生物质气化技术篇1

【关键词】石油化工；废气；处理技术；经验

一、石油废气中的污染源及种类

石油化工企业生产过程中产生的废气成分相对复杂，主要有粒子类物质、含硫化合物、含氮化合物和一氧化碳及有机化合物等，它们通过一定的排列组合构成了主要的大气污染源。就废气中各种物质及化合物的产生有着不同的来源。一般而言粒子类物质主要产生于电力、建材、轻工业、石油化工、冶金等行业工业生产过程中所产生的烟雾、烟尘及生产性的粉末等。按照粒子类物资粒径的大小被分为粗粒粉尘、细粒粉尘、烟、雾等。

含硫化合物主要由二氧化硫和硫化氢两种，这两种物质排放到空气中达到一定浓度时会对人类的健康产生不利影响，同时也是酸雨形成的重要物质。大气中的二氧化硫主要来源于燃烧的矿物燃料，而硫化氢多半来源于炼油、硫化染料等行业的生产。就石油化工行业而言，其生产过程由炼油到下游人造丝等石化产品的生产制造会产生一定的硫化氢对大气造成污染。

有机化合物的主要组成部分是碳氢化合物，如烷烃、烯烃、芳香烃等，此外还有一些含硫或含氮的有机化合物。这些有机化合物的主要来源是石油化工厂或者炼油厂的生产过程，这些污染源有着恶臭或者刺激性的气味，会对人体器官产生毒害影响，常含有一定的致癌物质。

废气中的含氮化合物主要成分是一氧化氮和二氧化氮，它们多数由于煤炭或者石油制品的燃烧而产生，同时也可能产生于硝酸、炸药或者氮肥的生产制作过程中。含碳物质的完全燃烧和不完全氧化都会有一氧化碳的产生，比如汽车尾气、石油化工生产中的催化裂化过程中所产生的烟气等中都含有大量的一氧化碳。

卤素和它的化合物也是一种常见的大气污染物，它的主要来源是含有氯和氯化氢的废气是氯碱厂以及利用其作为工业原料的工厂，氯化氢则来源于磷肥生产的过程和电解铝工业等。

二、常用废气处理技术种类

针对石油化工生产过程中产生的不同污染源，通过对其分类，有针对性的重点处理某种具体的污染物，能够有效的减少大气污染提高环境质量。具体而言，石油化工产业废气处理技术主要有以下几种。

1.废气的催化燃烧技术。该种技术又被成为催化氧化技术或者接触氧化技术，是在较低的温度下降反应器在中的催化剂予以催化，使得废气中具有可燃性的成分进行氧化分解的处理方式。催化燃烧所选用的催化剂可以根据它们的活性组分进行分类，主要是铂2等贵金属和钴3等非贵金属，根据废气的不同成分和性质选择不同的催化剂实现其催化燃烧的氧化分解。

2.刺激性和恶臭气体的吸附技术。通常而言，对于恶臭和刺激性气体的处理方式有燃烧、吸附、生物脱臭等方法。吸附技术是利用活性炭较大的表面积和对废气中多种组分的吸附能力，这种技术可以适用于不同浓度恶臭和刺激性气体的吸附，加之其较强的再生能力因而具有较为广阔的使用范围。其中具有某些化学性质的活性炭还能够在其吸附性充分发挥的同时实现良好的催化活性，从而将恶臭和刺激性物质进行氧化处理为低臭、无臭的物质。

3.有害烟雾的去处技术。由于有害烟雾的粒径较小在空气中呈现为一种雾状能够随着空气的运动实现其扩散的微小野地。该种烟雾是温热气体遇到冷气流温度急剧降低凝结而成的，在石油化工企业中有害烟雾主要是油雾、盐酸雾等。鉴于有害烟雾的粒径相对较小，可以利用玻璃纤维过滤的方法将该种有害烟雾予以滤除。

三、中国石油化工废气处理技术及效果

上述三种技术能够有效的滤除或者防治石油化工生产过程中产生的废气，但是在我国生产实践中常用的废气处理方法主要有生物处理技术、催化脱硫工艺等。

生物处理技术，利用微生物实现对有机污染物的生物降解从而实现污染防治。该种技术的发展方向是有针对性的培养菌种并且优化菌种的生存条件以此来提高生物降解率，同时通过对生物填料的物理性能、使用寿命等方面的改善来降低投资和耗能。其具体工作原理是先将污染物实现由气相到液相的转移然后由微生物吸进入液相的污染物，最后污染物进入微生物体内的有机物的代谢过程，实现对其分解将污染物转化为无害的无机物。其具体工艺流程是把气浮混凝反应池油污泥浓缩池等设施加盖后的废气通过高压风机送人洗涤塔，经洗涤后的废气由管道送入生物处理装置底部，废气经生物滤池填料吸附、生物氧化处理，净化后的尾气通过排气筒排入大气环境。通过反应池和活性炭等设备和物质的综合应用实现废气的无害化转化。生物处理技术在充分利用生物机能的前提下实现对有机废物的治理，充分利用生物规律保证治理结果，在实际应用中取得了较好的效果。但是我们也应该看到生物处理技术作为处理工艺的相对复杂，在投资和实验方面有一定的劣势。

催化脱硫技术是较为新型硫化物处理方式，能够含硫化物废气中的绝大多数硫脱去，并且可以将从硫化物中脱去的硫予以回收利用。作为石油化工企业主要污染物的硫化物，对环境的影响较大，而回收后的硫可以制成硫酸等继续用于工业生产。该种废气处理技术能够将废气中的硫充分利用并且没有新的废气或者废水的产生，其脱硫的效率也相对较高，加之费用成本低等使该种技术在工业生产中具有较大的应用空间。

放点等离子处理法。这种方法主要用于工业废气的处理，是利用高电压放电的形式来获得大量的高能电子或者高能电子激励产生的氧、氮基等活性离子，并且破坏碳氢结构的化学键，使得废气中的有机化学成分发生一种置换反应，最终结合形成没有危害的二氧化碳或者水。该种技术在我国石油化工废气处理中也得以应用和发展，对于等离子反应器的性能有了进一步的研究。对于等离子器，在使用双极性脉冲高压技术时，能够使氯苯和甲苯的分解率得到一定的提高，这种研究的进步和发展能够有效的解决石油化工废气污染的问题，使得废气处理技术和设备有了更新的发展。

TiO2光催化法。该种处理技术日渐被重视的一种处理技术，它充分利用TiO2的化学稳定性、无毒化、成本较低、获取方便等特点实现对含氯有机物废气的光催化降解。在实践应用中研究者对TiO2光催化的改性和其负载修饰的方法来扩大使用范围，从某种程度上实现了对石油化工生产过程中产生的含氯有机废气的处理。这一技术在工业废气处理中具有反应率高、速率快、溶剂分子不会对其影响等优点但是该种技术在使用中也存在一些技术难题，为其推广应用和深入研究提供了一定的空间。

我国石油化工废气处理技术是针对不同的生产过程中产生的污染物不同有针对性适用废气处理方式，并且在处理方式选定还通过处理工艺单元的组合实现对有机废气等的优化处理。废气处理过程中所要遵循的原则是尽可能不再产生新的污染物并充分利用废气中的可利用成分，在有效治工业废气污染的同时也实现了对废气资源的有效利用，较少工业生产中断的浪费。而每一废气处理技术的使用并非孤立的，针对废气成分的不同，采用安排合理分工明确的处理技术的组合和工艺的完善，有效的实现废气处理的效率和效益，实现经济和环境的和谐发展。

参考文献：

[1]吴悦，曾向东，金海花，林大泉.中国石油化工废气处理技术进展[J].石油学报（石油加工），2000，16（6）.

