響不大。但生物柴油市場(chǎng)由于沒(méi)有相關(guān)文件指導(dǎo),生產(chǎn)、供應(yīng)量偏小,客戶分散,市場(chǎng)渠道尚不穩(wěn)定。有待政府更進(jìn)一步的指導(dǎo)和扶持來(lái)實(shí)現(xiàn)常規(guī)化和穩(wěn)定化。

原料供應(yīng)分散且不足

足量、穩(wěn)定的原料供應(yīng)才能支持生物燃料的快速發(fā)展。以中國(guó)纖維素乙醇為例。纖維素乙醇主要以農(nóng)林廢料為原料。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì),全國(guó)每年秸稈等農(nóng)業(yè)廢料產(chǎn)量在7億噸以上,但去除農(nóng)民焚燒填埋和生物質(zhì)直燃消耗等去處,僅剩余3億噸以上。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的秸稈供應(yīng)商,主要依賴于生物燃料企業(yè)自己從農(nóng)民和大型農(nóng)場(chǎng)所在地收購(gòu),這也增加了秸稈收購(gòu)和儲(chǔ)運(yùn)成本。

市場(chǎng)進(jìn)入門檻高

篇4

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；新能源發(fā)電技術(shù)；創(chuàng)新人才培養(yǎng)

作者簡(jiǎn)介：韓楊（1982-），男，四川成都人，電子科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院電力電子系，講師。

基金項(xiàng)目：本文系電子科技大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助（項(xiàng)目編號(hào)：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）14-0046-02

“新能源發(fā)電技術(shù)”是電子科技大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、工業(yè)工程三個(gè)專業(yè)課程體系中的一門重要課程。該課程屬于高年級(jí)本科生的專業(yè)選修課，共32課時(shí)、內(nèi)容多、知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)。[1， 2]由于三個(gè)專業(yè)的學(xué)生知識(shí)體系存在一定差異，在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面，需要做出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。筆者在教學(xué)過(guò)程中，充分吸收國(guó)外高校模塊化教學(xué)模式、凝練教學(xué)內(nèi)容，充分利用交互式教學(xué)方法，采用課堂講授、提問(wèn)與解答、課程項(xiàng)目、研究報(bào)告等手段，把互動(dòng)式教學(xué)方法成功應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中。課程以電能變換與控制為主線，鼓勵(lì)不同專業(yè)背景的學(xué)生組成研究小組對(duì)課程項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)作研究，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。[3， 4]

一、國(guó)外“新能源發(fā)電技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容與模式回顧

1.麻省理工學(xué)院（MIT）的模塊化教學(xué)模式

課程簡(jiǎn)介：課程評(píng)估當(dāng)前和未來(lái)潛在的能源系統(tǒng)，包括資源提取、轉(zhuǎn)換和最終使用技術(shù)，重點(diǎn)區(qū)域和全球能源需求。研究各種可再生能源和傳統(tǒng)能源的生產(chǎn)技術(shù)，能源最終用途和替代品，在不同國(guó)家的消費(fèi)習(xí)慣。

第一部分：能源的背景。欠發(fā)達(dá)國(guó)家日益增長(zhǎng)的能源需求、發(fā)達(dá)國(guó)家可持續(xù)的未來(lái)能源。能源概述、能源供給和需求的問(wèn)題；能源轉(zhuǎn)換和經(jīng)濟(jì)性分析，氣候變化和應(yīng)對(duì)措施。模塊1：能量傳遞和轉(zhuǎn)換方法。模塊2：資源評(píng)估和消耗分析。模塊3：能量轉(zhuǎn)換、傳輸和存儲(chǔ)。模塊4：系統(tǒng)的分析方法。模塊5：能源供應(yīng)，需求和存儲(chǔ)規(guī)劃。模塊6：電氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)。模塊7：熱力學(xué)與效率的計(jì)算。

第二部分：具體的能源技術(shù)。模塊1：核能的基礎(chǔ)和現(xiàn)狀；核廢料處理；擴(kuò)建民用核能和核擴(kuò)散。模塊2：化石能源的燃料轉(zhuǎn)換，電源循環(huán)，聯(lián)合循環(huán)。模塊3：地?zé)崮茉吹念愋?；技術(shù)、環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。模塊4：生物質(zhì)能資源和用途，資源的類型和要求。

第三部分：能源最終用途，方案評(píng)估和權(quán)衡分析。模塊1：汽車技術(shù)和燃料經(jīng)濟(jì)政策。模塊2：生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生命周期分析；土地使用問(wèn)題、凈能量平衡和能量整合。模塊3：電化學(xué)方法電能儲(chǔ)存、能量轉(zhuǎn)換，燃料電池。模塊4：可持續(xù)能源，非洲撒哈拉以南地區(qū)的電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和選擇。

2.瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）課程內(nèi)容與要求

課程內(nèi)容：替代能源和可再生能源的全方位的介紹和分析，包括整合這些解決方案以滿足能源服務(wù)的要求。包括現(xiàn)有和未來(lái)的替代能源，如水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、光伏、光熱，燃料處理；可再生能源系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)；動(dòng)態(tài)整合各種可再生能源。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的讀、寫(xiě)和研討主題是“先進(jìn)的可再生能源系統(tǒng)技術(shù)”，特別是通過(guò)項(xiàng)目工作和多個(gè)為期半天的研討會(huì)對(duì)相關(guān)專題進(jìn)行研討，每個(gè)人都參與演講和討論，并邀請(qǐng)有行業(yè)工程背景的專家和政策制定者來(lái)課堂參與探討，豐富課堂內(nèi)容、提升教學(xué)質(zhì)量。

課程要求：在課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生應(yīng)能夠分析和設(shè)計(jì)能源系統(tǒng)，利用風(fēng)能、生物能源、太陽(yáng)能產(chǎn)生電力或用于加熱與冷卻。完成課程后，學(xué)生能詳細(xì)說(shuō)明風(fēng)能、生物能、太陽(yáng)能基本原理和主要特點(diǎn)，以及它們之間的區(qū)別。能掌握這3種可再生能源系統(tǒng)的主要組件，了解基于化石燃料的能源系統(tǒng)對(duì)環(huán)境和社會(huì)的影響。

3.威斯康星大學(xué)（UWM）課程內(nèi)容與要求

課程內(nèi)容：學(xué)習(xí)有關(guān)國(guó)家最先進(jìn)的可再生能源系統(tǒng)，包括生物質(zhì)、電力和液體燃料，以及風(fēng)力、太陽(yáng)能、水電。學(xué)生們將對(duì)可再生能源電力和能源供應(yīng)做工程計(jì)算，并要了解可再生能源的生產(chǎn)、分配和最終使用系統(tǒng)。能源存儲(chǔ)、可再生能源政策；經(jīng)濟(jì)分析，購(gòu)買和銷售能源；風(fēng)能理論與實(shí)踐；太陽(yáng)能可用性，光熱和光伏發(fā)電系統(tǒng)；水電；地?zé)?，潮汐能和波浪發(fā)電；生物能源、生物質(zhì)燃燒熱力和電力；生物質(zhì)氣化，生物油熱解；生物燃料的生命周期評(píng)估。

課程要求：掌握基本的可再生能源系統(tǒng)的工程計(jì)算，了解可再生資源評(píng)估和能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化。確定可再生能源系統(tǒng)的環(huán)境影響。設(shè)計(jì)和評(píng)估可再生能源系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性。了解能源在社會(huì)中的關(guān)鍵作用。了解可再生能源發(fā)展的公共政策、市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。卓越學(xué)生的學(xué)習(xí)成果：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并能分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。有能力設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)、部件或過(guò)程，以滿足預(yù)期要求，具備解決工程問(wèn)題和有效溝通的能力。

