生物燃料好处篇1
关键词:生物阴极;微生物燃料电池;餐饮废水;发电;废水处理
0引言
微生物燃料电池（microbialFuelCell，mFC）是1种利用微生物代谢活动将储存在有机物中的化学能直接转化为电能的生物反应装置。微生物燃料电池利用废弃物进行发电，在处理废水的同时产生电能，而且发电过程不会产生任何污染环境的有害气体，被视作1种高效益、低能耗、清洁环保的新型废水处理及绿色发电工艺［1-4］。微生物燃料电池属于复杂的生物电化学系统，诸多因素影响其运行性能。目前，由于其发电性能与废水处理效果较差，利用微生物燃料电池处理各类废水的研究工作大多数仍停留在实验室研究阶段［5-10］。在大量投入实际应用前，需要进一步提高其发电效率及废水处理性能。阴极是制约微生物燃料电池产电性能的主要原因之一［11］。为了提高产电性能，一般需要在阴极添加催化剂。根据阴极催化剂的类型，可以把微生物燃料电池的阴极分为生物阴极和非生物阴极。一般微生物燃料电池采用非生物型阴极，其常用催化剂一般为铂等贵金属，极大地增加了微生物燃料电池的成本，且容易造成催化剂污染，不适于微生物燃料电池的规模化应用。生物阴极mFC以微生物作为催化剂，这些微生物能够简单地从好氧污泥中获得，造价低廉，极大地提高了mFC在实际中的可应用性和可持续性［12］。根据阴极电子受体的不同，可将mFC的生物阴极可分为好氧型生物阴极和厌氧型生物阴极。好氧型生物阴极微生物燃料电池直接或间接以氧气作为电子受体。厌氧型生物阴极微生物燃料电池则以过渡金属修饰生物阴极或者添加化合物作为电子受体以代替氧气作为电子受体，目前研究比较广泛的主要有硝酸盐、硫酸盐等。本实验首先对一般常用的电子受体进行比较，以选取性能较好的电子受体，然后从电流密度和污水CoD去除率方面，对比生物阴极型微生物燃料电池与一般微生物燃料电池处理餐饮废水的整体性能。
1实验准备
1.1系统构成
本实验采用双室型无介体混菌微生物燃料电池反应器。反应器材质为有机玻璃，主要由阴极室、阳极室、质子交换膜及阴极和阳极构成。阳极室和阴极室同等大小，容积为500mL，阴阳极之间通过质子交换膜（杜邦nafion117）分隔开。阴阳2极都以碳布（台湾碳能woS1002）为电极材料，厚度为0.36mm，表面积为6cm×7cm。碳布通过铜线连接外电阻，形成完整的闭合电路。微生物燃料电池产生的实时输出电压通过与负载并联的16通道多功能USB数据采集卡（mpS-010602）进行在线采集与传输，每60s记录1次，并通过电脑终端进行显示、存储与处理。实验系统构成如图1所示。
1.2阴极微生物的选
取与驯化培养生物阴极微生物燃料电池的研究最初是在海底沉积物中发现的，生物阴极微生物种类复杂，微生物是影响其运行性能的关键因素。目前被发现的微生物大多数属于变形菌，还有其他的一些混合菌群落。本实验选用混合菌群落，其适应性好、易于培养、菌种培养周期短，可以大大的节省装置启动时间。自学校湖底取适量污泥，把污泥与少量湖水混合放置于容器中，以保证污泥中微生物由于长时间呼吸代谢所需要的水分。室温下，向容器中持续通入氧气，培养5～6d，使污泥中微生物活性处于最活跃期。培养后的污泥作为阴极好氧微生物菌种投入后期实验。
1.3电子受体选取