[2]侯国江.浅析石油化工废水处理的技术措施[J].中国石油和化工标准与质量，2012，33（11）.

[3]陈伟洪.苯类有机废气生物处理的工业化试验[J].石油化工技术与经济，2010，26（3）.

生物质气化技术篇2

【关键词】油气资源评价系统油气历史成因当采技术

近200年来，油气工业发展实现了多次重大理论技术创新或跨越。从找油气圈闭到找油气储集体、油气矿床，海相、陆相、海陆相油气藏兼顾探查，二次、三次采油及水平井分段压裂技术等的发展……，诸如此类使被发现油气藏的深度、分布区域和可采储量在不断突破“禁”区，推动着找油气的领域连续翻新，拓宽了人们对石油地质理论研究的思维空间，促进了石油工业当采技术的不断创新，也使得人们对油气到底来自何方，间歇性地在石油地质界反复提问、发酵。基于此，笔者漫谈油气成因与当采技术，供有兴趣的学者参考，以期人们以另一只眼欣赏眼花缭乱的油气成因学说，开拓油气勘探工作新的领域。

1油气资源评价系统与油气历史成因说

目前，国内外可见的石油地质学方面的资料对油气生成的理论认识基本一致，大多数专家学者认为，沉积有机质在还原环境下埋藏到一定深度后，在温度、时间、细菌、催化剂等条件的作用下，经过生物化学、热催化、热裂解、高温变质等阶段，陆续转化为石油天然气。由此而形成了各种油气资源评价方法和系统、理论和技术路径。通常开展油气资源分布规律研究包含以下内容：地层沉积构造演化、流体特征及其所处温度场及地压场变化、生―储―盖―运―聚―保―散的模拟及模型建立等，将这些内容通过参数选择、方法研究、结论及风险分析等相互勾连则构成了油气资源评价系统结构。

可以看出，现代油气生成理论的取向是试图以现有技术或技术突破，从结构上还原油气藏形成过程，解剖油气藏，开发油气。每当自然科学取得某项技术上的突破，总能在增储上产中找到其发挥作用的节点和理论猜想的深入点。这些现象或称“事实”的发现，符合以还原论为基础的实证科学。

油气历史成因说者惮于物质结构认识的无止境，转向“有所不为，以用为主”。在极限思考之余，人力所及的尽头，停下脚步，以整体论为基础，从功能上把握各种油气成因的可能性，“敦促”从事油气商业开采的政治家、企业家、科学家们用油气历史成因说来指导勘探，摒弃油气资源枯竭论，以期换取人们摒弃利用新技术不惜破坏人类生存环境、疯狂开采化石资源并以此为荣的思维方法。

油气历史成因说者把元素、星系、地球、生物及油气起源演化史联系起来讨论，认为宇宙间自从有了碳、氢元素后，油气就开始形成并演化到现在，亦即油气的形成可以追溯到天文时期，延续到地质时期乃至人文时期；认为油气先驱物在生命形成之前就已存在，它伴随从元素到无机物到星系的演化，也伴随从无机物到简单有机物的演化，同样也伴随从简单有机物至生命的演化；油气历史成因说旨在强调油气先驱物随着星系、地球和生物形成及演化而循环，旨在把早期说、晚期说、有机说、无机说等各种生油说划分成该学说中油气生成的各个途径，旨在告诫人们不要怀疑大自然的鬼斧神工，碳氢元素生成后，大自然总有办法将其形成烃类物质。

2当采技术的结构属性与功能属性

一个多世纪以来，石油地质领域由以下技术构成，成盆成烃成藏地质认识与实验模拟技术指路―地球物理勘探理论和相应技术先行―钻探、测井及岩层改造方法和技术验证。为了讨论方便，笔者把这类目前采用的指路技术、先行技术和验证技术统称当采技术，“当采”二字的意思可以用下面的例子来作进一步解释。众所周知，人类开采矿藏，是按效能（效率、效益、效果、环境或社会对技术反人类固有特性的承受能力）分层次开采的，由表及里，由浅至深。在每一个不同的时期，总有众人共同使用的开采技术，成本相应低，效益相应高，笔者把这一技术称之为当采技术。当向“深”一层次开油气历史成因说与油气资源评价系统结构遇到难题，并且人们沿新的思路重新研究而不奏效时，有可能将难题搁置许久，不再发明新技术。当长期不能向深一层次掘进时，人们有可能回到早已采过的层次，进行回采，回采用的老技术称之为回采技术。表面上看，技术的产生和深化对自然界和物质的研究是中性的，但实际效果是其有意无意的拒绝考虑人和自然的关系问题、道德问题。现实世界告诉人们，技术在其日益发展中带给我们物质上的舒服和丰富，却污染了自然，加剧了竞争、掠夺和战争，并有可能使之远离道德和精神文明。人工核爆炸、克隆技术、食品添加剂、三次采油和水平井分段压裂技术的无限制使用，人类生存的环境以及地质结构无可恢复的损伤，时常在提醒有良知的政府和科学家们。

从认识物质结构角度看，由于结构的无限可分性，技术应当有无限空间可去延伸；从技术的功能性含义来看，任何一些技术都具备可替代性，对延伸技术的研究可能会让科技工作者进入死胡同，替代技术的研究更能符合科技工作者人性的自然发展。但是，当人力和财力可无限取得时，人们对技术延伸的渴求总是受到尊崇。这是因为，政治家往往以充分发挥科技工作者人的主观能动性为己任、企业家不愿沉没对现有技术的开发成本、科技工作者沉浸于技术延伸研究中一个堡垒一个堡垒攻克的喜悦，于是，技术延伸研究者往往被冠以“正宗”，技术替代研究者则常常被斥为“异端”。

3几点认识

（1）随着量子计算及机器人的商业化，地球结构认识的不断突破使寻找油气藏从或然性逐步走向必然，钻井技术也将取得重大进展而钻穿上地壳寻找油气的成本在大大降低；

（2）随着量子调控干预分子原子的运动规律成为可能，油气成因的认识将从猜测走向公理，为勘探服务；

（3）基因组测序速度的加快，使微生物工程找油技术有可能成为未来最低廉的直接找油技术；

（4）量子计算所具有的并行处理数据极快能力，也将地球物理技术直接找油的成本大大降低；

（5）随着双束（电子束、离子束）显微镜从材料、生物行业转向并在石油界使用的普及，纳米级三维重构将把烃源岩、储集岩、盖层的解剖带入了另外一个世界，油气尤如人类的探囊之物；

（6）宇宙大尺度物理规律的突破，商业化开采地处星系油气资源模式的深入研究可以让宇宙飞船轻易获得银河系里的油气能源；

（7）海洋技术及物质深层次结构认识的突破，海底天然气水合物（可燃冰）的工业化开采已为时不远。

参考文献

生物质气化技术篇3

关键词：电厂烟气治理脱硫脱硝

燃煤电厂在发电的过程中，对大气环境的污染非常严重，特别是燃煤锅炉的烟气，它排放出的烟尘和氮氧化合物是我国重要的工业污染源，会导致酸雨或者光化学烟雾的形成，给经济发展带来很大的损失，同时严重影响人们身体健康，必须加以治理。治理的关键是减少氮氧化合物和二氧化硫的排放，所以烟气的脱硫脱硝技术显得至关重要，必须加强改进脱硫脱硝技术，提高环境污染的治理措施，缓解大气污染。

