生物油燃料優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇生物油燃料優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)范文，愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。縱觀人類社會(huì)發(fā)展的歷史，人類文明的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源的改進(jìn)和更替。在過(guò)去100多年里，發(fā)達(dá)國(guó)家先后完成了工業(yè)化，消耗了地球上大量的自然資源，特別是能源資源。當(dāng)前，一些發(fā)展中國(guó)家正在步入工業(yè)化階段，能源消費(fèi)增加是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的客觀必然?？梢哉f(shuō)能源的開(kāi)發(fā)利用極大地推進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)和人類社會(huì)的發(fā)展。中國(guó)是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，擺脫貧困，是中國(guó)政府和人民在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的主要任務(wù)。改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)成為世界上發(fā)展最快的發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展取得了舉世矚目的輝煌成就，為世界的發(fā)展和繁榮作出重大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也消耗了大量的能源。資源的節(jié)約、集約、循環(huán)利用，仍是今后乃至更長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期在能源利用方面一個(gè)重要的方向。21世紀(jì)能源發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)是多類能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的集成，將是物理能、化學(xué)能、生物能以及物理、化學(xué)、生物的優(yōu)化梯級(jí)利用。

地溝油，這個(gè)長(zhǎng)期伴隨著人們生產(chǎn)、生活而存在的產(chǎn)物，卻因?yàn)槭茉倮眉夹g(shù)條件的限制被“忽略”了很多年，甚至回流到餐桌，侵害著我們的健康。在西方及個(gè)別發(fā)達(dá)國(guó)家，地溝油的安全利用早已超越“流向餐桌”的價(jià)值，在美國(guó)、加拿大、德國(guó)、英國(guó)、新西蘭、日本等國(guó)，地溝油被制作為生物柴油、肥料等工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料已屢見(jiàn)不鮮；而在我國(guó)，地溝油“利用”尚未大規(guī)模展開(kāi)，以至于給了一些不法分子可乘之機(jī)。

隨著科技的不斷發(fā)展和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业某掷m(xù)探索，地溝油高效利用的諸多技術(shù)難點(diǎn)已在實(shí)驗(yàn)室攻破。2013年8月1日，上海市食品安全委員會(huì)辦公室、市綠化和市容管理局、同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院、市食品安全工作聯(lián)合會(huì)、上海市華誼集團(tuán)技術(shù)研究院和上海中器環(huán)?？萍加邢薰驹谕瑵?jì)大學(xué)新能源汽車工程中心舉行了“上海市餐廚廢棄油脂循環(huán)利用合作協(xié)議簽署儀式”，“協(xié)議”中地溝油將成為滬上公交車的輔助能源，到2014年，上海將有1000輛公交車開(kāi)始應(yīng)用含有餐廚廢棄油的生物柴油。而在此之前，昆明紅火科技公司法人代表劉一江（發(fā)明人）與昆明理工大學(xué)退休教授董天敏經(jīng)過(guò)多年的潛心研究，已經(jīng)通過(guò)專利技術(shù)將地溝油開(kāi)發(fā)制造成不同用途的生物醇油并由昆明紅火科技有限公司進(jìn)行推廣。目前，紅火科技公司利用高科技、微生物技術(shù)將地溝油開(kāi)發(fā)成4個(gè)系列產(chǎn)品：1號(hào)產(chǎn)品用于家庭、飯店的取暖、照明等（400—1200度），2號(hào)產(chǎn)品用于柴油機(jī)發(fā)電、抽水等，3號(hào)產(chǎn)品用于中小形工業(yè)鍋爐的燃燒（800—1300度），4號(hào)產(chǎn)品用于各種柴油機(jī)車輛，比如小汽車、大客車、貨車、農(nóng)用車、工程機(jī)械等。

昆明紅火科技公司負(fù)責(zé)人劉一江介紹說(shuō)，以甲醇、地溝油為原料研發(fā)的生物醇油系列產(chǎn)品全部通過(guò)了國(guó)家檢測(cè)，而且利用目前國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，還解決了其它燃料的諸多缺點(diǎn)，比如煤炭的煙塵、柴油的異味、液化氣的易爆和毒性、天然氣及管道煤氣的管道設(shè)施和毒性、汽油的烷烴、烯烴、硫化物的污染。最引人注目的是，除了沒(méi)有以上這些傳統(tǒng)燃料的各種缺點(diǎn)外，用地溝油制造的生物醇油較傳統(tǒng)燃料還可節(jié)約30%—50%的燃料資金。發(fā)明人劉一江說(shuō)，用地溝油生產(chǎn)的生物醇油具有性能穩(wěn)定、不易揮發(fā)、無(wú)壓力、不爆炸、無(wú)毒性、無(wú)煙塵、不腐蝕、不氧化、不放射、成本低、應(yīng)用廣泛、使用便捷、不受管道限制等等優(yōu)點(diǎn)，不僅對(duì)人畜、農(nóng)作物及柴油機(jī)零部件無(wú)腐蝕和影響，而且在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢”排放，不會(huì)形成二次污染。該生產(chǎn)技術(shù)整合了物理、化學(xué)、生物、納米等技術(shù)，是多領(lǐng)域的高新技術(shù)的科學(xué)組合，并非單一的物理勾兌或化學(xué)合成。

我國(guó)地溝油資源豐富，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年我國(guó)消費(fèi)的動(dòng)、植物油總量大約3000萬(wàn)噸左右，而地溝油產(chǎn)量約為動(dòng)、植物油消費(fèi)總量的30%，由此推算，可利用的地溝油將不低于1000萬(wàn)噸，總量相當(dāng)驚人?？茖W(xué)的利用地溝油，不但可以防止廢棄食用油脂返回餐桌，還可緩解能源危機(jī)、解決環(huán)境污染等社會(huì)問(wèn)題。所以，開(kāi)拓地溝油回收再利用渠道，使地溝油變成有價(jià)值的工業(yè)資源是百利而無(wú)害的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。目前雖然從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了地溝油的工業(yè)利用，但因各種原因，這一產(chǎn)業(yè)也受到諸多因素的困擾：一是隨著各地地溝油再加工項(xiàng)目建設(shè)的興起，對(duì)地溝油的需求也不斷增大，地溝油收購(gòu)價(jià)不斷上漲，導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)利潤(rùn)微薄，從事該行業(yè)的企業(yè)積極性銳減。二是國(guó)家對(duì)生物柴油生產(chǎn)企業(yè)的稅費(fèi)扶持政策和力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，相關(guān)企業(yè)僅靠生產(chǎn)生物柴油難以為繼。三是目前我國(guó)還沒(méi)有建立規(guī)范的廢棄油脂收集、流通、管理體系，不少餐飲企業(yè)為了牟利，把泔水賣給非法加工商，而正規(guī)油化企業(yè)收不到地溝油的現(xiàn)象依然存在。要解決好這些問(wèn)題，則需要國(guó)家進(jìn)一步明確配套政策，在規(guī)范地溝油流通環(huán)節(jié)管理的同時(shí)，加大對(duì)違法使用地溝油的懲處力度，另外，輔以對(duì)合法企業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼和鼓勵(lì)市場(chǎng)使用地溝油工業(yè)產(chǎn)品，從多方面入手，徹底解決好地溝油的再利用問(wèn)題。

篇(2)

全球石油化工巨頭?？松梨诮盏摹度蚰茉凑雇?012》報(bào)告中提到，受經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人口因素影響，到2040年全球能源需求將比2010年高出30％。今年3月20日，國(guó)內(nèi)成品油價(jià)格又進(jìn)行了上調(diào)，93號(hào)汽油從7.85元／升上調(diào)至8.33元／升，這是自2010年4月以來(lái)，國(guó)內(nèi)成品油價(jià)格上調(diào)幅度創(chuàng)了新高。

能源危機(jī)已經(jīng)觸動(dòng)每個(gè)人的神經(jīng)，也激起了人們尋找可替代能源的強(qiáng)烈愿望。

很多東西能替代汽油

閔恩澤院士介紹，目前國(guó)內(nèi)外研究、應(yīng)用較多的幾種生物質(zhì)燃料主要有秸稈乙醇汽油、甜菜生物質(zhì)汽油、纖維素生物質(zhì)汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等，很多東西可以替代汽油，我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)燃料的前景非常廣闊。

含10％乙醇的秸稈乙醇汽油已在我國(guó)推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)汽油相比，它優(yōu)勢(shì)明顯。比如辛烷值提高了、含氧多、燃燒充分，減少汽車尾氣一氧化碳排放35％以上、碳?xì)浠衔锱欧?5％以上。生物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程，還能吸收二氧化碳。目前，我國(guó)已建有20萬(wàn)噸／年以上、以非糧作物木薯為原料的工廠。在國(guó)外，美國(guó)能源部投資10億美元，發(fā)展秸稈乙醇工藝。計(jì)劃到2030年，秸稈乙醇供應(yīng)達(dá)到美國(guó)汽油總量的30％，約1.9億立方米，生產(chǎn)成本也將低于石油汽油。閔恩澤院士說(shuō)，要立足我們的基礎(chǔ)，與國(guó)外合作，先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，再把規(guī)模擴(kuò)大至10萬(wàn)噸／年以上。而大規(guī)模發(fā)展，酶制劑是基礎(chǔ)，原料是關(guān)鍵，要調(diào)研了解國(guó)內(nèi)的原料供應(yīng)情況，研發(fā)具有自己特色的酶制劑。

以甜菜為原料的生物質(zhì)汽油——最新一代生物質(zhì)車用汽油，比乙醇汽油能量更高，使用更經(jīng)濟(jì)；不需要更新銷售系統(tǒng)和加油站，不需要調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)。國(guó)外2010年開(kāi)始建設(shè)工業(yè)生產(chǎn)裝置。生產(chǎn)工藝包括原料預(yù)處理、水相重整、堿催化聚合、加氫脫氧。

同時(shí)，國(guó)外也在大力研究以纖維素為原料的生物質(zhì)汽油。纖維素比甜菜等原料來(lái)源廣泛、價(jià)廉。采用纖維素為原料，我國(guó)更有可能形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。國(guó)內(nèi)對(duì)纖維素生產(chǎn)生物質(zhì)汽油的研發(fā)已經(jīng)開(kāi)展，并取得一定進(jìn)展。應(yīng)重點(diǎn)突破，占領(lǐng)這一高科技發(fā)展前沿制高點(diǎn)。

