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生物燃料必威 betway必威应用十篇
发布:2024-03-19 01:20:13 浏览:

  必威 必威betway必威 必威betway随着世界能源结构多元化、高效化、清洁化的开发和利用,生物质以其低碳、可再生的特点受到人们的重视,以生物质能源为燃料的锅炉也应运而生。

  燃料的发热量是燃料的一个很重要的特性,它是单位质量的燃料完全燃烧时所能释放出的最大发热量,发热量的高低取决于其化学组成以及可燃成分的多少,并与燃烧条件有关,发热量是衡定燃料质量的重要指标。

  生物质是由纤维素、粗纤维素、木质素的碳水化合物、粗蛋白、蛋白酶、以及与微量元素等共同组成多种复杂 高分子有机化合物的复合体。自然环境下生物质燃料都含有一定量的水分,因种类的不同而变化。生物质中的水分以不同的形态存在, 即化合结晶水、内在水分和外在水分。化合结晶水用于生物质的合成。内在水分以物理化学结合力被吸附在 生物质内部的毛细管中,其含量比较稳定,一般5%左右;由于内在水分所处的位置结构其水分的蒸汽压力小于同温度下纯水的蒸汽压力,所以在常温下很难除去,必须在105℃至110℃下用加热干燥设备才能除去,是一个较为恒定值。生物质的外在水分以机械吸附携带方式存在于生物质的表面、结构间隙以及较大毛细孔中,与其运输和储存紧密相关。外在水分可用自然干燥法除去,在自然环境条件下,生物质燃料的外在水分不断蒸发,直到外在水分的蒸汽压力与空气的水蒸汽压力相同时,达到气液两相平衡,此时失去的水分是外在 水分,但失去水分的多少决定于相伴空气的 温度和空气的相对湿度,随自然环境的变化是一个相对的变量,所以外在水分是一个相对值而不是一个绝对值。一般来讲,水分是生物质燃料中的杂质,它即增加了运输和设备运行与检修中的费用、又降低生物质燃料的热值等。

  燃料热值的高低取决于燃料中含有可燃成分的多少,但是,燃料的发热量(热值)并不等于可燃组成的C、H、S发热量的代数和。因为它们是在生长过程中通过光合作用等有机合成的产物,并于生物质的种属,植物的部位、生长地域、环境条件等有关。对于生物质燃料高位热值的测定通过常用的元素分析法不仅十分繁琐而且设备复杂,必须有专业的化学实验室来完成。在实际操作中,对于工厂技术人员,用门捷列夫经验公式估算和氧弹量热器来测定燃料热值并不实用,又没有较为成熟的经验公式。

  燃料的热值分为高位热值HHVdaf由专业化实验室测得和低位热值(净热值)LHV。HHVdaf是燃料实际最大可能发热量,它是挥发份和固定碳的燃烧反应热之和。燃料燃烧后烟气中的水蒸汽包含了燃料中元素H在燃烧时与氧气反应生成的水蒸汽、燃烧过程中燃料的内在水分和外在水分形成气相的水蒸汽、冷空气中的过热水蒸汽。实际应用中燃料在燃烧设备燃烧后产生的高温烟气,通过尾部换热面时的温度仍相当高,一般都在100℃以上,,而且水蒸汽在烟气中的分压力又比大气压力低,所以此时燃烧反应产物中的水和燃料中携带的全水份仍然都是气相的饱和蒸汽或过热蒸汽,不能凝结成液相的水。为了有效地防止低温腐蚀,这部分汽化潜热就无法利用,而被排入大气,燃料的实际可利用热值就减小,所以从燃料高位热值HHVdaf中扣除掉这部分水蒸汽的汽化潜热,再减去灰渣热焓(无冷渣系统)后,就得到所能利用的净热值LHV。

  由于生物质各种属燃料的有机物物质成分变化范围较小,工业分析中只要查出专业实验室对各种生物质燃料的高位热值HHVdaf(见表)的测定值,再测定出生物质燃料的全水分、全灰分、知道灰分的比热容,就可较准确地估算出单位质量的生物质燃料可利用的低位热值LHV,生物质的低位热值可以用以下公式进行估算:

  灰分A等;燃料的(燃烧热)热值来源于挥发份、固定碳的燃烧反应热;其燃烧机理基本与煤相同,不同之处生物质固定碳燃烧多为剥落性燃烧。灰分视为生物质中不能燃烧的矿物杂质,它可分为两种即生物质自身结构的矿物质和在采取、运输、储存过程中的生物质所携带的外部杂质。灰渣是在生物质燃烧或在空气中经过一系列的分解,化合等复杂反应后所剩余的残渣。在生物质的燃烧过程中,少量的飞灰对燃烧有催化作用(石英砂除外),有助于加强有焰燃烧与相间的能量传输;但随着灰分含量的增大,使单位质量的可燃物质的含量相对减少很多,相应燃料的热值减少就越多,并降低燃烧温度,阻碍燃烧过程中的辐射传热,降低燃烧速度,包裹焦炭颗粒,阻碍氧气向焦炭内部扩散,增大机械不完全燃烧热损失;并在燃烧过程中的热泳、惯性碰撞、以及烟道、尾部换热面的凝结,化学反应过程中,增加受热面与换热面的积灰、磨损和腐蚀,使排烟飞灰热焓增大等。所以一般视灰分为生物质燃料中的渣质,增加运行费用。

  在生物质燃烧的热解过程中分为水分析出阶段、分子断链热分解阶段和缩聚阶段(焦炭降解阶段)三个阶段。由于高分子有机化合物的失水,化学键断裂,自由基的形成以及重组反应,形成挥发分而完成相变过程,后期缩聚阶段形成残碳。在整个燃烧过程中伴随着同相燃烧和异相燃烧,在挥发分开始燃烧时,按照链式反应的机理,H和水蒸气对CO的燃烧反应具有触媒作用,少量2%(空气干燥后的燃料中所含内在水分的质量百分数远远超过此临界值)的水蒸气可以减小生物质燃烧的活化能、降低可燃质燃烧着火点、便于低温燃烧,改善生物质燃烧后期焦碳燃烧的温度场,加快燃烧速度,并影响烟气中NOx的排放量。但随着内外在水分的增加,在层燃锅炉中,质地较软的生物质燃料会在加热过程中出现软化黏结以及布风不均现象,这种现象产生了一定的后果,例如:造成燃料的料层与通风间隙不均和单位质量可燃质的燃烧面积缩减,降低炉膛内燃料反应温度与化学反应速度,延长固态可燃质在推动或转动机械式燃烧设备上的停留时间,增加物理不完全燃烧热损失,削弱炉膛火焰充满度,减少炉膛的容积热强度、壁面热强度、截面热强度,加大烟气过剩空气系数,降低锅炉出力。在燃料燃烧的过程中因水分蒸发汽化以及过热要消耗大量的热量,(无论是层燃或流化燃烧,水蒸气导致可燃物质与氧气的浓度场减弱、炉膛燃烧温度场的温度降低,影响化学反应速度),烟气体积增大,随之烟气带走的热量损失增多,伴随引风机电耗加大,厂用电率增高等,经济效率下降。化学燃烧反应虽然是放热反应,然而水分子蒸发与过热却要吸收热量,因此大多数生物质燃烧自维持燃烧时,要求其水分不大于65%,超过此数值则需加入辅助燃料来助燃。

  为了确保证生物质燃料的经济价值、发挥其潜力,在生物质的采获、晾晒、运输、储存的过程中应避免外在水分和机械携带水分的混入。根据盖斯定律可知,防止微生物发酵、腐烂是保证生物质燃烧热值不致降低的有效措施。因此对生物质燃料的低位热值进行估算,控制水分、灰分,为收购燃料、合理定价以及生物质燃料的有效利用,使之发挥较好的经济效益而提供参考。

  喷气燃料的热氧化安定性对喷气式发动机飞行安全有着十分重要的意义,燃料受热和溶解氧作用生成的沉积物会堵塞燃料管线、喷嘴和燃油系统的精密阀件,腐蚀燃油系统的密封材料,从而破坏发动机的正常工作甚至导致飞行的失败。因此,分析喷气燃料的影响因素以及寻求最佳的提高喷气燃料热氧化安定性的方法就显得尤为重要。

  外部条件对喷气燃料热安定性的影响首推温度,试验证明:随着温度的提高,燃料产生沉淀和胶质的数量也增多、颜色加深。温度能使许多化学反应速度(包括烃类氧化反应速度)加快。温度升高使燃料分子产生最初自由基的数目增多和分子运动的平均速度增大,从而加速了烃类氧化链反应的进行,生成酸性物质和胶质的倾向增大。当温度高于100-110℃时,喷气燃料沉淀物的生成速度将急剧提高,在此情况下只需几分钟就开始产生沉淀。每一种燃料有一个沉淀物的产生温度范围,温度上升的程度影响沉淀物的生成量,同时也会影响沉淀物颗粒大小和沉淀物的化学组成。温度上升,会使沉积物的胶体化合物增多,同时沉淀物的颗粒增大。

  除了温度外,在高温条件下与喷气燃料接触的气相介质组成对喷气燃料沉淀物形成过程有很大影响。氧化聚合作用是沉淀物产生的重要过程,这一过程首先与四周介质带来的氧气量有密切关系。随着空气中氧浓度下降,沉淀物的生成量也随之下降;当与燃料接触的气相介质中氧浓度下降到70g/m3或更低时,氧化聚合反应几乎停止。除此之外,还应该注意到喷气燃料溶解氧的作用,溶解氧一方面直接影响密闭空间内的氧浓度,更主要的是参与了复杂的自由基快速反应,并导致燃料在高温条件下生成沉淀物和沉积物。加热烃类时,氧很容易形成引发和传递自动氧化反应的自由基。如果把溶解氧的含量降低到1g/m3级,燃料的氧化作用就不太明显,此时燃料自身的热分解机理将起主要作用。而这种热分解温度要比自动氧化温度高得多。