二、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下“新能源發(fā)電技術(shù)”教學(xué)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解中國(guó)的能源現(xiàn)狀，掌握電源變換與控制技術(shù)的基本原理，掌握光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的基本原理及系統(tǒng)的構(gòu)成，加深對(duì)中國(guó)風(fēng)力資源和風(fēng)力發(fā)電基本原理的認(rèn)識(shí)，理解生物質(zhì)資源的利用現(xiàn)狀、轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)的基本原理，了解天然氣、燃?xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)的基本原理和應(yīng)用情況。吸收國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)教學(xué)模塊。

1.電源變換和控制技術(shù)

內(nèi)容要點(diǎn)：電力電子器件的概念、特征和分類，不可控器件——電力二極管，半控型器件——晶閘管，電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管——電力MOSFET，絕緣柵雙極型晶體管——IGBT；AC—DC變換電路：二極管整流器——不控整流，晶閘管整流器——相控整流，PWM整流器——斬波整流；DC—DC變換電路：?jiǎn)喂懿桓綦x式DC—DC變換器，隔離式DC—DC變換器；DC—AC變換電路原理、分類、參數(shù)計(jì)算；AC—AC變換電路。

課堂提問(wèn)：晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷條件是什么？相控整流與PWM整流電路區(qū)別是什么？交流調(diào)壓電路的基本原理是什么？什么是逆變？如何防止逆變失?。?/p>

課程項(xiàng)目1：讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)50kW的相控整流和PWM整流電路，進(jìn)行MATLAB仿真分析，比較兩種整流電路的區(qū)別，要求分組討論、制作PPT演講，撰寫(xiě)研究報(bào)告。

2.風(fēng)能、風(fēng)力發(fā)電與控制技術(shù)

內(nèi)容要點(diǎn)：風(fēng)的產(chǎn)生、特性與應(yīng)用；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)、分類與工作原理；風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)、控制要求和功率調(diào)節(jié)控制；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行和功率補(bǔ)償：同步發(fā)電機(jī)組、異步發(fā)電機(jī)組和雙饋異步發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行和功率補(bǔ)償。

課堂提問(wèn)：簡(jiǎn)述風(fēng)能轉(zhuǎn)換的基本原理。風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)有哪些？具體怎么求解？風(fēng)力機(jī)有哪幾種分類方法？

課程項(xiàng)目2：讓學(xué)生設(shè)計(jì)基于全功率變換器的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，在課程項(xiàng)目1的PWM整流電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)整流和逆變電路及其控制算法，進(jìn)行MATLAB仿真，驗(yàn)證工作原理，要求分組討論、制作PPT演講、撰寫(xiě)研究報(bào)告。

3.太陽(yáng)能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

內(nèi)容要點(diǎn)：太陽(yáng)能利用方式、分類及原理，中國(guó)光伏發(fā)電的歷史和研究現(xiàn)狀；太陽(yáng)能電池的工作原理，太陽(yáng)能電池材料的光學(xué)性質(zhì)、等效電路、輸出功率和填充因數(shù)，太陽(yáng)能電池的效率、影響效率的因素及提高的途徑；太陽(yáng)能電池制造工藝，多、單晶硅制造技術(shù)；太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成，正弦波PWM技術(shù)，逆變器基本特性及評(píng)價(jià)；獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成；并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、供電形式和設(shè)備構(gòu)成。

課堂提問(wèn)：多晶硅和單晶硅的制造工藝有什么不同？根據(jù)制作工藝的不同它們各有什么特點(diǎn)？什么是正弦波PWM逆變技術(shù)？并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？

課程項(xiàng)目3：讓學(xué)生設(shè)計(jì)小功率并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，在課程項(xiàng)目2逆變電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)單相及三相逆變電路及其控制算法，進(jìn)行MATLAB仿真，驗(yàn)證工作原理，要求分組討論、制作PPT演講、撰寫(xiě)研究報(bào)告。

4.生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)

內(nèi)容要點(diǎn)：生物質(zhì)能的定義、生物質(zhì)資源特點(diǎn)及類別；生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換和發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的能源模形式，城市垃圾、生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)；生物質(zhì)熱裂解發(fā)電技術(shù)的分類、生物質(zhì)熱裂解機(jī)理，生物質(zhì)熱裂解技術(shù)及裝置簡(jiǎn)介；我國(guó)生物質(zhì)能的利用現(xiàn)狀及開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能的必要性，生物質(zhì)能發(fā)電前景。

課堂提問(wèn)：生物質(zhì)能的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)如何揚(yáng)長(zhǎng)避短充分利用生物質(zhì)資源？生物質(zhì)熱裂解的機(jī)理是什么？請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析說(shuō)明。影響生物質(zhì)熱裂解的因素有哪些？具體是如何影響的？

5.天然氣、燃?xì)獍l(fā)電與控制技術(shù)

內(nèi)容要點(diǎn)：天然氣水合物的概念，形成機(jī)理及化學(xué)性質(zhì)；天然氣的綜合利用、環(huán)境價(jià)值與發(fā)展前景；小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的原理及用途、主要形式及應(yīng)用前景；燃?xì)廨啓C(jī)組的電能變換與控制系統(tǒng)、電網(wǎng)供電及控制；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行與控制策略，DC-AC低頻并網(wǎng)逆變技術(shù)，DC-AC/ AC-DC-AC三級(jí)變換高頻環(huán)節(jié)并網(wǎng)逆變技術(shù)；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組高頻并網(wǎng)逆變的控制策略。

課堂提問(wèn)：小型燃?xì)廨啓C(jī)組并網(wǎng)發(fā)電的原理是什么？簡(jiǎn)述燃?xì)廨啓C(jī)組電能變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組高頻并網(wǎng)逆變是如何實(shí)現(xiàn)的？

三、結(jié)束語(yǔ)

在充分吸收國(guó)外高?！靶履茉窗l(fā)電技術(shù)”模塊化教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，以人才培養(yǎng)為中心，凝練教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法，提高了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，課堂互動(dòng)得到明顯改善，不同專業(yè)背景的學(xué)生能夠?qū)φn程項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)作研究，發(fā)揮各自的特長(zhǎng)收集和吸收國(guó)外前沿技術(shù)，在PPT演講、研究報(bào)告撰寫(xiě)方面鍛煉了學(xué)生的綜合能力，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]何瑞文，謝云，陳璟華.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)與實(shí)踐模式探討[J].中國(guó)電力教育，2012，（3）：72-73.

[2]王三義.淺談新能源發(fā)電技術(shù)[J].中國(guó)電力教育，2011，（15）：92-93.

篇5

關(guān)鍵詞：餐飲廢水；可再生綠色能源；微生物燃料電池

隨著我國(guó)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，餐飲業(yè)作為龍頭產(chǎn)業(yè)正在逐年加速發(fā)展，隨之排放的餐飲廢水也在逐年遞增［1-2］。據(jù)國(guó)內(nèi)幾大城市對(duì)餐飲業(yè)排放污水污染指標(biāo)檢測(cè)的結(jié)果顯示：BOD為300～400mg/L，SS為300～400mg/L，COD為1～4mg/L，油脂在150mg/L以上［3］。此類廢水中成分復(fù)雜，懸浮物較多，既有較高濃度的動(dòng)植物油，也有含量很高的有機(jī)物，未經(jīng)處理直接排放到市政管網(wǎng)將引起較大的經(jīng)濟(jì)損失和危害人體健康。近年，由于大量有機(jī)能源浪費(fèi)和全球可再生綠色能源危機(jī)的發(fā)生，合理利用可再生能源成為重要的發(fā)展趨勢(shì)，餐飲廢水中含有大量的有機(jī)物，將其預(yù)處理后與新興的微生物燃料電池結(jié)合，不僅可以去除餐飲廢水中的有機(jī)物，還可以產(chǎn)生電能。

1餐飲廢水的特點(diǎn)

