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關(guān)鍵詞：生物質(zhì) 熱解 生物油

一、引言

維持現(xiàn)代文明社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要能源來自石油、煤和天然氣。然而，這些化石燃料的廣泛使用造成了嚴(yán)重環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。為了保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排，緩解能源供需的緊張狀況，世界各國均在加緊開發(fā)包括生物質(zhì)能在內(nèi)的各種可再生能源。

我國農(nóng)林廢棄資源豐富，直接燃燒對(duì)環(huán)境污染大。利用生物質(zhì)熱解技術(shù)原理可以將麥秸稈、玉米桿、谷殼等廢氣生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物油。生物油是一種褐色液體，熱值約為15MJ/kg，能夠用于工業(yè)鍋爐或窯爐燃燒供熱，也可用于渦輪機(jī)或透平中燃燒發(fā)電。生物油經(jīng)過品質(zhì)提升后（如催化加氫、催化裂解和氣化-費(fèi)托合成），可以轉(zhuǎn)化為汽油或柴油。該文主要對(duì)生物質(zhì)熱解液化研究進(jìn)展進(jìn)行介紹，綜述了這類可再生資源的利用現(xiàn)狀、潛力及今后發(fā)展的方向。

二、國內(nèi)外生物質(zhì)熱解研究現(xiàn)狀

20 世紀(jì)70年代的石油危機(jī)，世界各國紛紛尋求可替代化石能源的可再生能源，“生物質(zhì)”漸漸引起人們的注意，因此對(duì)生物質(zhì)的研究由此開始，尤其是對(duì)生物質(zhì)熱解的研究更是引起廣大研究者的重視。上世紀(jì)80年代早期，北美首先開展了熱解技術(shù)的研究工作。此后，世界各國先后建立了多種熱解裝置和相關(guān)工藝路線，力圖實(shí)現(xiàn)熱解技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

生物質(zhì)快速熱解技術(shù)是生物質(zhì)利用的重要途徑，許多研究者用閃解來增加熱解的液體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物。任錚偉等[1]在最大進(jìn)料速率為5kg/h的快速裂解流化床內(nèi)進(jìn)行了快速熱解生物質(zhì)制取液體燃料的研究。反應(yīng)在常壓和420～525℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，以木屑為原料，CO2 為流化氣，石英沙為傳熱介質(zhì)，最大液體質(zhì)量產(chǎn)率達(dá)到70%。戴先文等[2]以木屑為原料，氮?dú)鉃榱骰瘹?，采用石英沙作為傳熱介質(zhì)，在循環(huán)流化床中進(jìn)行快速熱解實(shí)驗(yàn)。當(dāng)溫度為550℃，木屑粒徑0.38mm，停留時(shí)間0.8s時(shí)，液體質(zhì)量產(chǎn)率為63%。徐保江等用一套小型旋轉(zhuǎn)錐快速熱解反應(yīng)器，以松木屑為原料、保護(hù)氣為氮?dú)?、沙子為傳熱介質(zhì)，在加熱速率為1000℃/s的條件下，進(jìn)行了快速熱解實(shí)驗(yàn)，質(zhì)量產(chǎn)油率接近60%。荷蘭的Twent大學(xué)和BTG公司聯(lián)合研制出一種旋轉(zhuǎn)錐快速熱解反應(yīng)器，特點(diǎn)是不需要惰性載氣，加熱速率最高達(dá)到5000 K/s ，質(zhì)量產(chǎn)油率最高可達(dá)70%。英國Aston大學(xué)開發(fā)了燒蝕反應(yīng)器，該設(shè)備的主要原理是外界提供高壓使生物質(zhì)顆粒以相對(duì)于反應(yīng)器高溫表面（t≤600℃）高速（v>1.2m/s） 移動(dòng)并熱解。最后可以獲得質(zhì)量產(chǎn)率為77.6 %的液體產(chǎn)物，且具有較好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性。加拿大的laval大學(xué)開發(fā)了真空床反應(yīng)器，物料在450℃，15kPa的條件下在真空中熱解，生物油的質(zhì)量產(chǎn)率為35%。美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室建造了燒蝕渦流反應(yīng)器，物料在水蒸氣或氮?dú)獾耐苿?dòng)下以螺旋軌道方式在反應(yīng)器壁上旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，在600℃左右的條件下熱解，可以獲得質(zhì)量產(chǎn)率為67%的生物油。S.A.Rezzoug等人以乙二醇為溶劑、硫酸為催化劑、松木屑為原料，考察了溫度（150～280℃）、液化時(shí)間（20～60min）和硫酸用量（w=0～1.5%，以干物料為基準(zhǔn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）對(duì)液體產(chǎn)率的影響。他們不但考察了各變量的單獨(dú)作用，還考察了它們的交互作用。結(jié)果表明，溫度和硫酸含量對(duì)液體產(chǎn)率影響最大，硫酸含量與溫度的交互作用對(duì)液化也有重要影響，溫度、硫酸用量最優(yōu)值分別為250℃和w =0.7%。

然而，國內(nèi)對(duì)生物質(zhì)與廢塑料共熱解研究的比較少。四川大學(xué)的鄧代舉等在自制固定床反應(yīng)器中，對(duì)聚丙烯和毛竹共熱解進(jìn)行研究，探討了反應(yīng)氣氛、熱解溫度、反應(yīng)物配比、反應(yīng)時(shí)間對(duì)共熱解的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，獲得最佳油相液體收率的條件為，聚丙烯和毛竹配比 8：2，熱解溫度為520℃，反應(yīng)時(shí)間4h，氫氣氣氛，油相液體收率達(dá)53.9wt%，辛烷值為77.3。鄭州匯綠科技有限公司的孔永平等利用廢棄生物質(zhì)為主要原料，再以廢橡膠等為輔助原料，加上自制催化劑，利用熱解耦合技術(shù)原理，直接制備成汽、柴油，出油率為50%左右，產(chǎn)品主要指標(biāo)經(jīng)檢測(cè)達(dá)到國家石化汽柴油相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可直接用于機(jī)動(dòng)車輛。目前，該技術(shù)已完成小時(shí)，進(jìn)入中試，走到了世界同類研究的前列。

三、中國生物質(zhì)熱解制取生物油的發(fā)展?jié)摿?/p>

生物質(zhì)是唯一可再生綠色能源，它包括了動(dòng)植物和微生物以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物質(zhì)。生物質(zhì)作為生物質(zhì)能的載體，在各種可再生能源中比較獨(dú)特，不僅能貯存太陽能，而且是一種可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。更重要的是生物質(zhì)的可持續(xù)利用，不會(huì)增加二氧化碳的凈排放，因此全球氣候?qū)⑹芤嬗谏镔|(zhì)的廣泛應(yīng)用，符合能源需求和環(huán)境保護(hù)的要求 。由此可見，我國生物質(zhì)能潛在資源量非常巨大，利用現(xiàn)代生物質(zhì)技術(shù)，開發(fā)生物質(zhì)能源意義重大，前景十分廣闊。

橡膠工業(yè)的發(fā)展對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展以及人民的生活水平的提高，發(fā)揮著巨大作用，但隨著人們對(duì)生活環(huán)境的日益關(guān)注，我們不得不同時(shí)考慮其善后的回收、再利用等問題。如處理不當(dāng)會(huì)給環(huán)境帶來意想不到的負(fù)面影響。廢橡膠的處理和回收利用作為一個(gè)同時(shí)關(guān)系到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的問題，已引起人們的重視。將廢橡膠制取熱解燃料或高附加值的產(chǎn)品對(duì)保護(hù)環(huán)境、防止生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生污染及危害起到重要作用。但廢橡膠熱傳導(dǎo)性差，熔融物粘度大，單獨(dú)熱解容易導(dǎo)致結(jié)焦，而且熱解所得的重質(zhì)液相產(chǎn)物多，很難直接作為燃料油。

鄭州匯綠科技有限公司研制的生物質(zhì)熱解直接制取汽柴油技術(shù)，既可解決生物質(zhì)和廢橡膠單獨(dú)熱解的不足之處，同時(shí)可以使廢棄資源得到充分的利用。綜上，根據(jù)我國當(dāng)前的國情，大力發(fā)展生物質(zhì)熱解制取生物油將具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

四、生物質(zhì)熱解制取生物油的發(fā)展戰(zhàn)略

中國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源十分豐富，僅稻草、麥草、玉米桿等非木材纖維年產(chǎn)量就超過10億噸。這些非木材纖維以及大量的木材加工剩余物，都是取之不盡的天然高分子化工原料倉庫和能源。然而，目前我國每年有30億噸秸桿得不到有效利用，大部分被白白燒掉。由于生物質(zhì)能源其分布的分散性和能量密度低，利用難度很大。這些生物能源的利用率只有 10%～20%，因此，加強(qiáng)我國在這方面的研究勢(shì)在必行。 廢橡膠資源的合理開發(fā)與使用，既可以帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益，又可以解決環(huán)境問題。但是我國廢塑料的回收利用率不高，與發(fā)達(dá)國家有著明顯的差距。已有的工藝多以單一品種的加工廢料或聚烯烴廢塑料為原料，采用的流程與設(shè)備多是套用石油裂化過程的工藝及設(shè)備，對(duì)廢塑料裂解反應(yīng)特點(diǎn)缺乏全面考慮?？傮w來看，我國生物質(zhì)和廢棄橡膠的開發(fā)利用仍處在發(fā)展的初級(jí)階段，還存在許多問題，主要是資源不清楚、技術(shù)不成熟、政策和市場(chǎng)不完善等。針對(duì)生物質(zhì)和廢橡膠研究現(xiàn)狀，特別是當(dāng)前國內(nèi)外對(duì)生物質(zhì)和廢橡膠的共熱解研究比較少，在我國也剛開始涉及到這個(gè)領(lǐng)域，所以今后應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)和廢橡膠共熱解的研究，深入研究生物質(zhì)與廢橡膠共熱解的協(xié)同作用的機(jī)理，在共熱解技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)熱解油直接作為車用燃料，今后應(yīng)加強(qiáng)生物質(zhì)與聚合物共熱解中催化劑的應(yīng)用這個(gè)領(lǐng)域的研究和探索，大力推進(jìn)我國生物質(zhì)熱解直接制取車用生物油技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 任錚偉，徐清，陳明強(qiáng)，等.流化床生物質(zhì)快速裂解制液體燃料[J].太陽能學(xué)報(bào)，2002，23（4）：462～466。

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關(guān)鍵詞：生物質(zhì) 秸稈 汽化 乙醇

一、背景及意義

中國是一個(gè)人口大國，又是一個(gè)能源消費(fèi)大國。我國石油資源缺乏，人均石油儲(chǔ)量不到世界平均水平的十分之一，目前石油消費(fèi)一半左右依賴進(jìn)口，國際石油市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)已經(jīng)影響到我國國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，而燃油鍋爐每年需要消耗大量的石油資源，對(duì)寶貴的石油資源是一種極大的浪費(fèi)。同時(shí)，消費(fèi)化石資源造成了大量二氧化碳排放，我國每年僅燃煤燃油鍋爐排放的二氧化碳就達(dá)到25億噸，形成嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，每年僅農(nóng)作物秸稈就生產(chǎn)約7億噸，其他生物質(zhì)原料木屑、稻殼等也數(shù)量巨大，如此之大的資源除了一小部分用于畜牧業(yè)外，其余大部分或直接燃燒，或作為農(nóng)村沼氣發(fā)酵的原料，但這些利用方式有些是浪費(fèi)資源、污染環(huán)境，有些是利用率低、應(yīng)用范圍狹窄，不利于秸稈等生物質(zhì)的再利用連續(xù)化、大規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化。