生物阴极微生物燃料电池中常用o2、K3［Fe（Cn）6］等作为电子受体。电子受体主要是接收阳极端产生的电子，从而完成整个电路的电子传递。电子受体对于整个微生物燃料电池装置性能运行的成果起着非常重要的作用。本着提高微生物燃料电池装置运行性能的原则，本实验选用对提高产电效率有较好效果的电子受体o2、K3［Fe（Cn）6］作对比研究，以选取最佳的电子受体，保证生物阴极微生物燃料电池的产电率。图5生物阴极mFC和常规mFC的CoD去除率图3底物稀释条件下不同阴极电子受体电流密度图42种微生物燃料电池发电电流密度对比图2底物不稀释条件下不同阴极电子受体电流密度本实验设计了2种对比实验装置，第1种是以o2作为电子受体时，以naCl溶液作为阴极溶液；第2种是以K3［Fe（Cn）6］和naCl的混合液作为阴极溶液，在厌氧状态下运行，保证实验中仅有K3［Fe（Cn）6］作为电子受体，以进行单一条件下对比实验研究。
2种电子受体情况下的微生物燃料电池产电电流密度
曲线如图2、图3所示，其中图2为以食堂原废水为底物的微生物燃料电池在不同阴极电子受体作用下的电流密度曲线图；图3为以稀释食堂废水为底物的微生物燃料电池在不同阴极电子受体作用下的发电电流密度曲线图。在底物为餐饮原废水时，当以o2为阴极电子受体时，电流密度刚开始上升很快；反应14h后，电流密度急剧下降。分析原因，是由于o2活化损失严重，造成电压不能维持在一个高的水平，电流密度最终稳定在6.5ma/m2左右。而以铁氰化钾作为电子受体时，电流密度起始值较小，但曲线呈上升趋势。这是由于Fe3+参与电子传递被还原成Fe2+，而后又被阴极液中溶解的少量o2氧化成Fe3+，使Fe3+浓度升高，从而使发电电流密度升高。当采用稀释食堂废水作为微生物燃料电池底物时，2种不同阴极电子受体作用下的发电电流密度在起始阶段差别不大，但是以铁氰化钾作为阴极电子受体时，电流密度一直呈下降趋势，这是因为铁氰化钾在电子传递过程中有损耗，使铁氰化钾浓度下降，影响了产电性能。对比2种电子受体的作用效果，以氧气作为电子受体时的发电电流密度要高于以铁氰化钾作为电子受体时的电流密度。另一方面，以铁氰化钾作为电子受体会对阳极微生物活性造成危害［13］，且需要在进展过程中不断添加，进而影响产电效果。因此，氧气比铁氰化钾更适合做微生物燃料电池的电子受体。2生物阴极燃料电池处理餐饮废水以稀释餐饮废水为微生物燃料电池底物、氧气为电子受体，对比测试生物阴极mFC和一般mFC的发电能力和水处理能力。一般非生物阴极微生物燃料电池以naCl溶液为阴极液，生物阴极微生物燃料电池以富含微生物的活性污泥湖水混合液作为阴极液。2种mFC的阴极均处于曝气运行状态，以提供充足的氧气作为电子受体。实验运行15d，2种微生物燃料电池的发电电流密度变化曲线如图4所示。由图4可见，生物阴极微生物燃料电池在运行的前6d，电流密度保持在12ma/m2稳定运行，分析原因是阴极的微生物正处于生长期，微生物含量较稳定；随后，电流密度又呈上升趋势，电流密度可达到21.5ma/m2，继而在这个电流密度范围内波动。这个时期测得阴极电导率为468us/cm，相比刚开始运行时的阴极电导率284us/cm有所提高，分析是由于这个时期的微生物已经大量积累并进入生长期，微生物参与电极反应，使产电性能大大提高。而以naCl溶液作为阴极液的一般微生物燃料电池，其电流密度在起始运行时为7.9ma/m2，随后下降并基本稳定在6.0ma/m2。以化学介质为阴极液的一般微生物燃料电池，由于作为电子受体氧的溶解度的限制，在溶氧达到饱和后，产电性能只能维持在较低值。生物阴极微生物燃料电池产电性能明显优于以化学介体为阴极液的一般微生物燃料电池的产电性能。生物阴极微生物燃料电池和一般微生物燃料电池处理餐饮废水时的CoD去除率指标如图5所示。由图5所示CoD去除率情况可见，生物阴极微生物燃料电池处理稀释餐饮废水时的CoD去除率可高达89.3%，而以naCl溶液为阴极液的非生物阴极微生物燃料电池处理同样水质的餐饮废水时的CoD去除率为53.4%。二者从污水净化效果方面来看，差距很大。生物阴极微生物燃料电池的废水处理效果明显优于一般非生物阴极微生物燃料电池。