（1）餐飲廢水中含脂肪類及動(dòng)植物油居多，漂浮于水面的油，影響空氣和水界面的氧交換，分散于水中的油可被微生物氧化分解，故油類不僅降低復(fù)氧速率，而且消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化。若要利用廢水中的有機(jī)物需對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，使其不影響后續(xù)裝置的運(yùn)行。（2）餐飲廢水的排放時(shí)間較集中，且流量變化較大。（3）餐飲營(yíng)業(yè)場(chǎng)所較分散，且大多布置緊湊，空間狹小，可利用空間有限。（4）國(guó)內(nèi)已研制出處理餐飲廢水的一體化設(shè)備，可因處理能力有限，且一次性投資較大，許多餐飲店一般都不采用。

2餐飲廢水的處理技術(shù)

根據(jù)餐飲廢水的組成及污染物的性質(zhì)，其主要處理任務(wù)是去除高濃度的動(dòng)植物油、有機(jī)物及大量的懸浮物質(zhì)。目前，我國(guó)對(duì)于餐飲廢水處理的主要技術(shù)方法有混凝法、電化學(xué)法及生物處理法等。其中生物處理法又包括SBR法、厭氧-好氧聯(lián)合工藝法、膜生物反應(yīng)器法等。2.1SBR法SBR是序批式活性污泥處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，是一種使用間歇曝氣方式的活性污泥污水處理技術(shù)。蒙溫婉等［4］選用SBR工藝，考察曝氣時(shí)間、污泥沉降比及溶解氧對(duì)處理效果的影響，從而確定出該工藝的最佳運(yùn)行條件。SBR法運(yùn)行效果穩(wěn)定，有較強(qiáng)的耐沖擊能力，工藝簡(jiǎn)單，處理時(shí)間短、處理效果好，具有較好的脫氮除磷效果且維護(hù)管理方便，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。SBR法對(duì)于流量時(shí)變化系數(shù)大和流量變化較大的餐飲廢水來(lái)說(shuō)是一種較好的選擇。餐飲廢水經(jīng)SBR法處理后，出水水質(zhì)一般能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）》二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。SBR法的不足之處是不能連續(xù)進(jìn)水和出水，且單池造價(jià)相對(duì)較高。2.2厭氧-好氧聯(lián)合工藝法對(duì)于COD含量常常大于1000mg/L的餐飲廢水，可以考慮用厭氧-好氧聯(lián)合工藝來(lái)處理，廢水常見(jiàn)的工藝有：巴顛甫脫氮除磷工藝、水解酸化-缺氧-好氧聯(lián)合工藝、厭氧-缺氧-好氧聯(lián)合工藝等。這些工藝通常是先進(jìn)行厭氧處理，去除廢水中大部分溶解性有機(jī)物，并將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小分子物質(zhì)，再用好氧裝置進(jìn)行進(jìn)一步降解，去除殘余的含碳有機(jī)物質(zhì)。趙錦輝等［5］采用厭氧—好氧填料床聯(lián)合工藝處理餐飲廢水中有機(jī)物、懸浮物、氨氮、磷素，當(dāng)水力停留時(shí)間（HRT）為8h，即厭氧4h和好氧4h，進(jìn)水流量為260L/d，工藝對(duì)CODCr的去除率可達(dá)到90%以上，其中出水CODCr、氨氮、S、磷酸鹽指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)。2.3膜生物反應(yīng)器法膜生物反應(yīng)器法是指把生物反應(yīng)與膜分離相結(jié)合，利用膜作為分離介質(zhì)代替常規(guī)重力沉淀固液分離獲得出水，并能改變反應(yīng)進(jìn)程和提高反應(yīng)效率的污水處理方法。此法是現(xiàn)代膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)，膜分離技術(shù)大大提高了生物反應(yīng)器的處理效率。MBR工藝的不利之處在于膜價(jià)格高，系統(tǒng)投資較大，膜易污染等。尹艷華等［6］在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究了膜生物反應(yīng)器處理餐飲廢水。此試驗(yàn)在長(zhǎng)達(dá)近3個(gè)月的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，膜生物反應(yīng)器法對(duì)餐飲廢水處理效果較好，且運(yùn)行穩(wěn)定，出水不僅能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-96》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且還可達(dá)到中水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3微生物燃料電池處理餐飲廢水

微生物燃料電池（MFC）是近年來(lái)新興的一種產(chǎn)電和水處理結(jié)合的方法，其原理是利用微生物代謝活動(dòng)將儲(chǔ)存在有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)電的同時(shí)也能達(dá)到去除污廢水中的有機(jī)物、凈化水質(zhì)的效果。微生物燃料電池利用污廢水中的有機(jī)物，在處理污廢水的同時(shí)產(chǎn)生電能，而且產(chǎn)電的整個(gè)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何污染環(huán)境的有害氣體和液體，被看作是一種高效益、低能耗、清潔環(huán)保的新型廢水處理工藝［7-9］。微生物燃料電池簡(jiǎn)單易操作，成本較其他產(chǎn)電裝置低，其燃料的來(lái)源較廣泛。樊立萍和苗曉慧［10］在研究不同電解液及污水稀釋比條件下，雙室MFC處理食堂餐飲廢水的污水處理效果和產(chǎn)電性能，得到較好的適合MFC廢水處理與同步產(chǎn)電的運(yùn)行環(huán)境。當(dāng)濃度為0.4mol/L的NaCl作為陰極電解液且在污水稀釋比為2∶1的條件下，微生物燃料電池系統(tǒng)的產(chǎn)電量最大，穩(wěn)態(tài)電流密度為8.8mA/m2。此時(shí)得到污水處理效果比較理想，且COD去除率為33.3%。

4結(jié)語(yǔ)

篇6

關(guān)鍵詞：平模直輥式；生物質(zhì)成型機(jī)；改進(jìn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439－8114（2011）15－3175-03

Improved Designing of the Flat Mould and Direct Roll Biomass Briquetting Machine

YANG Bo1，ZHAO Wei－li1，JIA Meng－li2，DU Zhen－zhou1

（1．Wanfang College of Science ＆ Technology HPU， Jiaozuo 454000， Henan， China；

2． Mechanical ＆ Electrical Engineering College of Jiaozuo University， Jiaozuo 454000， Henan，China）

Abstract： Aiming at the problems of shaft－stuck， roller－slipping， material feed room blocking， roller－wearing and so on in the process of test of flat mould and direct roll biomass briquetting machine， some effective solutions and improving－ideas were given by plenty of experiments and quantitative analysis method， such as modifing the connection mode between the material feed room and the frame， changing the flat roller to conical roller etc． The methods had strong theoretical and practical significance．

Key words： the flat mould and direct roll； biomass briquetting machine； improved design

我國(guó)對(duì)生物質(zhì)固化成型技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代，在生物質(zhì)螺旋擠壓成型、活塞壓縮成型和成型機(jī)擠壓成型等方面都有所突破。平模式生物質(zhì)成型機(jī)是固化成型技術(shù)的一種，它以其堅(jiān)固耐用、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸取得生產(chǎn)者和消費(fèi)者的青睞。針對(duì)平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)的生產(chǎn)試驗(yàn)情況，對(duì)平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)自身設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出解決方案。

1平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

平模直輥式成型機(jī)主要工作部件由傳動(dòng)系統(tǒng)（電機(jī)、變速箱、傳動(dòng)軸）、喂料室、壓輥、壓模、出料斗等組成（圖1）。機(jī)器工作時(shí)，原料添入喂料室，電機(jī)通過(guò)變速箱將速度調(diào)整到所需轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)傳動(dòng)軸，通過(guò)壓輥與壓模相對(duì)運(yùn)動(dòng)將物料夾持、壓縮、壓實(shí)進(jìn)入模孔，通過(guò)?？锥纬砂魻?。平模成型機(jī)分兩種傳動(dòng)形式：一種是壓輥架固定在機(jī)殼上，主軸帶動(dòng)壓模主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，壓輥被動(dòng)；另一種是壓模固定，主軸帶動(dòng)壓輥架運(yùn)轉(zhuǎn)，壓輥在繞軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)。兩種傳動(dòng)方式雖然不同，但工作原理是相同的，現(xiàn)以后者為例進(jìn)行分析。