  此外,喷气燃料在飞机系统内常与多种金属接触,在高温氧化条件下,金属对燃料氧化过程有催化作用,影响燃料中沉淀物的生成量。某些制造燃料系统部件的金属和合金,如铜和各种牌号的青铜,均具有催化活性,在高温下会大大加速燃料沉淀物的生成。同时喷气燃料在炼制和储运过程中,可能溶解微量的金属,这些金属溶解后成为灰分的组成部分。和飞机燃料系统的金属结构一样,这些微量金属对燃料的氧化也有催化作用。加之飞机燃料系统的某些部件是在高压下高速运行,摩擦使表面产生局部高温,这些微量金属不仅对氧化过程起催化作用,还会被氧化,成为沉淀物的组成部分。

  在相同的外部条件下,对喷气燃料热氧化安定性起决定作用的因素是燃料的组成。即在喷气燃料沉淀物生成过程中,起主要作用的是燃料的烃类组成、非烃化合物和氧化产物。喷气燃料的烃类组成对高温下沉淀物的生成有很大影响。一般说来,燃料受热时,烃类氧化反应的活性顺序为:烷烃、环烷烃

  喷气燃料中的非烃化合物主要是指含硫、氧和氮的有机化合物,此类非烃化合物含量虽少,却是喷气燃料产生沉淀物的主要因素之一。

  喷气燃料所含的硫化物中,以多硫化合物、高级芳香硫醇和脂肪族硫醇最趋向于引起氧化反应。

  氮化物含量很少,一般不超过0.0015%。主要是一些含氮的有机碱类,它对于燃料的氧化有安定作用。但此类化合物中如有芳香族结构,则会促使燃料产生沉淀物。

  燃料中的氧化物主要包括羧酸、酚类等酸性氧化物和醇、醛、酮、酯等中性氧化物。这些氧化物一部分是石油中原有的或在加工过程中形成的,一部分是产品在贮存过程中形成的。有关研究表明:中性和酸性胶质是燃料高温下产生沉淀物的重要根源之一,这些胶质物不仅是沉淀物的组成部分,更是燃料氧化过程中的强氧化剂或氧化诱发剂,如酸性胶质就是强氧化剂,醇酸是氧化的强烈诱发剂。

  油品中的碱性氮化物主要有吡啶系、喹琳系、苯胺系,它们对油品的颜色安定性和沉淀生成均有影响。非碱性氮化物主要是吡咯、吲哚和咔唑及它们的同系物,它们对油品的安定性影响比较大,在非碱性氮化物中,尤以吡咯类化合物对安定性影响最为显著,能使油品生成不溶性胶质,并使颜色变深。除以上因素外,在燃料胶质凝聚过程中,机械杂质和水分也是一个影响因素。

  改善喷气燃料热氧化安定性的方法主要有两种:一是改变炼油工艺,改变基础油,该方法不但产量较低,而且成本很高,在目前阶段这种途径的可行性较低;二是向喷气燃料中加入可提高喷气燃料热安定性的添加剂,这种方法以现有技术为基础,充分考虑现代飞机对热氧化安定性喷气燃料的质量要求,并兼顾产品的经济性,因此,通过加入添加剂来提高喷气燃料热氧化安定性的方法较为可行。

  目前已经投入使用或正在研制的添加剂主要有抗氧剂、金属钝化剂、脱氧剂、供氢剂和清静分散剂等。

  在喷气燃料的发展过程中,应用于提高喷气燃料热氧化安定性的添加剂主要是抗氧化添加剂。

  在喷气燃料中引入抗氧化剂的目地是抑制氧化,延长氧化诱导期,阻止和延缓自由基氧化链锁反应的发生。我们知道,终止或减弱氧化过程的最好方法,一是设法分解过氧化物,终止自由基链反应的继续发展;二是将过氧化物自由基捕捉,减慢链增长速度。

  在300℃以下,添加传统屏蔽酚型和二烷基二苯胺型抗氧剂就能够满足燃料对于热安定性的需求。因为抗氧剂能降低或防止燃料中自由基的形成,可以预防燃料在储存中或在较低温度下使用时生成胶质和过氧化物。现在喷气燃料中普遍使用的抗氧剂有胺型和酚型抗氧剂。

  以添加抗氧剂2,6-二叔丁基对甲基酚(BHT)和天然抗氧剂茶多酚(TPP)为例对抗氧剂改善喷气燃料热氧化安定性做简要说明。

  将盛有燃料的压力溶弹放置在200℃的恒温箱内进行加速氧化试验,加入BHT和TPP的质量分数均为1.0×10- 4。图1示出了12h内热氧化沉积物的质量分数WD随时间t的变化。

  由图1可见,燃料中加入BHT和TPP时,沉积物量减少,说明热氧化安定性都有所提高,加入抗氧剂可以延长燃料的氧化诱导期。未加抗氧剂的燃料在200℃、2h条件下生成沉积物的质量分数为0.9×10-4,加入BHT、TPP抗氧剂的燃料若生成相同质量的沉积物,时间将分别延长到5h、9 h,且在9h之前含TPP的燃料热氧化安定性较好,保持较低的沉积量。其主要原因是加入的抗氧剂与燃料氧化过程中产生的过氧化自由基作用,阻断了链反应的进行。

  抗氧剂能够通过对自由基和过氧化物的作用而有效提高喷气燃料的贮存安定性和并非太高使用温度下的热安定性,但对提高现代先进飞机所需的喷气燃料高温热安定性的作用是有限的。由于现代喷气燃料温度在300℃~480℃发生氧化、热裂解混合型反应,对应的燃料性能称为高温热氧化安定性。随着高性能飞机的研制,喷气燃料的工作温度越来越高,其使用温度已经超过300℃,其氧化机理更加复杂,通常认为大分子烷烃在高温下热降解生成了小分子的自由基,从而导致了活性自由基在高温下缩合,最终生成固体物质化合物。

  由于喷气燃料在贮存和使用过程中,在地面和飞机燃料系统中会与各种金属材料接触,燃料中可能会有金属离子,特别是铜离子。金属钝化剂的作用是通过与金属离子特别是铜离子结合成钝态络合物,来阻止金属离子对燃料的氧化催化作用。目前使用的金属钝化剂主要是铜钝化剂,这是一些水杨酸型多元碱,N,N-二水杨酸一1,2一乙二胺。金属钝化剂的作用并非在于直接提高喷气燃料的热安定性,而是在于提高抗氧化剂的作用效率,因此,通常是与抗氧化剂联合使用。

  喷气燃料自由基热氧化历程和金属对燃料氧化的催化作用,都离不开燃料中溶解氧的作用,如果能够脱除溶解氧或使溶解氧不参与自由基氧化历程,则必然会大大减慢燃料的氧化速度,提高喷气燃料的热安定性。而脱氧剂是一类通过化学反应脱除燃料中溶解的分子氧的化合物。脱氧剂分子在加热条件下与溶解氧分子发生氧化反应,生成二次氧化还原产物,从而在飞机飞行过程去除喷气燃料中溶解氧,提高燃料的高热安定性。目前可应用的脱氧剂主要是取代苯基衍生物和芳基磷化氢,但还没有得到广泛使用。

  对供氢剂的研究始于美国在1993年开始执行的“先进燃料组成与使用”的计划,研制它的最初目地是通过吸热反应来降低燃料和飞机各系统的温度,使喷气燃料能够有效排除飞机过高的热负荷,满足巡航速度在Ma=5的高超音速飞机对喷气燃料热安定性的要求。已经考察的供氢剂主要有甲基环已烷和反式萘烷;由于萘烷在研究中表现出良好的高温热安定性,因此进一步研究了萘烷作为喷气燃料高温热安定性添加剂的应用。研究表明当燃料系统沉积以热缩合为主时,萘烷在试验中显现出的提高燃料高温热安定性的潜力很大。对于这类添加剂的研究只是处于起步阶段,并且就目前的飞机性能而言,对它的研究更具有技术储备的意义。

  以上几种添加剂中,抗氧剂和金属钝化剂己经普遍使用在喷气燃料中,而脱氧剂和供氢剂是国外正在研究的新型添加剂。加入了抗氧剂和金属钝化剂的喷气燃料热氧化安定性较好,尤其是喷气燃料的储存安定性得到了提高。但在高温条件下使用时,这两种添加剂对提高喷气燃料的热氧化安定性作用不明显,仍然出现了一些问题。

  清净分散剂在油中的应用,主要是为了分散清洗己经形成的氧化沉积物,防止其进一步聚积,并且效果比较明显。同时在喷气燃料工作的燃油系统中,氧化安定性不好的直接后果也是氧化沉积物的形成,造成一系列故障。把清净分散剂分散清洗沉积物的作用应用在喷气燃料中,使喷气燃料在高温工作的过程中减少沉积物的生成,分散已经生成的沉积物,可以有效的改善喷气燃料的高温热氧化安定性。