3结论
生物阴极微生物燃料电池具有运行稳定、产电量高等优点，而且对环境不会造成污染，污水净化效果也较好。生物阴极微生物燃料电池和传统的非生物阴极微生物燃料电池相比，不论是产电能力还是污水处理效果，生物阴极微生物燃料电池均具有明显优势。
作者:樊立萍郑钰姣单位:沈阳化工大学环境与安全工程学院
参考文献
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11张玲，梁鹏，黄霞，等.生物阴极型微生物燃料电池研究进展.环境科学与技术，2010，33（11）
生物燃料好处篇2
第二条本规定所称的高污染燃料是指：
（一）原（散）煤、洗选煤、蜂窝煤、焦炭、木炭、煤矸石、煤泥、煤焦油、重油、渣油等燃料；
（二）污染物含量超过国家规定限值的轻柴油、煤油、人工煤气等燃料；
（三）国家有权部门认定的其他高污染燃料。
第三条本市高污染燃料禁燃区是指下列区域：
（一）主城规划建设区330平方公里范围内，即北至茨坝、普吉，西至海源寺、岷山、马街，南至福保、六甲、广卫，东至呈贡大冲、黄土坡、官渡阿拉乡、东白沙河一线的区域；
（二）呈贡新区规划建设区107平方公里范围内，即北至官渡区和**经济技术开发区，西至滇池沿岸，南至关山，东至白龙潭山、大尖山、大官山的区域。
市环境保护行政管理部门可以根据城市建设和经济社会发展的需要，对高污染燃料禁燃区范围适时进行调整，报市政府批准后公布实施。
第四条本市高污染燃料禁燃区内禁止销售高污染燃料。
本规定实施前已经取得高污染燃料合法经营资格的，应当自本规定实施之日起6个月内停止销售经营或者搬离高污染燃料禁燃区，并到工商行政管理部门办理营业执照注销或者变更登记手续。
第五条本市高污染燃料禁燃区内的单位、个体经营户和个人禁止使用高污染燃料。
对持有《云南省城镇居民最低生活保障金领取证》的个人改用清洁能源的，政府将适当给予补贴，具体办法另行制定。
第六条本市高污染燃料禁燃区内的单位、个体经营户禁止新建、扩建使用高污染燃料的设施。
本规定实施以前已经批准建成使用的，应当按照下列规定执行：
（一）机关、企事业单位、个体经营户的大灶、茶水炉、热水炉、4蒸吨/小时（含4蒸吨/小时）以下生产生活锅炉，应当自本规定实施之日起6个月内停止使用高污染燃料；
（二）企事业单位的工业窑炉及4蒸吨/小时（不含4蒸吨/小时）以上锅炉，应当自本规定实施之日起24个月内停止使用高污染燃料，改用清洁能源，期间，企业应当采取有效措施，确保污染物达标排放。
第七条高污染燃料禁燃区内禁止焚烧沥青、油毡、橡胶、塑料、皮革、垃圾以及其他产生有毒有害烟尘和恶臭气体的可燃物质。但经依法批准的固体废弃物资源循环利用专业单位除外。
第八条任何单位和个人有权对违反本规定销售、使用高污染燃料的行为进行检举和控告。
第九条市、区环境保护行政管理部门对高污染燃料禁燃区内使用高污染燃料实施监督管理及查处。
市、区工商行政管理部门负责对高污染燃料禁燃区内销售高污染燃料实施监督管理及查处。
环境保护、工商行政管理部门应当加强监管，对外公布举报电话、电子信箱，按照各自职责查处销售、使用高污染燃料的违法行为。
市、区城管、公安、卫生、发改、经委、质监等行政管理部门依据各自职责，配合做好高污染燃料禁燃区内高污染燃料的监督管理工作。