2平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)存在的不足

2．1密封問(wèn)題

長(zhǎng)期生產(chǎn)性試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)（主要為主軸和平模傳動(dòng)處、壓輥架和輥輪傳動(dòng)處）卡死的現(xiàn)象（圖2、圖3），分析其原因主要問(wèn)題是密封不嚴(yán)引起。成型機(jī)工作環(huán)境惡劣，工作過(guò)程中粉塵等細(xì)小顆粒因密封不嚴(yán)易進(jìn)入傳動(dòng)系統(tǒng)，工作時(shí)間較長(zhǎng)溫度又高，粉塵顆粒容易進(jìn)入配合處并附著到傳動(dòng)軸上，導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行。

2．2壓輥、平模、?？椎牟馁|(zhì)選擇

經(jīng)過(guò)一段生產(chǎn)性試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)壓輥（磨成了腰鼓形）、平模面、?？椎哪p量都過(guò)大，主要由于物料是在平模和壓輥之間被強(qiáng)烈擠壓而通過(guò)模具成型的，故要求這三個(gè)部件都應(yīng)具有較強(qiáng)的強(qiáng)度和耐磨性以及耐腐蝕性，并做特殊處理。

2．3喂料室設(shè)計(jì)方面

物料進(jìn)入平模機(jī)的第一個(gè)工位是喂料室（圖4），喂料室起到緩存物料和喂料的作用，完成向磨輥楔形攫取角的喂入。喂料室有兩個(gè)特點(diǎn)：一是喂料空間廣闊，為專門擠壓生物質(zhì)原料的大直徑壓輥提供了空間，也為蓬松的生物質(zhì)原料提供了喂料空間；二是利用重力作用進(jìn)行直接喂料高效實(shí)用。

該試驗(yàn)機(jī)型喂料室的設(shè)計(jì)基本滿足了這兩個(gè)重要的功能，但試驗(yàn)中當(dāng)喂料室物料出現(xiàn)打滑、結(jié)拱、堵料等情況致使?？撞荒茼樌隽蠒r(shí)，清理工作非常困難，主要是因?yàn)槲沽鲜易陨肀容^笨重，與機(jī)身采用的是四周螺栓連接形式（圖4），不易拆卸，因此對(duì)料斗與機(jī)身的連接方式應(yīng)當(dāng)予以改進(jìn)［1，2］。

2．4堵機(jī)現(xiàn)象

該機(jī)型生產(chǎn)性試驗(yàn)中偶爾會(huì)出現(xiàn)堵機(jī)現(xiàn)象，通過(guò)定性分析，主要原因是模孔設(shè)計(jì)長(zhǎng)徑比過(guò)大等不合理因素造成的。模孔作為成型機(jī)的核心工作部件，?？椎慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)是否合適，?？椎拈_(kāi)孔面積、模孔尺寸、?？着挪挤绞降纫囟际菦Q定成型棒性能的重要因素，?？组L(zhǎng)徑比越小，產(chǎn)量越大，但是原料密度越小，質(zhì)量也越差，甚至出現(xiàn)不成型；長(zhǎng)徑比過(guò)大，則容易堵機(jī)。

要避免發(fā)生堵機(jī)現(xiàn)象，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的壓塊燃料，必須要對(duì)?？椎慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)選擇進(jìn)行大量的理論研究和試驗(yàn)分析。

2．5壓輥設(shè)計(jì)方面

長(zhǎng)期試驗(yàn)壓輥出現(xiàn)下面兩個(gè)問(wèn)題：①壓輥易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，模孔不能正常出料；②壓輥磨損情況較為嚴(yán)重，平模直輥的外形幾乎磨成了腰鼓形，其外徑差達(dá)2 mm之多。通過(guò)對(duì)壓輥、物料及平模之間的運(yùn)動(dòng)分析，得知它們之間主要是滾動(dòng)和前后滑動(dòng)，壓輥滾動(dòng)可以給物料提供向下的正壓力（壓輥對(duì)物料的攫取力）；前后滑動(dòng)一是可以起到對(duì)物料的剪切作用，這一點(diǎn)對(duì)于成型是有益的；二是在壓輥與物料之間、物料與平模面之間產(chǎn)生了較大摩擦力，同時(shí)增加了打滑的可能性，這一點(diǎn)需要避免。該機(jī)型由于壓輥轉(zhuǎn)速過(guò)快，就降低了壓輥對(duì)物料向下的攫取力，增加了壓輥、物料與平模之間的摩擦力（圖5），致使喂料室易出現(xiàn)打滑、結(jié)殼、堵塞等現(xiàn)象。此外，為了增加輥輪對(duì)物料向下的正壓力（攫取力），降低輥輪與物料、物料與平模面之間的摩擦力，應(yīng)對(duì)輥輪的外形重新設(shè)計(jì)［3，4］。

3平模直輥式生物質(zhì)成型機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

3．1加工方面

在主軸與平模轉(zhuǎn)動(dòng)處、壓輥架與輥輪轉(zhuǎn)動(dòng)處必須要采用耐高溫、密封效果好的密封圈，如此可以有效地避免細(xì)小粉塵顆粒的進(jìn)入。

3．2喂料室改進(jìn)措施

喂料室與機(jī)身之間的連接由四周是螺栓連接方式設(shè)計(jì)為兩個(gè)合頁(yè)與螺栓的三點(diǎn)連接方式（圖6）。當(dāng)預(yù)壓裝置中出現(xiàn)結(jié)殼堵塞情況時(shí)，把料斗通過(guò)合頁(yè)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，就可以方便地清理堵塞物料，節(jié)省人力和物力。

3．3平模及?？?/p>

平模及?？讘?yīng)選取耐磨性高的特殊材料，做淬火處理。?？自O(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵處就是長(zhǎng)徑比的選擇，需要做詳細(xì)的理論分析和試驗(yàn)。

3．4壓輥改進(jìn)措施

降低壓輥轉(zhuǎn)速可以減少打滑現(xiàn)象，同時(shí)增加對(duì)物料向下的正壓力。對(duì)壓輥進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，由直輥設(shè)計(jì)成錐輥（圖7），這樣，錐輥在平模板上作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，在物料摩擦力的作用下作純滾運(yùn)動(dòng)，前后滑動(dòng)減少，大大提高了壓輥對(duì)物料的附著效果，增強(qiáng)了對(duì)物料的擠壓效果；同時(shí)，壓輪與物料、物料與平模之間的摩擦力就減小，避免輥輪出現(xiàn)腰鼓形狀［5，6］。

4小結(jié)

平模成型機(jī)加工生物質(zhì)燃料原料具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，本文根據(jù)長(zhǎng)期生產(chǎn)性試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了解決辦法。

1）凡是轉(zhuǎn)動(dòng)軸的密封用耐高溫的密封圈，可以有效地避免粉塵等雜質(zhì)顆粒的進(jìn)入，避免設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障。

2）喂料室改為一端螺栓連接，另一端合頁(yè)連接。當(dāng)發(fā)生堵料現(xiàn)象時(shí)，可以很方便地拆卸進(jìn)行清理。

3）壓輥錐輥設(shè)計(jì)取代直輥設(shè)計(jì)，可以大大提高壓輥對(duì)物料的攫取力，減少輥輪的前后滑動(dòng)，降低摩擦力，減少磨損，對(duì)生產(chǎn)更為有利。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 趙明杰，勝，梁浩，等．平模制粒機(jī)在生物質(zhì)燃料成型方面的應(yīng)用［J］．農(nóng)業(yè)機(jī)械，2008（13）：66－69．

［2］ 黎粵華，王述洋． 生物質(zhì)燃料平模固化成型機(jī)壓輥特性分析［J］．機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2009，11（6）：47－49．

［3］ 孟憲梅，明昱． 制粒機(jī)出粒困難故障原因分析與排除［J］．吉林糧食高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，1998，13（2）：1-2．

［4］ 陳軍華， 楊志軍． 有機(jī)型復(fù)合顆粒肥生產(chǎn)線設(shè)計(jì)［J］．浙江萬(wàn)里學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，12（1）：12-14，27．

篇7

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)，設(shè)計(jì)，能源

Abstract: along with the development of national economy, increasing demand for energy, energy utilization situation tense, and the wide use of conventional energy sources will cause adverse effect on the environment. Solar heating system promotion has become increasingly important. This paper expounds the solar heating system status, analyzes the solar heating system of some problems existing in the design, and puts forward the corresponding countermeasures.