生物柴油大有可為

閔恩澤院士介紹，生物柴油是21世紀(jì)崛起的新興產(chǎn)業(yè)，世界生物柴油產(chǎn)能已在3000萬(wàn)噸／年以上。目前，美國(guó)產(chǎn)能已發(fā)展到1093萬(wàn)噸／年、歐盟為1300萬(wàn)噸／年。國(guó)際上已經(jīng)制定完善的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)生物柴油總產(chǎn)能約150萬(wàn)噸／年，近幾年產(chǎn)量30萬(wàn)～50萬(wàn)噸／年，大多以廢棄油脂為原料。中國(guó)海油建設(shè)在海南東方的6萬(wàn)噸／年生物柴油裝置，采用中國(guó)石化的SRCA工藝，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，并已在海南的加油站銷售。

閔恩澤院士說(shuō)，中國(guó)石化發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)有基礎(chǔ)。中國(guó)石化擁有完整的從小型到2000噸／年生物柴油中型試驗(yàn)裝置；擁有生物柴油質(zhì)量分析、模擬評(píng)定、臺(tái)架試驗(yàn)裝置以及行車試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)；擁有世界一流的、處理廢棄油脂原料的生物柴油成套技術(shù)，以及處理木本植物油和微藻油原料的堿催化蒸餾工藝。此外，中國(guó)石化向科技部申請(qǐng)了“十二五”國(guó)家生物柴油重大支撐項(xiàng)目，中國(guó)石化咨詢公司受國(guó)家能源局委托，正編制我國(guó)生物柴油行業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)。這些，對(duì)中國(guó)石化發(fā)展生物柴油提供了有力支持。

期望微藻“點(diǎn)綠成金”

微藻是地球上最簡(jiǎn)單的一種生物。微藻生物柴油可以減排二氧化碳，減少溫室效應(yīng)，減少對(duì)石油的依賴，還能處理廢氣廢水，保護(hù)環(huán)境。微藻生物柴油技術(shù)被譽(yù)為“一石三鳥”的技術(shù)，各國(guó)政府均大力支持研發(fā)，如美國(guó)制定了微藻生物柴油路線圖，?？松梨?009年投資6億美元研發(fā)微藻生物柴油。人們對(duì)這一技術(shù)，抱有熱切期望。

篇(3)

關(guān)鍵詞：纖維素原料；纖維素酶；預(yù)處理；水解；發(fā)酵；生物能源乙醇；精餾和脫水；產(chǎn)業(yè)化

長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)能源生產(chǎn)以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主，不僅消耗了大量的自然資源，而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)顯示，2003年能源生產(chǎn)總量為1．7億t標(biāo)準(zhǔn)煤，2012年為3．3億t標(biāo)準(zhǔn)煤，增幅達(dá)93％，我國(guó)迫切需要一種可再生能源來(lái)代替化石能源。在美國(guó)、巴西及歐洲已形成新的可再生能源－燃料乙醇產(chǎn)業(yè)。隨著糧食價(jià)格的不斷上漲，土地資源日益緊張，以糧食為原料的生物液體燃料技術(shù)發(fā)展前景并不樂(lè)觀。而木質(zhì)纖維素是地球上最豐富的可再生資源，發(fā)展纖維素生物乙醇成為我國(guó)和其他能源發(fā)達(dá)國(guó)家的必然選擇。木質(zhì)纖維素是地球上最豐富的可再生資源，以其作為原料生產(chǎn)生物乙醇是最具發(fā)展前景的生產(chǎn)路線，利用現(xiàn)代化生物技術(shù)手段開(kāi)發(fā)以纖維素為原料的生物能源，已成為當(dāng)今世界發(fā)達(dá)國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。

1纖維素乙醇主要技術(shù)

路線纖維素乙醇的工藝技術(shù)路線主要包括預(yù)處理、水解、發(fā)酵、蒸餾脫水等幾大環(huán)節(jié)。其中關(guān)鍵步驟是酶水解，該過(guò)程具有反應(yīng)條件溫和、過(guò)程可操縱性、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

1．1纖維素原料的預(yù)處理方法

目前，纖維素原料的預(yù)處理方法可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)相結(jié)合法以及生物法等。

1．1．1物理法

常見(jiàn)的物理法預(yù)處理技術(shù)包括機(jī)械粉碎法、高溫?zé)崴幚矸?、微波輻射、射線處理等等，該類處理方法操作簡(jiǎn)單，無(wú)環(huán)境污染，但需要較高的動(dòng)力，其耗能約占糖化總過(guò)程耗能的60％以上。機(jī)械粉碎法：用振動(dòng)磨等物理外力將纖維素原料進(jìn)行粉碎處理，可以破壞木質(zhì)素和半纖維素與纖維素之間的結(jié)合層，但是木質(zhì)素仍然會(huì)被保留，其結(jié)果降低三者的聚合度，改變纖維素的結(jié)晶構(gòu)造。該處理方法可提高反應(yīng)性能和提高糖化率，保證酶解過(guò)程中纖維素酶或木質(zhì)素酶發(fā)揮作用。高溫?zé)崴幚矸ǎ杭此岽呋淖运夥磻?yīng)，原理就是在高溫（200℃以上）且壓力高于同溫度下飽和蒸汽壓時(shí)，使用高溫液態(tài)水去除部分木質(zhì)素及全部半纖維素，但高溫作用會(huì)使產(chǎn)物有所損失，并產(chǎn)生一些有機(jī)酸等次級(jí)代謝產(chǎn)物抑制酶解與發(fā)酵過(guò)程。按照水與底物的進(jìn)料順序不同，可分為以下3種，即流動(dòng)水注入、水與物料相對(duì)進(jìn)料及兩者平行進(jìn)料，這3種方式都是利用沸水的高介電常數(shù)去溶解所有的半纖維素和1／3～2／3的木質(zhì)素，但反應(yīng)需要的pH值要求較高，一般控制在4～7之間，來(lái)減少副作用。

1．1．2化學(xué)法

稀酸預(yù)處理和濃酸預(yù)處理：濃酸具有腐蝕性，生產(chǎn)過(guò)后需要回收，因此大大增加了成本，所以稀酸水解應(yīng)用的范圍廣，稀酸水解一般是在高溫高壓下進(jìn)行，稀酸能夠斷裂纖維素內(nèi)部的氫鍵，使得纖維素易水解且提高木聚糖到木糖的轉(zhuǎn)化率，雖然該方法較其他方法比較而言有很高的轉(zhuǎn)化率，但是據(jù)Selig等研究表示，在高溫條件下（如140℃處理時(shí)），在纖維素表面可能會(huì)形成一些木質(zhì)素與碳水化合物復(fù)合物形成的球狀液滴。堿預(yù)處理技術(shù)：該方法原理是破壞木質(zhì)素和碳水化合物之間的連接，破壞生物質(zhì)的結(jié)晶區(qū)，使木質(zhì)素溶于堿液從而促進(jìn)水解的進(jìn)行。常用的堿包括Ca（OH）2和氨水等。Chen等采用價(jià)格便宜的Ca（OH）2處理TK－9芒草秸稈半纖維素，其水解率大于59．8％，木質(zhì)素的去除率為40．1％。Kim等發(fā)現(xiàn)利用NH4OH、在60℃條件下、采用1∶7的料液比處理廢棄秸稈9h可以去除70％～80％的木質(zhì)素，若酶用量充足，可以將所有的纖維素水解掉。

1．1．3物理化學(xué)方法

氨冷凍爆破法：類似于蒸汽爆破法，其區(qū)別之處在于氨處理對(duì)設(shè)備的要求和所需的能耗降低，在蒸煮的過(guò)程中加入氨，同時(shí)還要注意氨的有效回收，其原理是液氨在50～80℃、1．5MPa條件下，采用物理方法，將壓力驟降，使液氨蒸發(fā)，使木質(zhì)素晶體爆裂，破壞木質(zhì)素與糖類的連接，脫去部分木質(zhì)素，使得木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)得以破壞，增加纖維素表面積和酶解的可及度。隨后向系統(tǒng)加入固液混合物，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)的氨通過(guò)壓縮可以得到有效回收。Alizadeh等采用柳枝為原料，將葡聚糖的轉(zhuǎn)化率從20％提高到90％，木質(zhì)纖維素原料的酶解速率得到較大提高，另外該方法避免了酶的降解，無(wú)干擾抑制物的產(chǎn)生，因此處理過(guò)后無(wú)需處理。

1．1．4生物方法

自然界中有多種能夠分解木質(zhì)素的微生物，其中分解能力最強(qiáng)的是木腐菌，包括3種：百腐菌、軟腐菌、褐腐菌。百腐菌能分泌胞外氧化酶包括漆酶、過(guò)氧化酶、錳過(guò)氧化酶等，因此百腐菌是自然界最主要的木質(zhì)素降解菌，這些木質(zhì)素降解酶能有效、徹底地將木質(zhì)素降解成為水和二氧化碳。

1．2發(fā)酵酶解

發(fā)酵酶解技術(shù)是木質(zhì)素生產(chǎn)纖維素乙醇技術(shù)的關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)研究人員經(jīng)過(guò)多年的探索，取得了較好的進(jìn)展，如生產(chǎn)成本下降，生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)化。酶解發(fā)酵主要將五碳糖或六碳糖經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵同時(shí)轉(zhuǎn)化為乙醇。利用木質(zhì)纖維素原料生物轉(zhuǎn)化乙醇主要有4種途徑：分步水解和發(fā)酵（SHF）、同步糖化發(fā)酵（SSF）、同步糖化共發(fā)酵（SSCF）和直接微生物轉(zhuǎn)化（DMC）。

1．2．1分步水解和發(fā)酵（SHF）

分步水解和發(fā)酵的原理是，2個(gè)過(guò)程獨(dú)立進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)就是各步能在各自適宜的溫度下（50～55℃酶解，35～340℃發(fā)酵）進(jìn)行，有利于反應(yīng)完全，纖維素酶首先將纖維素原料水解，再將得到的C5或C6分別發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，也可共發(fā)酵產(chǎn)乙醇，該途徑最大的缺點(diǎn)就是酶解過(guò)程中的水解產(chǎn)物積累會(huì)抑制酶的活性，導(dǎo)致水解不徹底。世界上第一座纖維素乙醇示范裝置是加拿大Iogen公司于2004年在渥太華建立的，該公司以纖維素為原料利用SHF工藝，固液分離水解糖，利用工程菌生產(chǎn)乙醇，產(chǎn)能1800t／年。瑞典的O－Vik公司以木屑為原料采用SHF工藝建立的乙醇廠，成本只有0．46歐元。美國(guó)的Verenium則以甘蔗渣為原料，采用稀酸水解，采用基因工程大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，1t干生物質(zhì)年產(chǎn)100加侖乙醇。