基于此，設(shè)計(jì)研究一種生物質(zhì)能利用率高、應(yīng)用范圍廣的工藝及相關(guān)設(shè)備并推廣應(yīng)用已經(jīng)成為解決能源、資源、環(huán)境、農(nóng)村等問題有效途徑。

二、國內(nèi)外研究、發(fā)展現(xiàn)狀

目前國內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)普遍出現(xiàn)生物質(zhì)顆粒燃料氣化鍋爐、氣化發(fā)電機(jī)組等產(chǎn)品。其中目前先進(jìn)的秸稈氣化爐直接將農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化成燃燒氣體，其燃燒效率達(dá)95.5%以上，熱效率達(dá)到82.5%。但是，生物質(zhì)在氣化過程中，由于高溫裂解而產(chǎn)生的灰塵和焦油以微粒的形態(tài)存在于生物質(zhì)燃?xì)庵?，焦油微粒在溫度降低時(shí)會(huì)重新凝結(jié)成固態(tài)的焦油，并與燃?xì)庵械某睗窕覊m微粒結(jié)合，堵塞管道，用于發(fā)電中將嚴(yán)重?fù)p壞燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械部件。因此，如何將生物質(zhì)燃?xì)庵械幕覊m和焦油微粒除去，確保生物質(zhì)燃?xì)庠谕ㄟ^燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組來產(chǎn)生電能的過程中，不因灰塵、焦油凝結(jié)而導(dǎo)致燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)損壞或停機(jī)，是生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中面對(duì)的一項(xiàng)難題。

為了除去生物質(zhì)燃?xì)庵械幕覊m、焦油微粒，而且要保證去除過程中不在產(chǎn)生對(duì)環(huán)璄的二次污染上，目前大部分的生物質(zhì)氣化設(shè)備生產(chǎn)廠家都是采用機(jī)械方法，這種方法只能在一定程度上減少燃?xì)庵谢覊m和焦油微粒的含量，而且在支除過程中會(huì)產(chǎn)生污水，廢氣的污染，因此燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在經(jīng)過一段短時(shí)間運(yùn)作后，最后還是會(huì)因灰塵和焦油微粒越積越多而出現(xiàn)故障，導(dǎo)致停機(jī)。而一般捕焦、除塵設(shè)備，雖然早已出現(xiàn)，但這類產(chǎn)品都是針對(duì)大型的火電廠、化工廠、洗煤廠而設(shè)計(jì)開發(fā)的，而一般生物質(zhì)氣化發(fā)電項(xiàng)目的燃?xì)饬髁枯^小，且生物質(zhì)燃?xì)馀c火電廠、化工廠需要處理的氣體性質(zhì)有很大差別，因此，目前市場(chǎng)上還沒有針對(duì)生物質(zhì)氣化而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的有效除塵、除焦且不對(duì)周遭環(huán)璄產(chǎn)生二次污染裝置和產(chǎn)品。

三、研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法

1.研究目標(biāo)

本方案研究的的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一套生物質(zhì)連續(xù)焦化造氣工藝技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備，利用農(nóng)作物秸稈、稻殼、玉米棒以及樹技、樹葉、雜草等生物質(zhì)，經(jīng)過粉碎、擠壓成型、燃燒造氣、冷卻炭化等工藝流程，產(chǎn)生焦油、可燃?xì)?、炭塊或炭粉等產(chǎn)品。

2.研究內(nèi)容

工藝流程的初步設(shè)想是首先將粉碎過的原料倒入生物質(zhì)連續(xù)焦化造氣爐的加料器中，電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)攪籠將加料器中的秸稈碎料擠壓成型，成型后密度達(dá)到普通木材的密度。成型后的原料通過輸料管進(jìn)入造氣爐的預(yù)熱段，目的是控制原料和設(shè)備的溫度，阻止燃燒室的熱量向擠壓成型機(jī)傳遞，防止設(shè)備材料在高溫下的失效。隨著原料連續(xù)擠壓，輸料管內(nèi)經(jīng)預(yù)熱的成型原料進(jìn)入燃燒室進(jìn)行低氧燃燒，過熱的原料再經(jīng)出焦?fàn)t冷卻水冷卻產(chǎn)生焦油，冷卻水汽化成水蒸汽，部分水蒸氣通入氣化室，與燃燒的原料接觸裂解產(chǎn)生大量爐氣，其中含有焦油氣、甲烷、一氧化碳等可燃?xì)怏w。原料繼續(xù)進(jìn)入冷卻室冷卻碳化，形成炭棒，經(jīng)過其他輔助裝置粉碎可形成炭塊或碳粉，經(jīng)星形輪收集出料。

產(chǎn)生的爐氣要經(jīng)過進(jìn)一步的分離。爐氣首先通過去焦冷卻器進(jìn)行冷卻，焦油氣經(jīng)冷卻在管壁凝結(jié)，刮板上下運(yùn)動(dòng)將管壁上凝結(jié)的焦油刮下并擠入焦油儲(chǔ)罐中。同時(shí)，經(jīng)分離出來的爐氣通入噴淋吸收塔水洗，除去爐氣中二氧化硫等污染性氣體和未被液化的焦油氣。噴淋液經(jīng)過用碎秸稈填充的除油器，動(dòng)態(tài)地除去其中洗出的殘余焦油，吸收過的秸稈回運(yùn)到生物質(zhì)連續(xù)焦化造氣爐進(jìn)行燃燒。最后收集到的可燃性爐氣通入儲(chǔ)氣柜中。

因此，需要設(shè)計(jì)的靜設(shè)備有生物質(zhì)連續(xù)焦化造氣爐、去焦冷卻器、吸收塔、除油器、焦油儲(chǔ)罐、噴淋液儲(chǔ)罐、爐氣氣柜，需要選型的動(dòng)設(shè)備有真空泵（或通風(fēng)機(jī)）、洗液泵、噴淋液泵，此外還有管道、閥門等器件的設(shè)計(jì)和選型。

目前市場(chǎng)上的相關(guān)產(chǎn)品是先造粒，再將制成的生物質(zhì)顆粒進(jìn)行造氣，盡量控制副產(chǎn)品焦油的產(chǎn)出量，使其大部分氣化，并將爐氣作為發(fā)電用的燃?xì)馑腿氚l(fā)電機(jī)組發(fā)電。因此就決定了本方案具有以下幾點(diǎn)創(chuàng)新之處：

第一，集制粒、造氣、出焦于一體，目標(biāo)產(chǎn)品是炭顆粒、焦油、爐氣。

第二，連續(xù)大規(guī)模處理生物質(zhì)原料，他不同于先造粒再造氣的現(xiàn)有技術(shù)和工藝。

3.研究方法

通過閱讀大量的相關(guān)書籍、文獻(xiàn)和研究成果，綜合歸納出所需要的內(nèi)容。根據(jù)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 董天峰，趙國明，張重，張蕾蕾.家用秸稈氣化爐的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2008，28（3）：97.

[2] 梁小平，李欣，王雨，趙欣.生物質(zhì)氣化技術(shù)及其在西部地區(qū)的應(yīng)用淺析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2008，31（10）：34頁.

篇3

    研究中藥的作用機(jī)制必須清楚中藥作用后的物質(zhì)變化,生物質(zhì)譜可以用來對(duì)中藥作用后的相關(guān)蛋白等大分子物質(zhì)進(jìn)行分析。劉鵬等[v]采用腹腔注射內(nèi)毒素(LPS)復(fù)制內(nèi)毒素肝損傷模型,清熱解毒涼血化疲中藥干預(yù),用SELDI-TOF一MS技術(shù)分析大鼠血清差異表達(dá)蛋白,共獲得與芯片結(jié)合的11個(gè)有效蛋白質(zhì)峰,各組大鼠的血清內(nèi)存在的差異表達(dá)蛋白,有助于內(nèi)毒素肝損傷的進(jìn)一步研究。此項(xiàng)工作需更進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)生差異的蛋白進(jìn)行鑒定,才可揭示此類蛋白在中藥干預(yù)機(jī)制中的意義或作用。

    2中藥與生物大分子的相互作用

    研究中藥化學(xué)成分與生物大分子的相互作用可以找到中藥與靶分子的作用機(jī)制,進(jìn)一步闡明中藥的作用機(jī)制。生物質(zhì)譜的軟電離技術(shù)可以測(cè)得中藥小分子與蛋白等大分子相互作用的化學(xué)計(jì)量比,計(jì)算二者之間的結(jié)合強(qiáng)度、確定藥物的結(jié)合位點(diǎn)以及獲得反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等多方面的信息。主要有兩種思路:(1)通過測(cè)定復(fù)合物的相對(duì)豐度比較中藥小分子與蛋白等大分子的相對(duì)作用強(qiáng)度;(2)通過比較中藥小分子藥物濃度加人蛋白等大分子前后的變化來推斷兩者的相對(duì)作用強(qiáng)度,目前,已應(yīng)用生物質(zhì)譜測(cè)定中藥小分子與核酸如DNA、蛋白或多膚等大分子之間相互作用的研究[8]。例如,zhangH等[9]利用Esl一Ms研究了人參皂昔與細(xì)胞色素C之間的相互作用,獲得K(D)值。鄭州大學(xué)陳曉嵐等[l0一,’]對(duì)一些磷酞化修飾的黃酮類中藥與溶菌酶和。一乳白蛋白之間的相互作用進(jìn)行了研究,計(jì)算出結(jié)合常數(shù),推算出兩者的結(jié)合力類型。盡管生物質(zhì)譜為中藥小分子與生物大分子之間的相互作用提供了很好的研究手段,但應(yīng)該看到,由于中藥的復(fù)雜性以及研究環(huán)境與體內(nèi)有很大的差異,許多研究結(jié)果還需要體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