Keywords: solar heating system, and design, energy

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求量日益增加，能源利用情況緊張，而常規(guī)能源的大量使用必將對(duì)環(huán)境造成不利影響。太陽(yáng)能作為可再生能源的一種，取之不盡，用之不竭，同時(shí)又不會(huì)增加環(huán)境負(fù)荷，將成為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，年輻射總量大約在3300-8300MJ/（m2.a），全國(guó)2/3以上面積地區(qū)年日照小時(shí)數(shù)大于2000h，每年陸地接收的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于2.4萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，具有太陽(yáng)能利用的良好條件。在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當(dāng)?shù)谋壤?，利用太?yáng)能來(lái)滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節(jié)能效益，因此，太陽(yáng)能采暖技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。

1太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)概況

1.1太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)原理

太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)是指以太陽(yáng)能作為采暖系統(tǒng)的熱源，利用太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統(tǒng)。太陽(yáng)能采暖可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種方式。被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖通過(guò)建筑的朝向和周圍環(huán)境的合理布置，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的恰當(dāng)選擇，使建筑物在冬季能充分收集、存儲(chǔ)和分配太陽(yáng)輻射熱。主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、末端供熱采暖系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他能源輔助加熱、換熱設(shè)備集合構(gòu)成，相比于被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖，其供熱工況更加穩(wěn)定，但同時(shí)，投資費(fèi)用也增大，系統(tǒng)更加復(fù)雜。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，主動(dòng)式太陽(yáng)能采暖開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用。

1.2國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀

歐洲、北美對(duì)太陽(yáng)能供熱（熱水、采暖）系統(tǒng)的工程應(yīng)用已有幾十年歷史，過(guò)去主要用于單體建筑內(nèi)的小型系統(tǒng)，近十余年來(lái)，包括區(qū)域供熱在內(nèi)的大型太陽(yáng)能供熱采暖綜合系統(tǒng)的工程應(yīng)用有較快發(fā)展。德國(guó)是應(yīng)用太陽(yáng)能供熱技術(shù)較早的國(guó)家，太陽(yáng)能采暖技術(shù)已經(jīng)在德國(guó)居住區(qū)供熱設(shè)置改造和配套建設(shè)中得到廣泛推廣和應(yīng)用；歐洲大多數(shù)國(guó)家都積極鼓勵(lì)支持利用太陽(yáng)能，對(duì)安裝太陽(yáng)能裝置的家庭實(shí)行補(bǔ)貼政策，一般補(bǔ)貼為系統(tǒng)造價(jià)的20－50％；以色列80％住宅裝有太陽(yáng)能熱水器，政府以立法形式規(guī)定高度27米以下新建住宅必須安裝太陽(yáng)能熱水器。丹麥Marstal太陽(yáng)能供熱采暖工程是世界上最大的太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)，太陽(yáng)能集熱器設(shè)置在大面積空地上，集熱器面積1.83萬(wàn)m2，與社區(qū)熱力網(wǎng)連接，1996年建成運(yùn)行，年熱負(fù)荷28GWh/y，同時(shí)使用2100m3水箱、4000m3水容量砂礫層及10000m3地下水池蓄熱。

1.3國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，截至2006年，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器年生產(chǎn)能力達(dá)到1500萬(wàn)平方米，在用太陽(yáng)能熱水器總集熱面積達(dá)1億平方米，生產(chǎn)量和使用量居世界第一。雖然我國(guó)太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，但太陽(yáng)能采暖工程應(yīng)用卻處于起步階段，已建成的都是單體示范建筑，如北京清華陽(yáng)光公司辦公樓、天普新能源示范大樓等，太陽(yáng)能區(qū)域供熱采暖工程則還沒(méi)有應(yīng)用實(shí)踐。

近年的太陽(yáng)能采暖建設(shè)項(xiàng)目中，比較集中和有代表性的是北京周邊郊區(qū)縣新民居的太陽(yáng)能采暖工程。由于農(nóng)村住宅相對(duì)分散，密度低，不宜采用投資大、維護(hù)水平高的集中供暖模式，而傳統(tǒng)的燃煤取暖方式又存在效率低、污染環(huán)境、費(fèi)用較高等問(wèn)題，在農(nóng)村推廣安全環(huán)保、運(yùn)行費(fèi)用低的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)符合新農(nóng)村建設(shè)的客觀要求。太陽(yáng)能采暖所需的集熱面積遠(yuǎn)大于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，安裝位置要求較大，對(duì)于高層建筑或居住密度較大的城區(qū)存在安裝建設(shè)條件不足的問(wèn)題，限制了應(yīng)用，而農(nóng)村住宅一般建筑容積率較低，沒(méi)有明顯遮擋，具備建設(shè)太陽(yáng)能采暖項(xiàng)目的良好條件。北京平谷區(qū)新民居太陽(yáng)能采暖工程項(xiàng)目進(jìn)展較早，有很多成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。

2太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)設(shè)備

2.1集熱器

常見(jiàn)的太陽(yáng)能集熱器有平板型和真空管

型兩種，其中，真空管型又可分為全玻璃真空管型、U型管真空管和熱管真空管集熱器。目

前在我國(guó)太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)，平板太陽(yáng)能熱水器約占10％左右的市場(chǎng)份額，其余均為真空管太陽(yáng)能熱水器，而國(guó)外平板太陽(yáng)能熱水器則占90％以上的市場(chǎng)份額，中國(guó)與世界太陽(yáng)能市場(chǎng)主流存在巨大差異。由于太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)與建筑結(jié)合緊密，因而對(duì)集熱產(chǎn)品與建筑的結(jié)合、故障率、使用壽命等性能要求較高，平板集熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗壓，抗外力沖擊，適合承壓運(yùn)行，從整體外觀、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安裝運(yùn)行等方面都非常適合與建筑相結(jié)合。在熱性能方面，盡管平板集熱器的保溫性能不如真空管集熱器，但由于其有效采光面大于真空管集熱器，因此其熱效率高于真空管集熱器。早期平板集熱器不能防凍過(guò)冬的缺點(diǎn)隨著技術(shù)進(jìn)步早已得到解決。太陽(yáng)能采暖工程中，非采暖季能源過(guò)剩，真空管集熱器易發(fā)生爆管、真空度降低等問(wèn)題，而平板集熱器則能較容易地解決這一問(wèn)題，因此，目前北京地區(qū)太陽(yáng)能采暖工程中，很多工程項(xiàng)目采用了平板型集熱器。

篇8

【關(guān)鍵詞】TiO2 甲醛 納米光催化

1室內(nèi)空氣狀況

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。雖然大氣污染物主要存在于室外，但是由于人們長(zhǎng)期生活在室內(nèi)空間。因此人們主要受到源于室內(nèi)的空氣污染。目前城市空氣中的年平均濃度大約是0.005mg/m3-0.012mg/m3之間，通常不超過(guò)0.03mg/m3。