1电厂烟气的特点及危害

火电厂在发电的过程中锅炉燃烧产生大量的烟气，这些烟气中含有很多的有害气体，比如二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氯化物、氟化物等。污染物排放的比重与矿物质中物质的构成有着密切的联系，另外烟气的排放量根据锅炉设备的不同而存在差别，锅炉排放的烟气温度高，一般在1200摄氏度以上，污染物的浓度比较低，所以在气态物质回收放慢的难度比较大。点成烟气与一定的温度和湿度，烟气高出环境空气很多，而且电厂一般使用高烟筒排放，所以烟气的扩散范围广，烟气中的二氧化硫的转化是一个缓慢的过程，传输距离比较远，对大气环境有深远的影响。

电厂燃气中的有害物质不仅危害人类身体健康，而且会影响我国工农业生产，影响我国经济的发展。有些电厂周围的农村，农作物出现异常，比如在白菜包心、棉花吐絮的时节，大量的烟尘造成农作物减产，电厂因此要支付大量的赔款。另外对于电厂自身来说，大量的烟气排放，加剧引风机的磨损，严重影响机组的发电与安全。

2电厂烟气治理的有效措施

电厂烟气严重影响人类的生存环境，所以必须采取有效的治理措施，缓减环境污染的问题，提高生态环境的质量。具体的措施应该用全面的、发展的、长远的、综合的眼光看待治理问题，在治理污染的同时做好预防措施，科学、合理的利用各种资源，实现资源的可持续发展，提高生态环境质量。

2.1推广除尘设备

除尘设备是燃煤电厂最直接的治理燃气的方法，比较常用的除尘设备有旋转式除尘器、电除尘器等，其中电除尘器的应用成本比较低，而且效率高，所以，电厂应该大力推广使用电除尘器进行除尘。

2.2改进技术

推广除尘设备只是电厂治理烟气污染的权宜之计，根本的方法还要提高治理烟气的技术，利用科学的技术，有效的除去烟气中的有害物质，才能较好的缓解环境污染问题。所以，电厂要积极关注治理废气的新技术，加大技术的投资，不断完善、改进落后的技术，尽量采用废弃治理技术和洁净煤技术进行处理，将全面利用能源与防治电气污染相结合，做到应用科技手段，切实解决电气污染问题。

2.3积极开发绿色新型能源

推广设备、改进技术都是治理污染的有效措施，但是要想彻底的治理电气污染，就要找到一种无污染的新型能源代替煤燃烧，彻底解决煤气燃烧带来的大气污染问题。新能源的开发是一个缓慢的过程，在寻找新能源的过程中，我们要积极推行能源节约，降低能源的消耗，提高能源经济效益，使环境保护与经济建设相协调。同时严格控制污染源，做好污染的预防工作，积极开发节能、绿色能源，提高环境效益。

3烟气脱硫脱硝技术

电厂的污染比较大，烟气中含量比较多的有害物质是二氧化硫等氮氧化合物，所以电厂控制污染的措施主要是控制二氧化硫的含量。控制二氧化硫的方法有很多，烟气脱硫和燃烧脱硝是两种比较常用的方法，在电厂中应用比较广泛，能够有效的减少燃气中的有害气体的排放，缓解电厂发电带来的大气污染问题。

3.1脱硫技术

脱硫技术有三个关键处理点，燃烧前、中、后，燃烧前采用物理性脱硫，脱硫的主要对象是煤炭中的矿物硫成分，利用磁特性减少煤炭中硫元素的含量；燃烧中采用化学方法进行脱硫，在煤炭高温燃烧时，添加固硫剂成分，是它与煤炭燃烧中的产生的含硫化合物发生反应，生成固体硫酸盐，硫酸盐会随炉内残渣排除；燃烧后采用FGD脱硫方法，这是防止二氧化硫排放到空气中的最后一道关卡，可以采用湿法、半干法或者干法进行脱硫。其中湿法脱硫一般选用强碱性溶液作为二氧化硫的吸收皿，再结合石膏辅助吸硫，产生强烈的吸硫效果，这种方法的吸硫作用比较大，被广泛应用于燃煤电厂中，尤其适合用于低、中、高硫煤。半干法脱硫使用的是碱性粉末，主要通过高温蒸发，生成固态粉末。它的脱硫效果没有湿法脱硫那么强，但是设备、运行、维修均比较简单，也颇受电厂的欢迎。还有一种是干法脱硫，它主要通过选取颗粒状或者粉状的吸收剂，利用催化反映，减少二氧化硫的排放。此方法反应慢，比较耗时，但是操作简单，成本低，也被广泛应用于除硫工作中。

3.2脱硝技术

脱硝技术主要是减少烟气中的氮氧化合物，主要方法是从燃烧的过程中减少氮氧化合物的生成，另外还有对燃烧后氮氧化合物的生成。首先减少氮氧化合物的生成可以从减少锅炉内氧气的密度出发，减少煤气在高温环境下的时间。具体的方法可以采用溶液内反应、催化还原反应以及粉末吸附等方法，方法过程和原理与脱硫类似。粉末吸附要选择具有良好吸附功能的物质，比如活性炭；溶液内反应与脱硫类似，选用强碱性溶液；催化还原可以选择N元素的化合价元素，使有害的氮氧化合物变成无公害的。另外还有一种电子束处理技术，这样技术主要是利用含有电子能量的800MeV-1MeV的电子束照射烟气，通过这种方法将烟气中的二氧化硫和转化为硝硫铵和硫酸铵。这种技术有比较广泛的发展前景，已经开始走向工业化，现已经被很多企业采用。

3.3脱脂脱硫技术的发展趋势

随着科技的发展，我国对烟气脱硫脱脂技术研究会更加深入。目前我国的脱脂脱硫技术仍然以干法为主，未来可能会加大对脱硫脱硝湿法的研究，更加关注降低成本、减少风险、提高效益的脱硫脱硝技术。总之，这些脱硫脱硝技术方法中，无论哪一种研究、开发、利用，都要考虑电厂自身的实际情况，结合我国的国情，注重研究效率高、能耗低、操作简单、成本低的脱硫脱硝技术，创造一条可持续发展的道路。

4结语

电厂在燃煤发电过程中会产生大量的废烟、废气，造成大气污染，严重影响我国经济的发展。所以，电厂要采取有效的治理措施，减少排污量，提高技术管理水平，积极寻找节能、绿色环保的新能源代替煤炭资源的燃烧。同时努力改进脱硫脱硝技术，减少排放到大气中的碳氧有害物质，实现环境保护与经济发展和谐共处的局面。

参考文献：

[1]王善波.燃煤电厂烟气脱硫脱硝及治理策略[J].城市建设理论研究（电子版），2014（5）：149-150.

[2]王磊.燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技与创新，2014（10）：153-154.

生物质气化技术篇4

关键词：生物质能源；开发；利用

Abstract:Aimingatthegravesignificanceofbiomassenergytoeconomicdevelopment，thispaper，startingfromtheconceptofbiomassenergy，synthesizedanddiscussedthenationalandinternationaldevelopment，reviewedtheexpansiveforeground，andbroughtforwardtheorientationandmeasuresforthefuturedevelopmentintheend.