    3中藥治療的蛋白質(zhì)組學(xué)研究

    蛋白質(zhì)組學(xué)是近年醫(yī)藥和生命科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。蛋白質(zhì)組學(xué)的含義是:一個(gè)基因組、一種生物或一種細(xì)胞/組織所表達(dá)的全套蛋白。蛋白質(zhì)組學(xué)的核心在于大規(guī)模地對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行綜合分析,通過對(duì)某種物種、個(gè)體、器官、組織或細(xì)胞的全部蛋白質(zhì)性質(zhì)(包括表達(dá)水平、結(jié)構(gòu)、翻譯后修飾、細(xì)胞內(nèi)定位、蛋白質(zhì)相互作用等)的研究,對(duì)蛋白質(zhì)所執(zhí)行的生理性、病理性生命活動(dòng)做出最精細(xì)、最準(zhǔn)確、最本質(zhì)的闡述[,2]。中藥治療的蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基本研究思路是,首先造模,確定造模成功后提取總蛋白質(zhì),2一DE電泳技術(shù)分離總蛋白建立蛋白質(zhì)組圖譜,用圖像分析軟件尋找模型組、對(duì)照組及中藥治療組各組間差異蛋白點(diǎn),MALDI一TOF/MS分析差異蛋白點(diǎn),并結(jié)合蛋白質(zhì)生物信息庫,初步鑒定差異蛋白質(zhì)。在此方面國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了一些探索[ls一l#],有學(xué)者研究了單體人參皂昔對(duì)人肺巨細(xì)胞癌高轉(zhuǎn)移細(xì)胞株蛋白質(zhì)組的表達(dá)的影響,還有報(bào)道研究松果菊昔對(duì)小鼠帕金森病模型黑質(zhì)紋狀體組織蛋白表達(dá)的影響,再如研究中藥復(fù)方強(qiáng)骨寶1號(hào)對(duì)去卵巢骨質(zhì)疏松大鼠皮質(zhì)骨蛋白質(zhì)組表達(dá)的影響等。以上研究結(jié)果找到一些差異蛋白,為中藥作用機(jī)制的研究提供了依據(jù)。

    4代謝組學(xué)研究

篇4

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

中圖分類號(hào)S216，TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 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(dòng)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(jī)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(dòng)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(chǔ)存，將生物質(zhì)資源的潛在價(jià)值轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能，相對(duì)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(jià)值評(píng)估而言，對(duì)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(shí)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(huì)引起人類各種疾病，對(duì)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(shí)，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(jì)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(yùn)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)，對(duì)于生物質(zhì)的收集、預(yù)處理、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、深加工、轉(zhuǎn)化物再利用等各個(gè)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(duì)該區(qū)域生物質(zhì)自然屬性的認(rèn)識(shí)，工程項(xiàng)目建設(shè)完畢或運(yùn)行不久后即被迫停產(chǎn)，諸如生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目多處于此尷尬局面；對(duì)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(jià)值被嚴(yán)重浪費(fèi)、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(jià)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(yàn)收，開展工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)后，產(chǎn)品沒有市場(chǎng)競(jìng)爭力，多是依賴政府性補(bǔ)貼來推動(dòng)生物質(zhì)能利用；對(duì)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(píng)估。

2 生物質(zhì)能的價(jià)值評(píng)估預(yù)案

有效利用生物質(zhì)能的基本出發(fā)點(diǎn)是研究和解決上述各項(xiàng)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(shí)，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(shí)踐框架下，必須研究生物質(zhì)能的形成機(jī)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(píng)價(jià)。

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(jī)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(jī)體，一方面可以作為動(dòng)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(jī)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(jī)體；生物質(zhì)能的本質(zhì)是把太陽能以化學(xué)能形式儲(chǔ)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(duì)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(jī)混合物作為可燃物質(zhì)以潛在的能量被儲(chǔ)存，這些可燃成分和氧化劑發(fā)生強(qiáng)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(shí)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(huì)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(shí)，將不釋放熱量；C在完全燃燒時(shí)，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(gè)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(jì)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(cè)定儀直接測(cè)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(duì)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)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?，化合氫與氧結(jié)合成水，不能燃燒和放熱[6]；盡管有些資料中對(duì)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(jì)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(jì)算與實(shí)際測(cè)量值對(duì)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(cè)定值和對(duì)應(yīng)的低位熱值，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算值對(duì)比分析，采取基于碳當(dāng)量準(zhǔn)則的計(jì)算與實(shí)測(cè)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(yàn)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(shí)測(cè)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(yàn)熱值16 157kJ/kg的對(duì)比誤差為1.8%。

3 結(jié)論

經(jīng)過試驗(yàn)研究和大量數(shù)據(jù)比對(duì)分析，認(rèn)為基于碳當(dāng)量準(zhǔn)則計(jì)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(jì)算模型，在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，面對(duì)不同種類的生物質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)快速配料，也可以降低基礎(chǔ)試驗(yàn)和分析成本；同時(shí)有利于規(guī)范生物質(zhì)能的基礎(chǔ)研究。筆者曾對(duì)國外學(xué)者給出的熱能經(jīng)驗(yàn)性計(jì)算公式進(jìn)行比對(duì)性研究，認(rèn)為本計(jì)算模型具備計(jì)算簡便和準(zhǔn)確率較高的特點(diǎn)。

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(yùn)輸、儲(chǔ)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(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的綜合評(píng)價(jià)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(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

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[2]馬德金.二惡英類化學(xué)物質(zhì)的分類及其危害分析[J].科技傳播，2011(38)：72-73.

[3]李大寅，蔣偉忠，譯.日本生物質(zhì)綜合戰(zhàn)略[M].1版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2005：1-7.

[4]田宜水，孟海波.農(nóng)作物秸稈開發(fā)利用技術(shù)[M].1版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：22-39.

篇5

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)；生物質(zhì)能源；農(nóng)林廢棄物；貴州

一、開發(fā)利用的內(nèi)在動(dòng)因

能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，世界能源消耗量大幅度增加、煤炭、石油、天然氣等化石能源消耗迅速及環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。有鑒于此，緩解能源供求矛盾，尋求和開發(fā)新的清潔性替代能源被提上了議事日程，生物質(zhì)能源的開發(fā)利用應(yīng)時(shí)而生。

生物質(zhì)能是以各種生物質(zhì)為載體，將太陽能以化學(xué)能形式存儲(chǔ)在生物體中的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用。其主要包括各種活體植物、農(nóng)林廢棄物、有機(jī)廢水和畜禽糞便等。在可再生能源中，生物質(zhì)能源具有儲(chǔ)量大、分布廣、低硫、低氮、生長快、CO2零排放等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代生物質(zhì)能源的開發(fā)利用如沼氣、燃料乙醇、生物柴油、農(nóng)作物秸稈氣化等，無不是借助于熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段通過先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù)，從生物質(zhì)中生產(chǎn)出不同需求的固體、液體、氣體等高品位的新能源。

貴州是“欠開發(fā)、欠發(fā)達(dá)”、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化程度較低的農(nóng)業(yè)省份，同時(shí)也一個(gè)富煤、缺油、缺氣的山區(qū)省份。改革開放以來，特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施以來，貴州省經(jīng)濟(jì)得到持續(xù)快速發(fā)展，能源需求持續(xù)增長，增加能源供應(yīng)、保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展已成為貴州省的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略任務(wù)。合理開發(fā)利用生物質(zhì)能源也是貴州省重要的能源資源及資源利用途徑，在滿足能源需求、改善農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、充分利用資源、減少環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有重要作用和意義。

二、開發(fā)利用的資源基礎(chǔ)

貴州省位于我國云貴高原東部，介于東經(jīng)103?36?-109?35?，北緯24?37?-29?13?之間，平均海拔1100米左右。古代貴州地處較低緯度，受冰川的直接破壞小，成為北方植物躲避冰期的避難所，有大量孑遺植物；加之貴州地處亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，立體氣候明顯，水量充沛，境內(nèi)典型的喀斯特地形地貌、多樣性的土壤特質(zhì)等自然條件，非常有利于各種動(dòng)植物的生長、繁衍。因此貴州成為多種植物區(qū)地理成分匯聚地，物種資源豐富，有利于進(jìn)行生物質(zhì)能綜合開發(fā)利用。

農(nóng)業(yè)和林業(yè)是目前生物質(zhì)能源最重要的兩個(gè)原料來源。貴州雨、熱、水、光基本同期的良好組合十分有利于農(nóng)作物的生長，不僅產(chǎn)量可觀，品種也非常豐富。僅栽培的糧食作物、油料作物、纖維植物和其他經(jīng)濟(jì)作物就有近6000個(gè)品種。據(jù)調(diào)查，貴州省常用耕地面積2642萬畝，每年主要農(nóng)作物秸稈理論資源總量超過1600萬噸，其中水稻558萬噸、玉米638萬噸、油菜籽180萬噸、小麥50萬噸、煙葉36萬噸、薯類116萬噸、豆類47萬噸；可收集資源總量超過1300萬噸，其中水稻428萬噸、玉米517萬噸、油菜籽158萬噸、小麥27萬噸、煙葉33萬噸、薯類110萬噸、豆類41萬噸；可利用資源總量超過590萬噸，其中水稻161萬噸、玉米241萬噸、油菜籽132萬噸、小麥13萬噸、煙葉30萬噸、薯類3萬噸、豆類12萬噸。

在林業(yè)方面，貴州省獨(dú)特的自然地理環(huán)境，孕育著世界同緯度地區(qū)罕見的常綠闊葉林、常綠落葉混交林和針葉闊葉混交林等多種森林群落類型；既分布有熱帶、亞熱帶區(qū)系植被，又分布有暖溫帶和溫帶區(qū)系植被，垂直分布和地帶性分布規(guī)律明顯，因此林業(yè)資源十分豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年貴州省森林面積（含灌木）10974.8萬畝，活立木總蓄積量3.89億立方米，森林覆蓋率達(dá)到41.53%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國20.36%的平均水平。據(jù)初步估算，貴州省林木生物質(zhì)總量超過3.33億噸，可采伐更新的林木生物質(zhì)總量可超過3300萬噸以上。

三、開發(fā)利用的基本現(xiàn)狀

2000年以來，貴州省抓住國家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的歷史性機(jī)遇，積極推動(dòng)生物質(zhì)能源的發(fā)掘及技術(shù)研發(fā)工作，如今已在農(nóng)村沼氣、燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)能發(fā)電等領(lǐng)域取得了一定成績，產(chǎn)生了良好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

在農(nóng)村推進(jìn)沼氣建設(shè)和節(jié)柴灶應(yīng)用，清潔利用有機(jī)廢棄物，將其轉(zhuǎn)換為電力、燃?xì)饣蚬腆w成型燃料等清潔能源?！笆濉逼陂g貴州省新增農(nóng)村沼氣池64萬口，“十一五”期間每年新建20萬口，“十二五”期間再擬新增40萬口以上；2007年貴州省啟動(dòng)大中型沼氣工程建設(shè)項(xiàng)目，截止2010年底，共完成200-300m3的常溫發(fā)酵大中型沼氣工程項(xiàng)目272 個(gè)。

在生物液體燃料方面，根據(jù)《貴州省小油桐種植基地建設(shè)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展規(guī)劃》，將在15年內(nèi)形成年產(chǎn)200萬噸生物柴油的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2015年，建設(shè)生物柴油能源示范林10萬公頃，建成年產(chǎn)5萬噸生物柴油加工示范廠；2020年，規(guī)劃建設(shè)液體燃料能源林60萬公頃，生物液體燃料產(chǎn)量達(dá)30萬噸。