目前室內(nèi)甲醛的來(lái)源一是來(lái)自于燃料的不完全燃燒，二是來(lái)自裝飾材料及家用化學(xué)品、建筑材料的釋放。其中室內(nèi)裝飾材料及家具的污染是目前造成室內(nèi)空氣污染的主要來(lái)源。油漆、膠合板、泡沫填料、內(nèi)墻涂料、塑料貼面等裝修材料中含揮發(fā)性有機(jī)化合物高達(dá)350多種。由于甲醛與其它樹(shù)脂具有較強(qiáng)的粘合性特性，同時(shí)還具有加強(qiáng)板材的強(qiáng)度及防蟲(chóng)、防腐的功能。因此目前裝修用人造板大多使用以甲醛為主要成分的脲醛樹(shù)脂作為膠粘劑。板材中殘留以及未參與反應(yīng)的甲醛會(huì)逐漸向外界環(huán)境釋放是形成室內(nèi)空氣中甲醛污染的主要渠道與來(lái)源。日常生活用品如：消毒劑、液化石油氣、清洗劑等也是室內(nèi)甲醛污染的途徑。另外室內(nèi)有機(jī)物污染對(duì)人體健康的影響主要為以下3種：氣味等感覺(jué)效應(yīng)；粘膜刺激及基因毒性；致癌性。

2室內(nèi)空氣污染凈化技術(shù)

為了改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，創(chuàng)造健舒適健康的室內(nèi)生活環(huán)境。目前已發(fā)展了多種空氣凈化技術(shù)用來(lái)去除室內(nèi)空氣中的顆粒物、微生物和氣體污染物。下面就其中主要技術(shù)簡(jiǎn)單介紹一下。

（1）吸附過(guò)濾凈化技術(shù)：屬于物理處理方法。針對(duì)室內(nèi)pmx物質(zhì)主要采用靜電除塵、機(jī)械過(guò)濾以及離子除塵等技術(shù)進(jìn)行處理。這幾種技術(shù)的主要缺點(diǎn)是：凈化有害污染氣體性能不佳。機(jī)械過(guò)濾技術(shù)對(duì)超微顆粒凈化效果較差；靜電集塵與離子除塵需要配置預(yù)過(guò)濾裝置?；钚蕴课椒椒ǖ闹饕秉c(diǎn)是細(xì)菌等生物污染容易在活性炭空隙內(nèi)中繼續(xù)繁殖，成為生物的新的污染的滋生地。

（2）新型等離子體技術(shù)：是物理化學(xué)綜合處理的全新技術(shù)。由于等離子體中含有大量活性基團(tuán)并具有較高能值，平均電子能量約在 2.3-10.0eV 之間浮動(dòng)，因此足以破壞氣態(tài)有機(jī)污染物中的化學(xué)鍵，從而達(dá)到降解污染物的目的。即使是一些還原性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)物也極易被低溫等離子體系中的活性物質(zhì)氧化，而鍵能較小的物質(zhì)則會(huì)被體系中能量高的活性離子打開(kāi)，最終轉(zhuǎn)化為環(huán)境無(wú)害物。但是低溫等離子體技術(shù)的主要缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生臭氧，危害對(duì)人體健康。

（3）臭氧技術(shù)：利用臭氧特有的強(qiáng)氧化性可以和很多有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)從而達(dá)到凈化空氣的目的。其主要缺點(diǎn)還是對(duì)非有機(jī)有害氣體凈化效果不好；即使是揮發(fā)性有機(jī)物也達(dá)不到深度氧化的目的。同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些有害副產(chǎn)物，加上其本身也是一種對(duì)健康有害的物質(zhì)，因此臭氧處理技術(shù)并不是一個(gè)理想的化學(xué)處理污染物的技術(shù)。

（4）光催化技術(shù)：本技術(shù)由催化氧化技術(shù)發(fā)展而來(lái)。一般采用黑光燈、熒光燈、高壓汞燈，甚至是太陽(yáng)光作為光源。催化劑是在特定波長(zhǎng)光線照射下具有很高光化學(xué)活性的物質(zhì)，通常為是半導(dǎo)體光催化劑。光催化技術(shù)是一種新型低溫深度氧化技術(shù)，可以在室溫條件下將大氣中有機(jī)污染物完全氧化為二氧化碳和水，還具有安全、除臭、防腐、殺菌等功能，因此是一種具有廣闊發(fā)展前景的室內(nèi)空氣凈化新技術(shù)。

3納米光催化技術(shù)

自20世紀(jì) 70年代以來(lái)納米半導(dǎo)體光催化技術(shù)的研究得到了極為迅速的發(fā)展，在環(huán)境領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。目前研究最多的是硫族化物半導(dǎo)體材料，如 TiO2、ZnO、WO3、SnO2 等。由于 TiO2具有化學(xué)穩(wěn)定性高，耐光腐蝕，并且具有較深的價(jià)帶能級(jí)等特性，因此可使一些吸熱的化學(xué)反應(yīng)在被光輻射的TiO2表面得到實(shí)現(xiàn)和加速，同時(shí)TiO2屬于無(wú)毒物質(zhì)。因此目前TiO2的光催化特性研究最為活躍。TiO2目前有三種形態(tài)：銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型。

納米光催化技術(shù)在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）無(wú)機(jī)氣體的去除。氮氧化物和二氧化硫是主要的大氣污染物，同時(shí)也是室內(nèi)化石燃料燃燒產(chǎn)生的主要污染物，而氨則是某些混凝土填加劑（如防凍液）慢性釋放出來(lái)的，這些大氣污染物危害人體健康，直接引發(fā)各種呼吸系統(tǒng)疾病。TiO2光催化氧化去除氮氧化物效果比較理想的濃度范圍在0.01-20ppm之間，在 150ppm 以上則難以有效。

（2）室內(nèi)異味的去除。室內(nèi)異味物質(zhì)主要是一些含氮、硫化合物，如硫醚、硫醇、胺類。其成分復(fù)雜，濃度不高但其散發(fā)的臭味卻是很明顯。利用TiO2與臭氧或其它催光劑配合去除臭氣效果較好。將TiO2固定在蜂窩狀板材上，制備出光催化空氣凈化器能夠有效地去除硫化氫、氨等多種異味物質(zhì)。利用納米級(jí)的TiO2顆粒作為光催化劑，再用氫氧化鋅溶液進(jìn)行表面處理，吸附甲硫醇的能力將獲得明顯的提高，在紫外線照射下發(fā)生光催化氧化分解甲硫醇的效率也將獲得大幅度提高。

篇9

關(guān)鍵詞： 非糧材料；燃料乙醇；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：TQ223.122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）05-0322-02

0 引言

隨著乙醇汽油在全國(guó)各地的推廣，燃料乙醇的產(chǎn)量一路飆升，由此引發(fā)了糧食乙醇路線面臨和民眾爭(zhēng)食的問(wèn)題。生物燃料的發(fā)展從之前的“糧源”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺羌Z”，這樣的轉(zhuǎn)變不僅是大勢(shì)所趨，而且也已經(jīng)是迫在眉睫了。而進(jìn)行非糧材料制備燃料乙醇主要的原料有秸稈、甘薯、落葉等作物和邊角余料。進(jìn)行非糧材料制備燃料乙醇的研究對(duì)我國(guó)的能源安全、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展等有著其重要發(fā)展意義。