第十条**高新技术产业开发区管委会、**经济技术开发区管委会、**滇池旅游度假区管委会、呈贡新城管委会负责做好辖区内禁止销售、使用高污染燃料的宣传教育、日常监管和查处工作。
第十一条五华、盘龙、官渡和西山四区人民政府负责组织环境保护、工商、城管、公安等行政管理部门做好辖区内禁止销售、使用高污染燃料的宣传教育和监督查处工作。
高污染燃料禁燃区内的街道办事处、居民委员会应当配合环境保护、工商行政管理部门做好辖区内禁止销售、使用高污染燃料的宣传教育和监督指导工作。完善网格化管理和日常巡查运行机制，发现销售、使用高污染燃料的违法行为，及时向环境保护、工商行政管理部门通报。
第十二条违反本规定第四条在本市高污染燃料禁燃区内销售高污染燃料的，由工商行政管理部门责令停止销售，并处以3000元以上1万元以下的罚款。
第十三条违反本规定第五条在本市高污染燃料禁燃区内使用高污染燃料的，由环境保护行政管理部门责令拆除或者没收燃用高污染燃料的设施，并对个人处以50元以上200元以下的罚款，对单位、个体经营户处以500元以上1000元以下的罚款。
第十四条在本市高污染燃料禁燃区内有下列行为之一的，由环境保护行政管理部门依据相关法律、法规和本规定予以处罚：
（一）新建、扩建使用高污染燃料设施的；
（二）期限届满后，继续使用高污染燃料的；
（三）焚烧沥青、油毡、橡胶、塑料、皮革、垃圾以及其他产生有毒有害烟尘和恶臭气体的可燃物质的。
生物燃料好处篇3
木质层板吊顶的综合燃烧特性
1.未作任何防火保护处理的木质层板吊顶遇火时，吊顶很快燃烧，并迅速扩展引起轰燃，其热释放速率峰值最高，但燃烧产生的烟气浓度却比较小。
2.木龙骨表面及层板下表面单面涂刷防火涂料的木质层板吊顶遇火时，在高温的作用下，由于变形引起吊顶与墙面以及板与板之间的缝隙变大，火焰及高温烟气从缝隙中进入吊顶的内层并从背面开始传播，使得防火涂层失去了应有的保护作用。燃烧试验初期，吊顶表面防火涂层中残留的有机溶剂受热很快挥发燃烧，也增加了一定热释放量。试验结束时，龙骨基本保持完好，层板全被烧掉，燃烧过程中，烟气浓度较高。
3.木龙骨及双面涂刷水基型阻燃处理剂的木质层板吊顶遇火时，热释放速率峰值较小，燃烧速度比较慢，也比较平稳，试验过程中，发烟量较小，试验结束时，龙骨基本保持完好，但层板大部份被烧掉。
4.采用加压浸渍处理的难燃胶合板木质层板吊顶遇火时，热释放速率峰值最小，燃烧速度也比较慢，试验过程中，发烟量很小。试验结束时，龙骨基本保持完全好，除靠近火源的层板被烧掉外，离火源较远的部位层板仍保持完好。
室内软包的综合燃烧特性分析
经过调查分析，根据国内使用的软包材料的特点，确定了以下四个有代表性的试验方案：①采用普通聚氨酯泡沫塑料和普通装饰织物作为软包装饰材料；②采用阻燃聚氨酯泡沫塑料和阻燃装饰织物作为软包装饰材料；③采用阻燃聚氨酯泡沫塑料、隔火衬布和阻燃装饰织物作为软包装饰材料；④采用阻燃装饰织物作为软包装饰材料。试验结果表明：
1.采用普通聚氨酯泡沫塑料和普通装饰织物的软包，着火后能在极短的时间内达到最大释放速率，并发生轰燃，燃烧过程中烟浓度很高，整个软包可在两分钟左右全部烧光。
2.采用阻燃聚氨酯泡沫塑料、隔火衬布和阻燃装饰织物作为软包，若着火后放热速度明显减慢，在较长的时间（约10min）后才达到最大热释放速率，其最大热释放速率特征峰值也比较小，但其放热的过程较长。燃烧过程中在较长的时间内保持较高的烟浓度，未发生轰燃现象。