  清净分散剂原来主要用于汽油机及柴油机曲轴箱油,为了清除发动机内已形成的污垢,这些污垢主要是油的氧化产物和燃料不完全燃烧的生成物。

  近年来研制生产的新型清净分散剂多数具有高碱性,可以中和油品氧化生成的含氧酸,阻止它们进一步氧化缩合,起到酸中和作用。并且由于清净分散剂具有清净、分散、增溶、中和作用,能够阻止燃料高温氧化产物的聚积和沉积,有效减少燃料高温氧化产物的危害,被广泛应用到高温燃料中。据文献报道大分子硫磷酯和双丁二酰亚胺等清静分散剂能很好的提高喷气燃料的高温热氧化安定性。

  图2显示的是加入清静分散剂――大分子硫磷酯前后喷气燃料的沉积物生成量和实验时间的关系,由图2可知,加入大分子磷酸酯的喷气燃料的各点温差变化值都相应的减小,说明在各点上生成的沉积物相应的减少,喷气燃料的热氧化安定性确实得到了提高。

  表1和表2分别为大分子硫磷酯对喷气燃料静态和动态氧化沉淀物生成量的影响。从表1可以看出:在静态热氧化安定性测定的实验条件下,大分子硫磷酯能明显减少喷气燃料沉淀的生成量,提高喷气燃料的静态热氧化安定性。表2表明在较高温度下不合格的喷气燃料,通过加入一定量的大分子硫磷酯后,己经成为合格的喷气燃料,完全符合喷气燃料的正常使用标准。

  清净分散剂通过对喷气燃料中形成沉积物的颗粒物质的中和、分散和增溶,阻止沉积物的生成,从而提高了喷气燃料的热氧化安定性。清静分散剂与辅助剂配合使用应用于喷气燃料高温条件下比较理想,可以有效提高喷气燃料的高温热氧化安定性。

  影响喷气燃料热氧化安定性的因素有很多,本文从内外部两个方面分析了温度、空气、金属以及燃料组成等因素对喷气燃料安定性的影响。在此基础上探讨了改善喷气燃料热氧化安定性的方法,以便选用合适的添加剂达到改善喷气燃料性能的目的。

  [1]马文宾,陈建涛,张克渠. 驻洛阳石化总厂军代表室.影响喷气燃料热安定性的因素分析.军用油料,2002,(2):40-42.

  [2]井俊男.石油产品添加剂翻译组译.石油产品添加剂[M].石油工业出版社,2002. 3-7.

  目前,织物整芯输送带成为煤矿井下主要运输工具,它具有重量轻、寿命长、耐磨性好、抗撕裂性好、防腐蚀等特点。但由于织物整芯输送带所用的整体带芯材质多为涤纶和锦纶工业丝以及棉线,因涤纶、锦纶丝和棉线易于燃烧,故织物整芯输送带的阻燃性能很难得到保证,严重威胁煤矿的安全生产。因此,煤矿用织物整芯输送带的阻燃问题越来越引起人们的重视和关注。本文主要探讨煤矿用织物整芯输送带如何实现阻燃的方法,以期指导煤矿用织物整芯阻燃输送带的生产。

  生产煤矿用织物整芯输送带的主要原料是以聚氯乙烯(PVC)为主的高分子材料,为了达到阻燃的目的,首先必须弄清这些材料的燃烧经过。

  生产输送带所用高分子材料的燃烧是一个非常复杂、激烈的氧化反应,其燃烧的过程是在外界热源不断加热下,输送带材料先与空气中的氧发生自由基链式降解反应,产生挥发性可燃物,当达到一定温度和浓度时,就开始燃烧。燃烧一般都经过(1)材料的分解;(2)挥发性燃烧气体的液相扩散;(3)燃烧气体的气相扩散;(4)燃烧气体进行氧化反应;(5)燃烧热进行辐射;(6)在材料内经传热继续进行氧化反应而继续燃烧。

  针对上述生产煤矿用织物整芯输送带所用材料燃烧所经历的过程,输送带材料的阻燃机理,不外乎干扰氧、热和可燃物这三个维持燃烧的基本要素,一般通过以下途径来实现:

  1) 阻燃剂产生较重的不燃气体或高沸点液体,覆盖于输送带材料表面,将氧和可燃物的联系阻断。科技论文,研究。

  2) 阻燃剂产生大量不燃气体,冲淡燃烧区域的可燃性气体的浓度和氧的浓度。

  3) 通过阻燃剂的吸热分解和吸热升华,降低聚合物表面的温度,使之难燃或延缓燃烧过程。

  4) 阻燃剂捕捉燃烧链锁反应中的活性自由基,中断链式氧化反应,抑制燃烧。[1]

  为使煤矿用整芯输送带达到所需的阻燃性能,确保煤矿井下使用的安全性,选用自身阻燃性能良好的PVC作生产输送带的主要原材料,并且采用一组协同性和相容性很好的阻燃体系组合。科技论文,研究。

  为了获得良好的物理机械性能以及优良的阻燃性能,以满足煤矿井下安全生产的需要,我们采用PVC作为生产整芯阻燃输送带的主要原材料。PVC不仅具有较好的力学性能,而且还具有良好的阻燃性,因为PVC含氯量高,受热发生分解时,首先脱出氯化氢(HCl)和活性氯原子,活性氯原子又与燃烧反应的活性氢原子结合,而终止一个燃烧链,并生成一个氯化氢分子(HCl),生成的氯化氢气体冲淡燃烧区域的可燃性气体的浓度以及氧的浓度,同时隔离氧气,达到阻碍燃烧的目的。

  PVC本身的氧指数是很高的,硬质PVC塑料的氧指数在46以上。但在PVC整芯输送带加工过程中,大量增塑剂的加入使其氧指数大大下降,降低了PVC整芯阻燃输送带的阻燃性能。[2]

  1.鉴于上述情况,并兼顾PVC的加工性能,本次煤矿用织物整芯阻燃输送带的阻燃体系组合主要为卤系阻燃剂+含锑阻燃剂+水合硼酸锌+磷酸酯类阻燃增塑剂+氢氧化铝阻燃剂等。科技论文,研究。含卤化合物的阻燃

  在高温下含卤阻燃剂分解产生的卤原子(Br或Cl)与PVC聚合物反应生成卤化氢,卤化氢与高活性羧基自由基反应生成水,从而中断链式氧化过程,使燃烧减缓,以至停止。同时生成的水又形成水蒸汽带走大量热量,降低PVC聚合物表面温度,防止火焰的蔓延。[1]其燃烧反应式如下:

  三氧化二锑本身并无阻燃作用,但在卤化物的存在下却显示出很大的协同效应,因其在高温下与卤化物反应生成挥发性的卤化锑和卤氧化锑,卤氧化锑受热后继续反应生成卤化锑,它们的挥发吸收了大量热量;同时产生的卤化锑又是一种比重较大的不可燃气体,它从输送带燃烧物中分解出来后就形成浓密的烟雾紧紧的覆盖在输送带燃烧物表面,隔绝氧气和冲稀可燃气体以达到灭火作用。其反应式如下:

  水合硼酸锌含有结晶水,它在吸热分解脱水时能够吸取大量热量,抑制输送带燃烧部分及其附近的温度上升;分解出的水蒸汽反过来阻止可燃气体的释放,使输送带在燃烧时产生的热量和表面温度降低。同时硼酸锌又与卤系阻燃剂反应生成不可燃固体卤化硼和卤化锌,残存在输送带燃烧物表面,这两种物质热熔状态下是一种致密的玻璃状熔融物,在输送带燃烧物表面形成一层保护覆盖层,把可燃物质封闭在内部,隔绝氧气,起到良好的阻燃作用。其燃烧反应如下:

  首先,磷酸酯类阻燃增塑剂的加入,不仅使PVC树脂变得易于加工,制得的输送带成品有良好的物理机械性能,更为重要的是它的阻燃效果相当好。因为磷化合物燃烧生成的聚偏磷酸是一种不易挥发的稳定化合物,在输送带燃烧物表面形成隔离层,隔绝氧和可燃物,并且聚偏磷酸的脱水作用,也促使输送带表面材料炭化形成碳化层,隔断氧和可燃物的联系。燃烧时磷与卤素反应生成的卤化磷具有较大蒸汽密度,它覆盖于火焰表面,起到了隔绝氧气和冲淡可燃物作用,同时产生的卤化氢捕捉活性自由基,中断了链式氧化反应。科技论文,研究。[1]

  其次,环保型无机阻燃剂氢氧化铝[Al(OH)3]的加入,在大大降低生产成本的同时,起到了一定的阻燃作用。科技论文,研究。氢氧化铝受热分解时,放出结晶水,吸收大量的热,降低燃烧物表面的温度,从而防止PVC输送带的着火和火焰的蔓延,同时氢氧化铝又能减少烟雾和有毒气体的产生。科技论文,研究。

  生物燃料越来越受欢迎是因为油价的提高和对能源安全的需要。国际能源机构(IEA)的目标是到2050年,生物燃料要满足超过四分之一的世界运输燃料需求,以减少对石油和煤的依赖。预计未来五年全球生物燃料市场的复合年增长率将达到12.5%。而Pike Research预测,全球生物燃料市场在2021年将在达到1853亿美元。

  全球生物燃料开发和使用的领先者是美国、巴西、法国、瑞典和德国。美国是生物燃料的主要市场,占据了全球大约44.5%的份额。巴西是世界上第一个在运输部门推行可再生燃料的国家。在过去的20多年里,巴西是生物燃料的主要生产者,但在过去五年被美国超越。

  全球生物燃料产业是个分散的市场,存在大量的厂商,例如POET、Archer-Daniels-Midland、Abengoa Bioenergy、Green Plains Renewable Energy和Cosan等。其中,POET是全球领先的第一代生物燃料生产商,Archer-Daniels-Midland(ADM)是世界上第二大生物燃料生产商,也是欧洲领先的生物柴油生产商,它在德国汉堡拥有世界上最大的生物柴油生产设施。