1 非糧材料制備燃料乙醇的研究現(xiàn)狀

由于我國(guó)糧食供需仍然存在相對(duì)緊張的狀態(tài)，所以國(guó)家重點(diǎn)支持薯類、秸稈纖維資源等作為非糧材料制備燃料乙醇的主要原料?？梢灾圃煲掖嫉姆羌Z材料主要有兩大種類：一類是木制纖維類，包括農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、生活垃圾；另一類是薯類，包括馬鈴薯、甘薯等。比如木質(zhì)纖維類當(dāng)中的玉米秸稈作為潛力巨大的生物原料，其被使用的狀況還是相對(duì)較少的。如果直接將其進(jìn)行燃燒，不僅使用率較低，而且會(huì)造成一些污染和浪費(fèi)。如果將其轉(zhuǎn)化成氣體或者液體燃料，不僅可以大大提高使用率，而且可以優(yōu)化我國(guó)現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，減少污染。所以玉米秸稈等纖維質(zhì)的原料在非糧材料制備燃料乙醇當(dāng)中具有巨大的發(fā)展前景。比如薯類制造乙醇，我國(guó)的紅薯種植面積廣泛，產(chǎn)量更是占全世界總產(chǎn)量的80%。紅薯容易種植抗旱性好，耐貧瘠。而且新鮮塊根當(dāng)中的淀粉含量可高達(dá)20%，氮源豐富，非常適合作為燃料乙醇的生產(chǎn)原料。

2 燃料乙醇生產(chǎn)的技術(shù)和工藝

3 非糧材料制備乙醇燃料

3.1 秸稈類 近幾年以來(lái)在使用秸稈制造乙醇的預(yù)處理技術(shù)不斷的改進(jìn)和完善，對(duì)于乙醇的制取率也是越來(lái)越高。比如馮瑋主要分析了使用秸稈作為原料，在進(jìn)行燃料乙醇制造的時(shí)候所存在的問(wèn)題，以及面向未來(lái)的發(fā)展方向。對(duì)于工藝流程他進(jìn)行了十分系統(tǒng)的論述，并且針對(duì)各個(gè)工藝存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。呂偉民選擇使用稀硫酸對(duì)秸稈進(jìn)行了處理，在處理了兩分鐘之后，又選擇利用了綠色木霉纖維素酶進(jìn)行水解。最后再通過(guò)畢赤酵母的作用，最終得到的乙醇生產(chǎn)率在原來(lái)的基礎(chǔ)之上大大提高，甚至高達(dá)86%，其濃度更是超過(guò)一般乙醇許多。

3.2 薯類制造乙醇 靳艷玲使用了新鮮的甘薯作為原材料制造乙醇，并且對(duì)影響乙醇發(fā)酵的一些因素做了相關(guān)探討，比如維生素、無(wú)機(jī)鹽、糖濃度等方面。通過(guò)探索最終得到了對(duì)于發(fā)酵培養(yǎng)基方面的最佳配方。她確認(rèn)的最佳發(fā)酵促進(jìn)劑是B，其濃度達(dá)到了每千克當(dāng)中含有1.20g，使用這種促進(jìn)劑就不再需要像傳統(tǒng)方式一樣添加其他東西，它的初糖濃度已經(jīng)達(dá)到了每千克當(dāng)中含有270g。在各方面的條件都保持在最好的狀態(tài)之時(shí)，經(jīng)過(guò)二十八小時(shí)的時(shí)間，每千克當(dāng)中可以生產(chǎn)出132.86g的乙醇，發(fā)酵率高達(dá)91.44%。李繼德選擇將木薯作為原材料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)他得出了以下結(jié)論：如果將風(fēng)量控制到一定的程度，則粉塵的飛揚(yáng)就會(huì)減少，相應(yīng)的淀粉的損失也跟著減少；進(jìn)行預(yù)煮之時(shí)溫度最好控制在五十五度左右，進(jìn)行蒸煮的溫度則需要保持在一百三十五度左右。糊化時(shí)間要超過(guò)十八分鐘；糖化的溫度是58-60℃；使用酶的量是140-150U/g料，糖化時(shí)間需要40-50分鐘；對(duì)于干酵母的培養(yǎng)可以選擇使用兩級(jí)方式，將大小酒母進(jìn)行分別培養(yǎng)，其中芽生率保持在22%左右，細(xì)胞的數(shù)量是1.2億/mL左右；發(fā)酵的頂溫需要保持在36℃左右。經(jīng)過(guò)了50個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間，制造出來(lái)的乙醇質(zhì)量上佳，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，原料的出酒率高達(dá)36.02%。

3.3 甘蔗渣 和玉米、木薯等淀粉質(zhì)原料制造燃料乙醇不同，甘蔗渣的成本較低，綜合利用的潛力也非常巨大。其中藍(lán)艷華對(duì)于甘蔗渣的使用做了具體研究，研究當(dāng)中主要針對(duì)甘蔗渣的特點(diǎn)以及組成方面的問(wèn)題。并且也提出了甘蔗渣的預(yù)處理辦法。通過(guò)研究她認(rèn)為甘蔗渣作為原材料進(jìn)行乙醇制造具有巨大的優(yōu)勢(shì)。俞智明也對(duì)類似甘蔗渣的粗纖維進(jìn)行燃料乙醇制造的方式，并且對(duì)于制造的四大工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析。他認(rèn)為使用甘蔗渣一類的粗纖維進(jìn)行乙醇制造，不僅原料相當(dāng)豐富，而且成品的用途十分廣泛。他的研究也為之后制造非糧乙醇奠定了基礎(chǔ)，尤其是針對(duì)使用低成本的原料進(jìn)行制造這個(gè)方面。

4 秸稈制乙醇的關(guān)鍵技術(shù)的突破

首先在預(yù)處理技術(shù)之上，2002年美國(guó)Rogers教授進(jìn)行了離子液體的研究，他提出當(dāng)離子液體達(dá)到了100攝氏度左右之時(shí)，其就具有了溶解纖維素的能力，之后又出現(xiàn)了常溫下溶解纖維素的研究成果。其次是在水解之上，以Arkenol公司為代表，選擇使用了濃硫酸進(jìn)行水解。此種水解工藝主要是通過(guò)利用兩級(jí)濃硫酸對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行水解，進(jìn)行水解之后就會(huì)得到酸糖混合液，再將這種混合液通過(guò)離子排斥法最終分成凈化糖液以及酸液。并且排斥得到酸液還能夠繼續(xù)進(jìn)行回收利用。然后是發(fā)酵工藝，Brooks通過(guò)對(duì)酵母的篩選，最終選定Saccharomyce cerevisiae R-8酵母。此種酵母乙醇生產(chǎn)率已經(jīng)高達(dá)40%，而且耐受性也達(dá)到了10%左右。但由于此種酵母對(duì)于溫度較為敏感，所以在耐受力方面的研究還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述隨著我國(guó)面臨能源轉(zhuǎn)型這一個(gè)大的契機(jī)，我國(guó)的非糧材料制備燃料乙醇的發(fā)展前景將會(huì)十分的廣闊。但由于我國(guó)在這個(gè)方面的研究還并不是非常充分，還存在不少的問(wèn)題，因此需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，提高非糧材料制備燃料乙醇的技術(shù)，優(yōu)化工藝，突破現(xiàn)有的弱點(diǎn)和缺陷。而國(guó)家方面也需要為其提供一些政策之上的便利，科研方面也需要幫助相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行突破，保障我國(guó)的非糧材料制備燃料乙醇不斷的進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜敏娟，鄭立柱，劉智峰.非糧材料制備燃料乙醇的研究進(jìn)展[J].杭州化工，2011，02：8-11.