3.采用阻燃吸音材料和阻燃装饰织物作为软包，着火后在较短的时间内达到最大热释放速率，但其最大热释放速率特征峰值较小，未发生轰燃。
以上结果不难看出，采用未经任何防火阻燃处理的聚氨酯泡沫塑料和装饰织物作为软包装饰材料，一旦失火，将会在极短的时间内发生轰燃，并伴有很高的烟浓度，其有毒气体Co的浓度也较高，因此其火灾危险性很大。采用阻燃聚氨酯泡沫塑料、隔火衬布和阻燃装饰织物作为软包装饰材料，由于隔火衬布受火后形成隔热保护层，阻止氧气进入并具有一定的隔热作用，因此燃烧速度明显减缓，防止了轰燃的发生。
窗帘的综合燃烧特性分析
未经防火阻燃处理的窗帘幕布大多属于易燃性材料，在实际火灾中，窗帘幕布往往容易着火而且火焰传播速度很快，使火焰从一个部位传播到其它部位，大大地加速了火势的发展。为了控制火灾的发生并减缓火势的发展速度，国内对窗帘幕布类织物的阻燃进行了很多研究，有些研究成果已在实际工程中应用，但不同窗帘幕布材料在发生火灾时对火灾的控制有多大，阻燃织物及阻燃处理技术对控制火灾的发生和发展是否有效，尚存在很多疑问。为了准确了解并掌握相关的情况，采用墙角火灾试验方法对窗帘幕布的综合燃烧特性进行了研究。经过调查分析，根据国内使用的窗帘幕布材料的特点，确定了以下四个有代表性的试验方案：①普通化纤窗帘的综合燃烧特性②阻燃化纤窗帘的综合燃烧特性③普通百页窗帘的综合燃烧特性④阻燃百页窗帘的综合燃烧特性。
从试验结果分析可以看出，无论是普通化纤窗帘还是普通聚丙烯百页窗帘，遇火时均能很快地燃烧。虽然其本身的热释放量不大，且发烟量也很小，但它们的火焰传播速度很快，在极短的时间内即可把火焰从起火地点传到其它部位，将可能引起其它可燃物燃烧，因而具有较大的火灾危险性。而经过阻燃处理的化纤窗帘和聚丙烯百页窗帘，遇火时均表现出优良的防火阻燃性能，不仅能有效地阻止火焰的传播和火灾的扩展，同时产生的烟气浓度也很小。因此，对窗帘幕布类材料实施防火阻燃处理，其防火效果是十分明显的。
网管的燃烧特性分析
试验结果表明：铝箔复合阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料保温风管与阻燃橡塑泡沫塑料保温风管相比，燃烧的速度相对较慢，热释放速率峰值相对较小，达到最大热释放速率的时间也比较长，毒性烟气的浓度也相对较低。分析其原因之一是阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料所有外露表面均与铝箔紧密复合，使得聚氨酯泡沫塑料与空气中的氧气不易接触，从而延缓了聚氨酯泡沫塑料的燃烧速度，原因之二可能是该风管采用了阻燃性能更好的硬质聚氨酯泡沫材料，或许两种可能性兼而有之。但该风管材料燃烧产生的烟浓度很大，持续的时间也比较长，同时试验过程中还会发生垮塌，具有很高温度的风管垮塌后极有可能引燃其它可燃材料。因此，这两种风管在火灾中的危险性各有其特点，应根据具体的使用场所来确定应当使用哪一种产品。
结束语
生物燃料好处篇4
关键词：微生物燃料电池产电新能源
中图分类号：X703.1文献标识码：a文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0003-02
微生物燃料电池（microbialfuelcells，mFCs）是一种新兴的高效的生物质能利用方式，它利用细菌分解生物质产生生物电能，具有无污染、能量转化效率高、适用范围广泛等优点。因此mFCs逐渐成为现今社会的研究热点之一。
1微生物燃料电池的工作原理