2005 年武漢凱迪電力股份有限公司來貴州投資修建生物質(zhì)能電廠，開啟了貴州生物質(zhì)能發(fā)電的歷史紀(jì)元。截止2011年，已在貴州投資100多億元用于生物質(zhì)發(fā)電，年發(fā)電量達(dá)30多億度?！笆濉逼陂g，凱迪公司擬投資406 億元在貴州省29 個(gè)縣建設(shè)生物質(zhì)發(fā)電等項(xiàng)目，并力爭“十二五”期間全部投產(chǎn)運(yùn)營。根據(jù)《貴州省“十二五”能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》，“十二五”期間，生物質(zhì)發(fā)電建設(shè)項(xiàng)目將在全省生物質(zhì)資源豐富的縣開展，規(guī)劃建設(shè)總規(guī)模120萬千瓦生物質(zhì)直燃發(fā)電廠；配套建設(shè)有機(jī)肥廠100萬噸/年；建設(shè)或合作經(jīng)營能源林原料基地2000萬畝。

四、開發(fā)利用存在的問題及對(duì)策

“欠開發(fā)、欠發(fā)達(dá)”的是貴州的基本省情，同時(shí)也是制約貴州快速發(fā)展的瓶頸。目前，貴州省對(duì)農(nóng)林生物質(zhì)資源的利用技術(shù)相對(duì)滯后，使用范圍還不廣泛，僅有少部分農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源被農(nóng)戶用于生產(chǎn)沼氣作為燃料，其他技術(shù)的研究及推廣應(yīng)用還比較少，林業(yè)“三剩物”的深加工利用等技術(shù)運(yùn)用比較薄弱。截止2012年底，在貴州投資開發(fā)利用生物質(zhì)能源的只有武漢凱迪公司、北京金桐福公司、貴州江南航天公司等為數(shù)不多的幾家具有一定規(guī)模的高新技術(shù)企業(yè)。

貴州農(nóng)作物秸稈基本上還是處于傳統(tǒng)、粗放的使用方式，主要作為農(nóng)家餐飲和取暖燃料、直接還田、禽畜墊料堆漚還田、禽畜飼料、菌類栽培用料等。在可收集的1300多萬噸資源量中，約有一半被棄置于田間地頭，或作為燃料燒掉，同時(shí)也給農(nóng)村及林區(qū)的防火、環(huán)境等造成極大的安全隱患。經(jīng)濟(jì)果木林修枝、撫育管理產(chǎn)生大量的剩余物均廢棄在果園，或焚燒，或任其自行腐爛；林業(yè)“三剩物”除部分作為農(nóng)戶燃料外，少有深加工利用，大部分被遺棄林中、山頭，一方面造成資源浪費(fèi)，另一方面給病蟲害防治和森林防火帶來壓力。

特別是近些年來，隨著貴州省外出務(wù)工人員的增加，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度逐漸提高和有機(jī)生物肥的廣泛運(yùn)用，作為返田肥料等的利用逐年減少直至不用；農(nóng)村生活條件不斷改善，人們?cè)絹碓蕉嗟氖褂妹?、氣、電等，?dǎo)致農(nóng)作物及林業(yè)剩余物的廢棄日益增多。如果這些寶貴的資源不能有效的加以利用，必將造成資源的巨大浪費(fèi)。

生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是一種新型的跨部門、跨行業(yè)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)，不僅能夠促進(jìn)資源節(jié)約和循環(huán)利用，解決能源和環(huán)境問題，還能夠促進(jìn)就業(yè)和增加農(nóng)民收入，解決“三農(nóng)”問題。為此：（1）各級(jí)政府部門必須根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，在保護(hù)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的前提下，科學(xué)規(guī)劃、因地制宜、有序開發(fā)；（2）在國家宏觀政策指導(dǎo)下，制定具體、可操作性的激勵(lì)措施，在財(cái)政補(bǔ)貼、稅收、土地、融資等政策上給予更多優(yōu)惠；（3）加大對(duì)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的投入，用于生物質(zhì)能源的規(guī)劃、研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、設(shè)備制造和改進(jìn)等，形成支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)服務(wù)體系；（4）建立促進(jìn)生物質(zhì)能源發(fā)展的市場(chǎng)保障機(jī)制，形成穩(wěn)定的市場(chǎng)需求和持續(xù)的市場(chǎng)拉動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)投資者的積極性，不斷提高生物質(zhì)能源的市場(chǎng)競(jìng)爭力，使其得到更大規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究院.中國新能源和可再生能源政策法規(guī)匯編（第二版）[M].經(jīng)濟(jì)管理版社，2012.

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作者簡介：

童中平（1969-），男，湖南常德人，副教授，主要從事社會(huì)管理與社會(huì)政策研究。

篇6

關(guān)鍵詞 秸稈；能源；再利用

中圖分類號(hào) TQ352 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）112-0188-01

能源發(fā)展是國家國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，面對(duì)日益緊缺的石油、煤炭等能源，尋找綠色、環(huán)保、可再生的能源已經(jīng)成為各國普遍關(guān)注的課題。秸稈是一種具有多種用途的可再生的生物質(zhì)資源。研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物一半以上都存儲(chǔ)于秸稈之中，每兩噸廢棄秸稈產(chǎn)生的熱值相當(dāng)于一噸標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的熱值，并且其再利用的過程中能夠達(dá)到二氧化碳的零排放。生物質(zhì)秸稈作為一種環(huán)保可再生的綠色能源，已經(jīng)成為當(dāng)今世界上僅次于石油、煤炭、天然氣的第四大能源。因此，廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源的市場(chǎng)前景十分廣闊，對(duì)其再利用的研究勢(shì)必為能源利用行業(yè)帶來重大變革。

在我國，秸稈資源十分豐富，進(jìn)行廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用的研究，一方面可以減少人們?nèi)紵斩捤斐傻沫h(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，使秸稈能夠得到很好的利用，提高資源利用效率；另一方面，不僅能夠變廢為寶，提高秸稈的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以緩解我國能源緊張的問題，從而促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 廢棄秸稈再利用的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國的秸稈資源很豐富，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素的影響，秸稈再利用的效率并不是很高。在農(nóng)村，人們一般將部分秸稈用于墊圈、喂養(yǎng)牲畜以及堆漚肥，其它大部分秸稈都作燃料燒掉。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及省柴節(jié)煤技術(shù)的推廣，再加上燃煤和液化氣的廣泛普及，用作燃料的秸稈也大大減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量有七億噸左右，用作炊事燃料、造紙?jiān)稀暳戏柿?、秸稈還田以及其它用途的不足10%，大量富余的秸稈資源中，可作為生物質(zhì)能源原料的秸稈大約有四億噸，這就為我國的廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用提供了基本原料保證。所以說，我國農(nóng)業(yè)秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源具有巨大的發(fā)展前景。

從二十世紀(jì)八十年代開始，我國秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用技術(shù)發(fā)展迅速，秸稈生物質(zhì)能源發(fā)電的從無到有，燃料乙醇產(chǎn)量迅速增長，沼氣建設(shè)的加快以及生物柴油困境的突破，都為廢棄秸稈再利用指明了發(fā)展方向。

2 秸稈能源再利用存在的問題

當(dāng)前，我國的秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用過程中存在著許多問題。根據(jù)對(duì)秸稈資源再利用現(xiàn)狀的研究發(fā)現(xiàn)，影響秸稈資源再利用的主要因素來自技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，秸稈資源再利用的效率不高，經(jīng)濟(jì)效益低下已經(jīng)成為秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用的阻礙。

一方面是秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用的技術(shù)存在不足。由于秸稈堆積密度和能量密度比較低，使得運(yùn)輸以及儲(chǔ)存的費(fèi)用比較高，成為了大型電廠等工業(yè)企業(yè)對(duì)秸稈能源有效利用的阻礙。此外，由于秸稈的纖維素含量比較高，不易粉碎，容易使加料設(shè)備造成阻塞，也增加了秸稈資源再利用的難度。另一方面是來自經(jīng)濟(jì)因素方面的影響。我國的秸稈資源分布比較分散，難以進(jìn)行集中處理，而分散處理效率較低且成本較高，這是當(dāng)前秸稈資源難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣使用的主要問題。同時(shí)由于秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源的技術(shù)復(fù)雜且發(fā)展程度比較低，使得秸稈再利用的成本比較高。例如秸稈資源轉(zhuǎn)化制成的汽油、柴油等生物油，雖然它具有可再生、低污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是其成本比礦物油要高許多，并且還需要專用的燃料設(shè)備進(jìn)行處理。這些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素的制約都阻礙了秸稈資源的再利用 。

3 未來廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用的發(fā)展方向或途徑

用廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源具有十分廣闊的發(fā)展前景。根據(jù)對(duì)其再利用 問題及現(xiàn)狀的研究，未來廢棄秸稈轉(zhuǎn)為生物質(zhì)能源再利用的發(fā)展方向或途徑主要有以下三個(gè)方面：

3.1 秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源——燃?xì)?/p>

廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源再利用中的一個(gè)重要方向就是將秸稈轉(zhuǎn)化為燃?xì)膺M(jìn)行的再利用。秸稈燃?xì)饩褪侵竿ㄟ^密閉缺氧，利用沼氣技術(shù)以及熱解氣化技術(shù)將廢棄秸稈轉(zhuǎn)化成的一種可燃?xì)怏w，這種氣體是一種綠色環(huán)保的清潔能源。在這個(gè)轉(zhuǎn)化過程中用到的沼氣技術(shù)和熱解氣化技術(shù)對(duì)秸稈資源轉(zhuǎn)化再利用具有十分重要的意義。其中沼氣技術(shù)可以分為干法和濕法兩種發(fā)酵工藝，它能夠?qū)⒔斩掁D(zhuǎn)化為沼氣能源，從而減少煤炭的使用。同時(shí)秸稈產(chǎn)生沼氣的殘?jiān)梢援?dāng)成有機(jī)肥進(jìn)行使用，減少化學(xué)肥料的使用，有效的保護(hù)環(huán)境。而熱解氣化技術(shù)就是所謂的秸稈氣化技術(shù)。它的主要原理就是秸稈在氣化反應(yīng)器中，通過氧氣不足條件下發(fā)生的部分燃燒為氣化吸熱提供能量，產(chǎn)生熱解氣化反應(yīng)，以此來促進(jìn)可燃?xì)怏w的轉(zhuǎn)化形成。我們要對(duì)其不斷進(jìn)行優(yōu)化，以此來降低秸稈燃?xì)獾脑靸r(jià)，使秸稈燃?xì)獾靡酝茝V。這兩種技術(shù)對(duì)秸稈燃?xì)獾陌l(fā)展具有十分重要的意義。

3.2 秸稈能源再利用——發(fā)電

利用廢棄秸稈進(jìn)行發(fā)電，就是一種將農(nóng)作物秸稈資源作為主要燃料進(jìn)行發(fā)電的方式，它包括秸稈燃燒發(fā)電和秸稈氣化發(fā)電兩個(gè)方面。