篇10

關(guān)鍵詞：甲醇生產(chǎn)；生產(chǎn)工藝；甲醇

市場(chǎng)化工生產(chǎn)是工業(yè)建設(shè)的主要內(nèi)容，化工產(chǎn)品在國(guó)家生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域中都有應(yīng)用。加強(qiáng)對(duì)化工生產(chǎn)工藝的研究，能夠完善化工生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。甲醇是化工生產(chǎn)的重要原料，在國(guó)內(nèi)外的工業(yè)化進(jìn)程中有重要作用。

1甲醇生產(chǎn)工藝分析

甲醇的生產(chǎn)工藝分很多種，但截至到目前，合成氣制甲醇仍是全球甲醇生產(chǎn)商采用的最主要生產(chǎn)方法，按合成氣來(lái)源區(qū)分，國(guó)內(nèi)主要以煤基甲醇為主，國(guó)外則以天然氣基甲醇為主，而目前煤基甲醇、天然氣基甲醇均面臨著巨大的環(huán)保壓力和能源危機(jī)。因此，符合綠色化工、環(huán)境友好、以可再生資源為原料的甲醇制備技術(shù)，如：二氧化碳加氫、甲烷直接氧化、生物質(zhì)合成甲醇等工藝具有很大的發(fā)展?jié)摿?，下面?jiǎn)要分析以上幾種工藝主要的生產(chǎn)技術(shù)，研究進(jìn)展以及發(fā)展前景。

1.1二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)進(jìn)展

以二氧化碳和氫氣為原料來(lái)制取甲醇的歷史比較悠久，至今已經(jīng)有七十年的歷史，該制甲醇的技術(shù)在二十世紀(jì)末得到高度重視。這類甲醇生產(chǎn)工藝的溫度和壓力都比較低，相對(duì)來(lái)說(shuō)安全性比較高，所用的溶劑一般為非極性溶劑或者弱極性溶劑。由于在整個(gè)生產(chǎn)加工過(guò)程中沒(méi)有過(guò)渡金屬當(dāng)催化劑，因此產(chǎn)品的雜質(zhì)少，基本沒(méi)有副產(chǎn)物生成，這就是二氧化碳加氫制取甲醇生產(chǎn)工藝的最大優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)的過(guò)程主要分為兩個(gè)部分，第一步是路易斯酸（B(C6F5)3）和路易斯堿（吡啶）組成的路易斯對(duì)使氫發(fā)生異裂，第二步是二氧化碳直接加氫制甲醇。關(guān)于該生產(chǎn)工藝所用的催化劑的研究取得了良好的成果，我國(guó)研究表明，在催化積淀選擇上要應(yīng)用片狀的氧化鋅晶型，因?yàn)槠瑺钛趸\晶體的面與銅的協(xié)同作用比較好。這樣就能夠大幅度提高甲醇的選擇性。所以，在這種生產(chǎn)工藝中，要注意氧化鋅的形狀，從而保證催化劑的作用發(fā)揮到最好。

1.2甲烷直接氧化制甲醇技術(shù)進(jìn)展

以甲烷作為原料來(lái)制備甲醇可以分為兩種方式，一是直接轉(zhuǎn)化，二是間接轉(zhuǎn)化。在實(shí)際的生產(chǎn)中，應(yīng)用甲烷間接轉(zhuǎn)化成甲醇的工藝比較多。具體的生產(chǎn)工藝主要分為兩步，第一步是通過(guò)蒸汽裂解來(lái)得到所需要的碳?xì)浠衔?，第二步?jīng)由合成技術(shù)來(lái)制成甲醇。這種生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)技術(shù)純熟，缺點(diǎn)是反應(yīng)條件不容易達(dá)到且整個(gè)工藝的耗能比較大。因此，在甲烷氧化制取甲醇的研究領(lǐng)域中，國(guó)內(nèi)外專家的目標(biāo)集中在直接氧化法上。當(dāng)下研究核心的難題是反應(yīng)系統(tǒng)的研發(fā)，研究的要點(diǎn)是發(fā)掘適用于直接合成工藝的催化劑?，F(xiàn)階段，各個(gè)研究機(jī)構(gòu)取得了進(jìn)展。DOW開(kāi)發(fā)的甲烷直接氧化制備甲醇工藝突破了傳統(tǒng)氣相工藝與液相工藝的局限，能在溫和條件下進(jìn)行。大連工業(yè)大學(xué)在離子液體中研究了負(fù)載型金屬催化劑催化甲烷直接氧化制甲醇的反應(yīng)。浙江大學(xué)研究了等離子體反應(yīng)器中銅基催化劑催化甲烷直接氧化制甲醇的反應(yīng)。雖然在甲烷氧化制取甲醇的工藝上取得了不同的進(jìn)展，但是在大規(guī)模生產(chǎn)上依舊有很大的優(yōu)化空間。

2甲醇國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)分析

2.1國(guó)外市場(chǎng)需求分析

甲醇作為重要的化工原料應(yīng)用于各種化工生產(chǎn)當(dāng)中，但是隨著大眾環(huán)保理念的加強(qiáng)，國(guó)外市場(chǎng)對(duì)甲醇的需求量發(fā)生了不同程度的變化。從全球范圍來(lái)看，甲醛仍是對(duì)甲醇需求量最大的品種，占全球甲醇消費(fèi)總量的35%左右；甲基叔丁基醚（MT⁃BE）對(duì)甲醇的需求也達(dá)到25%左右，其他的甲醇用于生產(chǎn)醋酸、二甲醚、甲基丙烯酸甲酯、甲胺、烯烴、清潔燃料、溶劑和防凍劑等。鑒于對(duì)地下水域環(huán)境的保護(hù)和關(guān)注，美國(guó)已經(jīng)抵制MTBE的使用，隨著全球MTBE使用量的減少，將會(huì)對(duì)對(duì)甲醇業(yè)形成巨大的打擊，全球甲醇消費(fèi)結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生巨大改變。另外，甲醇也是燃料電池中常用的化工燃料，國(guó)外在這個(gè)行業(yè)對(duì)甲醇的需求量一直比較穩(wěn)定。

2.2國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析

我國(guó)甲醇產(chǎn)業(yè)鏈下游目前主要由甲醛、醋酸、甲醇制烯烴、二甲醚、甲醇燃料組成。隨著甲醇傳統(tǒng)下游產(chǎn)業(yè)的持續(xù)萎縮，甲醛、二甲醚、MTBE、DMF的開(kāi)工率逐漸下滑；而甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)則保持著高速發(fā)展的勢(shì)頭，截至2016年底，甲醇制烯烴的烯烴產(chǎn)能已經(jīng)突破1000萬(wàn)噸，年需求甲醇突破3000萬(wàn)噸，穩(wěn)居國(guó)內(nèi)甲醇需求第一的位置，而其中80%的是煤基甲醇。位居甲醇需求第二位的是甲醇燃料，其中甲醇船舶燃料具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)成功的煤制油工藝，目前受油價(jià)低迷影響，煤制油項(xiàng)目盈利能力不足，隨著工藝的后續(xù)發(fā)展和能源價(jià)格的變化，煤制油對(duì)甲醇的需求在將來(lái)也會(huì)邁上一個(gè)新臺(tái)階。綜合國(guó)內(nèi)外甲醇市場(chǎng)的需求可知，隨著能源價(jià)格的提高，甲醇的生產(chǎn)成本隨之提高，因此提高甲醇衍生物的環(huán)境友好型性能，拓寬甲醇的應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)節(jié)能降耗，環(huán)境友好的生產(chǎn)工藝，有助于甲醇應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)其需求的波動(dòng)，有利于甲醇在化工生產(chǎn)領(lǐng)域中的長(zhǎng)足穩(wěn)定發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)

甲醇的生產(chǎn)工藝隨著生產(chǎn)原料的不同而不同，在眾多生產(chǎn)工藝中，生物質(zhì)制甲醇技術(shù)是研究重點(diǎn)。生物質(zhì)制甲醇工藝的使用，是化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展的工藝，既能夠保證工業(yè)生產(chǎn)，又能夠處理污染環(huán)境的廢棄生物質(zhì)。國(guó)內(nèi)外甲醇市場(chǎng)對(duì)甲醇的需求隨著全球經(jīng)濟(jì)的變化而出現(xiàn)波動(dòng)，但整體上市場(chǎng)對(duì)甲醇的需求量是上升趨勢(shì)。因此，相關(guān)的甲醇生產(chǎn)技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)工藝的研究。

參考文獻(xiàn)：