  本文从生物燃料的政策、应用、新材料和新技术以及问题和限制等方面,探讨当今世界生物燃料的发展现状及未来。

  出于对能源安全、气候变化和经济停滞的担忧,现在全世界的政府都在支持生物燃料的生产。最常见的要求是将生物燃料与运输用燃料混合使用,全球大约有50个国家有混合目标或要求,并且多数都设置了未来生物能源指标。目前生物燃料占全球运输用燃料供给的3%。然而国际能源机构的专家认为,随着效率的提高、生产成本的降低和高级生物燃料的商业开发,到2050年,生物燃料在交通燃料中的比例将超过25%。

  例如在美洲,长期的政府干预有望带动该区域生物燃料的使用。近年来,政府相继出台了多种政策工具,以降低潜在的者的风险和不确定性。政府干预也确保响应农民对能源投入价格和产出的生物燃料价格担忧的承诺。北美和南美国家还依赖补贴、税收抵免和税收优惠政策,以确保生产者可以有信心克服生物燃料的高生产成本。同时,进口限制也被用于促进美洲国家新兴的生物燃料产业。大多数美洲国家的基本要求是将生物燃料与传统燃料混合,这从另一方面为生物燃料市场提供保证。

  2006年欧盟设立了在成员国和发展中国家发展生产和使用生物燃料的七大战略性政策领域。在战略中,委员会定义了生物燃料的角色,认为这种由生物质(一种可再生资源)产生的能源在未来可能会作为可再生能源的来源,替代交通运输部门使用的化石燃料能源来源(主要是石油)。这七大战略性政策领域包括刺激对生物燃料的需求,确保环境效益,发展生物燃料的生产和分配,扩大原料供应,提高生物燃料的贸易机会,支持发展中国家在生物方面的潜力,支持研究与创新,特别是要改进生产工艺和降低成本。

  在陆路运输中的应用 乙醇燃料是全球最常用的生物燃料,尤其是在巴西。生物乙醇可在汽油发动机中替代汽油,它可以与汽油以任何百分比混合。大多数现有汽车的汽油发动机都可以在高达15%的生物乙醇与石油/汽油的混合燃料下运行。但当前的补贴是不可持续、不可扩展的,与美国的汽油价格相比,乙醇燃料的单位行驶距离成本仍然偏高。

  丁醇会产生更多的能量,并且据称可以直接在现有的汽油发动机中使用而无需对发动机或汽车做任何修改。它比乙醇的腐蚀性小、水溶性小,并且可以通过现有的基础设施完成配送。目前DuPont公司和BP正在共同努力开发丁醇。

  生物柴油是欧洲最常用的生物燃料。在有些国家,生物柴油比常规柴油还要便宜。纯生物柴油(B100)是最低排放的柴油燃料。当与矿物柴油混合时,生物柴油可以用在任何柴油发动机中。在一些国家,制造商为使用B100的柴油发动机提供保修。由于生物柴油是有效的溶剂,会清洗矿物柴油的残留物,发动机过滤器可能需要更经常地更换,因为生物燃料会溶解留在油箱和管道中的旧沉淀。生物柴油还能有效地清除发动机燃烧室积碳,这有助于保持效率。在许多欧洲国家广泛使用5%的生物柴油混合燃料,并且在数以千计的加油站可以买到。生物柴油比矿物柴油含碳量低,含氢和氧量高,这可以提高生物柴油的燃烧,减少未燃烧的碳产生的微粒排放。生物柴油的处理和运输很安全。在美国,超过80%的商用卡车和城市公交使用柴油。

  在航空业的应用目前,航空业占全球总排放量的2~3%。国际航空运输协会(IATA)预测,商业航空将以5%的年增加率成长,并会一直持续到2030年,这也就意味着燃料消耗和排放量将会继续上升。乘客需求的增长、燃油价格的提高以及减少排放的压力,促使航空业必须寻找新出路。国际航空运输协会致力于到2020年实现碳中和,到2050年碳排放减少50%。因此,商业航空的关键目标是寻找可靠的替代燃料,以降低成本、减少燃料供应波动、减少对气候的影响,并改善燃油的物流。

  目前,生物质航油的价格至少是常规煤油的两倍,并且可用量很小。几乎所有的主要商业航空公司和一些军事部门(如美国)都在大量参与测试和开发生物质航空用油。在过去的五年里,Boeing、Honeywell的UOP,GE以及其他业界领袖,一直在为开发可持续的航空生物燃料共同努力,包括商用和军用飞行测试、实验室和基于地面的喷气发动机性能测试,以确保符合航空燃料严格的性能和安全要求。

  成功实施生物航油的关键是原料大规模、可持续的可用性,尤其是全球规模的可用性。经过评估,最经济的选择是食用油,如棕榈油和豆油。然而考虑到对与粮食安全的影响,非食用油可能更具有可持续的潜力,如藻类、桐油树、亚麻等。比如Boeing公司和其他一些美国西北部的公司经过全面的区域分析后,确定亚麻——一种与干小麦轮流种植生长的能源作物——是可行的生物燃料来源之一。另一个新兴的替代方案是使用木质纤维素材料和废物为原料生产生物燃料。

  2013年7月2日,澳大利亚上市公司Algae.Tec与新南威尔士州的Macquarie Generation签订合同,要在Hunter Valley的Bayswater发电厂附近建立生物燃料生产设施。设施将使用Algae.Tec的藻类碳捕获技术生产生物柴油,可以经过氢化成为A级喷气燃料。它旨在提供一个新的航空燃料来源,这样澳大利亚就不再需要这么多的航空燃料进口。

  2012年3月,空中客车公司加入了一个包括维珍澳大利亚在内的联合体,研究从桉树生产可持续的航空燃料的新方法。该项目的目标是要在2013年在澳大利亚试点运行替代燃料生产厂。

  2011年10月,Virgin Atlantic航空公司开发了一种从工业废气中生产的航空燃料,并声称它只有标准喷气燃料的一半的碳足迹。从工业废气中产生的燃料(否则这些工业废气会被烧毁并释放到大气中)为生物燃料的生产提供了一种替代。到目前为止,航空业的重点是放在用于食品生产的耕地上,而这一新技术可以减少对这些土地的需求。该技术将使航空公司通过重复使用那些否则会直接排放到大气中的工业废气,来达到大幅减少碳足迹的效果。同时,它可以促进工业的可持续发展,因为这一过程让制造工厂回收它们的废物碳排放。

  在海洋运输中的应用 生物柴油是船舶燃料的一种很好的候选,它可以被生物降解,无毒、无硫和芳烃。由于很少或根本不需要改装发动机,它可用于许多海洋运输中。生物甲烷也日益获得海洋产业的兴趣。运营商正在寻求使用液化天然气作为发动机燃料。RoyceBergenK的燃气发动机已经通过认证,可以为世界上第一艘客货轮提供动力。

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  2012年2月,美国海岸警备队宣布与Oak Ridge国家实验室(美国能源部)合作,测试海运中使用生物丁醇混合。在小型船只的发动机中已经使用了汽油与乙醇的混合,而这一新项目是为了预测生物丁醇在工业规模的潜在可用性。

  2011年1月和12月,Maersk与美国海军都进行基于海藻油的生物燃料测试。海军的测试持续到2012年,旨在到2020年将其舰队中的矿物油使用削减50%。而Maersk的设想是到2030年,其位于世界10%地区的海运船队要使用生物燃料。

  其他有趣的应用 乙醇也可作为生物乙醇壁炉的燃料。因为不需要烟囱并且是“无烟道”的,所以,生物乙醇壁炉在没有烟道的新建住宅和公寓极其有用。

  许多科学家和研究人员正在致力于开发更适合的生物燃料作物,它们将比当前的生物燃料作物需要更少的土地,使用更少的资源(如水);同时,研究人员也在研究如何使用新技术提高生物燃料的生产效率,如提高作物的产油量等。如果使用当前的产量,要完全取代化石燃料的使用,将需要大量的土地和淡水才能生产足够的油。例如为满足当前美国取暖和运输的需求,将需要用美国土地面积的两倍来生产大豆,或者是将三分之二的土地面积专门用于油菜生产。

  新材料藻类 英国Aberystwyth大学的首席研究员Jessica Adams博士认为,在未来的能源生产中,海藻生物燃料可能会非常重要。2012年,阿拉巴马大学的Rodrigo E. Teixeira教授在离子液体中使用一种简单、经济的反应,从湿海藻中提取出了生物燃料油脂。

  过去,生物燃料的研究重点是陆生植物,然而这会导致在使用土地种植粮食或燃料作物之间的冲突。在这个星球上,海水是无限的资源,海洋生态系统是一个未被开发的资源,占全球生物质的50%以上,而且据称海藻本身就能比等量的快速生长的陆生植物,比如甘蔗,生产出更多的生物质;而且,藻类可以使用目前无利可图的土地和来自不同行业的废水来生产。如果在废水中生长,则不会影响现有的粮食和燃料作物的用地和用水。此外,藻类不是人类食物链的一部分,因此不会带走人类的食物资源。

  2012年11月,美国加州大学圣地亚哥分校在Algal Research上在线发表了一项研究成果。该研究表明,海洋藻类是一个可行的、可持续的用以替代淡水藻类生产生物燃料的来源。使用海水种植用于生产生物燃料的藻类将使得生产不再受淡水或与其关联的因素的约束。这一研究将消除人们对于商业的大规模专门用淡水生产藻类的顾虑,因为将不再需要使用淡水。仅在美国,就有大约1000万英亩的土地由于土壤含盐量高而不再适合于传统农业生产,但它们可以支持藻类生产设施。加州大学圣地亚哥分校的生物学家与Sapphire Energy公司的科学家合作,希望2013年每天能在新墨西哥州的Columbus生产100桶的绿色原油。