秸稈燃燒發(fā)電就是指在不產(chǎn)生二次污染的前提下，通過秸稈處理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行集中焚燒處理，利用秸稈燃燒產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電的一種形式。秸稈燃燒發(fā)電能夠有效的對(duì)我國煤炭燃燒發(fā)電的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而緩解我國煤炭資源緊缺的局面，減少煤炭燃燒發(fā)電造成的環(huán)境污染。同時(shí)通過對(duì)秸稈的回收發(fā)電，可以提高農(nóng)民的收入，使秸稈變廢為寶。而秸稈氣化發(fā)電就是將其轉(zhuǎn)化為高品位的燃料氣，通過這些燃料氣推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)或者內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在進(jìn)行秸稈氣化發(fā)電的過程中，要注意氣體的凈化。秸稈在氣化爐中轉(zhuǎn)化的氣體燃料存在一定雜質(zhì)，將這些雜質(zhì)去除可以有效保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。秸稈氣化發(fā)電不僅可以有效解決秸稈燃燒效率低以及分布比較分散的問題，同時(shí)可以降低環(huán)境污染，使燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)得以充分發(fā)揮。

3.3 廢棄秸稈轉(zhuǎn)化制造汽油、柴油

石油資源的日益緊缺導(dǎo)致國際原油價(jià)格不斷上升，人們迫切尋找可進(jìn)行替代的能源。因此，廢棄秸稈轉(zhuǎn)化的生物質(zhì)汽油和柴油受到了人們?cè)絹碓蕉嗟难芯颗c關(guān)注。在催化劑的作用下，利用秸稈碳水化合物以及木質(zhì)素原有化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過對(duì)反應(yīng)條件的調(diào)控，可以使其形成高活性的自由基，從而使高分子得以重新組合，實(shí)現(xiàn)汽油以及柴油餾分的制備。這種技術(shù)使得秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)汽油、柴油得以實(shí)現(xiàn)，為石油和化工行業(yè)的發(fā)展注入了新的動(dòng)力。所以廢棄秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)汽油、柴油對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義，能夠?qū)崿F(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。

總而言之，我國必須要加強(qiáng)對(duì)秸稈高效利用技術(shù)，包括直接燃燒技術(shù)與設(shè)備的研究，進(jìn)行集約化綜合新技術(shù)的開發(fā)，以此來降低秸稈資源再利用的技術(shù)難度和成本，提高其利用的效率和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)秸稈資源再利用的可持續(xù)發(fā)展。用廢棄秸稈轉(zhuǎn)化的生物質(zhì)能源是一種可再生的清潔環(huán)保能源，通過對(duì)秸稈能源化再利用的研究，可以有效的對(duì)我國的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而減輕我國能源緊缺的壓力，降低二氧化碳等溫室氣體的排放，提高環(huán)境質(zhì)量，使秸稈資源再利用能夠?yàn)槲覈膰窠?jīng)濟(jì)發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]婁蕓.秸稈生物質(zhì)能源的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景[J].化學(xué)與生物工程，2010.

篇7

關(guān)鍵詞:生物質(zhì);煤摻燒;SO2排放規(guī)律;摻混比例

中圖分類號(hào):X523文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374 (2010)24-0024-04

0引言

SO2是當(dāng)今人類面臨的主要大氣污染物之一,其2/3以上來源于人類的生產(chǎn)活動(dòng),SO2的污染屬于低濃度、長期的污染,對(duì)自然生態(tài)環(huán)境、人類的健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面均造成很大的危害。因此,對(duì)SO2排放的控制備受各國關(guān)注。另外,由于大量化石燃料的消耗,能源短缺問題日益嚴(yán)重,如何盡快解決環(huán)境污染和能源資源匱乏問題成為當(dāng)務(wù)之急。在我國,生物質(zhì)資源可作為能源利用約為7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,且生物質(zhì)的灰分和氮硫含量都比煤的低,燃燒時(shí)對(duì)環(huán)境污染小。生物質(zhì)和煤的混燃是可再生能源和化石能源的綜合利用,一些歐美等發(fā)達(dá)國家近年來采取了將部分生物質(zhì)和煤摻燒發(fā)電或氣化的新措施,該措施既可以緩解能源短缺,降低CO2等溫室氣體及NOX、SOX、N2O的排放。國內(nèi)某些燃煤電廠已開始在原有的燃煤機(jī)組上摻燒生物質(zhì),然而,目前對(duì)燃煤電站直接摻燒生物質(zhì)污染物排放規(guī)律的研究還不充分,尤其是結(jié)合燃燒特性對(duì)不同摻燒比的混合燃料污染物排放特性進(jìn)行研究變得更為重要。本文主要從生物質(zhì)摻混比和燃燒過量空氣系數(shù)兩個(gè)方面對(duì)燃煤電站直接摻燒生物質(zhì)的SO2排放規(guī)律進(jìn)行了研究,為生物質(zhì)摻燒的研究和生物質(zhì)摻混電廠的高效低污染燃燒提供參考依據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)采用攜帶管式爐實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、給粉系統(tǒng)、攜帶管式爐、電源、溫控柜系統(tǒng)和Delta2000CD-IV煙氣取樣分析系統(tǒng)五部分組成,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。實(shí)驗(yàn)過程中,煤粉氣流從剛玉管上部送入,取樣槍則是從剛玉管下端進(jìn)入剛玉管,所測(cè)數(shù)據(jù)直接顯示在煙氣分析儀上。實(shí)驗(yàn)用煤和生物質(zhì)的元素分析和工業(yè)分析見表1,實(shí)驗(yàn)工況見表2:

2生物質(zhì)與煤摻混時(shí)SO2析出機(jī)理研究

2.1燃料中無機(jī)硫生成SO2的機(jī)理

燃料中無機(jī)硫來自礦物質(zhì)中各種含硫化合物,主要以硫化物形式存在,還有少量硫酸鹽硫,硫化物硫以黃鐵礦硫(FeS2)為主,在氧化氣氛中,黃鐵礦硫(FeS2)可以直接被氧化生成SO2:

4FeS2+11O28SO2+2FeO3

在還原氣氛中,FeS2 將發(fā)生分解反應(yīng):

2FeS22FeS+S2(氣態(tài))

2FeS2+H2FeS+H2S

FeS2+COFeS+COS

2.2燃料中有機(jī)硫生成SO2的機(jī)理

有機(jī)硫是指與燃料有機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的硫,其組成結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。有機(jī)硫的存在形態(tài)及反應(yīng)機(jī)理還不是很清楚。人們通過化學(xué)屬性對(duì)有機(jī)硫進(jìn)行了分析,將煤中有機(jī)硫劃分為脂肪硫和芳香硫。有機(jī)硫成分復(fù)雜,各組分的鍵能有很大差別,溫度對(duì)熱解有決定性作用。有機(jī)硫的析出過程實(shí)質(zhì)是硫茂、硫醇等官能團(tuán)及硫化物的熱分解過程。

它們的主要形式是硫醇類R-SH、硫醚類R-S-R、含噻吩環(huán)的芳香體系、硫餛酮類和二硫化物RSSR。煤在熱解釋出揮發(fā)分時(shí),由于硫側(cè)鏈(-SH)和環(huán)硫鏈(-S-)結(jié)合較弱,因此硫醇、硫醚等在低溫(小于450℃)時(shí)首先開始分解,產(chǎn)生最早的是揮發(fā)硫;噻吩類硫的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,要到930℃時(shí)才開始分解析出。在氧化性氣氛下,它們?nèi)勘谎趸蒘O2,其反應(yīng)方程為:

RHS+O2RS+HO2

RS+O2R+SO2

在有氧燃燒的還原性氣氛下,有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為H2S 等。

2.3燃料中單質(zhì)硫生成SO2的機(jī)理

煤中的單質(zhì)硫在加熱時(shí),以硫蒸汽的形式進(jìn)入硫化物火焰中。對(duì)純硫蒸汽及氧化過程的研究表明,硫蒸汽分子是聚合的,其氧化反應(yīng)為:

S8S7+S

S+O2SO+O

S8+OSO+S6+S

SO遇到氧氣時(shí),會(huì)發(fā)生下列反應(yīng):

SO+O2SO2+O

SO+OSO2

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 同一摻混比,不同生物質(zhì),不同煙氣氧含量對(duì)SO2排放規(guī)律的影響

從圖2～圖7可知,在不同的摻混比時(shí),SO2排放量的排放規(guī)律和燃燒純煤時(shí)很相似,都是隨著煙氣中含氧量的增加,SO2排放量逐漸降低,同一摻混比時(shí),三種生物質(zhì)相比,松木屑最小,麥稈最大,稻殼居中,由此可知,SO2排放量與三種燃料含硫量密切相關(guān)。松木屑幾乎不含有硫,所以,摻燒松木屑,SO2排放量是最小的。分析其原因可能是生物質(zhì)富含堿金屬,堿金屬元素與氧氣、CaO結(jié)合,生產(chǎn)堿金屬硫酸鹽或者堿土金屬硫酸鹽,從而降低SO2的排放;另外,隨著含氧量的增加,產(chǎn)生的SO2與氧元素結(jié)合生產(chǎn)SO3,這也可能導(dǎo)致含氧量的迅速減少;同時(shí)由于風(fēng)量增加,可能導(dǎo)致風(fēng)量對(duì)SO2的濃度起到一種稀釋作用,這也可能會(huì)導(dǎo)致SO2濃度的降低。

煙氣中含氧量的高低與過量空氣系數(shù)有關(guān),過量空氣系數(shù)影響到爐內(nèi)燃燒工況,對(duì)煤粉中硫的析出特性有很大影響。當(dāng)燃燒溫度較高時(shí),煤的燃燒反應(yīng)加強(qiáng),可燃硫的燃燒反應(yīng)速度也會(huì)加快,單位面積上氧的消耗量增加,適當(dāng)增加氧量時(shí),會(huì)使硫析出反應(yīng)加強(qiáng),提高氧濃度有利于煤的完全燃燒,也可加快硫的析出。當(dāng)出口煙氣中含氧量較低時(shí)(過量空氣系數(shù)大概為0.8),由于氧氣不足,爐內(nèi)為還原性氣氛,大量生成,只有少部分硫析出后被氧化生成SO2,因而此時(shí)SO2濃度最低,其次,在燃燒初期,氧氣主要供生物質(zhì)揮發(fā)分燃燒,限制了SO2的生成。隨著出口煙氣中含氧量的增加,煤粉中析出的硫轉(zhuǎn)化為的數(shù)量就增加,此時(shí),SO2的濃度很高。進(jìn)一步增加過量空氣系數(shù),析出的硫大部分轉(zhuǎn)化為SO2,因而濃度較高。繼續(xù)隨著煙氣中含氧量的增加,濃度大幅度降低。這可能是因?yàn)?隨著含氧量的增加,燃燒過程中富含氧元素,生產(chǎn)的SO2與氧元素結(jié)合生產(chǎn)SO3,這可能導(dǎo)致含氧量的迅速減少;生物質(zhì)燃料中富含堿金屬元素,堿金屬元素與氧氣、CaO結(jié)合,生產(chǎn)堿金屬硫酸鹽或者堿土金屬硫酸鹽,這也可能會(huì)導(dǎo)致SO2排放量的減少。同時(shí)由于風(fēng)量增加,可能導(dǎo)致風(fēng)量對(duì)SO2的濃度起到一種稀釋作用,這也可能會(huì)導(dǎo)致SO2濃度的降低。