1．2．2同步糖化發(fā)酵（SSF）

同步糖化和發(fā)酵，即在同一個(gè)反應(yīng)容器里，纖維素酶解與葡萄糖的乙醇發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行，微生物能直接利用酶解產(chǎn)生的糖，這樣避免了對(duì)纖維素酶的反饋抑制作用，SSF是目前生產(chǎn)乙醇最主要的方式，國(guó)內(nèi)外的中試裝置上基本都采用此方法，主要代表就是瑞典Lund大學(xué)，采用木屑為原料，利用工程酵母發(fā)酵，其原料轉(zhuǎn)化率可達(dá)90％，提高乙醇產(chǎn)量。在生產(chǎn)過(guò)程中，原料在經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后，加入纖維素酶和酵母共發(fā)酵，不能被酶解的木質(zhì)素則被分離出來(lái)，通過(guò)再利用提供能量，通過(guò)乙醇蒸餾工藝進(jìn)行回收。

1．2．3同步糖化共發(fā)酵（SSCF）

SSCF法是SSF法的改進(jìn)，最主要的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)戊糖的利用。半纖維素中含有豐富的戊糖，如木聚糖、阿拉伯聚糖，在SSF法中大量戊糖并未能轉(zhuǎn)化成乙醇；如果在發(fā)酵過(guò)程中接種能夠?qū)⑽焯寝D(zhuǎn)化為乙醇的微生物，將大大提高發(fā)酵液中最終乙醇含量。Su等研究發(fā)現(xiàn)，利用重組的Zymomonasmobilis發(fā)酵玉米秸稈，在SSCF法中，當(dāng)葡萄糖存在時(shí)，縮短了木糖的發(fā)酵時(shí)間；但葡萄糖與木糖會(huì)競(jìng)爭(zhēng)相同的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而且蛋白優(yōu)先轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖，在培養(yǎng)基中葡萄糖含量降低到一定程度后，菌種才開(kāi)始利用木糖進(jìn)行發(fā)酵?，F(xiàn)階段SSCF法采用混合菌種發(fā)酵居多，在下一步研究過(guò)程中，應(yīng)開(kāi)發(fā)能夠同時(shí)利用戊糖和己糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的新菌種。

1．2．4直接微生物轉(zhuǎn)化（DMC）

直接微生物轉(zhuǎn)化又稱為統(tǒng)合生物工藝，即原料中木質(zhì)纖維素成分通過(guò)某些能夠產(chǎn)生纖維素酶的微生物群生產(chǎn)乙醇的工藝，同時(shí)該微生物還能利用發(fā)酵糖生產(chǎn)乙醇，這就要求該種微生物同時(shí)具有以下3個(gè)步驟：產(chǎn)纖維素酶、酶解纖維素、發(fā)酵產(chǎn)乙醇。目前，研究最多的就是粗糙脈孢菌和尖鐮孢菌這2種真菌，該菌有獨(dú)立的纖維素酶生產(chǎn)，在有氧和半通氧2種狀態(tài)下，分別產(chǎn)水解后的底物和發(fā)酵糖為乙醇，方法簡(jiǎn)便，和普遍使用的SSF相比，無(wú)需額外酶的加入，能夠同時(shí)利用五碳糖或六碳糖，具有很廣的應(yīng)用前景。Mascoma公司利用酵母和細(xì)菌共同完成產(chǎn)生纖維素酶和發(fā)酵產(chǎn)乙醇的工藝步驟，酶生產(chǎn)單元大大減少，在中試裝置上使用該技術(shù)，降低了成本，減少了費(fèi)用。

1．3精餾和脫水技術(shù)

精餾和脫水技術(shù)主要是提純產(chǎn)物乙醇，其工藝類似于淀粉燃料乙醇的生產(chǎn)過(guò)程。精餾和脫水技術(shù)可以借鑒淀粉質(zhì)原料燃料乙醇生產(chǎn)工藝中已經(jīng)發(fā)展成熟的工業(yè)化技術(shù)，木質(zhì)纖維素類原料發(fā)酵液中乙醇濃度比較低，一般情況下均在5％以下，致使精餾操作能耗高。有研究者建議，在木質(zhì)纖維素水解液乙醇發(fā)酵工藝中耦合滲透蒸發(fā)技術(shù)來(lái)提高進(jìn)入精餾系統(tǒng)發(fā)酵液中乙醇濃度，但是滲透蒸發(fā)系統(tǒng)本身的動(dòng)力消耗也比較大，而且滲透蒸發(fā)所用的透醇膜容易被菌體污染的問(wèn)題也很突出。

2纖維素乙醇發(fā)展展望

2．1纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的局限

目前，木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)制備生物乙醇因其在生產(chǎn)、能耗和政策支持3個(gè)方面存在問(wèn)題，不能實(shí)現(xiàn)大范圍的工業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)技術(shù)方面存在工藝流程和預(yù)處理技術(shù)2個(gè)方面的限制，能源利用率存在成本和產(chǎn)出之比高低問(wèn)題，以及存在政府是否頒布相應(yīng)的支持條例的問(wèn)題。首先，從原料上來(lái)看，木質(zhì)纖維素由于自身堅(jiān)固的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和難以水解的結(jié)晶纖維素，使得生產(chǎn)燃料乙醇需要較高的成本費(fèi)用，其次，從生產(chǎn)工藝流程來(lái)看，制備燃料乙醇要經(jīng)過(guò)預(yù)處理、酶解、發(fā)酵等過(guò)程，在預(yù)處理過(guò)程中，不同的處理方法針對(duì)不同的原料有不同的處理效果，雖然對(duì)燃料乙醇提供了有力的支持，但是也存在不同程度的局限之處。在水解和發(fā)酵方面，一般采用的技術(shù)工藝是分步水解和發(fā)酵（SHF）、同步糖化發(fā)酵（SSF）、同步糖化共發(fā)酵（SSCF）和直接微生物轉(zhuǎn)化（DMC）。分步水解和發(fā)酵的反應(yīng)特點(diǎn)是纖維素水解和水解液發(fā)酵可以在不同的反應(yīng)容器中進(jìn)行，所以兩者可以選擇適宜條件。其缺點(diǎn)在于，水解產(chǎn)物糖對(duì)纖維素酶有反饋抑制作用，使水解不完全，同時(shí)在轉(zhuǎn)移產(chǎn)物過(guò)程中，由于在不同容器中進(jìn)行，易造成微生物污染。而SSF則與此相反，在酶水解糖化纖維素的同時(shí)加入能產(chǎn)生乙醇的纖維素發(fā)酵菌，使兩者在同一裝置中連續(xù)進(jìn)行，工藝大大簡(jiǎn)化，又能消除底物葡萄糖對(duì)纖維素酶的反饋抑制作用。但是也存在局限因素，如木糖的抑制作用、酶解溫度和發(fā)酵溫度不一致等。研究最多的假絲酵母菌、管囊酵母菌能夠?qū)⒛咎寝D(zhuǎn)化為乙醇，解決此難題。同步糖化共發(fā)酵（SSCF）是由該方法衍生出的新工藝，同樣具有廣闊應(yīng)用前景。中國(guó)科學(xué)院生化工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳洪章等在了解了SSF法之后，提出秸稈分層多級(jí)轉(zhuǎn)化液體燃料的新構(gòu)想，在秸稈不經(jīng)過(guò)添加化學(xué)藥品的低壓爆理之后，采用發(fā)酵－分離乙醇耦合系統(tǒng)，多級(jí)轉(zhuǎn)化燃料乙醇和生物油，降低成本費(fèi)用和酶的用量，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，提高酶解效率。

2．2纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的趨勢(shì)目前，國(guó)外纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化研究正進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，中國(guó)在這方面也有很好的基礎(chǔ)，為了更快地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)當(dāng)吸取國(guó)外石油化工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持生物精煉和乙醇聯(lián)產(chǎn)的創(chuàng)新模式，促使纖維素乙醇實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。該模式即實(shí)現(xiàn)原料的充分利用和產(chǎn)品價(jià)值最大化，就是所謂的“吃干榨凈”，具體含義指利用玉米生產(chǎn)燃料乙醇，還能生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，如玉米油、高果糖漿、蛋白粉、蛋白飼料和其他系列產(chǎn)品，這樣既提升了纖維素乙醇經(jīng)濟(jì)附加值，又能取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，一舉兩得。燃料乙醇將很快進(jìn)入全球的成品油市場(chǎng)，在替代汽油供應(yīng)方面發(fā)揮不可替代的作用。

在未來(lái)幾年，隨著中國(guó)對(duì)石油進(jìn)口依賴度加深，擴(kuò)大國(guó)內(nèi)燃料乙醇產(chǎn)能已經(jīng)成為必需。但是由于糧食生產(chǎn)乙醇的工藝不適合我國(guó)采用，因此，纖維素乙醇研究已經(jīng)成為目前研究工作的重點(diǎn)。纖維素乙醇研究工作涉及物理、生物工程、化學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，為了早日實(shí)現(xiàn)纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)當(dāng)提出相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略，首先，應(yīng)該制定生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的國(guó)家和地方的發(fā)展戰(zhàn)略，政府應(yīng)采取鼓勵(lì)政策繼續(xù)加大科研資金投入；其次，利用己糖發(fā)酵菌種的構(gòu)建及木質(zhì)纖維原料生物量全利用等方面來(lái)提升纖維素乙醇的經(jīng)濟(jì)效益：最后，要建立工業(yè)示范裝置，為纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。纖維素乙醇作為主要的生物能源，應(yīng)加快以纖維素乙醇為核心的綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)，整合多方力量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使其在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變中發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］阮文彬，丁長(zhǎng)河，張玲．纖維素乙醇生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展［J］．糧食與油脂，2015，28（11）：20－24．

［2］閆莉，呂惠生，張敏華．纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展［J］．釀酒科技，2013（10）：80－84，89．

篇(4)

Abstract: This paper describes sources and composition of high concentration of alkaline residue sewage in petrochemical industry, focusing on the different programs and comparison of different wastewater treatment process schemes.