Keywords:biomassenergy；exploitation；utilization

20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。

1生物质能源的概念

生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。

生物质产业是指利用可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木、能源作物和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等为原料，进行生物基产品、生物燃料和生物能源生产的产业。

生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。

2生物质能源开发利用的必要性

2.1缓解能源、环境危机的必然选择

煤、石油、天然气等矿物燃料是工业社会的核心能源，但它们是不可再生资源，储藏量有限。据国际能源机构统计，煤、石油、天然气可供开采的年限分别只有240年、40年和50年。随着人类经济社会的飞速发展，能源消耗的速度越来越快，尤其是矿物燃料消费的不断增加，导致了对它们的过度开采，使得价格日益上涨并渐趋枯竭；同时，高强度的利用使多余的能量和碳素大量释放，打破了自然界的能量和碳平衡，造成臭氧层破坏、全球气候变暖、酸雨等灾难性后果，引起了国际社会的极大忧虑。如果没有新的能源来取代常规能源在能源结构中的主导地位，21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机。

处在一体化的国际大环境之下，中国的能源形势也十分严峻。改革开放以来，中国经济迅猛发展，虽然经济增长方式正在由粗放型向集约型转变，但对于矿物能源的需求量仍与日俱增，然而中国的常规能源储备和开发利用潜力却不容乐观，每年尚需要从国外大量进口石油，潜在的能源危机将逐步威胁中国经济的快速发展。同时，中国的环境压力也在不断加大。环境友好型经济已被纳入国家的发展战略，生态型、循环型能源的开发利用也已被提上重要的发展议程。

为缓解双重危机，人们把视线聚焦到可再生能源身上。太阳能、风能、小水电等虽然是可再生能源，但不能进行物质生产，而生物质既能贡献能量，又能像煤炭和石油那样生产出千百种化工产品。如燃料乙醇与车用普通汽油相比，一氧化碳的排放可降低7%，碳氢化合物可减少48%；生物柴油富含氧，与普通柴油混合使用，可使燃烧更加充分，据检测，生物柴油无毒，能进行生物降解，添加20%的生物柴油，可减少排放二氧化硫70%，降低空气毒性90%[1]；使用生物塑料能解决白色污染问题。同时生物质能源以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物、城市有机垃圾等为原料，使之无害化和资源化，将植物蓄存的光能与物质资源深度开发和循环利用，符合发展循环经济的理念。因此，生物质能源既能满足缓解能源危机的需要，又符合保护环境、实现可持续发展的要求，是中国进行可再生能源开发利用的必然选择。

2.2保障国家安全的现实需要

随着能源危机的逐步扩大，各国对本国常规能源资源的保护和对国外能源市场的争夺将日益升级，极不利于世界的和平与稳定。据有关专家预计，到2010年，中国石油进口依存度可能会进一步上升。固然，发展生物质能源不是获得新能源的唯一途径，人类可以发展核能源，甚至可以通过高技术手段从外太空获得能源，但后两者蕴藏着巨大的风险。首先，核能源的发展极可能给世界带来新的不稳定因素，甚至直接威胁到人类的生存环境；其次，各国家或集团受技术水平的限制，在有限的外太空区域内进行能源开发，将不可避免地引发新的国际争端。能源安全已经成为国家安全不可分割的重要组成部分，能源问题直接关系到中国经济的快速增长以及社会的可持续发展与稳定。

相比之下，生物质能源则是能生产出其它能源的最安全、最稳定的能源。目前，许多国家，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。20世纪90年代以来，美国在生物质能源方面的研究经费逐步加大，按照美国能源署的要求，到2010年混合性生物柴油(90%常规柴油和10%生物柴油)的产能要从现在的100万吨提高到1200万吨。欧盟委员会提出，到2022年，运输燃料的20%将用生物燃料替代[2]。中国在生物质能源发展方面也作出了积极部署。据推算，利用中国现有生物质资源的一半，以生物质为原料生产燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料各达年产1200万吨生产能力计，每年相当于建设一个大庆油田，并可减少1.6亿吨二氧化碳净排放量，相当于2003年进口石油量的55%或从俄罗斯进口量的9倍并节约150亿美元外汇，可以大大减轻中国外交、援助、贷款的压力，降低遭讹诈、受制于人的危险，减少资金投入和政治外交代价付出。从这些意义上说，发展生物质能源无疑是保障国家能源安全、国防安全和经济安全的大战略。

2.3解决“三农”问题的良好途径

“三农”问题是中国经济发展的根本性问题，对它解决的质量将直接影响着中国经济社会发展的全局，全国上下都给予了足够的重视。生物质产业利用中国丰富的农林废弃物和非农田为原料和基地，生产出市场前景广阔、环境友好和高附加值的能源及生物化工产品，既帮助解决中国部分农村剩余劳动力的就业问题，又能够实现农业和农民增收，是解决“三农”问题的一条有效途径。据推算，只要利用中国50%的低质地，生产能源作物，发展生物质能源，就可以实现年产值约1万亿元，加上秸秆、畜禽粪便等，生物质产业就可以催生1000个生物质能源企业，带动500万农户，促进5000万农业劳动力转移，实现农民增收400亿元[3]。同时，生物质能源如沼气等还能为农民提供价廉、清洁的燃料，使4000万农户生活用能效率提高2～3倍。除此之外，发展生物质产业还能有效降低秸秆露地燃烧、畜禽粪便污染、石油基地膜等对环境的污染。

3生物质能源的利用现状

3.1国外生物质能源的利用概况

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注，许多国家都制定了相应的开发研究计划。美国已做出到2010年生物基产品要由2001年占总产品量的5%增加到12%，燃料乙醇由占运输燃料总量的0.5%提高到4%的规划；日本和印度分别制订了“阳光计划”及“绿色能源工程计划”。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有着各自的技术优势。

国外对生物质能源的开发主要利用了沼气技术、生物质热裂解气化技术、生物质液体燃料技术等。

1）沼气技术

此技术主要是利用厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水，是发展较早的生物质能利用技术。20世纪80年代以前，发展中国家主要发展沼气池技术，以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活燃料。发达国家一直以来则主要发展厌氧技术，以处理禽畜粪便、垃圾和高浓度有机废水。目前，印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了处理禽畜粪便的大中型沼气应用示范工程。

2）热裂解气化技术

早在20世纪70年代，美国、日本、加拿大、欧共体等发达国家就开始了对生物质热裂解气化技术的研究与开发。其中，流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、气化强度大等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点[4]。到20世纪80年代，美国已有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发；加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究；菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展中国家也先后开展了这方面的研究。1996年，芬兰坦佩雷电力公司在瑞典建立了一座废木材气化发电厂，装机容量为60MW，产热65MW。瑞典能源中心在巴西建设了一座装机容量为20～30MW的发电厂，该电厂利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源，效益可观。

3）液体燃料技术

生物质液体燃料开发是一项备受关注的技术，因为生物质液体燃料包括燃料乙醇、生物质液化油、生物柴油等，可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料[5]。在液化油应用方面，美国、新西兰、日本、德国、加拿大国家都先后开展了研究开发工作，其发热量达3.5×104kJ/kg左右，用木质原料液化的得率为绝干原料的50%以上。欧盟组织资助了3个项目，以生物质为原料，利用快速热解技术制取液化油，已经完成100kg/h的试验规模，并拟进一步扩大至生产应用，该技术制得的液化油得率达70%，液化油低热值为1.7×104kJ/kg。在燃料乙醇方面，巴西是开发应用最有特色的国家。20世纪70年代中期，巴西为了摆脱对进口石油的过度依赖，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划。到1991年，乙醇产量达到130亿升，在980万辆汽车中，近400万辆为纯乙醇汽车，其余大部分汽车燃用的是20%的乙醇+汽油混合燃料，乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。在生物柴油方面，德国发展比较快，现有23家生物柴油生产企业，拥有1717个生物柴油加油站，2004年生产能力已达到109.7万吨。德国还将建成世界上最大的生物柴油装置。美国也很重视生物柴油的开发利用，目前有4家生物柴油生产厂，总能力为0.30Mt/a。马来西亚利用自身的资源优势，自1980年起就开始研发棕油生物柴油，并计划发放9张许可证建立棕油生物柴油厂。巴西也是较早掌握生物柴油技术的国家。