3.2 同一生物質(zhì),不同摻混比,不同煙氣氧含量對(duì)SO2排放規(guī)律的影響

根據(jù)圖8～圖10可知,對(duì)純煤,隨煙氣含氧量的增加,SO2排放量逐漸降低,加入一定量的生物質(zhì)后,隨摻混比的增加,燃燒生成的SO2體積濃度呈下降趨勢(shì)。由于SO2的排放量主要決定于燃料中S的輸入量,煤在燃燒過程中80%～100%的燃料S會(huì)轉(zhuǎn)變成SO2,而大部分的生物質(zhì)含硫量極少或不含硫,因而,將生物質(zhì)與煤共燃能夠有效降低SO2的生成量。同時(shí),生物質(zhì)灰分中含有大量堿金屬或堿土金屬的氧化物,它們能夠與SO2反應(yīng)生成硫酸鹽,起到固硫劑的作用。與煤粉單獨(dú)燃燒生成SO2的濃度相比,生物質(zhì)與煤共燃過程中摻混比的變化對(duì)SO2濃度的影響不顯著。

3.3 同一含氧量,不同生物質(zhì),不同摻混比對(duì)SO2排放規(guī)律的影響

為了研究生物質(zhì)與煤的質(zhì)量比對(duì)SO2減排效果的影響,引入減排率η=(f純?nèi)济?f摻混)/f純?nèi)济?f為燃燒生成SO2的體積濃度,生物質(zhì)與煤共燃SO2減排率如下圖所示:

從圖11～圖16可知,煤與生物質(zhì)摻混時(shí),稻殼與麥稈SO2減排率隨生物質(zhì)摻混比的增加而增加,但從摻混比為10%以后,隨著摻混比的增加,SO2減排率變化不大;稻殼、麥稈、松木屑三種生物質(zhì)中,松木屑的含硫量最大,而松木屑的SO2減排率是最高的,摻混比變化對(duì)生物質(zhì)與煤共燃SO2減排率的影響規(guī)律比較復(fù)雜,準(zhǔn)確描述這種影響尚待進(jìn)一步研究。對(duì)于松木屑而言,當(dāng)摻混比例為5%,含氧量為1.9%和3.5%時(shí),SO2減排率約為45%,當(dāng)爐膛出口煙氣中含氧量提升到4.8%,摻混比例從5%上升至10%時(shí),SO2減排率提升到70%左右,再升高含氧量,SO2減排率穩(wěn)定在較高的水平變化不大;對(duì)于稻殼、麥稈在5%摻混,在含氧量為1.9%和3.5%時(shí),SO2減排率大約為15%,在含氧量為4.8%時(shí),兩種生物質(zhì)的SO2減排率上升到40%左右。綜上可得,在爐膛出口煙氣中含氧量為1%～4.8%的這個(gè)區(qū)間里,隨著含氧量的增加,SO2減排率是迅速提高的,過量空氣系數(shù)對(duì)SO2減排率影響非常明顯。

4結(jié)論

(1)煤與生物質(zhì)摻混時(shí),隨著煙氣中含氧量的增加,SO2的排放量逐漸降低的;與純煤相比,SO2的排放量明顯減少。

(2)隨著生物質(zhì)摻混比的增加,SO2排放率呈升高的趨勢(shì)。在爐膛出口煙氣中含氧量為2%～8%的區(qū)間里,隨著含氧量的增加,SO2減排率迅速提高,過量空氣系數(shù)對(duì)SO2減排率影響非常明顯。

(3)摻混比不同時(shí),隨著出口煙氣氧含量的增加,稻殼、麥稈、松木屑相對(duì)應(yīng)的SO2的排放量依次減少;并隨著摻混比的增加,SO2排放量明顯的減少。

(4)摻燒生物質(zhì)時(shí),同一摻混比條件下,三種生物質(zhì)中,松木屑的SO2排放量是最低的,所對(duì)應(yīng)的摻混比為15%。

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篇8

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)能；農(nóng)村；發(fā)展

一、我國農(nóng)村現(xiàn)有生物質(zhì)能源利用的現(xiàn)狀

我國耕地面積為18.37億畝，鹽堿地約14.87億畝。農(nóng)民是土地真正意義上的主人和耕種者，多年來我國農(nóng)村多實(shí)行自由式耕種方法，種什么，種多少，都取決于農(nóng)民。對(duì)于耕種非糧生物質(zhì)能源的原材料如：蓖麻、甜高粱、木薯、麻瘋樹、棕櫚、蘇子等，缺乏統(tǒng)籌安排，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化格局還沒有形成，一部分未耕土地還沒有得到合理的利用，在農(nóng)村發(fā)展生物質(zhì)能有很大的潛力；多年來我國政府大力倡導(dǎo)在滿足城鎮(zhèn)居民口糧的基礎(chǔ)上，挖掘閑散地，規(guī)?；N植非糧生物質(zhì)可燃原料，針對(duì)農(nóng)村具體情況，合理安排土地資源，走可持續(xù)發(fā)展的高效、低碳、環(huán)保之路，經(jīng)過努力目前已經(jīng)初見成效；我國從南到北建立了很多非糧生物質(zhì)燃料的原材料生產(chǎn)示范基地，加快了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的進(jìn)度；我國農(nóng)村傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換形式是直接燃燒秸稈類農(nóng)作物，用于取暖、燒飯，這種極為落后的高污染、低熱量的能源利用方式，造成資源浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染。目前適合我國農(nóng)村生物質(zhì)能發(fā)展的非糧物質(zhì)有很多，按照生物質(zhì)的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)化方式可分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料三種。

二、固體生物質(zhì)燃料

固體生物質(zhì)燃料是指農(nóng)作物秸稈、薪柴、喬木、谷殼等可燃性物質(zhì)。我國農(nóng)作物僅秸稈一項(xiàng)年產(chǎn)量就可達(dá)到7億噸，稻殼、蔗渣等農(nóng)業(yè)加工殘余物0.84億噸，薪柴及林業(yè)加工廢料1.58億噸。在可開發(fā)的生物質(zhì)資源中，能源作物的種植和開發(fā)潛力很大，農(nóng)作物秸稈有40％作為飼料、肥料和工業(yè)原料，尚有60％可用于能源開發(fā)利用，約相當(dāng)2.1億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤；薪柴也是重要生物質(zhì)資源，有40％林業(yè)剩余物可以利用，約相當(dāng)0．3億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤；大量的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的剩余物、廢棄物，蘊(yùn)藏著巨大的生物質(zhì)能源，為生物質(zhì)能的利用開辟了一條重要途徑。

目前我們采取一種新技術(shù)，將秸稈、稻殼去濕、去雜土，在一定溫度和壓力下壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料。提高了其運(yùn)輸和儲(chǔ)存能力，改善秸稈燃燒性能，提高利用效益。在我國農(nóng)村，對(duì)生物質(zhì)資源比較集中的地區(qū)，可以就地取材，減少成本。利用小型生物質(zhì)發(fā)電設(shè)施，通過燃燒秸稈和灌木屑發(fā)電，既可做到廢物利用，又可以降低發(fā)電過程對(duì)環(huán)境的污染。另外，現(xiàn)有農(nóng)村電廠利用木材屑和農(nóng)作物的殘余物與煤的混合燃燒是比較現(xiàn)實(shí)的一項(xiàng)技術(shù)，這樣提高了農(nóng)林廢棄物的利用率，也降低了純?nèi)济簩?duì)大氣的污染，緩解人們對(duì)化石能源的依賴。我國在秸稈固體成型的生產(chǎn)和應(yīng)用方面已經(jīng)初步形成了一定的規(guī)模，主要以鋸末和秸稈、稻殼、灌木為原料，滿足農(nóng)村居民的生活用能、農(nóng)機(jī)具用能和發(fā)電用能等。近些年來國家出臺(tái)一系列政策，采取綜合性補(bǔ)助的方式，支持從事秸稈成型燃料的農(nóng)村加工企業(yè)，尤其鼓勵(lì)農(nóng)村小型生物質(zhì)電廠的建設(shè)。目前開展的一般生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電，這項(xiàng)技術(shù)相對(duì)較為簡單很容易掌握，適合在農(nóng)村發(fā)展。我國技術(shù)人員開發(fā)出適合村鎮(zhèn)使用的小型生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備，利用稻殼、秸稈作原料，因地制宜地走適合村鎮(zhèn)發(fā)展電力（village power plant）的道路，在農(nóng)村節(jié)能減排中做出了貢獻(xiàn)。

三、液體生物質(zhì)燃料

生物液體燃料是指生物乙醇、生物柴油，它作為化石能源石油的替代品，是液體燃料中理想的選擇。液體生物燃料來源于可再生能源，溫室氣體凈排放幾乎是零，是理想的朝陽產(chǎn)業(yè)。我們研制的以玉米、甘蔗、甜菜、豆類、食用油為第一代生物燃料原料的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)被淘汰。以秸稈類、谷殼類、甘薯、蓖麻等為原料的非糧生物燃料生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)形成，而這類原料取于農(nóng)村、用于農(nóng)村，成本低廉，可以形成規(guī)模化生產(chǎn)。產(chǎn)品如有剩余還可以作為商品燃油的形式賣給城市居民，增加農(nóng)民收入。以秸稈、谷殼、麻瘋樹、甘薯、蘇子、亞麻等農(nóng)業(yè)廢棄物、非糧植物為原料的第二代生物燃料被公認(rèn)為具有巨大的替代石油的潛力，據(jù)有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。

篇9

【關(guān)鍵詞】給料系統(tǒng)堵料；排渣不暢；積灰；煙溫高

【Abstract】Biomass power generation boiler is the power source， whether the normal operation is the main core work. Now， the problems existing in the boiler system of a biomass power plant in southern Shanxi are studied and discussed.