關(guān)鍵詞：石油化工；堿渣；廢水

Key words: petrochemical；alkaline residue；wastewater

中圖分類號(hào)：[TE99] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）03-0312-01

1石油化工廢水的特點(diǎn)

煉油化工廠在加工過(guò)程中，產(chǎn)生和排出含污染物的工業(yè)廢水有：原油脫鹽水、產(chǎn)品洗滌水、氣提蒸氣冷凝水、油罐脫水、機(jī)泵冷卻水、冷卻塔和鍋爐排污水等，其所產(chǎn)生的廢水量和污染物質(zhì)隨煉油廠類型及加工工藝不同而異?煉油化工廠堿渣主要來(lái)自常減壓?催化生產(chǎn)的初常頂油和催化汽油、催化柴油等油品用堿液進(jìn)行堿洗后的廢液，因被洗的產(chǎn)品不同，堿渣的性質(zhì)也不同，實(shí)際上堿渣中還含有許多可被回收利用的物質(zhì)，通過(guò)各種回收方法可以把其中可利用的組分最大限度的提取，剩下的廢液體堿渣作為危廢排放，排放的堿渣廢液中，通常其COD值都特別高，可高達(dá)數(shù)十萬(wàn)，COD及硫化物、酚等污染物的排放量占煉油廠或石油化工污染物排放量的20%～30%，此外還含有大量的酚和環(huán)烷酸，這些物質(zhì)如不妥善處理，直接排放到全廠污水系統(tǒng)，會(huì)給污水處理場(chǎng)生化系統(tǒng)帶來(lái)很大沖擊，嚴(yán)重影響污水處理場(chǎng)的正常運(yùn)行，堿渣污水直排污水系統(tǒng)一直是造成煉油石化行業(yè)污水處理場(chǎng)沖擊、影響凈化水水質(zhì)的隱患。因此，必須采用行之有效的預(yù)處理方式對(duì)煉油化工廠的堿渣進(jìn)行必要的預(yù)處理。

2堿渣廢水處理工藝

目前國(guó)內(nèi)工業(yè)化的堿渣處理工藝有以下五種：硫酸酸化法、焚燒法、稀釋處理法、濕式氧化法、利用催化裂化再生煙氣中和高級(jí)氧化組合工藝處理堿渣法。以下是各工藝介紹。

2.1 硫酸酸化法。硫酸酸化法是傳統(tǒng)的堿渣廢水處理工藝。其工藝過(guò)程主要為沉降除油-硫酸酸化-分離。其主要是調(diào)節(jié)了廢水的pH值，除去大部分油，但對(duì)COD等污染物的去除能力有限，處理后的污水由于污染物濃度仍然很高（COD超過(guò)1×104mg/L，遠(yuǎn)高于煉油化工污水處理廠入水指標(biāo)650mg/L），對(duì)后續(xù)污水處理場(chǎng)經(jīng)常造成沖擊；而且在加酸調(diào)節(jié)pH值過(guò)程中無(wú)法避免因H2S和VOC等氣體污染，存在較大的環(huán)保和安全隱患。

2.2 焚燒法。焚燒法是利用瓦斯氣體或燃料油將蒸發(fā)提濃后的堿渣廢水在焚燒爐中通過(guò)高溫焚燒，通過(guò)高溫氧化去除堿渣廢水中的污染物。但是焚燒產(chǎn)生的SO2等有毒、有害氣體會(huì)對(duì)周邊大氣環(huán)境造成污染；同時(shí)由于需要使用燃料油或瓦斯氣助燃，因此處理的成本極高。

2.3 稀釋處理法。稀釋處理法是利用大量污染物濃度較低的水將堿渣廢水稀釋，使其污染物含量達(dá)到煉油化工污水處理場(chǎng)進(jìn)水指標(biāo)，之后在煉油化工污水處理場(chǎng)進(jìn)行處理的方法。但由于堿渣廢水中污染物濃度為一般污水處理場(chǎng)進(jìn)水指標(biāo)的數(shù)百倍，因此需要使污水處理場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大很多，需要增設(shè)廢水處理設(shè)施，造成投資費(fèi)用過(guò)高，且占地面積大；如果限制稀釋倍數(shù)，則由于污水處理場(chǎng)進(jìn)水指標(biāo)標(biāo)超，造成污水處理場(chǎng)生產(chǎn)超負(fù)荷，直接帶來(lái)運(yùn)行的不穩(wěn)定。

2.4 濕式氧化和間歇式活性污泥處理法。濕式氧化和間歇式活性污泥生物處理法是撫順石化研究院開(kāi)發(fā)的堿渣廢水處理技術(shù)（WAO+SBR），該技術(shù)對(duì)堿渣廢水效果較好，但是其操作條件較苛刻（WAO過(guò)程需要高溫、高壓）。它由緩和濕式空氣氧化脫臭（WAO）和間歇式活性污泥生物處理（SBR）兩個(gè)單元構(gòu)成。在WAO單元，廢堿液中的無(wú)機(jī)及有機(jī)硫化物被氧化成硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽和磷酸鹽，從而達(dá)到脫臭的目的，同時(shí)減少后續(xù)酸化過(guò)程中的酸用量。在SBR單元，經(jīng)過(guò)氧化脫臭后的廢堿液在SBR反應(yīng)池完成生物降解和固相微生物與廢水的固液分離過(guò)程，出水COD500mg/L，達(dá)到二級(jí)生物處理系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)的控制指標(biāo)，可以進(jìn)入煉油廠的污水處理場(chǎng)進(jìn)行處理。

2.5 利用催化裂化再生煙氣中和高級(jí)氧化組合工藝處理堿渣法。利用催化裂化再生煙氣處理堿渣廢水方法是“上海博恰石化科技有限公司”開(kāi)發(fā)的堿渣廢水處理技術(shù)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)某些煉油廠應(yīng)用并取得了理想的處理效果。將汽油精制產(chǎn)生的堿液或堿渣和液化氣精制產(chǎn)生的堿液或堿渣進(jìn)行調(diào)和，在調(diào)和后的廢堿液或堿渣中通入催化裂化再生煙氣進(jìn)行中和反應(yīng)，降低PH值，流化催化裂化裝置再生煙氣中主要包括酸性氣體CO2、SO2及NOx，且該酸性氣體將廢堿液或堿渣中的NaOH、酚鈉、環(huán)烷酸鈉、硫化鈉進(jìn)行中和反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸鈉及酚、環(huán)烷酸、硫化氫；以便進(jìn)一步分離出廢堿液或堿渣中的油和酚、環(huán)烷酸、硫化物等。

處理步驟包括：多級(jí)沉降、高級(jí)氧化、絮凝、壓濾工藝；進(jìn)一步提取粗酚、環(huán)烷酸等；將處理后的水有管理地排放到現(xiàn)有的污水處理廠進(jìn)行綜合處理。

3工藝技術(shù)對(duì)比

硫酸酸化法無(wú)法對(duì)堿渣污水中污染物進(jìn)行有效去除，而且在處理過(guò)程中存在較大的環(huán)保和安全隱患；焚燒法處理的成本極高，而且對(duì)周邊環(huán)境大氣存在污染；稀釋處理法對(duì)后續(xù)污水處理帶來(lái)極大的壓力。上述傳統(tǒng)堿渣處理方法由于缺點(diǎn)較多，因此無(wú)法滿足處理堿渣的要求，下面重點(diǎn)對(duì)后兩種方案進(jìn)行對(duì)比：

濕式氧化和間歇式活性污泥生物處理法（WAO+SBR）處理成本約為260元/噸堿渣，工藝采用高溫高壓控制，采用WAO脫硫脫臭工藝和SBR生物處理法脫除COD，處理效果為污染物處理率100%、硫脫除率：99.9%、COD脫除率：98%；催化裂化再生煙氣處理法處理成本約為236元/噸堿渣，工藝采用常溫常壓控制，采用焚燒法脫硫脫臭工藝和臭氧高級(jí)氧化處理法脫除COD，處理效果為污染物處理率100%、硫脫除率：99.9%、COD脫除率：98%。

4篩選結(jié)論

通過(guò)對(duì)濕式氧化和間歇式活性污泥生物處理法與催化裂化再生煙氣處理法這兩種技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用比較，可以看出無(wú)論WAO+SBR技術(shù)還是催化裂化再生煙氣處理技術(shù)都能對(duì)堿渣進(jìn)行有效處理；從操作控制難易程度以及處理成本上看，上海博恰催化裂化再生煙氣處理技術(shù)具有優(yōu)勢(shì)。

篇(5)

新能源是相對(duì)常規(guī)能源而言的,一般具有以下特征:尚未大規(guī)模作為能源開(kāi)發(fā)利用,有的甚至還處于初期研發(fā)階段;資源賦存條件和物化特征與常規(guī)能源有明顯區(qū)別;開(kāi)發(fā)利用技術(shù)復(fù)雜,成本較高;清潔環(huán)保,可實(shí)現(xiàn)二氧化碳等污染物零排放或低排放;資源量大、分布廣泛,但大多具有能量密度低的缺點(diǎn)。根據(jù)技術(shù)發(fā)展水平和開(kāi)發(fā)利用程度,不同歷史時(shí)期以及不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)新能源的界定也會(huì)有所區(qū)別。發(fā)達(dá)國(guó)家一般把煤、石油、天然氣、核能以及大中型水電都作為常規(guī)能源,而把小水電歸為新能源范圍。

我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,經(jīng)濟(jì)、科技水平跟發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大,能源開(kāi)發(fā)利用水平和消費(fèi)結(jié)構(gòu)跟發(fā)達(dá)國(guó)家有著明顯不同,對(duì)新能源的界定跟發(fā)達(dá)國(guó)家也存在著較大差異。小水電在我國(guó)的開(kāi)發(fā)利用歷史悠久,裝機(jī)容量占全球小水電裝機(jī)總?cè)萘康囊话胍陨?歸為新能源顯然是不合適的。核能在我國(guó)的發(fā)展歷史不長(zhǎng),在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重很低,僅相當(dāng)于全球平均水平的八分之一,比發(fā)達(dá)國(guó)家的水平更是低得多,核能在我國(guó)應(yīng)該屬于新能源的范圍。

根據(jù)以上分析,可以把新能源范圍確定為:太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能、氫能、天然氣水合物、核能、核聚變能等?個(gè)品種。生物質(zhì)能在廣義上分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能,傳統(tǒng)生物質(zhì)能屬于非商品能源,是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)國(guó)家尤其是非洲國(guó)家的主要能源,利用方式為柴草、秸稈等免費(fèi)生物質(zhì)的直接燃燒,用于烹飪和供熱;現(xiàn)代生物質(zhì)能包括生物質(zhì)發(fā)電、沼氣、生物燃料等,是生物質(zhì)原料加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)品,新能源中的生物質(zhì)能僅指現(xiàn)代生物質(zhì)能。傳統(tǒng)生物質(zhì)能和大中小水電可稱之為傳統(tǒng)可再生能源,太陽(yáng)能、風(fēng)能、現(xiàn)代生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能則統(tǒng)稱為新型可再生能源,是新能源的主要組成部分。