  海带也可以作为陆地种植生物燃料的替代,尽管它的化学成分会基于季节发生变化。如果在7月份收获,海带中的碳水化合物水平最高,能确保用于生产生物燃料的最优糖释放。

  废弃物、工业副产品或工业废气 西班牙Ecofasa公司的开发人员从垃圾中生产出了生物燃料。燃料以一般的城市废物为原料,经由细菌产生脂肪酸,可用于制造生物燃料。

  2012年9月,苏格兰一家威士忌酒厂Tullibardine成为世界上第一个将其副产品(残渣)转化为先进的生物燃料(生物丁醇),使其能为汽油或柴油车辆提供动力燃料的酒厂。除了具有明显的环境效益,这一项目还有潜力导致整个苏格兰威士忌酒行业的成本节约,它能解密隐藏的价值,并帮助提振经济。

  在新西兰Lanzatech公司工作的科学家开发了一种技术,可以用工业废气(如钢铁厂的一氧化碳)作为微生物发酵过程的原料来生产乙醇。2011年10月,Virgin Atlantic航空公司宣布加入Lanzatech的委托,在上海建立一个从钢铁生产的废气中生产航空燃料的示范工厂。

  其他2013年,研究人员开发出一种从大肠杆菌中得到的转基因细菌,它可以将葡萄糖转变成生物燃料汽油。而且研究人员相信,将来他们可以“调整”基因,实现从稻草或畜禽粪便中生成汽油。

  2011年7月,牛津大学的一份报告指出了使用龙舌兰生产生物燃料的显著优点。不同于其他的生物燃料原料,龙舌兰可以在贫瘠的土地上生长,因此对全球粮食生产和生物多样性的影响有限。同时,龙舌兰有很多好的特性,如产量高、含糖量高、能在天然水有限的环境中成长的能力等。

  新技术2013年7月,芬兰VTT技术研究中心的研究结果表明,使用它们的新技术,可以以每公升小于一欧元的成本从木质纤维素生物质中生产高品质的生物燃料。这项新技术能将木材原料一半以上的能量转移到最终的产品中,并且技术已经为在欧洲建立商业规模的生产厂做好了准备。

  美国爱荷华州立大学的工程师使用高频率声波分解植物材料,以产生生物燃料。这一研究表明,用超声波预处理各种原料——包括柳枝稷、玉米秸秆、软木——可以不断提高必要的将生物质转化为高价值的燃料和化学品物质的化学反应。这种方法潜在的成本节约非常令人振奋。经济模型显示,一旦实施,这项技术的回收期低于一年。相对于传统的需要多个步骤和周期相对较长的方法,这一方法更快,也没那么复杂。在生物燃料生产中应用超声波可以加速酯交换反应,这是将油转化为生物柴油的主要化学反应。在一个案例中,研究人员发现,传统方法通常需要45分钟将豆油转化为生物柴油,但是将豆油置于超声波中,这一转化只需要不到一分钟。

  2012年9月,纽卡斯尔大学参与了一个880万英镑的项目,探索在世界上最恶劣的环境中生长的植物用作生物燃料的潜力。具有夜间光合作用的物种,如龙舌兰和菠萝,可以在每年只有20~40厘米的降水情况下茁壮生成,这远低于当前需要50~100厘米降水的生物燃料作物。该研究最终是要将夜间光合作用这一属性引入快速成长的树种中,比如杨树,使它能够在夜间吸收二氧化碳,并在白天叶面毛孔保持关闭时处理这些碳。如果成功的话,这一研究可能会让杨树在生物质生产中的用水量减少80%,从而可以在更边远更贫瘠的地域栖息生长。长远来说,通过保持在干燥和温暖世界中(气象学家预测在未来的60年会是这样的天气)的粮食作物的生产力,该研究具有帮助解决粮食安全的潜力。

  2011年6月,英国Warwick大学和加拿大British Columbia大学的研究人员发现了一种细菌中的酶,可以使生物燃料的生产更高效。项目领导Timothy Bugg教授说,要让生物燃料成为可持续的替代化石燃料的燃料,就需要从植物中提取最大可能的能量。这项研究可以开启那些目前高不可攀的生物燃料来源。通过让木本植物和非食用作物的副产品在经济上可行,该项目的最终希望是能够生产不与粮食生产竞争的生物燃料。

  与生物燃料的生产和使用相关的问题包括各种社会、经济、环境和技术问题,并且已经在受欢迎的媒体和科学期刊中讨论过,包括对放缓油价的影响、“食品与燃料”的争论、对贫困的影响、碳排放水平、可持续生物燃料的生产、森林砍伐和土壤侵蚀、生物多样性的丧失、对水资源的影响、以及对能量平衡和效率的影响。大规模的生物燃料生产,尤其是在美国,对已经不稳定的全球市场的粮食生产造成的影响而引发的担忧日益增长,因而一直遭到批评。增加生物燃料的生产会由于过量使用化肥而对水质造成不利影响,并且会导致人们不期望看到的土地使用变化,如森林砍伐等。

  要克服这些问题的一个步骤是开发最适合在世界的每个区域生长的生物燃料作物。如果每个区域都使用其特定的生物燃料作物,那么使用化石燃料将这些生物燃料运输到其他地方进行处理和消费的需求就会减少。此外,世界上的某些地区也不适合生产那些需要大量的水和肥沃的土壤的作物,因此,当前的生物燃料作物,如玉米,要想在全球范围内的不同环境中生长是不切实际的。

  生产生物燃料所需的更大面积的土地将是美洲生物燃料产业发展的一个巨大限制。在美国,如果要用乙醇取代目前所有汽油消费量,需要有更多的土地用于玉米生产,这比当前整个农业的可用地面积还要大。促进生物燃料的核心是技术。如果没有合适的技术进步,那么为满足美洲的需求,土地面积将是生物燃料发展的重大挑战。

  发展中国家生物燃料生产的障碍包括落后的基础设施和有限的财务资源等。为吸引外来者,发展中国家需要评估可以用于生物燃料作物的未使用的土地,教育农民,并遵守国际燃料质量和可持续性标准,以确保生物燃料可以在国际市场上进行交易。

  时至今日,世界经济大体上仍然是化石燃料依赖型的,石油、煤和天然气占世界初级能源消费总量的85%左右,剩下的部分主要是水电和核电,真正的可再生清洁能源如风能、太阳能等所占比例不到3%。世界能源需求仍在以1.5%~2%的年率增长,而地质学家预测说,石油和天然气价格将大幅度上升,再也不会回落。

  燃料电池的出现与发展,给便携式电子设备带来一场深刻的革命,并且还会波及到汽车业,住宅,以及社会各方面的集中供电系统。在21世纪中它将会把人类由集中供电带进一种分散供电的新时代。燃料电池供电,没有二氧化碳的排放,可减轻温室效应使全球气候变暖问题,它解决了火力发电使全球环境污染的问题,它是一个纯正的绿色清洁能源。

  燃料电池的基本组成:阳极、阴极、电解质和外电路。燃料电池中的电解质有不同的种类。燃料电池是靠氢氧结合成水的反应来发电的,因而不会产生氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)等易对空气造成污染的物质。它由三部分组成:阴极、阳极和电解液。

  (2)燃料电池所能够产生的电能只和燃料的供应有关,只要供给燃料就可以产生电能,其放电是连续进行的。

  (3)燃料电池本体的质量和体积并不大,但需要一套燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备才能获得氢气,而这些燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备的质量和体积远远超过燃料电池本身。

  燃料电池中的电催化作用是用来加速燃料电池化学反应中电荷转移的一种作用,一般发生在电极与电解质的分界面上。 催化剂是一类可产生电催化作用的物质。电催化剂可以分别用于催化阳极和阴极反应。这种分离的催化特征,使得人们可以更好地优选不同的催化剂。

  由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能,因此,它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化,可以避免中间的转换的损失,达到很高的发电效率。同时还有以下一些特点:

  不管是满负荷还是部分负荷均能保持高发电效率;不管装置规模大小均能保持高发电效率; 具有很强的过负载能力; 通过与燃料供给装置组合的可以适用的燃料广泛;用天然气和煤气等为燃料时,NOX及SOX等排出量少,环境相容性优。

  此外,燃料电池的能量转换效率高,不受卡诺效率限制;清洁、环保。燃料电池不需要锅炉、汽轮机等大型设备、没有SOx、NOx气体和固体粉尘的排放;可靠性和操作性良好,噪声低;所用燃料广泛,占地面积小,建厂具有很大灵活性。

  燃料电池可依据其工作温度、所用燃料的种类和电解质类型进行分类。按照工作温度,燃料电池可分为高、中、低温型三类。按燃料来源,燃料电池可分为直接式燃料电池(如直接甲醇燃料电池),间接式燃料电池(如甲醇通过重整器产生氢气,然后以氢气为燃料电池的燃料)和再生类型进行分类。依据电解质的不同,可将燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MC

  FC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。

  直接甲醇燃料电池是以甲醇为燃料,通过与氧结合产生电流的,优点是直接使用甲醇,省去了氢的生产与存储。其电化学转化过程又可分为两种方式,一种是直接燃料电池,另一种是间接燃料电池。直接燃料电池主要是甲醇在阳极被电解为氢和二氧化碳,氢通过质子膜到阴极与氧气反应并同时产生电流。间接燃料电池是先将甲醇进行炼解或重整得到氢,然后再由氢和氧通过质子膜电解槽反应而获得供给汽车动力的电能。这种燃料电池以甲醇为能量来源,手机,笔记本电脑将不再用充电。