【Key words】Feeding system block material；Slag slag；Fouling；Smoke high

1. 前言

（1）生物質(zhì)能是可再生能源的重要組成部分，生物質(zhì)資源量大、可儲(chǔ)存、利用過程清潔，開發(fā)和利用生物質(zhì)能可有效減少化石能源消耗，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)、減少污染等有重要意義。生物質(zhì)發(fā)電鍋爐是動(dòng)力源，能否正常運(yùn)行是主要核心工作。現(xiàn)對(duì)晉南某生物質(zhì)發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行研究及探討。

（2）由于該生物質(zhì)電廠位于山西南部，該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)作物以果樹為主，每年果樹剪枝及定期更新果樹，燃料供應(yīng)充足。這也就決定了電廠的燃料是以果木枝條、果核、樹皮、樹根為主，占到了電廠總?cè)剂系?0%以上，其余20%的燃料為廢舊模板、鋸末、玉米芯、菌包、秸稈等。該地區(qū)已形成了成熟的燃料供應(yīng)市場(chǎng)，進(jìn)廠燃料是經(jīng)破碎機(jī)破碎后的成品燃料，故燃料進(jìn)廠經(jīng)翻料、混料及風(fēng)干后可直接入爐燃燒，在機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)一些問題，并采取了相應(yīng)技術(shù)改造及整改措施。具體如下：

2. 上料及給料系統(tǒng)

上料系統(tǒng)為雙皮帶輸送系統(tǒng)，一備一用，由上料坑經(jīng)螺旋給料機(jī)至皮帶再經(jīng)皮帶輸送至爐前料倉；爐前料倉為矩形直筒，L5.5米、寬4.2米高5.1米；在料倉內(nèi)下部安裝了3組雙螺旋的承載螺旋播料機(jī)；給料系統(tǒng)分為兩級(jí)給料，一級(jí)給料為3組雙螺旋給料機(jī)，長度9.3米，二級(jí)給料為3個(gè)無軸螺旋給料機(jī)，通過3個(gè)給料通道，直接將燃料輸送至爐膛內(nèi)。

2.1燃料破碎不完全、夾帶不可燃燒物、長枝率達(dá)到20%左右，在上料、輸料、給料過程中發(fā)生纏繞、堵料、搭橋、漏料及入爐燃燒后發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象，直接影響鍋爐的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)燃料特點(diǎn)，采取了以下措施：

（1）在成品燃料收購時(shí)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)盡量把果木枝條長度控制在150mm以下，長枝率控制在了10%以下；

（2）在兩個(gè)下料口加裝300X300mm的篦子，過濾較長的燃料，將較長的燃料及時(shí)分揀清走進(jìn)行二次破碎；

（3）加強(qiáng)燃料檢驗(yàn)，保證燃料的干凈度，盡量避免燃料中參雜大量的不可燃燒物。

（4）進(jìn)場(chǎng)的整料要及時(shí)破碎，充分利用有限的倉儲(chǔ)空間。燃料進(jìn)場(chǎng)后要分區(qū)堆放、合理消耗，對(duì)入場(chǎng)的各類燃料按品種、熱值、水分進(jìn)行化驗(yàn)，同類進(jìn)行合并后分區(qū)堆放。針對(duì)燃料的熱值結(jié)構(gòu)、堆放時(shí)間以及料堆測(cè)溫情況，做好燃料儲(chǔ)存和消耗計(jì)劃。對(duì)具備長時(shí)間堆放的燃料定期進(jìn)行挖堆檢查，發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱碳化現(xiàn)象及時(shí)調(diào)整消化計(jì)劃，優(yōu)先安排消耗，確保料場(chǎng)安全。做好入廠燃料的先進(jìn)先出，燒舊存新管理，不僅可以減小倉儲(chǔ)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，確保料場(chǎng)燃料的消防安全，而且還可以降低場(chǎng)損。

2.2燃料在鏟車倒入落料坑時(shí)，由于螺旋給料機(jī)的下料口是開放式的，這就導(dǎo)致部分燃料直接落在皮帶上，而不是通過螺旋給料機(jī)均勻給到皮帶上，導(dǎo)致皮帶瞬間超負(fù)荷，跳閘，被迫停運(yùn)。改進(jìn)措施：在下料口焊接一個(gè)半圓形鋼板，使落入料坑的燃料分到兩側(cè)，通過螺旋給料機(jī)均勻播入皮帶；通過運(yùn)行考驗(yàn)皮帶沒有再出現(xiàn)過超負(fù)荷、跳閘等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了料場(chǎng)上料連續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

2.3本廠設(shè)計(jì)料倉為長5.5米寬4.2米高5.1米，料倉下部布置6臺(tái)承載螺旋撥料機(jī)（長度5.5米）主要起到分配、緩沖、平衡的作用，承載螺旋撥料機(jī)下方布置6臺(tái)一級(jí)螺旋給料機(jī)（長度9.3米），運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)給料機(jī)給料時(shí)不斷過流保護(hù)動(dòng)作跳閘。經(jīng)分析及走訪同類型生物質(zhì)發(fā)電廠考察發(fā)現(xiàn)，本廠料倉布置太大且為直筒式料倉，存料太多會(huì)加大承載螺旋撥料機(jī)承載力，造成撥料機(jī)頻繁跳閘。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)改造，具體改造措施如下：

（1）在料倉內(nèi)加裝了2.8X4.2米的隔板，將料倉的下料面積減小了一半；

（2）在承載螺旋撥料機(jī)上方1米處，料倉左右兩側(cè)分別增加了2個(gè)700X700mm的人孔，如發(fā)生堵料和搭橋現(xiàn)象可以及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理；

（3）在料倉頂部四角安裝了紅外高清攝像頭，讓運(yùn)行人員可以隨時(shí)監(jiān)控給料和下料情況，便于運(yùn)行中隨時(shí)調(diào)整；

（4）并在運(yùn)行期間倉內(nèi)不再過多存料隨用隨補(bǔ)，減輕了承載螺旋撥料機(jī)和一級(jí)螺旋給料機(jī)的運(yùn)行負(fù)載，有效解決了給料系統(tǒng)頻繁跳閘的現(xiàn)象。

2.4給料過程中爐膛下料口處經(jīng)常出現(xiàn)堵料，還不時(shí)有火苗從下料口穿出，極易發(fā)生回火現(xiàn)象危及料倉、皮帶等，存在重大安全隱患。經(jīng)過分析，發(fā)生堵料現(xiàn)象的主要原因是燃料粒徑過大，下料口相對(duì)較小，播料風(fēng)不足；有火苗穿出是源于在特殊情況下，燃燒不穩(wěn)定爐膛內(nèi)發(fā)生爆燃，出現(xiàn)正壓導(dǎo)致。根據(jù)上述情況，經(jīng)與業(yè)主、監(jiān)理討論，采取了相應(yīng)的措施：

（1）嚴(yán)格控制燃料的粒徑，控制在150mm內(nèi)；

（2）在現(xiàn)有播料風(fēng)的基礎(chǔ)上，分別在3個(gè)下料管處增加了一路DN200的播料風(fēng)（來自空預(yù)器后的一次風(fēng)）；使燃料在播料風(fēng)的助力下順利進(jìn)入爐膛，既避免了燃料堆積在下料管內(nèi)堵塞下料口，還有效防止了爐膛內(nèi)火苗上竄。

（3）培訓(xùn)鍋爐運(yùn)行人員進(jìn)行燃燒調(diào)整時(shí)，讓爐膛壓力保持在微負(fù)壓；

（4）增加1套煙感探頭，與二級(jí)給料機(jī)入口處速斷安全門連鎖，發(fā)生火情迅速關(guān)閉防火門，隔斷火源。

3. 排渣系統(tǒng)

每臺(tái)鍋爐有3個(gè)排渣口，其中2個(gè)正常排渣口、1個(gè)事故排渣口，并配置兩臺(tái)滾筒冷渣機(jī)。鍋爐運(yùn)行中床壓不斷升高，投入排渣系統(tǒng)后不能將灰渣正常排出，不得不停爐檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)床面鐵件、磚塊、碎石等雜物布滿床面，將排渣孔堵塞灰渣無法排出。生物質(zhì)燃料來自千家萬戶、田間地頭，其中夾帶不可燃燒塊狀物的現(xiàn)象是難以避免的，隨同燃料進(jìn)入爐床，會(huì)在床體中沉積形成滯區(qū)，破壞正常硫化狀態(tài)，使?fàn)t內(nèi)溫度不均勻，造成床溫過低或過高影響燃燒，如不及時(shí)排除這些不可燃?jí)K狀物，將最終導(dǎo)致被迫停爐。硫化床鍋爐布風(fēng)板采用平面床布置，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間在三天左右生物質(zhì)燃料中夾雜的不可燃燒物將排渣孔堵塞。針對(duì)此種情況，我們采取了以下措施，有效延長了因排渣題導(dǎo)致停爐的時(shí)間，從原來的最多連續(xù)運(yùn)行一周，到可以連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月，效果非常顯著。

（1）加大了布風(fēng)板排渣孔徑由原來的DN150擴(kuò)大到DN200使塊狀雜物順利排出；

（2）在進(jìn)冷渣器前排渣管道處加裝了一個(gè)斜式排渣口，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象能人工及時(shí)通搗，遇冷渣器故障時(shí)也可充當(dāng)排渣口；

（3）在上廢舊模板料時(shí)，首先進(jìn)行人工分揀，將大一些的鐵件剔除；其次，在皮帶原有除鐵器的基礎(chǔ)上，又增加了一套磁力更強(qiáng)的除鐵器，進(jìn)行二次分揀，清除鋼釘類的小鐵件。

4. 吹灰系統(tǒng)

生物質(zhì)燃料的中含有較多的堿金屬，燃燒時(shí)容易在對(duì)流受熱面形成高溫粘結(jié)灰，堵塞煙道并引起積灰腐蝕，從而影響鍋爐的導(dǎo)熱效率和使用可靠性。針對(duì)生物質(zhì)電廠目前國內(nèi)有聲波吹灰、擊波吹灰、蒸汽吹灰三種吹灰形式。本廠設(shè)備選型時(shí)沒有充分考慮生物質(zhì)燃料的特性，選用了聲波吹灰器，實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)積灰嚴(yán)重，聲波吹灰根本無法將高溫粘結(jié)灰吹掉，造成換熱效果差，尾部煙道煙溫高，最高達(dá)到190℃，非常容易燒毀除塵器布袋，高加無法投入運(yùn)行。為了解決此問題，走訪了山東兩家同類型生物質(zhì)電廠。莒縣大自然發(fā)電廠燃料為秸稈三分之二，樹皮三分之一，采用蒸汽吹灰效果明顯且尾部不超溫，除塵器入口煙溫控制在140度左右。棲霞市中節(jié)能生物質(zhì)發(fā)電廠燃料為費(fèi)膠木板和樹皮為主，果樹枝為輔緊占十分之一，采用擊波吹灰。三年運(yùn)行期間尾部豎井超溫時(shí)有燒毀除塵器布袋現(xiàn)象，該廠采取每值人工清灰一次（開爐門壓縮空氣吹掃）并在尾部煙道加裝相變換熱器（介質(zhì)為凝結(jié)水）來控制出口煙溫且鍋爐運(yùn)行兩月停爐人工內(nèi)部徹底清掃一次。經(jīng)對(duì)比本廠對(duì)吹灰器系統(tǒng)以及受熱面和旋風(fēng)筒等部位進(jìn)行了改造。具體改造內(nèi)容如下：

4.1針對(duì)高溫粘結(jié)灰，增加一套自動(dòng)補(bǔ)料系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充循環(huán)物料，以加強(qiáng)內(nèi)外循環(huán)沖刷，將粘結(jié)在管道上的積灰沖刷掉。

4.2保留空預(yù)器處的4支聲波吹灰器，其余聲波吹灰器拆除，改用蒸汽吹灰器。在對(duì)流管束/低過布置6套長伸縮式蒸汽吹灰器（左、右側(cè)對(duì)稱布置）；下部低過出口與省煤器、空預(yù)器區(qū)域布置8套固定旋轉(zhuǎn)式蒸汽吹灰器。

4.3旋風(fēng)筒至返料器處因溫度降低、長時(shí)間積灰，就可能出現(xiàn)結(jié)焦的現(xiàn)象，造成堵塞。在此處加裝成三角形式不同高度的空氣炮定時(shí)清灰防止結(jié)焦。