4）压缩技术

生物质压缩技术可将固体农林废弃物压缩成型，制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料，泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料等。成型燃料主要应用于二个方面：一是进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；二是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧用燃料。

3.2中国生物质能源的利用状况

中国政府及有关部门对生物质能源的利用极为重视，中央几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用，国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目。在此背景下，涌现出了一大批优秀的科研成果和成功的应用范例，如户用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等，取得了较好的社会效益和经济效益。同时，中国已组建起了一支高水平的科研队伍，拥有一批致力于生物质能源技术研究与开发的著名专家学者，具备一定的产业和技术基础。

1）沼气技术。此技术是中国发展最早、较为普遍的生物质能源利用技术。20世纪70年代，中国为解决农村能源短缺的问题，曾大力开发和推广户用沼气池技术。在“九五”期间，应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目，现已取得预期的进展。“十五”科技攻关课题《大型高效厌氧沼气发电技术及示范电站》以污水处理达标和大功率沼气发电机组为课题攻关的突破口，利用污水处理产生的沼气建造沼气发电示范工程，促进了沼气工程的进一步推广，使沼气工程在中国社会经济发展过程中发挥出更大的能源、环保效益。至今，中国已建成大中型沼气池3万多个，总容积超过137万m3，年产沼气5500万m3，仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处。

2）生物质气化技术。中国生物质气化技术近年有了长足的发展。气化炉的形式从传统上吸式、下吸式发展到先进的快速流化床和双床系统等，应用上除了传统的供热之外，在农村家庭供气和气化发电上也取得了重大突破。“八五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关课题，取得了丰硕成果：采用氧气气化工艺，研制成功生物质中热值气化装置；以下吸式流化床工艺，研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置；以下吸式固定床工艺，研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置；以流化床干馏工艺，研制成功1000户生物质气化集中供气系统与装置。“九五”期间，国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题，重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术[6]。“十五”期间，中国在利用生物质能源方面硕果累累。由中国科学院广州能源研究所研发的“4兆瓦生物质气化联合循环发电系统”，以谷壳、木屑、稻草等多种生物质废弃物为原料，发电效率可达20%～28%，运行每度成本约0.35～0.45元，能满足农村处理农业废弃物的需要。目前全国已建成农村气化站200多个，谷壳气化发电机组100多台套，气化利用技术的影响正在逐渐扩大。

3）固体和液体燃料技术。“八五”期间，中国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究，主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术。此外，中国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关，引进国外先进机型，经消化、吸收，研制出各种类型的适合国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒状生物质成型燃料。中国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上，属国际先进水平。“九五”期间，开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。“十五”期间，中国对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步试验研究，包括植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等。

4）生物质工程技术优势。在生物质工程中，国际公认有三个需要解决的重大工程技术问题。一是克服木质纤维素分子对生物转化的抗性--由多糖降解为可发酵糖，二是通过微生物代谢工程和基因工程研究高速、高效、高收率的利用可发酵糖生物转化，三是简捷、高效的下游过程技术--产物分离[7]。尽管中国生物质技术整体水平与发达过相比仍较低，但在这三个生物质生物利用关键技术难题方面却有着独到的技术优势。首先，中国采用分子振动技术与微生物酶法相结合处理木质纤维素，可以提高纤维素水解速度和水解液中还原糖浓度，显著降低可发酵糖成本。第二，在五碳糖、六碳糖微生物共代谢研究方面，中国不仅构建了可以利用木糖生成乙醇的基因工程细菌，提高了用秸杆生产乙醇的经济性，还筛选、诱变得到了共代谢木糖、葡萄糖生产高光学纯度乳酸的真菌等。第三，中国开发的一体式膜生物反应器连续发酵技术，不仅解决了产物对菌种生长的抑制问题，可以使微生物在高浓度发酵，而且不含细胞和生物高分子杂质的澄清发酵液有利于目标产物的分离纯化，可以简化下游提取过程。这三方面的技术突破，可以使中国在新兴的生物质产业领域处于国际先进水平。将大幅度地提高生产燃料乙醇的经济效益，降低聚乳酸前体乳酸的生产成本，使生态塑料聚乳酸树脂具备与石油基塑料竞争的经济性，最终构建起中国成熟的生物质产业。

3.3中国生物质能源利用与国外的差距

虽然中国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩，但应该清醒地认识到，中国的生物质能源发展水平与发达国家相比仍存在一定差距。

1）技术单一，开发不力

中国早期的生物质利用主要集中在沼气开发上，近年逐渐重视热解气化技术的开发应用，也取得了一定突破，但其他技术进展却非常缓慢，包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等，都没有突破性的进展。

2）标准欠缺，管理混乱

在秸杆气化供气与沼气工程开发上，没有明确的技术标准和严格的技术监督，很多不具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产，造成项目技术不过关，达不到预期目标，甚至带来安全问题，给后续开展生物质能源利用工作带来了很大的负面影响。

3）规模小，效益低

由于资源分散，收集手段落后，中国的生物质能源工程的规模很小，大部分工程采用简单工艺和简陋设备，设备利用率低，转换效率低下，造成投资回报率低，难以形成规模效益。

4）投入少，效果差

相对科研内容来说，投入过少，使得研究的技术含量低，低水平重复研究较多，未能有效解决一些关键技术，如：厌氧消化产气率低，辅助设备配套性差，设备与管理自动化程度较差；气化利用中焦油问题没有彻底解决，给长期应用带来严重问题；沼气发电与气化发电效率较低，相应的二次污染问题没有解决，导致许多工程系统常处于维修或故障状态，降低了系统运行强度和效率；生物质液化方面虽然有一定研究，但技术仍比较落后。

4生物质能源的开发前景

4.1生物质资源丰富

中国生物质资源开发利用潜力大，现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上年产生物质资源可达650亿吨以上（在每平方公里土地上，植物经过光合作用而产生的有机碳量，每年约为158吨）。以平均热值为15000kJ/kg计算，折合理论资源量为33亿标准煤，相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前实际可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查，目前中国秸秆资源量已超过7.2亿吨，折合约3.6亿吨标准煤，除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外，其余6亿吨均可作为能源被利用。薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，一项调查表明：中国年均薪柴产量约为1.27亿吨，折合标准煤约0.74亿吨；禽畜粪便资源约折合1.3亿吨标准煤；城市垃圾资源可折合标准煤1.2亿吨左右，并以每年8%～10%的速度增加。这些都是中国发展生物质产业的稳定资源。此外，中国还有1亿多公顷的边际性土地不宜垦为农田，但可种植高抗逆性能源植物，这对生物质产业而言是一笔宝贵的财富。我们可以在广大的山区、沙区栽种乔灌木油料植物，后者可以作为生物质燃料油的原料，而且中国含油植物资源丰富，分布范围广，共有151个科、1553种含油植物，其中含油量在40%以上的有30多种，对它们的有效利用又可以为中国的生物质燃料油工业提供丰富的可再生原料。据估算，中国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤，在此基础上，国家提出至2022年中国农林生产的生物量要相当于15亿吨标准煤，相当于每年再建设多个“大庆油田”。

4.2市场需求旺盛

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，市场对于可再生能源的需求量将会越来越大，生物质能源的市场前景十分诱人。