  固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质,除了高效,环境友好的特点外,它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题;在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用,使其综合效率可由50%提高到70%以上; 它的燃料适用范围广,不仅能用H2,还可直接用CO、天然气(甲烷)、煤汽化气,碳氢化合物、NH3、H2S等作燃料。这类电池最适合于分散和集中发电。

  再生氢氧燃料电池将水电解技术(电能+2H2O2H2+O2)与氢氧燃料电池技术(2H2+O2H2O+电能)相结合 ,氢氧燃料电池的燃料 H2、氧化剂O2可通过水电解过程得以“再生”, 起到蓄能作用。可以用作空间站电源。采用氢氧化钾溶液作为电解液。这种电解液效率很高(可达60-90%),但对影响纯度的杂质,如二氧化碳很敏感。因而运行中需采用纯态氢气和氧气。这一点限制了将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域。

  燃料电池工程中心研究双效催化剂和双效氧电极的制备方法,研制薄层电极并制备膜电极三合一组件,降低电极铂担量。目前电极的铂担量已降至0.02mg/cm2。同时进行固体电解质的水电解技术开发,已掌握水电解用膜电极的制备技术。

  熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600~700℃),具有效率高(高于40%)、噪音低、无污染、燃料多样化(氢气、煤气、天然气和生物燃料等)、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点,是下一世纪的绿色电站。

  燃料电池技术因具备低污染、高能源转换效率的特性,更能满足人类高效、环保的需求。它具有更高的能源密度。紧急备用发电机、住宅用热电共生系统、UPS、分布式发电系统、军事国防、太空与运输工具领域、机器人、笔记型计算机、PDA、手机等便携电子产品、便携电源、搬运工具、电动辅助/代步车等。采用极薄的塑料薄膜作为其电解质。这种电解质具有高功率一重量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。

  质子交换膜燃料电池以磺酸型质子交换膜为固体电解质,无电解质腐蚀问题,能量转换效率高,无污染,可室温快速启动。质子交换膜燃料电池在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景,尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。

  高效、洁净的燃料电池必将在未来的高效、清洁发电技术中占有一席之地。但是,资金、技术、观念、基础设施上还有许多需要克服的困难。油价飙升、电价太贵,燃料电池成为未来家庭能源供应相对便宜的选择,也是目前最令人满意的解决方案。在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景。[科]

  人类利用生物质能源已有几十万年之久,其应用之早,是最直接的一种燃料能源。然而却因为生物质自身存在的诸多问题,而不能得到广泛的利用。例如:生物质的热值比较低、缺少专用的燃烧设备、运输及存储不便等。在我国,经济社会的发展是以能源的消耗作为重要前提的,经济发展的越快,能源减少的越多。这样我们所面临的两个显著问题是:环境污染趋于严重化;另一个是能源燃料的紧缺。因此,研究燃用生物质颗粒燃料锅炉的机理,探究其燃烧及排放特性,妥善处理能源燃料紧缺问题,对提升环境质量,改善人民生活环境具有重要的指导意义。

  生物质颗粒燃料锅炉主要采用三室的燃烧结构:即气相燃烧室、固相燃烧室和燃烬除尘室。固相燃烧室的主要作用是为生物质颗粒燃料供应大量热解的气化热量,从而产生大量的生物质燃气。这部分生物质燃气通过底部的吸式结构过滤净化,并最终被导入气相燃烧室中从而实现均相的动力燃烧。气相燃烧室的尾部主要采用旋流结构制造,这样可以让燃气的火焰进行充分的扰流,进而促进燃气的完全燃烧。而燃烬除尘室一般采用降尘、燃烬、凝渣以及辐射传热等组合结构,从而可以实现洁净燃烧和辐射换热等多重效果。下面我们给出了一个生物质颗粒燃料锅炉的简化图。

  生物质颗粒燃料一般都是经过超高压压缩形成的微粒状燃料,密度较原生物质要大的多,这样的结构和组织特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和传热速度。该种燃料的点火温度也比较高,但是点火性能存在一定程度的下降,不过仍然要好于煤的点火性能。

  生物质颗粒燃料锅炉在燃烧开始阶段会慢慢进行分解,此时的燃烧主要处于动力区,但是随着燃烧进入过渡区和扩散区,燃烧的速度降低,就可以将大部分的热量挥发传递到受热面,从而使排烟的热损失大大降低。同时,挥发燃烧需要的氧气和外界扩散的氧气比例适中,从而实现充分的燃烧,并进一步减少了气体不完全燃烧造成的损失和排烟造成的热损失。

  燃烧充分完成以后,留下的焦炭骨架的结构非常紧密,流动的气流无法分解骨架,从而使得骨架炭仍然能够保持完好的层状燃烧,并形成层状的燃烧核心。此时炭的燃烧比较稳定,炉温也相对较高,可以很大程度上减少固体和排烟的热损失。

  生物质颗粒燃料锅炉排放过程中的清灰装置主要采用机械刮除式以及机械振动式两种主要方式。并且,在有些燃烧锅炉中配备相应的灰分压缩机,这样就可以满足进行长时间自动运行的要求。如果设计工艺良好,那么该锅炉的维护保养都会很有限,不需要进行特殊的清理。

  生物质颗粒燃料锅炉排放的烟气中包含有多种不同的物质。其中,主要的污染物有没有完全燃烧的颗粒CxHy和有害的气体CO,这些都是由于燃料的未充分燃烧而形成的,同时,也可能和生物质颗粒燃料的组成成分有关系。不过,锅炉的污染物气排放量相当低,并且由于生物质燃料中N、S等元素较少,所以最终排放的有毒气体,如NOx、SOx较燃煤排放的要低的多。

  生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少,只包括少量的大气污染物以及固体废弃物。

  生物质颗粒燃料的纤维素含量比较高,而硫的含量则比较低,因此,燃烧所长盛的大气污染物较燃煤而言要少得多。另外,生物质颗粒燃料的密度比较大,非常便于运输和储存,而热值也基本和燃煤相当,燃烧锅炉的燃烧速度要比煤快,燃烧充分且黑烟较少、形成的灰分也比较低,尤其是在采取相配套的脱硫除尘设备之后,大气的污染物排放就会大幅度减少。根据大量的数据分析可以认为,使用生物质燃料锅炉进行燃烧后所释放的大气污染物浓度要远远低于相应的国家标准。

  生物质燃料锅炉燃烧后形成的固体废弃物主要是燃烧完后形成的灰分,这部分废弃物可以被充分的回收利用。最主要的应用就是将灰分进行回收用作农田钾肥,这样可以达到资源充分进行综合利用的目的。

  生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少,对环境的污染影响极低。不仅如此,该种工艺在很多方面还有及其显著的生态环境效益,例如代替煤炭资源,不经可以减少环境的污染,还解决了日益严峻的能源问题。另外,就是将燃烧后形成的固体废物回收用做钾肥,实现经济效益和环境效益的有效循环,实现我国环境事业的可持续发展。做到了变废为宝,节约资源又保护环境的目的。

  生物质颗粒燃烧锅炉主要利用废弃的农作物资源作为燃料,因此燃料资源丰富,经济环保,不仅降低了我国农业废弃物的运输成本问题和运输过程中的污染问题,还具有节约资源、保护环境、防止环境污染的作用。生物质颗粒燃烧锅炉的推广和使用符合我国建设节约型社会的基本要求和实现可持续发展战略的基本国策,具有十分突出的经济效益、社会效益和环境效益,为缓解我国以及世界范围内的能源紧张问题和环境污染问题提供了解决的思路和方法,对于环境的保护和资源的有效利用具有重要的意义。

  [1]王翠苹,李定凯等.生物质成型颗粒燃料燃烧特性的试验研究[J].农业工程学报,2006(10).

  [2]岳峰,雷霆宙,朱金陵等.家用生物质颗粒燃料炉的研制[J].可再生能源,2005(6).

  事实上,多年来,生物燃料作为一种新型能源一直被多国广为探索。不久前,中国商用飞机有限责任公司也携手波音公司进军航空生物燃料研发高地,双方成立节能减排技术中心,寻求提炼航空燃料的妙方。俄罗斯经济发展部和行业专家就建议,共同制造生物燃料。

  而在这方面,英国算得上是佼佼者之一。早在2008年,英国的维珍大西洋航空公司就进行了首次使用生物燃料的航空飞行。这次飞行的机型是波音747,航程从伦敦到阿姆斯特丹,在一个飞机引擎中添加了20%的生物燃料,其原作物是椰子和巴西棕榈树。

  生物燃料是当前全球应对气候变化讨论中的一个热点话题。如今,英国作为积极应对气候变化的国家,非常重视推动生物燃料的发展,在政策、商业、科研等方面都做了大量工作。虽然全球整个生物燃料市场的前景还面临一些争论,但英国的生物燃料产业仍在稳步发展。

  据统计,在2009/2010财年英国车辆所使用的生物燃料中,约71%是生物柴油,约29%是生物乙醇,还有很小一部分的生物甲烷。

  目前,一些英国公司正在通过国际合作发展生物燃料。例如英国石油公司与美国Martek生物科学公司签署了合作协议,共同开发把糖分转变为生物柴油的技术。英国“太阳生物燃料”公司前几年曾在非洲大量,购买土地种植麻风树,以便从麻风树果实中提炼生物燃料。