資源評(píng)價(jià)

跟常規(guī)能源相比,新能源最顯著的優(yōu)勢(shì)就是資源量巨大(見(jiàn)表1)。太陽(yáng)能是資源量最大的可再生能源,即使按最保守的可開(kāi)發(fā)資源量占理論資源量1%計(jì)算,每年可供人類開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能也有1.3萬(wàn)億toe,約相當(dāng)于目前全球能源年需求量的100倍。風(fēng)能的可開(kāi)發(fā)資源量較低,但開(kāi)發(fā)技術(shù)難度和成本也較低,全球陸上風(fēng)電年可發(fā)電量約53億kWh,相當(dāng)于46億toe。生物質(zhì)能可開(kāi)發(fā)資源量為48~119億toe,不過(guò)由于存在糧食安全和環(huán)境問(wèn)題,可開(kāi)發(fā)資源量難以全部轉(zhuǎn)化為能源。地?zé)崮艿臒嵩粗饕獊?lái)自于長(zhǎng)壽命放射性同位素的衰變,每年的再生量可達(dá)200億toe以上。按照目前的技術(shù)進(jìn)展情況,全球40~50a內(nèi)可開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源為1200億toe,10~20a內(nèi)可開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源為120億toe。海洋能資源量并不算豐富,按照全球技術(shù)可裝機(jī)容量64億kW、年利用2000小時(shí)計(jì)算,只有11億toe。天然氣水合物屬于新型的化石能源,資源量相當(dāng)于傳統(tǒng)化石能源資源量的2倍,達(dá)20萬(wàn)億toe。全球鈾礦資源量為992.7萬(wàn)t,如果用于熱中子反應(yīng)堆,所釋放的能量約相當(dāng)于1400億toe,而如果用于快中子反應(yīng)堆,所釋放的能量可提高60~70倍。核聚變所消耗的燃料是氘,海水中的氘有40萬(wàn)億t,理論上可釋放出的能量為3萬(wàn)億億toe,按目前能源消費(fèi)量計(jì)算,可供人類使用200億年以上。氫能的制備以水為原料,燃燒后又產(chǎn)生水,可無(wú)限循環(huán)利用,既是二次能源也可在廣義上稱之為可再生能源。

從以上數(shù)據(jù)可以看出,能源資源完全不存在短缺或枯竭問(wèn)題,人類需要克服的最大障礙是開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)和成本問(wèn)題。隨著技術(shù)的進(jìn)步和能源價(jià)格的上漲,目前不可開(kāi)發(fā)的新能源資源有可能變?yōu)榭砷_(kāi)發(fā)資源,因此,對(duì)新能源來(lái)說(shuō),理論資源量是相對(duì)不變的,而可開(kāi)發(fā)資源量卻可能會(huì)大幅度增加。

開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

不同種類的新能源在資源分布、技術(shù)難度、使用成本等多方面存在相當(dāng)大的差異,因而新能源的開(kāi)發(fā)利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和地?zé)崮馨l(fā)展勢(shì)頭良好,已經(jīng)進(jìn)入或接近產(chǎn)業(yè)化階段,尤其是太陽(yáng)能熱水器、風(fēng)電以及生物燃料,已經(jīng)形成較大的商業(yè)規(guī)模,成本也降至可接受水平。核能技術(shù)已經(jīng)成熟,核電在國(guó)外已過(guò)發(fā)展高峰期,在我國(guó)則剛剛興起。核聚變、氫能、天然氣水合物、海洋能仍處于研究和發(fā)展之中,距離商業(yè)化還有較大距離。

截止到2009年2月,全球核電裝機(jī)已達(dá)3.72億kW,年發(fā)電量2.6萬(wàn)億kWh,在全球一次能源結(jié)構(gòu)中的比重約為6%左右。相比而言,新型可再生能源的開(kāi)發(fā)利用程度還很低,以2006年為例,其在全球一次能源供應(yīng)量中的比重僅為1%左右,占全部可再生能源的比例也僅為8%左右。2007年,全球新型可再生能源發(fā)電裝機(jī)量為1.65億kW,相當(dāng)于全球電力裝機(jī)總?cè)萘康?.7%(見(jiàn)表2)。德國(guó)、美國(guó)、西班牙、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的可再生能源產(chǎn)業(yè)化水平已達(dá)到較高程度,其市場(chǎng)規(guī)模和裝備制造水平跟其他國(guó)家相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。我國(guó)也是世界重要的可再生能源大國(guó),太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)量和保有量、光伏電池產(chǎn)量、地?zé)嶂苯永昧恳约罢託猱a(chǎn)量都位居世界第一。不過(guò),我國(guó)對(duì)新型可再生能源的開(kāi)發(fā)多集中在技術(shù)含量較低的供暖和制熱領(lǐng)域,在可再生能源發(fā)電技術(shù)水平和利用規(guī)模方面跟國(guó)外相比還存在較大差距。我國(guó)新型可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量?jī)H為905萬(wàn)kW,占全球5.5%,遠(yuǎn)低于我國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘空既?6%的比重。

我國(guó)發(fā)展新能源的政策建議

我國(guó)是世界第一大碳排放國(guó)、第二大能源消費(fèi)國(guó)、第三大石油進(jìn)口國(guó),發(fā)展新能源具有優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、增加能源供應(yīng)、減輕環(huán)境污染等多重意義,同時(shí)也是全面落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè),以及全面建設(shè)小康社會(huì)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。我國(guó)政府把發(fā)展新能源上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度而加以重視,陸續(xù)出臺(tái)了多部法律法規(guī)和配套措施。

從近幾年的總體發(fā)展情況來(lái)看,我國(guó)新能源發(fā)展勢(shì)頭良好,增速遠(yuǎn)高于世界平均水平,不過(guò)由于種種原因,新能源發(fā)展過(guò)程中的許多障礙和瓶頸仍未消除,主要表現(xiàn)在:資源評(píng)價(jià)工作不充分,技術(shù)總體水平較低,成本跟常規(guī)能源相比不具備競(jìng)爭(zhēng)力,產(chǎn)業(yè)投資不足,融資渠道不暢,市場(chǎng)規(guī)模偏小,公眾消費(fèi)意愿不強(qiáng),政策法規(guī)體系不夠完善。結(jié)合國(guó)內(nèi)外新能源發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀,借鑒全球各國(guó)新能源發(fā)展經(jīng)驗(yàn),針對(duì)目前我國(guó)新能源發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題,特提出如下對(duì)策建議。

(一)正確選擇新能源發(fā)展方向

根據(jù)資源狀況和技術(shù)發(fā)展水平,確立以太陽(yáng)能為核心、核能和風(fēng)能為重點(diǎn)的發(fā)展方向。太陽(yáng)能是資源潛力最大的可再生能源,化石能源、風(fēng)能、生物質(zhì)能及某些海洋能都間接或直接來(lái)自于太陽(yáng)能,地球每年接收的太陽(yáng)輻射能量相當(dāng)于當(dāng)前世界一次能源供應(yīng)量的1萬(wàn)倍。我國(guó)的太陽(yáng)能熱利用已經(jīng)走在世界最前列,太陽(yáng)能光伏電池的產(chǎn)量也已經(jīng)躍居世界第一,不過(guò)在太陽(yáng)能光伏發(fā)電方面卻與光伏電池生產(chǎn)大國(guó)的地位極不相符。我國(guó)應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大在太陽(yáng)能熱利用方面的優(yōu)勢(shì),同時(shí)把發(fā)展并網(wǎng)光伏和屋頂光伏作為長(zhǎng)期發(fā)展重點(diǎn)。風(fēng)能是利用成本最低的新型可再生能源,風(fēng)電成本可以在幾年內(nèi)降低到常規(guī)發(fā)電的水平,目前已經(jīng)初步具備市場(chǎng)化運(yùn)作的條件。我國(guó)風(fēng)力資源較豐富的區(qū)域?yàn)槲鞑康貐^(qū)及東部沿海,屬于電網(wǎng)難以到達(dá)或電力供應(yīng)緊張的地區(qū),發(fā)展風(fēng)電應(yīng)是近期和中期的努力方向。核燃料的能量密度遠(yuǎn)高于常規(guī)能源,核電站可以在較短時(shí)間內(nèi)大量建造,迅速?gòu)浹a(bǔ)電力裝機(jī)缺口,最近國(guó)家發(fā)改委已經(jīng)把核電規(guī)劃容量提高了一倍多。

(二)加大新能源技術(shù)研發(fā)力度

我國(guó)從事新能源技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)分布在上百個(gè)高校和科研機(jī)構(gòu),數(shù)量雖多,但由于力量分散,具有世界水平的研究成果并不多。建議整合具有一定實(shí)力的新能源研究機(jī)構(gòu),成立中央級(jí)新能源科學(xué)研究院。抓住當(dāng)前因金融危機(jī)而引發(fā)全球裁員潮的有利時(shí)機(jī),積極創(chuàng)造條件吸引國(guó)外高端研究人才。以新能源重大基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)的研究為重點(diǎn),加強(qiáng)科研攻關(guān),盡快改變我國(guó)新能源科學(xué)技術(shù)落后的面貌。密切與國(guó)外的技術(shù)合作與交流,充分利用CDM機(jī)制,注重先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)并進(jìn)行消化吸收與再創(chuàng)新,努力實(shí)現(xiàn)技術(shù)水平的跨躍式發(fā)展。

可再生能源大多具有能量密度低、資源分布不均衡等缺點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行低成本、高效率利用是新能源開(kāi)發(fā)的首要問(wèn)題。顯然,可再生能源開(kāi)發(fā)技術(shù)的復(fù)雜程度要比常規(guī)能源高得多,涉及資源評(píng)價(jià)、材料和設(shè)備制造、工程設(shè)計(jì)、配發(fā)和管理等多個(gè)領(lǐng)域,必須進(jìn)行跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān),這對(duì)我國(guó)目前相對(duì)封閉的科研體制提出了挑戰(zhàn)。國(guó)家需要在搞活科研創(chuàng)新機(jī)制、打造科研合作平臺(tái)、加大知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度等方面做更多的努力,營(yíng)造良好的科研環(huán)境。