图1是典型的双室结构mFCs工作原理示意图，系统主要由阳极、阴极和将阴阳极分开的质子交换膜构成。阳极室中的产电菌催化氧化有机物，使其直接生成质子、电子和代谢产物，氧化过程中产生的电子通过载体传送到电极表面。根据微生物的性质，电子传送的载体可以为外源、与呼吸链有关的naDH和色素分子以及微生物代谢的还原性物质。阳极产生的H+透过质子交换膜扩散到阴极，而阳极产生的电子流经外电路循环到达电池的阴极，电子在流过外电阻时输出电能。电子在阴极催化剂作用下，与阴极室中的电子接受体结合，并发生还原反应[1]。
下面以典型的葡萄糖为底物的反应为例说明mFCs的工作原理，反应中氧气为电子受体，反应完成后葡萄糖完全被氧化[2]。
2微生物燃料电池的分类
目前为止，mFCs的分类方法没有统一标准，通常有以下几种分类方法。
（1）基于产电原理进行分类，包括氢mFCs、光能自养mFCs和化能异养mFCs。氢mFCs的原理是利用微生物制氢，同时利用涂有化学催化剂的电极氧化氢气发电；光能自养mFCs是利用藻青菌或其他感光微生物的光合作用直接将光能转化为电能；而化能异养mFCs则是在厌氧或兼性微生物的作用下，从有机底物中提取电子并转移到电极上，实现电力输出[3]。
（2）基于电池构型进行分类，包括单极室微生物燃料电池、双极室微生物燃料电池和多级串联mFCs。图1中的微生物燃料电池即为双极室结构，电池通过质子交换膜分为阳极室和阴极室两个极室。单极室mFCs则以空气阴极mFCs为主，将阴极与质子交换膜合为一体，甚至是去除质子交换膜。为了提高产电量，将多个独立的燃料电池串联，就形成了多级串联mFCs[4]。
（3）基于电子转移方式分类，包括直接微生物燃料电池和间接微生物燃料电池两类。直接微生物燃料电池是指底物直接在电极上被氧化，电子直接由底物分子转移到电极，生物催化剂的作用是催化在电极表面上的反应。间接微生物燃料电池的底物不在电极上氧化，而是在电解液中或其它地方发生氧化后，产生的电子由电子介体运载到电极上去[5]。
（4）基于电子从细菌到电极转移方式进行分类，可分为有介体mFCs和无介体mFCs两类。电子需要借助外加的电子中介体才能从呼吸链及内部代谢物中转移到阳极，这类为有介体mFCs。某些微生物可在无电子传递中间体存在的条件下，吸附并生长在电极的表面，并将电子直接传递给电极，这称为无介体mFCs。
3电池性能的制约因素[6～7]
迄今为止，mFCs的性能远低于理想状态。制约mFC性能的因素包括动力学因素、内阻因素和传递因素等。
动力学制约的主要表现为活化电势较高，致使在阳极或者阴极上的表面反应速率较低，难以获得较高的输出功率[8]。内电阻具有提高电池的输出功率的作用，主要取决于电极间电解液的阻力和质子交换膜的阻力。缩短电极间距、增加离子浓度均可降低内阻。不用质子交换膜也可以大大降低mFC的内阻，这时得到的最大功率密度为有质子交换膜的5倍，但必须注意氧气扩散的问题[9]。另一个重要制约因素为电子传递过程中的反应物到微生物活性位间的传质阻力和阴极区电子最终受体的扩散速率。最终电子受体采用铁氰酸盐或阴极介体使用铁氰化物均可以获得更大的输出功率和电流。
另外，微生物对底物的亲和力、微生物的最大生长率、生物量负荷、反应器搅拌情况、操作温度和酸碱度均对微生物燃料电池内的物质传递有影响[10]。
4微生物燃料电池的应用
（1）废水处理与环境污染治理。
微生物燃料电池可以同步废水处理和产电，是一种废水资源化技术。把mFC用于废水处理是其最有前景的一个应用方向，也是当前微生物燃料电池的研究热点之一。同时，在生物脱氮、脱硫、重金属污染的生物治理等方面mFCs也具有不可忽视的作用。