1)国家对于能源的需求要求生物质能源产业加快发展。

以生物液体燃料乙醇和生物柴油为例：2005年，中国共生产燃料乙醇81万吨，在未来几年中国对石油进口依赖度加深、国际石油价格进入高价时代等大背景下，国内燃料乙醇产能扩大已经成为不可阻挡的趋势，加上国家的财政补贴，燃料乙醇的利润空间也在逐渐上升。预计未来10年内，全球燃料乙醇年消费量将达到160亿～180亿加仑，中国燃料乙醇需求量保守估计每年也将达500万吨[8]。同时，中国生物柴油的发展潜力也相当大。麻疯树、黄连木等油料植物可满足500万t/a生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。预计到2010年，中国生物柴油需求量将达2000万吨。

2）生态型经济社会发展需要生物质能源。

随着国家和社会对于生态环境保护的逐步重视，生态型能源也将会越来越受欢迎。如用燃料乙醇、生物柴油来替代或部分替代常规汽油或柴油，可大幅度减少汽车有害尾气排放量。面对越来越严重的白色污染，生物塑料有着广泛的需求市场。为改善农村的生产、生活环境，提高农民的生活质量，以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物和环境污染物为原料，使之无害化和资源化，生产生物质可燃气等作为他们的生活能源，一举改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面，起到既办实事又赚效益的功效。

3)边远地区需要生物质能源。

中国的边远、穷困地区多缺电、少能，但生物质资源丰富，并可以利用边际性土地生产能源作物，以它们为原料，可以进行生物质能源的开发，利用生物质气化技术建设沼气工程等发电、产热、供能，满足边远地区广大农民的能量、燃料需要。

5生物质能源进一步利用的方向与措施

5.1生物质能源的发展方向

开发生物质能源是一项系统工程，是中国实现可持续发展的基本建设工程，应实现"两个结合"，即做到"与经济发展及生态环境保护相结合"和"与中低产田改造及农业结构调整相结合"。根据中国经济社会发展的特点，生物质能源的开发利用既要学习国外的先进经验，又要强调自身的特色。

1）加强生物质工业化应用和规模化生产。

加大生物质能源利用的比重，提高生物质能在能源领域的地位，扩大生物质能的影响，为生物质能源今后的大规模应用创造条件。

2）充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用。为农村提供清洁的能源，改善农村生活环境，提高农民生活质量。这包括沼气利用、小型气化发电等实用技术。

3）研究生物质能向高品位能源产品转化的技术。以先进技术提高生物质能的利用价值，为未来多途径利用生物质能，更好地发挥生物质能的作用奠定基础。

4）开发新的能源资源。以现有的资源为基础，利用山地、荒地和沙漠等边际性土地，发展新的生物质能资源，研究、培育、开发速生、高产的植物品种，在当前条件允许的地区发展能源农场、林场，建立生物质能源基地，生产规模化的木质或植物油等能源资源。

5.2生物质能源的开发措施

依据上述生物质能源的发展方向，针对性地提出以下应对措施。

1）提供政策支持。考虑到生物质能源发展在成本上尚难与石油基产品相竞争，国家要有计划、有步骤地支持一批新能源骨干企业的发展，在投资、价格和税收等方面给予相关政策性补贴。开展国际合作，引进国际先进技术和资金；建立专门的生物质能源资源展示区，增加公众认知度及节能意识。

2）推动产业化。应制定整体性科技研发计划，启动产业化项目，建立部级的质量监测系统，抓好产品生产的标准化、系列化和通用化。相关部门要加强生物质能源利用技术的商品化，制定严格的技术标准，加强技术监督和市场管理，规范市场活动，为生物质技术的推广创造良好的市场环境。生物质能源企业要依靠科技进步和提升经营管理水平来加强生物质能源的综合利用与产品多元化，从不同环节统一协调布局并进行系统优化，使产出和效益最大化。

3）扩大工业化生产。加强生物质技术与工业生产的联系，在示范应用中解决关键的技术，重点突破推广应用中出现的技术难题，在生产实践中提高并检验生物质能技术的可靠性和经济性，为大规模应用生物质能源创造条件。当前及今后一段时间可以将燃料乙醇、生物柴油、生物乙烯、生物塑料以及沼气发电和固化成型燃料等作为主导产品进行工业化生产。

4）加快技术研究。要分层次、按类别逐步推进生物质能的科研工作，坚持点面结合、整体推进的原则，将近、中、远期目标相结合。既要支持前景好的基础性研究，如秸秆能源利用，有机垃圾处理及能源化，工业有机废渣与废水处理及能源化等，也要推动技术相对成熟的项目进入中试阶段或产业化，如高效生物质气化发电技术、有机垃圾IGCC发电技术、高效厌氧处理及沼气回收技术、纤维素制取酒精技术、生物质裂解液化技术、能源植物培育及利用技术、生物质制氧等先进技术，争取短期内取得“点”上的突破。

5.3生物质能源发展须协调处理的关系

随着中国发展生物质能源发展时机的逐步成熟，国内企业和各地的生产热情日益高涨，可能会产生一些盲目蛮干的势头，而发展生物质能源是一项涉及长远的系统工程，因此必须加强引导，按照经济规律运做。统筹考虑各种因素，生物质能源的发展需要正确处理好以下关系。

1）确保粮食安全与发展能源作物并重。一要坚持基本农田保护制度不动摇，不能因为开发种植能源作物，破坏或减少基本农田。二是大力引导在荒山、废弃地开发种植木薯、甜高粱、木本油料植物等。三是充分发掘农林废弃物的利用潜力，变废为宝。

2）稳定传统能源与发展生物质能源并行。当前首先要做好传统能源的开发利用工作，同时积极发展生物质能源，尽可能做到两者有机配合，共同保障国家能源安全。

3）立足市场与政府支持并立。要严格市场准入制度，提高市场进入的技术、资金门槛，确保产品质量与生产过程环保达标，杜绝环境污染。同时，按照鼓励先进的原则，在以上市场准入的企业中，实行招标制度，对效率高、补贴低的企业和实体给予支持。

4）全面推进与因地制宜并虑。发展生物质能源作为新能源开发利用的一项战略举措，需要创造有利条件，全面推动，但也不可无视资源条件的限制，全面开花，造成资源的无序开发与巨大浪费。同时，生物质能源资源采集及运输成本较高，因此要以运距合理、经济可行为前提，在确定单个项目生产能力时不能盲目求大。

5）自主发展与对外合作并进。目前国外一些生物质能源公司已进入中国市场，它们一方面要利用中国的资源，另一方面会抢占中国的市场。这要求我们既要加强对外合作，学习先进技术，更要坚持自主发展，抓住难得的机遇，掌握核心技术，培育壮大中国的生物质能源产业。

6结语

生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视，发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义。中国化石能源资源有限，但幅员辽阔，生物质资源丰富，且具备较好的技术基础和发展条件，进行生物质能源的开发利用有着得天独厚的优势。同时，中国生物质能源产业、技术的发展同美国、欧盟等发达国家尚有一定的差距，因此，应当认清形势，找出不足，发挥优势，奋起直追，力争在最短的时间内达到世界先进水平，形成稳固的生物质能源产业，为保障中国的国家安全、经济安全蓄积能源，为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会发挥热量。

［参考文献］

[1]冯玉杰.现代生物技术在环境工程中的应用[M].北京:化学工业出版社.2004.3.

[2]吴创之，马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].北京:化学工业出版社.2003.5.

[3]姚向君，田宜水.生物质能资源清洁转化利用技术[M].北京:化学工业出版社，2004.11.

[4]VenkataramanC，ThomasS，KulkarniP.Sizedistributionsofpolycyclicaromatichydrocarbons-gas/particlePartitioningtourbanaerosols[J].JournalofAerosolScience，1999，30:759～770.

[5]KusdianaD，SakaS.Kineticsoftransesterificationinrapeseedoiltobiodieselfuelastreatedinsupercriticalmethanol[J].Fuel，2001，80:693-698.