  在英国国内,一些公司通过回收废弃食用油来生产生物燃料。例如英国最大的公交和长途公共汽车运营商STAGECOACH就有这样一个项目,该公司向居民发放免费容器盛装废弃食用油,居民以此换取乘车打折卡,所收集的废油被送到一家能源公司制成生物柴油,供STAGECOACH公司的部分车辆作为燃料使用。

  虽然生物燃料现在还主要应用于车辆,但英国一些航空公司已率先进行了航空业使用生物燃料的探索。例如“维珍大西洋”公司在2008年进行了全球首次使用生物燃料的试飞,在一架波音747客机的一个引擎中加入了20%的生物燃料,从伦敦飞到了阿姆斯特丹。

  据介绍,英国科学界非常热衷于研究生物燃料,相关研究走在世界前列。有些研究关注如何降低生物燃料的成本,如帝国理工学院等机构研究人员在《绿色化学》上报告说,用木材制造生物燃料时常需要将木材粉碎成很小的颗粒,这个过程需要消耗不少传统能源,估计每粉碎一吨木材需消耗约8英镑的能源。但如果在粉碎过程中加入某种离子液体作为剂,可以把这个环节所消耗的能源量降低80%,把粉碎每吨木材消耗的能源成本降低到约1.6英镑。据估算,最后得到的生物乙醇的价格有望因此降低10%。

  除成本研究外,还有些研究在探索使用不同的原材料来生产生物燃料。使用甘蔗、玉米等农作物来制造生物燃料常被指责与民争粮、与粮争地,但如果使用通常废弃的秸秆等部位来制造生物燃料就可以避免这个问题。秸秆的主要成分是纤维素,如何分解纤维素一直是个难题。

  英国约克大学等机构的研究人员在美国《国家科学院学报》杂志上说,他们从真菌中发现了一种名为GH61的酶,它能够在铜元素的帮助下以较高的效率分解纤维素,使其降解为乙醇,然后用以制造生物燃料。

  此外,树木枝干和许多植物的茎秆中还含有许多通常难以分解的木质素,英国沃里克大学等机构研究人员在《生物化学》杂志上说,一种红球菌能分泌一种具有分解木质素能力的酶。这种红球菌可以大量培养,因此也可以用于分解植物茎秆制造生物燃料。

  尽管生物燃料在英国获得商界及科学界人士的“全方位”支持,但对于大部分英国民众来说,是否在开车时使用生物燃料仍取决于它的价格,单纯出于环保目的而使用生物燃料的人群毕竟还是少数。

  对于使用柴油发动机的汽车来说,许多车辆不需要改装就可以烧生物柴油,而现在英国一些加油站出售的柴油价格在每升1.4英镑左右,有公司出售的生物柴油售价在1.25英镑左右,但每升生物柴油能驱动车辆行驶的距离通常低于传统柴油,因此消费者往往会随着油价的波动和性价比的变化,选择是否使用生物燃料。

  有意思的是,有些具备相应知识的英国民众还自制生物燃料,这样会比买油便宜得多。

  根据英国《每日电讯报》报道,萨默赛特郡的詹姆斯・莫菲就是这样一个例子。他从两家餐厅购入废弃食用油,每升只需10便士;在筛去渣滓后,向其中加入甲醇和氢氧化钠等化学物质,经过加热和沉淀等过程,就能得到自制的生物柴油。

  他说,自己开车每月消耗150升生物柴油,制造这些生物柴油的成本是每升约18便士,这比市场价格要便宜得多。根据英国税务海关总署的规定,民众每年自制生物柴油2500升以下无需交纳任何费用。因此,像莫菲这样自制生物柴油的民众可以给自己省下一大笔钱。

  在英国能源与气候变化部2011年的《英国可再生能源路线图》中,有关机构专门列出了有关生物燃料的目标。其中提到,在2009/2010财政年度,英国道路上行驶的车辆使用生物燃料的比例占道路交通所用总燃料的3.33%,这个比例在近几年一直处于增长之中,英国计划到2014年将其提高到5%。

  由于生物燃料主要用于供给车辆,英国交通部也参与了相关管理工作,负责《可再生交通燃料规范》的实施。根据这项法规,英国每年销售量在45万升以上的燃料供应商必须使生物燃料等可再生能源在其销售量中达到一定比例,如果自身销售的生物燃料达不到相应比例,则需要花钱从其他超额完成任务的燃料供应商那里购买相应份额。

  这个比例是逐年上升变化的,目前的指向是前面提到的在2014年5%的目标。客观地说,这是一个稳健的目标,每年的上升幅度不大,显示出英国政府稳步推进生物燃料发展的态度。

  此外,英国政府还对生物燃料的标准进行了规定,即与传统化石燃料相比至少能减排温室气体35%以上,并且原料产地的生物多样性不能因为生产生物燃料而受到影响。这是为了让生物燃料能够切实起到保护环境的效果。

  一方面,英国商界虽然在发展生物燃料方面做出了诸多探索,但并没有出现特别明显的增长,一些项目还遇到了问题。比如有报道称太阳生物燃料公司在非洲某些国家的项目已经终止,维珍大西洋公司虽然率先探索在飞机上应用生物燃料,但现在全球已有多家航空公司实现了使用生物燃料的商业化飞行,而维珍大西洋公司却没有太多进一步的消息。这可能与联合国气候变化谈判结果波动和全球生物燃料市场本身的前景也还面临一些争论有关。

  例1 (兰州)某同学用下图所示装置探究可燃物燃烧的条件,得到以下实验事实:①不通空气时,冷水中的白磷不燃烧;②通空气时,冷水中的白磷不燃烧;③不通空气时,热水中的白磷不燃烧;④通空气时,热水中的白磷燃烧。能证明可燃物必须达到一定温度(着火点)才能燃烧的实验事实是( )

  【解析】根据实验可知,①说明白磷既未达到着火点,又没与氧气接触;②说明白磷没达到着火点;③说明白磷未与氧气接触;④说明白磷既与氧气接触,且温度达到着火点而发生燃烧。因此能证明可燃物必须达到一定温度(着火点)才能燃烧的实验事实是②④。

  【解析】解题时要根据具体火灾情境,选择一个恰当的灭火原理及适宜的灭火方法。灭火所依据的原理有:(1)清除(或隔离)可燃物,(2)隔绝氧气(或空气),(3)使可燃物温度降到着火点以下。用嘴吹灭蜡烛,主要是利用空气流动使蜡烛的温度降低到着火点以下而熄灭。

  【解析】室内起火,如果迅速打开所有门窗,会使空气流通加快,火势会迅速蔓延,因此不可行,即B不正确。

  2.央视新闻报道称,河南某农民因焚烧秸秆导致火势蔓延,烧毁了相邻的20亩小麦。专家称,遇到这种情况可用农机具设置“防火隔离带”。“防火隔离带”起到的作用是( )

  3.阻燃剂氢氧化铝受热分解时吸收热量,同时生成耐高温的氧化铝和水蒸气,起到防火作用。下列关于该阻燃剂防火原因的叙述中错误的是( )

  4.每个人都应懂得防火知识,学会如何自救。如果寝室内着火,在逃离火场时,可用湿棉被盖在身上,躬身出去或爬出去。请你根据灭火的原理说明湿棉被的作用:

  例1 (株洲)燃烧是人类最早利用的化学反应之一,下列叙述中正确的是( )

  【解析】化学反应一般伴随着热量的变化,大多数化学反应的发生都放出热量,A不正确;物质与氧气发生的反应除燃烧外,还有缓慢氧化,B不正确;煤、石油、天然气燃烧都放出大量的热,都是重要的燃料,C正确;除了温度要达到外,还需要与氧气接触才能发生燃烧,D不正确。

  例3 (肇庆)观察下图,化石燃料在燃烧过程中会产生各种废气,其中形成酸雨的主要气体是( )

  【解析】本题重点考查形成酸雨的气体。根据所给图示,可知形成酸雨的气体主要是SO2、NO2。

  4.煤、石油、天然气是重要的化石燃料,下列关于化石燃料的叙述错误的是( )

  从混燃技术上可分为:(1)直接混合燃烧:经预处理的生物质直接输入锅炉系统燃烧;(2)间接混合燃烧:将生物质气化后的燃气输入锅炉系统燃烧;(3)并联燃烧:生物质在与传统锅炉并联的独立锅炉中燃烧,将所产蒸汽供给发电机组.根据混合点位置不同,直接混合燃烧又可分为共磨方案(在磨煤机前混合)、共管方案(在磨煤机后煤粉管道内混合)和独立喷燃方案(在锅炉燃烧室混合).独立喷燃方案将成为未来发展方向[2].从生物质形态上可分为直接破碎混燃和成型颗粒混燃.

  欧洲及北美等发达国家从上世纪90年代开始进行了多种混燃技术的示范工程,取得了一系列重要的成果.截至目前,国内未见在煤粉炉中使用独立喷燃方案燃用生物质成型燃料的实际工程实例报道.

  受散状生物质收集半径所限,常规秸秆类生物质无法远距离运输,在一定程度上限制了生物质混燃电站的生物质供应链,而蓬勃发展的生物质成型燃料产业将会使生物质混燃技术进入全新的发展阶段.先进的生物质颗粒成型燃料的加工能耗约为70 kWht-1 [5],约仅占其热值的2%左右.由于成型后燃料密度大(800~1 400 kgm-3),且水分低(15%),生物质燃料的能量密度得到大幅度提高,对长期储存及远距离运输十分有利,使生物质发电项目不再受秸秆收集半径的制约,真正实现全行业规模化应用.以下以独立喷燃方案为例,对混燃技术相关设备及相关系统进行分析.