4.4在爐膛出口增加4片水冷屏，增加換熱面積，降低出口煙溫。

4.5本鍋爐旋風(fēng)分離器出口中心筒原設(shè)計(jì)內(nèi)直徑為1400mm，中心筒長度2300mm，材質(zhì)采用ZG8Cr26Ni4Mn3NRe，為提高旋風(fēng)分離器的分離效果，根據(jù)運(yùn)行情況將其改造為內(nèi)直徑為1270mm，中心筒長度2350mm，采用高溫耐磨材質(zhì)1Cr25Ni20Si2，能夠較好的避免高溫?zé)煔鈱?duì)中心筒的沖刷磨損。

4.6通過上述技術(shù)改造，目前機(jī)組運(yùn)行一月有余，高加正常投運(yùn)，尾部煙道溫度由原來的最高190℃降至140℃～150℃之間，燃料供電單耗由原來的1.6～1.8kg/KWh降至1.35～1.5kg/KWh，大大提高了鍋爐的效率，本次改造是比較成功的。

5. 結(jié)束語

篇10

摘要植物內(nèi)生菌近年來已成為微生物學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，其潛在的可開發(fā)利用價(jià)值越來越受重視，尤其在對(duì)植物內(nèi)生菌對(duì)宿主的作用關(guān)系方面已出現(xiàn)許多相關(guān)的成功報(bào)道。評(píng)述了植物內(nèi)生菌的作用并作出展望，以期為內(nèi)生菌的進(jìn)一步開發(fā)探究提供參考。

關(guān)鍵詞植物內(nèi)生菌;宿主;作用

植物內(nèi)生細(xì)菌指其生活史的一定階段生活在活體植物組織內(nèi)、又不引起植物明顯病害的微生物[1]，廣泛分布于低等植物和高等植物中，常見的有假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、微桿菌屬(Microbacterium)以及土壤桿菌屬(Agrobacterium)等[2]。雖然內(nèi)生細(xì)菌的概念自從1886年Bary提出至今已有100余年的時(shí)間，然而在這期間并沒引起相應(yīng)的重視，研究進(jìn)展緩慢，直到20世紀(jì)末期才受到微生物學(xué)家、植物學(xué)家和微生態(tài)學(xué)家以及作物學(xué)家的廣泛關(guān)注，成為植物微生物學(xué)學(xué)科發(fā)展的一次革命，目前內(nèi)生細(xì)菌的研究已成為植物微生態(tài)學(xué)和微生物學(xué)學(xué)科交叉的新的生長點(diǎn)[3]，也是我國當(dāng)前微生物研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[4]。當(dāng)前植物內(nèi)生菌的研究無論從深度還是廣度上都有很大進(jìn)展，特別是關(guān)于植物內(nèi)生細(xì)菌的作用研究上更是日新月異。近年來，一些研究結(jié)果表明，內(nèi)生細(xì)菌能夠作為外源基因的載體，又具有促進(jìn)植物生長、抗逆境、抗病害、增加宿主植物的他感作用[5]以及對(duì)病蟲害的防治作用等[6]。

1植物內(nèi)生菌的作用

1.1促進(jìn)宿主植物生長

感染內(nèi)生菌的植物一般具有比未感染植株生長快速的特點(diǎn)，人工接種某些內(nèi)生菌還能提高植物的存活率，促進(jìn)發(fā)芽[1]。已有相關(guān)報(bào)道內(nèi)生菌的這種促植物生長作用可從2方面來理解:一方面，許多內(nèi)生菌可產(chǎn)生生長素(IAA)、細(xì)胞激動(dòng)素等植物生長激素，從黃花篙中分離到的1株內(nèi)生真菌在發(fā)酵液中也能積累IAA;另一方面，內(nèi)生菌可增進(jìn)宿主植物對(duì)氮、磷等營養(yǎng)元素的吸收，禾本科農(nóng)作物如水稻、甘蔗、玉米上的內(nèi)生細(xì)菌具有很強(qiáng)的固氮能力。感染內(nèi)生真菌的牧草對(duì)氮、磷的攝取能力也有所提高[7]。1991年Mcinroy等從玉米、棉花上分離到具有促進(jìn)植物生長作用的內(nèi)生細(xì)菌[8]。

1.2增加宿主植物的他感作用

他感作用(alleloparthy)的概念是德國學(xué)者H.Molisch于1937年提出的，他認(rèn)為植物的他感作用就是一種植物通過向體外分泌代謝過程中的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)其他植物產(chǎn)生直接或間接的影響。他感作用是造成種類成分對(duì)群落的選擇性以及某種植物的出現(xiàn)引起另一類消退的主要原因之一。植物內(nèi)生菌增加宿主的他感作用方面的報(bào)道較少，但隨著研究的深入也出現(xiàn)了一些成功的例子，有研究稱牧草內(nèi)生菌產(chǎn)生的一種毒麥堿對(duì)鄰近植物有較強(qiáng)的他感作用。感染內(nèi)生細(xì)菌的紅花車軸草(TrIfOLI-um pratense)也具有抑制玉米生長的他感作用，植物內(nèi)生菌的作用使其在菌—植物—?jiǎng)游铩h(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色。已發(fā)現(xiàn)在牧草中由于內(nèi)生真菌的存在增加了其生存競(jìng)爭能力，以至在一定范圍內(nèi)感染內(nèi)生菌的牧草連年蔓延，使得其他植物不能生長。在木本植物中，也已發(fā)現(xiàn)由于內(nèi)生菌的感染，使得害蟲對(duì)該植物的取食頻率大為降低。Wilson和Carroll還發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌的存在可以減少蟲瘤的形成[9]。

1.3抗病原菌作用

病原菌對(duì)作物的危害是非常大的，以小麥為例，小麥全蝕病，又叫立枯病，為全世界植物檢疫對(duì)象。目前我國云南、四川、江蘇、浙江、河北、山東、內(nèi)蒙古、河南等20個(gè)省(區(qū))已有發(fā)生，一旦傳入，蔓延迅速，不易根除。發(fā)病田輕者減產(chǎn)10%～20%，重者減產(chǎn)50%以上，甚至絕收。另外，小麥葉枯病在陜西、甘肅、青海、河南以及長江中、下游各冬春麥區(qū)也有不同程度發(fā)生，嚴(yán)重發(fā)生時(shí)葉片黃枯，不能正常灌漿結(jié)實(shí)，千粒重下降。小麥紋枯病的分布也很廣泛，我國長江流域和黃淮平原均有發(fā)生。近年來在華北冬麥區(qū)發(fā)生嚴(yán)重，重病田在小麥抽穗前后，大量病株死亡，未死的病株，灌漿不滿，千粒重顯著下降[10]。以上這些小麥的病害均由不同的病原菌引起，對(duì)我國的農(nóng)業(yè)豐收造成極大地危害，傳統(tǒng)的農(nóng)藥防治方法不僅效果差、成本高，而且污染環(huán)境，因此植物內(nèi)生菌的抗病原菌作用就顯得異常重要，已成為生防研究的熱點(diǎn)。許多研究證明，健康植物體內(nèi)存在的大量內(nèi)生細(xì)菌是植物病害生物防治的潛在資源菌，王剛等[9]已在小麥作物體內(nèi)分離篩選到對(duì)病原菌具有拮抗作用的內(nèi)生細(xì)菌，另外，從玉米中分離到的內(nèi)生菌Enterobacter cloaceae，與玉米拌種，也能有效防治玉米病害[1]。

1.4增加宿主抗蟲害的潛力

內(nèi)生菌還具有增強(qiáng)宿主對(duì)各種其他生物如線蟲、昆蟲及哺乳動(dòng)物的抗性，保護(hù)宿主免受危害的潛力。孫民武等用電擊穿孔法將蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入到增產(chǎn)菌中的野生型枯草芽孢桿菌(Bacillus subilis 90-8)、蠟狀芽孢桿菌(B.brevis A-5)中，構(gòu)建成穩(wěn)定表達(dá)的Bt增產(chǎn)菌，與飼料混合后飼喂煙青蟲，殺蟲率可達(dá)90%以上[7]，如果能將這些具有抗蟲害作用的內(nèi)生菌成功應(yīng)用于農(nóng)作抗蟲害物上，對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)增收以及環(huán)境保護(hù)都是非常有意義的。因此，內(nèi)生菌抗蟲害的開發(fā)潛力也是巨大的。

1.5增加宿主對(duì)環(huán)境脅迫的抗性

植物內(nèi)生菌增強(qiáng)宿主的抗逆性主要體現(xiàn)在增強(qiáng)宿主對(duì)環(huán)境脅迫的抗性以及耐受性方面，近年來此方面報(bào)道最多的就是對(duì)牧草內(nèi)生菌的研究，感染內(nèi)生菌的牧草對(duì)環(huán)境脅迫如干旱以及鋁的毒害等具有強(qiáng)抗性。祁娟[11]等已從苜蓿種子中篩選出具有分泌酸、抗鹽、高低溫耐受能力的內(nèi)生根瘤菌，并且對(duì)分離出的內(nèi)生菌進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)干旱半干旱地區(qū)的鹽堿化土壤的改良以及畜牧業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。

2結(jié)語

目前有關(guān)植物內(nèi)生細(xì)菌的研究主要涉及兩方面的內(nèi)容:一是生態(tài)學(xué)研究。內(nèi)生細(xì)菌是植物微生態(tài)系統(tǒng)中的正常群落;二是植物病理學(xué)研究。內(nèi)生細(xì)菌是否屬于植物病害感染源。兩者各有側(cè)重[12]，通常研究植物內(nèi)生細(xì)菌的方法是采用微生物生態(tài)學(xué)和植物病理學(xué)的方法。近年來，對(duì)植物內(nèi)生細(xì)菌的研究又出現(xiàn)了2個(gè)新的發(fā)展態(tài)勢(shì): 非培養(yǎng)(culture-independent)方法應(yīng)用于植物內(nèi)生細(xì)菌的研究和植物內(nèi)生細(xì)菌與宿主的相互作用顯現(xiàn)出一定的“和諧聯(lián)合”關(guān)系[13]。筆者認(rèn)為，無論如何開發(fā)植物內(nèi)生菌為人類所用，首要問題還是要弄清內(nèi)生菌對(duì)宿主所起的作用以及作用機(jī)理。

雖然關(guān)于植物內(nèi)生菌的研究較多，但成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的例子很少，姜怡等[1]認(rèn)為從內(nèi)生菌開發(fā)生物活性物質(zhì)是目前研究的主流，臨床上治療腫瘤的良好藥物紫杉醇的研究就是一個(gè)很好的例子，已有相關(guān)研究人員從一些內(nèi)生真菌中分離出了一系列的抗腫瘤活性物質(zhì);而王剛等[9]從小麥中分離到的對(duì)小麥病菌具有拮抗作用的內(nèi)生菌，對(duì)小麥病害的防治研究有著重要的意義?？傊参飪?nèi)生菌的研究開發(fā)無論對(duì)醫(yī)學(xué)應(yīng)用，還是農(nóng)業(yè)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)都具有不可估量的價(jià)值，對(duì)植物內(nèi)生細(xì)菌的進(jìn)一步深入研究勢(shì)在必行。

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