(三)有序推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化進(jìn)程

只有實(shí)現(xiàn)新能源的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化,才有可能使新能源的利用成本降至具有競(jìng)爭(zhēng)力的水平,為新能源普及打下基礎(chǔ)。在新能源開(kāi)發(fā)成本較高、使用不便的情況下,推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化必須由政府作為推手。促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化的措施涉及電價(jià)、配額、示范工程、技術(shù)轉(zhuǎn)化、稅費(fèi)減免、財(cái)政補(bǔ)貼、投資融資等,要對(duì)各種新能源的不同特點(diǎn)進(jìn)行充分分析,分門別類地制定合適的激勵(lì)政策。為保證政策的長(zhǎng)期有效要建立完善的督促檢查機(jī)制,對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行懲處,以維護(hù)國(guó)家政策措施的嚴(yán)肅性。

國(guó)家應(yīng)及時(shí)更新新能源產(chǎn)業(yè)的投資指導(dǎo)目錄,引導(dǎo)、鼓勵(lì)企業(yè)和個(gè)人對(duì)新能源的投資。同時(shí),也要對(duì)新能源投資行為進(jìn)行規(guī)范,避免一哄而上,造成局部重復(fù)投資或投資過(guò)熱。防止企業(yè)借投資新能源套取財(cái)政補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)或增加火電投資配額等不良行為。約束高污染新能源行業(yè)的投資行為,尤其是多晶硅副產(chǎn)品四氯化硅所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題值得關(guān)注。

(四)及早實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略

我國(guó)是鈾礦資源貧乏的國(guó)家,資源量遠(yuǎn)不能滿足未來(lái)核電發(fā)展的需要,鈾礦供應(yīng)必須依賴國(guó)際市場(chǎng)。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)世界上鈾礦資源豐富的國(guó)家有澳大利亞、美國(guó)、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯等,這5個(gè)國(guó)家的資源量合計(jì)占全球的比重為三分之二。其中,澳大利亞和哈薩克斯坦都是無(wú)核電國(guó)家,所生產(chǎn)的鈾礦主要用于出口。我國(guó)與哈薩克斯坦等國(guó)家關(guān)系良好,可作為實(shí)施鈾礦“走出去”戰(zhàn)略的重要目的國(guó)。合作重點(diǎn)應(yīng)該放在最上游的勘探、開(kāi)采領(lǐng)域,爭(zhēng)取獲得盡可能多的探礦權(quán)和采礦權(quán),為我國(guó)核電站提供穩(wěn)定、長(zhǎng)期的核燃料來(lái)源。

目前全球?qū)μ烊粴馑衔锏牡刭|(zhì)工作程度還非常低,這為我國(guó)獲取海外天然氣水合物資源提供了絕好的機(jī)會(huì)。在油氣資源領(lǐng)域,美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把全球的優(yōu)質(zhì)資源瓜分完畢,而在天然氣水合物領(lǐng)域,我國(guó)還存在較多獲取海外資源的機(jī)會(huì)。太平洋邊緣海域陸坡、陸隆區(qū)及陸地凍土帶的天然氣水合物資源豐富,這一地帶所涉及的國(guó)家主要是俄羅斯、美國(guó)、加拿大,應(yīng)努力爭(zhēng)取獲得跟上述三國(guó)合作開(kāi)發(fā)的機(jī)會(huì)。拉丁美洲國(guó)家沿海的天然氣水合物資源也比較豐富,要充分利用這些國(guó)家技術(shù)力量薄弱、研究程度低的現(xiàn)狀,加強(qiáng)與這些國(guó)家合作,以期能夠在未來(lái)取得這些國(guó)家的天然氣水合物份額。

東南亞處于熱帶地區(qū),自然植被以熱帶雨林和熱帶季雨林為主,特別適合油料作物的生長(zhǎng),是發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)的理想?yún)^(qū)域。東南亞國(guó)家是我國(guó)的近鄰,可為我國(guó)的生物柴油產(chǎn)業(yè)提供豐富而廉價(jià)的原料。我國(guó)可采取以技術(shù)、市場(chǎng)換資源的合作方式,在當(dāng)?shù)卦O(shè)立林油一體化生產(chǎn)基地,產(chǎn)品以供應(yīng)我國(guó)國(guó)內(nèi)為主。

(五)調(diào)整、完善新能源發(fā)展規(guī)劃和政策措施

我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)的新能源發(fā)展規(guī)劃有《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》、《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》等,部分行業(yè)部門和地方地府也針對(duì)實(shí)際情況制定了各自的發(fā)展規(guī)劃。國(guó)家級(jí)的規(guī)劃存在兩個(gè)問(wèn)題:一是發(fā)展目標(biāo)定得偏低,如風(fēng)能到2010年的發(fā)展目標(biāo)為1000萬(wàn)kW,到2020年的發(fā)展目標(biāo)為3000萬(wàn)kW,而事實(shí)上,1000萬(wàn)kW的目標(biāo)已經(jīng)于2008年實(shí)現(xiàn),3000萬(wàn)kW的目標(biāo)也可能提前于2012年左右實(shí)現(xiàn);二是缺乏設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)和資源評(píng)價(jià)方面的目標(biāo)。

國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)密切跟蹤國(guó)外新能源現(xiàn)狀,充分考慮新能源資源量、技術(shù)發(fā)展水平、環(huán)境減排目標(biāo)、常規(guī)能源現(xiàn)狀等因素,對(duì)我國(guó)新能源發(fā)展規(guī)劃作出適當(dāng)調(diào)整和完善,為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)。我國(guó)有關(guān)新能源與可再生能源的規(guī)定和政策措施并不比國(guó)外少,但這其中有許多已經(jīng)不再符合我國(guó)的實(shí)際,應(yīng)立即對(duì)不合時(shí)宜或相互矛盾的規(guī)定和措施進(jìn)行清理,制定出切實(shí)可行、可操作性高的配套法規(guī)和實(shí)施細(xì)則。

(六)建立符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的新能源統(tǒng)計(jì)體系

篇(6)

關(guān)鍵詞：汽車新技術(shù)；發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)；環(huán)保技術(shù)；碰撞預(yù)警系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U462文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.022

汽車的出現(xiàn)給人們的生活帶來(lái)了方便，人們告別了傳統(tǒng)的代步工具，不斷追求著更快的速度。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，人們對(duì)汽車的要求也不僅僅局限于速度，安全、舒適、智能、小巧及人性化等也成為了人們對(duì)汽車的要求。消費(fèi)者需求的改變推動(dòng)了汽車領(lǐng)域各個(gè)方面的巨大變化，一系列新式汽車技術(shù)不斷出現(xiàn)，安全、舒適、節(jié)能減排等成為了汽車技術(shù)發(fā)展的重心。

1汽車新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1電動(dòng)汽車技術(shù)

電動(dòng)汽車技術(shù)是用電機(jī)取代傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，用電池取代能源物質(zhì)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的技術(shù)。電動(dòng)汽車技術(shù)應(yīng)用前景被看好，電動(dòng)汽車具有零排放、能源使用效率高、對(duì)環(huán)境影響小、可以使用傳統(tǒng)汽車除了發(fā)動(dòng)機(jī)之外的其他技術(shù)等特點(diǎn)。但電動(dòng)汽車各方面的技術(shù)都處于初級(jí)階段，發(fā)展較為緩慢，市面上主要是電動(dòng)和傳統(tǒng)動(dòng)力相結(jié)合的混合動(dòng)力汽車，主要因?yàn)殡妱?dòng)汽車技術(shù)有車用蓄電池功率較小、行駛里程短、充電慢、使用不便、維護(hù)保養(yǎng)成本高等缺點(diǎn)。蓄電池技術(shù)發(fā)展緩慢成為了電動(dòng)汽車發(fā)展的主要瓶頸，目前電動(dòng)汽車上的電源仍是鉛酸蓄電池，這種電池不僅比能量低、充電耗時(shí)長(zhǎng)，而且壽命短。隨著新電池技術(shù)（鎳鎘電池、鈉硫電池、燃料電池）的發(fā)展，電動(dòng)汽車也必將得到快速發(fā)展。

1.2汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)

汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)是將發(fā)動(dòng)機(jī)將噴油嘴移到了汽缸內(nèi)部，利用電子控制系統(tǒng)精準(zhǔn)控制燃油的噴射時(shí)間和噴射量，直接送入燃燒室與吸入的空氣進(jìn)行混合的技術(shù)。采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都能保持最佳的燃燒效果，且具有排放更少、輸出功率更強(qiáng)大和油耗更低等優(yōu)點(diǎn)。由于電噴技術(shù)發(fā)展進(jìn)入瓶頸期，因此缸內(nèi)直噴技術(shù)成為發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的主要發(fā)展方向。雖然直噴汽油機(jī)的優(yōu)勢(shì)明顯，但是發(fā)展也非一片光明，油品質(zhì)量和制造技術(shù)發(fā)展緩慢限制了缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)展，缸內(nèi)直噴供油系統(tǒng)還有研發(fā)成本較高、零部件復(fù)雜精密和價(jià)格昂貴等劣勢(shì)，因此很難短期內(nèi)快速普及，但從其高效、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)來(lái)看，未來(lái)必定有更多性能出色、燃油經(jīng)濟(jì)性高的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)面世。

1.3自適應(yīng)巡航系統(tǒng)

自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)是一種智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，集強(qiáng)化車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)、牽引力控制裝置和抱死制動(dòng)系統(tǒng)于一體，能減輕駕駛員的工作負(fù)荷，提高駕駛舒適度。該系統(tǒng)主要是由雷達(dá)傳感器探測(cè)到汽車前方200m的路面情況，然后前后輪轂方向角傳感器、輪速傳感器判斷車輛行駛的方向和速度，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和扭矩控制器調(diào)整車輛的運(yùn)行速度和方向，保障行車安全。

1.4均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火技術(shù)

均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火技術(shù)是一種不同于汽油機(jī)的均質(zhì)充氣火花點(diǎn)火和柴油機(jī)的非均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火的全新內(nèi)燃機(jī)燃燒概念，簡(jiǎn)稱HICC。它是指空氣和燃油在進(jìn)氣過(guò)程中預(yù)先混合成均質(zhì)混合氣，然后進(jìn)入汽缸進(jìn)行壓縮，在壓縮形成活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)附近時(shí)，均質(zhì)混合氣達(dá)到自燃溫度而自燃，不需要任何點(diǎn)火系統(tǒng)。HICC燃燒方式具有同時(shí)NOx和PM排放低、燃料靈活性高、燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性較好等特點(diǎn)。HICC發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用正逐漸受到外汽車企業(yè)的高度重視，目前技術(shù)研究已到了實(shí)用化的階段。