[6]袁振宏.生物质能利用原理与技术[M].北京:化学工业出版社.2005.3.

生物质气化技术篇5

关键词：火电厂；锅炉烟气；脱硫脱硝技术

中图分类号：X773文献标识码：A文章编号：1671-2064（2017）10-0169-01

随着社会不断的发展，我国经济水平逐渐提升，各个领域发展迅速，对于煤炭能源的使用率增加，从而导致我国每年煤炭燃烧量处于一个持续增长的状态。其中煤炭燃烧量最大的行业主要指火电厂，煤炭在燃烧过程中所排放出来的物质破坏自然生态环境、引发酸雨，对人们的日常生活来说造成了很大的影响。要想从根本上解决这一问题，就应该加强对脱硫脱硝技术的应用，火电厂锅炉排放出来的物质进行全方面处理，减少对环境的污染，保证火电厂企业可以健康的发展下去。

1火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术发展现状

我国已经颁布了全新的《火电厂大气污染物排放标准》，其中明确规定了电力企业在发展过程中，火力电厂锅炉烟气物质排放量。锅炉烟气所含有的物质其中主要包括了氮氧化物和二氧化硫等组成部分，因此，电力企业在发展过程中应该加强对这二者物质含量治理，只有这样才能减少有害物质传播。而脱硫脱硝技术在火电厂锅炉烟气中的应用可以有效的减少其中的有害物质，同时也是电力企业在未来发展的必然趋势。

我国现有的脱硫脱硝技术主要以国外的先进技术手段为基础进行，其在应用过程中为了保证电力企业可以健康、可持续的发展下去就应该将现有的脱硫脱硝技术创新、完善，并以石灰石为基础进行烟气脱硫。这种脱硫方法成本较低、操作容易、速度较快，可以在各个领域中得到广泛应用。另外，我国脱硫脱硝技术在火电厂锅炉烟气中的应用已经取得了较好的成绩，这对电力企业发展与自然生态环境的保护工作来说提供了很大的帮助。

2火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术

2.1炉内燃烧同时脱硝技术

该技术在火电厂实际使用期间可以有效的将锅炉内部的烟气进行质量，并通过锅炉调节的形式做好锅炉内部温度的控制工作，只有这样才能保证火电锅炉在生产过程中减少氮氧化物，保证锅炉内部尿素进行还原，并将其喷洒到对应的锅炉内部，形成可以直接排放的氮气，从而减少有害物质的排放，保护自然生态环境。

在对锅炉内燃料有害物质处理过程中可以通过CFB脱硫脱硝技术技术进行操作，只有这样才能保证该技术可以在指定的条件下，减少锅炉内部的有害物质，保证排放出来的物质对于自然生态环境的发展来说不会造成很大的影响[1]。另外，在实际脱硫脱硝过程中还应该做好锅炉内部石灰石、尿素成分的控制工作，并将其通过催化还原的形式进行处理，只有这样才能将锅炉内部钙与尿素溶液结合，实现脱硫脱销。

2.2高能辐射化学法

在对火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝过程中，可以通过高能辐射化学方法进行操作，而高能辐射化学法主要包括了电子束照、脉冲电晕等离子体法这两部分组成。其中的电子束照法主要指火电厂锅炉在实际应用期间通过阴极形成的电子束辐射烟气进行操作，烟气中的物质主要由OH、O、HO2等部分组成，这些物质通过不断的反应结合产生了硫氧化物反应，并形成了全新的（NH4）2SO4等物质。通过这些反应对火电厂锅炉烟气的处理可以有效的减少烟气中的有害成分，该方法的脱硫脱硝效率可以达到与80%-90%。而脉冲电晕等离子体法主要指火电厂锅炉在运行期间可以通过离子束激活物质的形式进行烟气脱硫脱硝处理，使烟气中的有害物质在通过辐射区域后进行氧化反应，获得相应的无害产物，这样就保证了火电厂炉烟气的净化处理[2]。

2.3固相吸附与再生技术

在对火电厂锅炉烟气处理过程中还可以通过固相吸附的再生技术进行操作，通过选取合适的固相吸收剂，烟气在流经吸收剂的同时对烟气中的SO2和NOx进行吸收。这种脱硫脱硝技术在火电厂锅炉中的应用可以有效的将锅炉烟气中的有害物质提取出来，通过污染回收的形式进行处理，减少烟气中的SO2和NOx等有害物质的排放。再通过可再生技术将吸收有害物质的吸收剂进行处理，提取出吸收的有害物质，从而保证有害物质可以被合理用，减少有害物质的排放，保护自然生态环境。

现阶段，在对火电厂锅炉烟气处理过程中所使用的固相吸附技术与可再生技术中主要包括了活动性碳吸收技术、CuO技术等。要想提升火电厂锅炉烟气处理工作质量与效率，就应该根据火电厂发展现状加强对锅炉烟气的分析，了解其中有害物质成分，并为其选定合适的脱硫脱硝技术，保证烟气脱硫脱硝工作可以顺利进行下去。在实际使用期间活性碳吸附技术的脱硫率在98%左右，脱硫率在80%左右，另外，该技术在使用过程中成本较低、工艺简单、方便工作人员操作可以有效的提升锅炉烟气的脱硫脱硝工作质量[3]。而CuO技术在实际使用过程中产生的效果没有活性炭那么高，因此应用并不广泛。

2.4湿法同时处理技术

湿法同时处理技术是锅炉烟气脱硫脱硝技术中的核心技术，在火电厂中得到了广泛的应用。该技术在应用中已经取得了较好的成绩，随着技术的不断完善和成熟，该技术的脱硫脱硝效率也在不断的提高，设备的可靠性也十分的稳定，有效的减少烟气有害物质的排放，保护了自然生态环境。该技术在实际使用期间可以通过NO降低溶解特性机理进行操作，并将烟气通过NO氧化反应降低其中的有害成分，之后再通过NO氧化反应提升烟气物质的溶解程度，只有这样才能去除其中的有害物质，保证烟气物质的中的脱硫脱硝工作可以顺利进行下去。

现阶段，在处理火电厂锅炉烟气时，所使用的湿法同时处理法主要由以下及部分组成：WAD-SNOx、Tri-NO-NOxSorb方案进行操作，只有这样才能保证在对锅炉烟气处理过程中降低其中的有害物质成分。之后再通过WSA-SNOx进行锅炉烟气催化剂NOx还原，做好SO2氧气的吸收工作，形成对应的物质NO，最终与SO2发生反应形成对应的硫酸盐物质，保证锅炉烟气的脱硫脱硝工作可以顺利进行下去。但是该技术在实际使用期间所消耗的成本较高，对于一些小型的火电厂的发展来说造成了很大的影响。另外，该技术在使用时没有按照指定标准进行就会降低烟气脱硫脱硝质量，严重的话还会导致烟气物质的处理工作不能顺利进行下去。

在开展火电厂锅炉烟气处理工作时，还应该与电力企业做好沟通、协调工作，并积极推进和规范锅炉烟气脱硫脱硝处理工作，只有这样才能从根本上做好烟气脱硫脱硝处理工作，提高锅炉的使用能效，减少有害物质的排放。同时，电力企业还制定出脱硫脱硝技术培训管理制度，提升工作人员的综合素质水平与专业知识技能，并由电力企业的专业技术人员进行锅炉烟气脱硫脱销指导工作，让员工认识到锅炉烟气脱硫脱销的重要性，从而保证脱硫脱硝工作可以顺利进行下去，保护自然生态环境。

3结语

近年来，随着社会不断的发展，在工业锅炉使用过程中需要定期对其能效进行测试，并将现有的锅炉烟气脱硫脱硝技术创新、完善，满足锅炉运行生产时的需求，只有这样才能减少烟气的排放，保证锅炉的使用安全。

参考文献

[1]王青，殷旭，樊响.冶金行业烧结烟气同时脱硫脱硝技术分析[A].中国金属学会.2013年全国冶金能源环保生产技术会论文集[C].中国金属学会：，2013：8.