  入厂原料采用生物质成型颗粒燃料的混燃技术,一般要求颗粒粒径在10 mm左右.此模式能克服传统生物质易堵塞特性.欧洲实践经验表明,生物质颗粒可存放于封闭式料场,通过刮板机上料;也可在电厂内存放于大型筒仓之中,通过皮带输运.为了释放长期存储可能产生的热量,筒仓通常需要设置螺旋给料、斗提等自循环系统,并配有可燃气体浓度监测装置及爆破门,以进一步提高安全性.由于生物质成型燃料的加工过程已经完成了纤维破碎,因此可经仓储、输送过程后直接进入后续的制粉工艺.

  生物质混燃共磨方案使用电站原有的磨煤机制粉系统磨制生物质燃料有一定的局限性,运行期间需要关注磨煤机电流、石子煤量、出口风温等特性指标,需严格控制较低的混燃比例,以免造成生物质燃料阻塞磨煤机,引起磨煤机故障.另外,需要严格关注送粉管道挥发分浓度,避免出现爆燃事故.该系统设备简单,但可靠性稍差.

  共管及独立喷燃方案需要单独配置生物质粉碎设备.经国内外调研,粉碎终点粒度控制在3 mm以下较佳[1],可在约1 000℃的炉膛内充分燃烬.目前主要有两种类型设备可实现规模化应用.

  如图1所示,此类设备非常适合粉碎处理秸秆、木材等生物质类物料,技术成熟可靠[6].通常为卧式结构,锤片在机内高速飞转,将物料锤碎至需要的过筛尺寸.国内主要应用于饲料及食品行业,国产设备单机最大生产能力约5~10 th-1.近期,随着生物质成型燃料加工行业的兴起,也有个别厂家能够设计生产能力20 th-1以上的产品,但目前尚无实际运行业绩支撑.国外设备经验较丰富,如瑞典BRUKS公司的最大型号单机额定功率500 kW,配有470块锤片,转子直径1 600 mm,锤片末端线 ms-1,滤网面积可达8 m2,设备价格高达300万元.

  如图2所示,此类设备历史悠久,在国内外矿产品粉体加工领域应用广泛[7] .该设备为立式结构,工作原理为:旋转磨辊在离心力作用下紧滚压在磨环上,将物料碾压破碎成粉;内置旋转铲刀防止物料堆积;磨内通风把成粉的物料吹起,达不到粒度要求的物料被分析机阻挡后重回到磨腔继续研磨;达到粒度要求的物料则可通过旋转分析机后进旋风分离器分离收集.国内一些制造厂对传统技术进行升级,成品粒度更小,比功耗更低,但在生物质领域的适应性尚不明确.国内设备供应商维科重工曾配合笔者单位进行了生物质成型颗粒燃料的试磨试验,可以预期185 kW最大型号设备单机生产能力达20~40 th-1,成品粒度在0.5 mm以下.

  生物质燃料收到基含有约70%的挥发分,极易点燃及燃烬.国外一些公司开发了先进复杂的生物质专用燃烧器,但在笔 者调研时发现十里泉电厂混燃示范项目实践中丹麦进口燃烧器的故障率较高,电厂已将其改造为简单的钢管燃烧器,且运行效果佳.燃烧系统的关键是将一次风量与燃料量相匹配,经初步计算四角切圆煤粉炉中独立喷燃方案,配10 th-1的生物质燃烧器推荐配一次风量为4 000 Nm3h-1.合理地选择一次风速,并将其作为输送介质将生物质粉末吹送入燃烧器时宜选择稀相压送式装置,这在气力输送行业有丰富的经验,在此不再赘述[8].

  碱金属氯化物(KCl等)的低温沉积腐蚀问题一直是困扰生物质直燃领域的一个技术难点,直接燃烧产生KCl等物质在含Cr合金钢受热面上发生沉积而导致严重的氯腐蚀问题.碱金属氯化物的高温腐蚀,直接限制了热力工质参数的进一步提高,导致目前生物质直燃电站的热电转换效率偏低.但在混燃技术领域,实验室及现场测试均表明,燃煤中含量较高的S元素及Al,Si,Fe类灰成分,将会使K等碱金属形成高熔点化合物,Cl元素则以超低浓度气相HCl的形式随烟气排放,因此混燃时的腐蚀速率比直燃技术低很多数量级[9].控制混燃热量比在15%以下(质量比20%)时,传统锅炉并不需要做特别的改进,对锅炉运行可靠性不会造成影响.

  生物质低灰低硫高挥发分的特性,宜与燃煤形成互补效应.大量研究表明,在传统电站中混燃少量的生物质后,单位供电量下的SO2,NOx,粉尘等污染物排放强度均可降低,且不会对原配置的环保设备造成负面影响,特别适宜在一些受污染物排放总量减排政策制约的电站中推广使用.值得关注的是,对于某些秸秆类生物质内的高碱金属,燃烧烟气可能有促使钒基SCR催化剂中毒的风险[10],尚需进一步研究其机理后,对不同生物质的混燃比进行限制.

  由于生物质内C元素在自然界中是循环利用的,同直燃技术一样,混燃技术中由生物质燃烧产生的CO2可不视为温室气体排放.年消耗约15万t生物质(收到基碳含量按40%计)的混燃技术项目,可因少用煤炭而折算的CO2减排50万t以上.如果未来实施全球碳排放交易,由此产生的收益将达到1亿元人民币数量级(参考欧洲目前碳排放交易经验,每吨CO2的减排补贴为25欧元)[11].

  混燃比是衡量混燃电厂供电中的可再生能源份额的重要指标.混燃比计量可分为两种方式:

  (1) 燃料侧计量:实际应用中,绿色电力份额可转化成生物质混燃热量比考虑,可由入厂原料汽车衡装置,或者皮带及给料机上设置的重力式传感器计量混燃的生物质重量,之后再综合入炉煤重量及生物质与煤的热值实验室分析数据转换取得.但对多种生物质燃料的取样分析过程繁琐,数据精度不高,且过程中存在大量的人为因素,有以虚假信息换取巨额绿电补贴的可能性.

  (2) 烟气侧计量:其原理同考古领域常见的14C断代法基本相同,已经拓展至环境监测领域[12-13].C元素中放射性同位素14C的半衰期为5 730 a,其化学性质与常见的12C相同,且大气环境及生物质燃料中的14C/12C比例基本稳定在10-12数量级.由于化石燃料形成年代距今达上亿年之久,基本检测不到14C,因此可通过测量混燃锅炉排烟中的14C/12C比例精确计量电站的混燃比率(生物基的百分含量).目前的先进加速器质谱AMS技术测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16,可对混燃比作出非常准确的判断.欧美多国已经制定了针对燃料的生物基份额的检测标准,如ASTM D6866、CEN 15591/15747等,并在积极开发14C同位素同步在线监测技术.我国尚未开展此方面的研究工作.

  生物质直燃发电的单位造价在万元kW-1数量级,而混燃改造的低得多,采用国产设备的混燃系统仅在百元kW-1数量级,且混燃技术的燃料热电转化效率明显优于直燃技术,是一种生物质能利用的有效方式.

  生物质混燃在发电技术层面的问题已经明晰落实,但受国内监管体系制约,电网公司很难核实混燃电站实际运行中的生物质消耗量,可再生能源补贴量因此很难确定.混燃计量检测技术已经成为绿电价格补贴政策无法拓展到生物质混燃领域的主要瓶颈因素,严重制约了经济性较好的混燃技术的规模化应用.

  按照2006年颁布的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》中有关“发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,视同常规能源发电项目,执行当地燃煤电厂的标杆电价,不享受补贴电价”的规定,也就是说生物质在燃料比例中要大于80%才能享受补贴,而目前的混燃比例一般在20%以下,所以生物质混燃项目并不能享有与直燃电厂等效的电价补贴[14].从目前市场现状来看,单位热值的生物质燃料价格仍高于对应的煤价,如无电价补贴等刺激性政策,火力发电厂更加愿意燃用煤,这是目前我国生物质混燃技术无法规模推广应用的一个主要原因.

  建议尽快开发监测生物质使用量的客观评价体系和烟气侧14C同步在线检测技术,政策上尽快完善燃料侧监管体系和制度,引领生物质产业健康发展.

  [1]张明,袁益超,刘聿拯.生物质直接燃烧技术的发展研究[J].能源研究与信息,2005,21(1):15-20.

  [2]雅克范鲁,耶普克佩耶.生物质燃烧与混合燃烧技术手册[M].田宜水,姚向君,译.北京:化学工业出版社,2008.

  [5]肖宏儒,宋卫东,钟成义,等.生物质成型燃料加工技术与装备的研究[J].农业工程技术新能源产业,2009(10):16-23.

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  [6]祖宇,郝玲,董良杰,等.我国秸秆粉碎机的研究现状与展望[J].安徽农业科学,2012,40(3):1753-1756.

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  随着课程改革的逐步推进,化学新课程教材中的选修模块《化学反应原理》成了高考必考模块。由于国际市场原油价格居高不下,新型能源的研究迫在眉睫地摆在我们的面前。燃料电池因其能量利用率高而颇受人们关注,使它成为近一段时期高考热点问题。那么什么是燃料电池,怎样解决燃料电池问题呢?“燃烧总反应法”是一种非常好的解决燃料电池的方法。

  燃料电池是将燃料(如H2、CH4、乙醇等)氧化时,化学能直接转变为电能的装置。它由燃料、氧化剂、电极、电解质组成。在结构上和传统的电池一样具有正负电。