2汽車新技術(shù)的發(fā)展方向

2.1汽車環(huán)保技術(shù)

全球儲(chǔ)藏能源的日益減少、環(huán)境污染日益嚴(yán)重、人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)對(duì)汽車市場(chǎng)提出了更高的要求，低排放、低油耗、高性價(jià)比的汽車將會(huì)成為主流。以生物燃油、混合動(dòng)力汽車、燃料電池等為代表的新能源汽車技術(shù)必將被廣泛應(yīng)用。生物燃油技術(shù)是汽車尋找新的動(dòng)力能重要技術(shù)，具有優(yōu)越的可持續(xù)性、安全性和環(huán)保性，備受汽車行業(yè)的重視。生物燃油技術(shù)是通過(guò)甲醇或乙醇等工業(yè)原料與植物油發(fā)生酯化反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)化學(xué)處理提純就可以得到生物燃油的技術(shù)，具有制造設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)中醇類物質(zhì)可以重復(fù)利用，副產(chǎn)品豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)，因此，生物燃油生產(chǎn)的市場(chǎng)化已經(jīng)指日可待。

2.2碰撞預(yù)警系統(tǒng)

安全技術(shù)永遠(yuǎn)都是汽車不可忽視的技術(shù)，安全技術(shù)能夠提高汽車回避事故的能力，例如電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于能夠根據(jù)汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸荷轉(zhuǎn)移的不同，自動(dòng)調(diào)節(jié)前、后軸的制動(dòng)力分配比，提高制動(dòng)效能。電子穩(wěn)定程序可以控制內(nèi)外側(cè)車輪、前后車輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，確保汽車行駛的橫向動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。碰撞預(yù)警系統(tǒng)在任何情況和環(huán)境下，都會(huì)綜合多種預(yù)警系統(tǒng)，將危險(xiǎn)情況反饋給駕駛者，減少碰撞事故的發(fā)生，具體預(yù)警類型有：①車距監(jiān)控預(yù)警，對(duì)車與車之間安全距離不足時(shí)進(jìn)行警報(bào)；②后車追尾預(yù)警，警告駕駛者受到后方車輛追尾；③前方預(yù)警，使駕駛者采用安全、合理的跟車方式，防止發(fā)生車倆碰撞；④車道偏離預(yù)警，使駕駛者在道路上以正常直線進(jìn)行駕駛。

2.3車身造型新技術(shù)

車身造型新技術(shù)是車身設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，未來(lái)的車身設(shè)計(jì)要滿足足夠的安全性、材料強(qiáng)度、減小氣動(dòng)阻力、氣動(dòng)穩(wěn)定性好等要求，同時(shí)又要保證最佳造型。未來(lái)的車身造型設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，滿足人的各種生理和心理要求，具有操作方便、使用舒適的特點(diǎn)。高強(qiáng)度車身技術(shù)滿足了車輛安全性、輕量化和人性化保護(hù)等方面的要求，其三層結(jié)構(gòu)側(cè)圍對(duì)整個(gè)車身結(jié)構(gòu)起到了強(qiáng)大的支撐作用，在車輛發(fā)生碰撞時(shí)，可以保證車內(nèi)留下足夠的生存空間，同時(shí)高強(qiáng)度車身可以使用各種新型材料，使車身強(qiáng)度更高、質(zhì)量更輕、造型更加豐富多樣。

作者：黃志榮

參考文獻(xiàn) 

[1]史文庫(kù).現(xiàn)代汽車新技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010. 

篇(7)

關(guān)鍵詞：常溫常態(tài) 氧化破膜 活性污泥 脫水

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（b）-0138-03

污水處理廠所產(chǎn)生的剩余污泥處理處置是當(dāng)今世界環(huán)保課題的一大難題，有效減低污泥含水率是課題中的一個(gè)技術(shù)瓶頸。目前，我國(guó)的污水處理廠普遍采用的機(jī)械脫水方式可將污泥含水率將至75%～80%之間，而環(huán)保部辦公廳2010年的《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》中規(guī)定：污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至50%以下含水率。

1 常溫常態(tài)氧化破膜污泥脫水技術(shù)及技術(shù)特點(diǎn)

常溫常態(tài)氧化破膜污泥脫水處理技術(shù)以破解菌膠團(tuán)有機(jī)絮凝體的吸包水及菌膠團(tuán)的內(nèi)部水為研究方向，取得重大突破，污泥氧化破膜脫水技術(shù)基于膜界面電子轉(zhuǎn)移與氧化還原微反應(yīng)理論，在常溫常壓下，完成氧化劑高能態(tài)電子在s-g、s-l界面與剩余污泥膠束結(jié)構(gòu)鍵合鍵軌道對(duì)稱性轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和菌胞膜的氧化破解，使污泥中大量結(jié)構(gòu)水、吸包水和晶胞水變成間隙水，聚沉后經(jīng)高壓壓濾機(jī)一次脫水至含水率40%以下（可降到32%左右），實(shí)現(xiàn)污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化。

該技術(shù)是在常溫常壓下，利用空氣和廢鐵屑、廢硫酸的相互作用下生成強(qiáng)氧化劑O3、Fe2（SO4）3，在這幾種藥劑及少量的FeSO4共同作用下，實(shí)現(xiàn)污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)和菌胞膜的氧化破解，使污泥中大量結(jié)構(gòu)水、吸包水和晶胞水變成間隙水，通過(guò)一系列的氧化、水解、混凝聚沉反應(yīng)，形成不可逆轉(zhuǎn)的凝結(jié)硬化殼，使污泥顆粒具備一定的水穩(wěn)定性和強(qiáng)度穩(wěn)定性。聚沉后的污泥經(jīng)高壓壓濾機(jī)一次脫水至含水率40%以下，實(shí)現(xiàn)污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化。實(shí)現(xiàn)污泥較好的綜合利用，且具有投資省、見(jiàn)效快、節(jié)能減排。成套裝置處理污水廠污泥，解決了常溫深度脫水的世界性難題，是國(guó)內(nèi)國(guó)外污水廠污泥深度處理的行之有效的途徑。應(yīng)用該技術(shù)處理城市污水廠剩余污泥，不僅可以給污水廠帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益，也具有較好的社會(huì)及環(huán)境效益。

2 國(guó)內(nèi)外污泥脫水技術(shù)比較

在國(guó)內(nèi)外處置剩余污泥的傳統(tǒng)方法主要是將剩余污泥脫水后衛(wèi)生填埋、焚燒和熱能利用、土地生物利用等。衛(wèi)生填埋對(duì)污泥處置要求相對(duì)簡(jiǎn)單，需要大量的填埋場(chǎng)地和污泥的運(yùn)輸費(fèi)用，而且容易造成運(yùn)輸沿線臭氣散發(fā)、填埋場(chǎng)地下水污染和臭氣散逸等二次污染問(wèn)題，我國(guó)污泥填埋主要滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置》混和填埋泥質(zhì)（GB/T23485-2009）含水率低于60%，常規(guī)污泥脫水泥餅含水率在75%～85%，因此污泥含水率低于60%也是常規(guī)污泥脫水的一個(gè)技術(shù)瓶頸。

焚燒和熱能利用技術(shù)充分利用剩余污泥的剩余熱值發(fā)電，剩余污泥的干基高位熱值在2500～17000 kJ/kg，污泥的含水率越低污泥剩余熱值越高，污泥自持焚燒要求污泥含水率低于50%，由于常規(guī)剩余污泥脫水后含水率在75%～90%，泥餅熱值較低，污泥不能自持焚燒，污泥干化和焚燒不能達(dá)到自持焚燒生產(chǎn)，需要增加其他輔助燃料，成本較高，所以國(guó)內(nèi)的污泥焚燒利用推廣的最關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸是剩余污泥脫水后的含水率降到60%以下。

綜合上述生化處理剩余污泥的處置處理方法都存在無(wú)法突破含水率低于60%的技術(shù)瓶頸。主要原因是由于沒(méi)有很好地破解污泥細(xì)菌的ECP（包外聚合物）、油包水結(jié)構(gòu)，污泥脫水含水率指標(biāo)難以降到60%以下，影響了這些工藝技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用和推廣。

國(guó)內(nèi)外有環(huán)保公司和研究機(jī)構(gòu)正在致力于研究開(kāi)發(fā)出來(lái)污泥脫水新技術(shù)，在具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)的條件下去突破脫水污泥含水率低于60%。將污泥含水率降低于60%的技術(shù)分兩種生產(chǎn)方式，第一種生產(chǎn)方式是將含水率99.2%～98%的低濃度剩余污泥先脫水降低到80%左右，再將污泥經(jīng)過(guò)干法技術(shù)降低到60%以下；第二種生產(chǎn)方式是將含水率99.2%～98%的低濃度剩余污泥直接脫水降低到60%以下。

第一種生產(chǎn)方式第一生產(chǎn)階段一般采用常規(guī)低濃度脫水方法，目前國(guó)內(nèi)主要技術(shù)工藝帶式脫水機(jī)工藝、臥式離心脫水工藝、板框脫水工藝等，這些常規(guī)工藝脫水污泥含水率在75%～85%，第二生產(chǎn)階段將含水率在80%左右污泥再采用堆肥、石灰調(diào)質(zhì)、污泥化學(xué)改性、熱干化技術(shù)及電滲透等工藝。厭氧或含氧堆肥大多采用調(diào)理劑調(diào)理降低污泥含水率之后再堆肥生產(chǎn)，存在占地面積大，臭味較大，運(yùn)行周期長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用較高，處理能力較小等不足之處。石灰調(diào)質(zhì)脫水工藝石灰投加率為20%～30%，石灰投加量大污泥增重較大，污泥容積較大，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，泥餅和濾液是堿性，濾液還需調(diào)節(jié)PH值處理，設(shè)備的防腐要求也較高，運(yùn)行費(fèi)用較高。熱干技術(shù)由于污泥含水率較高，污泥熱值不能維持自身污泥干化運(yùn)行需要增加外源能源，能耗較大，運(yùn)行成本很高。電滲透干法存在設(shè)備投資、運(yùn)行成本費(fèi)用較高，設(shè)備的維護(hù)要求很高等不足之處。