生物质气化技术篇6

关键字：沼气；生态农业；农业技术；技术开发；技术利用

中图分类号：S216.4文献标识码：A

随着我国改革开放的不断深入和发展，我国经济和科技水平的都得到快速的提升和发展，并且很多新技术和新工艺都被不断开发和利用到及时生产活动中，且取得很显著的效果，极大的提升了生产活动的质量和效率。尤其是现代化沼气生态农业技术的开发和利用，实现农业生产的技术化和可持续化，沼气生态农业技术的开发和利用改变了传统的农业生产模式，实现废物利用的现代化发展目标。所以，未来还需要不断开发和利用更多的沼气生态农业技术，全面推进我国农业生产的机械化。

一、沼气生态农业技术诠释

（一）沼气生态农业技术定义

沼气生态农业是目前已经逐步走向成熟的现代化技术，其主要是按照生态学原理，建设沼气池为基础，将畜牧业的下脚料、种植业的尾料等充分结合在一起，以一定的比例配合，经过农业资源整体优化。最终为农业生态系统生产和运行提供内能量多级的丰富储蓄资源，供农业生产所利用。这种生态农业技术实现物质良好循环使用，并且还能提升农业生产的效率和质量，还有助于节约社会能源，实现农业生产的可持续发展。

（二）沼气生态农业技术开发和利用的作用

沼气是一种生物能，其形成主要是自然界绿色植物吸收太阳光的能量，最后合成有机物。然后人类或者生擒将这些有机物消化，经过消化系统后仍会有一半的能量会随着动物的分泌物排出体外，经过专业研究发现生物的排泄物中有一种能量，如果将这种能量进行循环利用，就能转换回收而得到很廉价的可燃性气体，这就是沼气转化生产过程。同时在转化的过程中会得到一些沼气和沼渣，这些沼气和沼液中含有大量的优质有机肥，经过粪便池厌氧发酵后，氮保存率达102%铵态氮增加18%左右，并且鳞甲没有明显的降损。由相关结果证明，将沼液或沼渣作为农作物的肥料具有更好的效果，比其他施用人粪尿或化肥产量的实际效果要好。使用沼渣作为肥料的作物生产率要比一般肥料下增产15%左右，其中粮食作物6%-9%，经济作物增长7%-15%，蔬菜增产幅度高达20%左右。实践证明通过沼气综合利用技术的开发和利用研究，将沼气作为农作物生长的肥料，能有效杀除作物中的害虫和螨虫等，改善作物生产环境，提升作物产量。因此，沼气生态农业技术的开发和利用研究具有重要的作用和意义，能实现废物利用，节约能源，将自然废物用作农作业肥料，最终能实现农业生产的可持续发展。

二、沼气生态农业技术在设施农业中的应用

（一）沼气生态农业技术在日光温室中的应用

首先，沼气为农作物生长提供二氧化碳气体肥料。植物生长都离不开二氧化碳气体肥，任何一种农作物的根部干重当中都含有大量的碳素，这种碳素是作物生长的重要组成部分。作物中的这种碳素主要是根据空气中植物的光合作用原理吸收二氧化碳转换而来，根据相关农作物实验结果得知，农作物在二氧化碳浓度为01.0%的情况下生长状态最佳。但是根据空气中含氧量的测试结果发现，一般的含氧浓度都会达到0.30%左右，而常用的日光温室内的二氧化碳含浓度为0.20%。如果要想作物理想生长，就必须要控制作物生长环境中二氧化碳的浓度，而在日光温室中燃烧沼气就会增加室内的二氧化碳浓度，为作物生长提供二氧化碳，提升二氧化碳浓度，促进作物健康的生长。

其次，沼气发酵为农作物生长提供微量元素。沼气发酵过程是一个复杂的生化过程，在发酵过程中会有很多微生物参与其中，沼气原料就会被消耗，并且会释放大量的微量元素，而这种微量元素正是作物生长所需的元素，因此，沼液是一种很好的肥料。沼液不仅能加快作物的新陈代谢，还能在空气中获得一部分二氧化碳加快作物的光合作用，使得作物能充分吸收吸收土壤中的肥料和水分，促进其干物质形成，使得作物生长越来越旺盛。这种沼气能提升作物对害虫灾害的抵抗力，提升农作物产量。

（二）应用效果分析

二氧化碳、沼液以及沼渣都是作物生长必不可少的重要元素，首先从作物生长过程来看，作物的叶需要二氧化碳进行光合作用，并且二氧化碳还能促进作物枝干和叶子面积的生长。在作物生长过程中，如果二氧化碳含量浓度达到标准要求，作物生产物质质量就会增加，而当二氧化碳和沼肥同时增加时，作物生长物质质量就会增长2-3倍。同时，作物生长沼气肥料和二氧化碳的增长还能提升作物的新陈代谢能力，如黄瓜的雌花数会不断变多，且生产产量增长2倍多。此外，沼液还能增加作物产量为农民创造经济效益，还能为人们提供优质、绿色和健康的农作物，不断满足消费者的需求，扩大生产规模。因此，沼气产生的二氧化碳和沼渣都是作物生长的重要的元素，并且不会对农作物生产环境造成破坏，能实现农业生产生态化和绿色化以及科学化。

三、沼气生态农业技术开发和利用研究展望

通过实践证明沼气在农业生产中的应用具有重要的作用和意义，能改善农业生产环境，利用废物资源作为农作物生产的肥料，能减少化合物的使用对生态环境造成的破坏。同时沼气生态农业技术开发和利用能缓解我国农村能源紧张的现实问题。尽管现在煤炭资源的开发和利用能满足农村发展需求，但是随着农村用能需求的急剧上升，开发和利用现代化沼生态农业技术才是最有效解决能源紧缺问题的途径。此外，沼气生态农业技术的开发和利用能降低农民生产活动的成本，为农民创造更多的经济效益，切实的改变农民生活条件。最后，开发和利用沼气生态农业技术还有助于不断发展现代农业，扩大农业生产规模，如发展生态农业、有机农业以及观光农业等。由此可见，沼气生态农业技术的开发和利用具有重要的现实意义，不仅具有很高的经济价值，同时还有很高的社会价值。我国技术研究工作人员，不能停止技术研究脚步，仍然要不断学习和引进国外先进的生产技术和相关设备。并且工作人员要做好技术推广和利用工作，不仅要号召农村生产者购置技术设备，同时还要演示设备操作技能，让每一人能“买得起，用得好”，真正实现农业生产的技术化、生态化和环保化。

结束语

综上所述，沼气生态农业技术的开发和利用研究工作的开展和不断的深入具有重要的作用和意义，能为农业生产和发展提供更加可靠的技术和设备，并且能充分利用农业生产资源，实现农业生产的机械化。同时，还能实现农业生产的废物利用，全面实现农业生产的可持续发展。目前沼气生态农业技术的开发和利用研究已经取得一定的成果，但是，研究脚步还不能停止，还需要不断吸收和引进国外先进技术，并且积极投入到技术研究工作中，不断为农业生产开发新技术和新工艺。

参考文献：

[1]刘世民.沼气生态农业技术在设施农业中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(30)