第二種生產(chǎn)方式有石灰法技術(shù)、污泥熱干法技術(shù)、污泥加藥改性技術(shù)等。石灰法是將低濃度污泥濃縮后采用投加石灰和調(diào)理劑，調(diào)理的時(shí)間較長(zhǎng)，投加率較高，石灰投加量大，干基污泥增重較大，污泥容積較大，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，泥餅和濾液是堿性，濾液還需調(diào)節(jié)pH值處理，運(yùn)行費(fèi)用較高。污泥熱干法技術(shù)國(guó)外運(yùn)行較多，能耗很高，存在投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較高的特點(diǎn)。污泥加藥改性一般采用藥劑對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，沒(méi)有對(duì)污泥進(jìn)行本質(zhì)上的改變，降低污泥的含水率依賴的是機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)。污泥加藥改性技術(shù)分污泥菌膠團(tuán)沉降性能改性和污泥菌膠團(tuán)細(xì)菌改性，針對(duì)污泥沉降性能改性，污泥的脫水率只能降到65%左右。幾種脫水技術(shù)介紹如下：

（1）石灰穩(wěn)定法污泥無(wú)害化技術(shù)：使用生石灰（CaO）穩(wěn)定污泥。具體過(guò)程為：生石灰與污泥當(dāng)中的水結(jié)合反應(yīng)生成氫氧化鈣，再加入少量氨基磺酸與之反應(yīng)成氨氣。在此過(guò)程中，每公斤石灰可以化合0.32 kg的水，同時(shí)釋放1141KJ的熱量，可將污泥溫度提升到70℃，pH值提升到12.4，從而有效殺滅病原體，并分解有機(jī)物，蒸發(fā)污泥中游離態(tài)水0.43 kg。另外氨基磺酸和石灰反應(yīng)放出氨氣，起到輔助殺菌的作用，氨氣最后用吸收塔吸收。

石灰用量為脫水污泥重量的10%～15%，氨基磺酸的用量大概占石灰重量的1%。污泥由管道進(jìn)入存儲(chǔ)料倉(cāng)。污泥，生石灰，氨基磺酸在料斗中經(jīng)過(guò)攪拌器混合后，由雙螺旋進(jìn)料機(jī)推入到柱塞泵進(jìn)料口，通過(guò)柱塞泵的泵送作用經(jīng)管道輸送至反應(yīng)器里，在70℃的溫度下停留超過(guò)30 min，通過(guò)時(shí)間和溫度的控制來(lái)去除污泥里面的病菌，出來(lái)的污泥經(jīng)檢測(cè)達(dá)到EPA503A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處理過(guò)程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處理后排放。

（2）水蚯蚓污泥處理技術(shù)：水蚯蚓是環(huán)節(jié)動(dòng)物水生寡毛類的俗稱，通常生活在微流水、有機(jī)質(zhì)豐富的水底淤泥中，它們像陸生蚯蚓一樣，吞食污泥，同時(shí)從污泥中攝取細(xì)菌、有機(jī)碎屑顆粒及底棲藻類，有時(shí)也取食一些微型動(dòng)物，通過(guò)排遺蚓糞，水蚯蚓為雌雄同體，異體受精，壽命通常80～120d。

應(yīng)用生態(tài)學(xué)理論，生物鏈越長(zhǎng)，物質(zhì)能量在傳遞過(guò)程中被消耗就越大。在生產(chǎn)者、分解者、二環(huán)生物鏈上延伸，引入消費(fèi)者，創(chuàng)建三環(huán)生物鏈，形成簡(jiǎn)單高效的人工生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，水蚯蚓與微生物協(xié)同作用，通過(guò)物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換消化污泥，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化80%以上。（見(jiàn)圖1）

水蚯蚓生物消化污泥技術(shù)相比傳統(tǒng)污泥處理方法，能節(jié)省城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行成本30%，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

缺點(diǎn)是尚處于工程試驗(yàn)階段。水蚯蚓對(duì)各地環(huán)境的適應(yīng)性直接影響其處理效果。目前還完全靠摸索和經(jīng)驗(yàn)，尚沒(méi)有一個(gè)可以參考和借鑒的污染處理負(fù)荷值，缺乏一些穩(wěn)定的工藝參數(shù)，不利于設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。此外，水蚯蚓是直接與污水處理系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，存在一個(gè)與微生物處理系統(tǒng)的生物量平衡問(wèn)題。

（3）污泥調(diào)質(zhì)深度脫水技術(shù)：以物理和化學(xué)相結(jié)合的方法，改變污泥的脫水性能，再利用板框壓濾等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行深度脫水。

（4）污泥焚燒技術(shù)：利用噴霧干燥原理對(duì)污泥進(jìn)行霧化干燥后焚燒。但是其投資過(guò)高，占地面積較大。市場(chǎng)前景不容樂(lè)觀。

（5）污泥熱干化技術(shù)：移動(dòng)式污泥干燥設(shè)備也可以利用污泥厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣作為燃料，再適當(dāng)加上煤油完成污泥的干化過(guò)程。其缺點(diǎn)是不經(jīng)濟(jì)，總投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用均太高。

各種脫水工藝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析見(jiàn)表1。

3 常溫常態(tài)氧化破膜污泥脫水技術(shù)工程案例

（1）污泥來(lái)源。

廣東陽(yáng)東經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠含水率97%的剩余污泥。

（2）操作步驟。

①往發(fā)明人研發(fā)的污泥深度脫水氧化破膜劑及調(diào)理劑發(fā)生裝置各進(jìn)料口按標(biāo)識(shí)分別填充滿50%濃度的硫酸亞鐵、50%濃度的聚鐵（硫酸鐵）、50%濃度的片堿（NaOH），注入壓縮空氣，打開(kāi)各控制閥門，制備出O3。

②抽取約75 t含水率為97%的剩余污泥至氧化破膜反應(yīng)池中，通過(guò)發(fā)明人研發(fā)的污泥深度脫水氧化破膜劑及調(diào)理劑發(fā)生裝置投加60 kgFeSO4溶液（50%），pH控制在6左右，關(guān)閉發(fā)生裝置FeSO4輸送閥；打開(kāi)水下推流器，讓之反應(yīng)30 min；再打開(kāi)發(fā)生裝置O3輸送閥，反應(yīng)4h，關(guān)閉O3輸送閥，關(guān)閉水下推流器，破膜反應(yīng)完成。

③打開(kāi)污泥提升泵，把破完膜的污泥從氧化破膜反應(yīng)池泵進(jìn)混凝反應(yīng)沉淀池，污泥抽取完成后，關(guān)閉污泥提升泵；打開(kāi)水下推流器，進(jìn)行充分混合；打開(kāi)發(fā)生裝置片堿（50%濃度NaOH溶液）、Fe2（SO4）3的輸送閥，投加量分別為30 kg、30 kg；反應(yīng)30 min分鐘后，關(guān)閉水下推流器，關(guān)閉發(fā)生裝置片堿（NaOH）、Fe2（SO4）3的輸送閥。

④沉淀靜止4 h后，開(kāi)啟混凝反應(yīng)沉淀池上清液排放閥，將上清液排進(jìn)污水處理系統(tǒng)前端重新處理，上清液排放完全后，關(guān)閉上清液排放閥；打開(kāi)混凝反應(yīng)沉淀池底部的排泥閥，沉淀的污泥排進(jìn)儲(chǔ)泥池，排滿后，關(guān)閉排泥閥。

⑤開(kāi)啟高壓壓濾機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行壓泥脫水，脫水完成后泄泥，取泥餅進(jìn)行含水率檢測(cè)分析。

（3）含水率測(cè)試檢測(cè)分析。

采取含水率快速測(cè)量?jī)x進(jìn)行含水率檢測(cè)和烘干法含水率檢測(cè)兩種方法進(jìn)行含水率檢測(cè)對(duì)比分析。

（4）pH檢測(cè)分析。

用pH試紙檢測(cè)壓濾機(jī)濾液：pH約為7；用pH試紙檢測(cè)泥餅：取小塊泥餅溶進(jìn)裝有自來(lái)水的燒杯中，pH約為7。

（5）運(yùn)行成本分析。

電費(fèi)：按0.629元/kw?h計(jì)算，電費(fèi)按0.629元/kw?h計(jì)算，電費(fèi)分析按折算成含水率為0的絕干污泥計(jì)算。（見(jiàn)表2）

藥劑費(fèi)：按藥劑費(fèi)分析按折算成含水率為0的絕干污泥計(jì)算。（見(jiàn)表3）

人工費(fèi)：需2人/天，按80元/人?天計(jì)算工資，每天處理污泥量為2.25 t（按含水率為0的絕干污泥計(jì)算），則人工費(fèi)為71.11元/噸泥。

則處理每噸污泥（按折算成含水率為0的絕干污泥計(jì)算）成本為：電費(fèi)+藥劑費(fèi)+人工=141.83元/噸泥。

（6）結(jié)論。

該次實(shí)施案例成功，含水率以烘干法為準(zhǔn)，經(jīng)本成果發(fā)明技術(shù)處理后的污泥含水率能滿足40%以下的設(shè)計(jì)要求，實(shí)際達(dá)到38.54%，運(yùn)行成本為141.83元/t泥（按折算成含水率為0的絕干污泥計(jì)算）。

4 結(jié)語(yǔ)

目前各種污泥深度脫水技術(shù)面臨的難題在于，現(xiàn)有的調(diào)理劑存在成本高、用量大、調(diào)理工藝復(fù)雜，設(shè)備投資、運(yùn)行成本過(guò)高，并未實(shí)現(xiàn)污泥減量化，容易影響污泥的再生或后續(xù)利用，環(huán)境效益差等缺點(diǎn)，不是最終的脫水方案。機(jī)械脫水僅能使自由水和存在于污泥顆粒間的間隙水去除；毛細(xì)水和污泥顆粒之間的結(jié)合力較強(qiáng)，需借助較高的機(jī)械作用力和能量；胞內(nèi)水的含量與污泥中微生物細(xì)胞所占的比例有關(guān)，使用機(jī)械方法去除這部分水是行不通的，而需采用高溫加熱和冷凍等措施。這些方法不是存在含水率不能達(dá)到要求就是存在運(yùn)行成本過(guò)高或增加污泥容量等缺點(diǎn)而不能滿足現(xiàn)實(shí)所需。

參考文獻(xiàn)

[1] 班福忱，劉明秀，李亞峰，等.城市污水處理廠污泥資源化研究探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006（4）：45-47.