（2）海水淡化。
普通的海水淡化处理技术条件苛刻，需要高压、高效能的转化膜，有的还要消耗大量的电能，故不能大规模的处理，并且成本较高，难以有效地解决海水淡化问题。如果找到一种高效的产电微生物和特殊的pem交换膜，那么mFC，就可以达到海水淡化的目的，而且具有能耗低，环保和可持续的优点。利用mFC淡化海水也将成为具有发展潜力的研究方向[11]。
（3）便携式电源。
微生物燃料电池能够利用环境中自然产生的燃料和氧化剂变为电能，用于替代常规能源。可以为水下无人驾驶运输工具、环境监测设备的长期自主操作提供电源。
（4）植物mFCs。
通过光合作用，植根在阳极室的绿色植物将二氧化碳转换为碳水化合物，在根部形成根瘤沉积物；植物根系中的根瘤沉积物被具有电化学活性的微生物转化为二氧化碳，同时产生电子。这种植物mFCs能够原位将太阳能直接转换为电能[12]。
（5）人造器官的动力源[13]。
微生物燃料电池可以利用人体内的葡萄糖和氧气产生能量。作为人造器官的动力源，需要长期稳定的能量供给，而人体内源源不断的葡萄糖摄入恰好可以满足mFC作为这种动力源的燃料需要。
5微生物燃料电池技术研究展望
mFCs技术正在不断成长并且已经在许多方面取得了重大突破。但是，由于其功率偏低，该技术还没有实现真正的大规模实际应用。基于其产电性能的制约因素，今后的研究方向主要可归纳为以下几点。
（1）深入研究并完善mFCs的产电理论。mFCs产电理论研究处于起步阶段，电池输出功率较低，严重制约了mFCs的实际应用。mFCs中产电微生物的生长代谢过程，产电呼吸代谢过程以及利用阳极作为电子受体的本质是今后的研究重点[14]。
（2）筛选与培育高活性微生物。目前大多数微生物燃料电池所用微生物品种单一。要达到实际应用的目的，需要寻找自身可产生氧化还原介体的高活性微生物和具有膜结合电子传递化合物质的微生物。今后的研究应致力于发现和选择这种高活性微生。
（3）优化反应器的结构。研究与开发单室结构和多级串联微生物燃料电池。利用微生物固定化技术、贵金属修饰技术等改善电极的结构和性能。选择吸附性能好、导电性好的材料作为阳极，选择吸氧电位高且易于扑捉质子的材料作为阴极[15]。
（4）改进或替代质子交换膜。质子交换膜的质量与性质直接关系到微生物燃料电池的工作效率及产电能力。另外，目前所用的质子交换膜成本过高，不利于实现工业化。今后应设法提高质子交换膜的穿透性以及建立非间隔化的生物电池[16]。
6结语
mFCs作为一种可再生的清洁能源技术正在迅速兴起，并已逐步显现出它独有的社会价值和市场潜力。随着研究的不断深入以及生物电化学的不断进步，mFCs必将得到不断地推广和应用[17]。
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生物燃料好处篇5
为此，编辑部约请了农业部乡镇企业局副局长王秀忠写了下面这篇短文。
随着石油价格的节节攀升并居高不下，可再生的生物质能源的重要性凸显，特别是燃料乙醇加工技术及产业化正成为许多国家竞相抢占的制高点。如何实现我国燃料乙醇加工技术及其产业化的突破，对于保障我国的能源安全具有极其重大的现实意义和战略意义。
生物质能源从形态上大致可分为四类：一是气体，主要是沼气及生物质的不完全燃烧形成的气体；二是液体，主要是燃料乙醇和生物柴油；三是固体，主要是将生物质制作成便于使用的固化物；四是电，主要是生物质来发电。在这四类生物质能源中，对我国而言最具战略意义的是燃料乙醇。石油在我国的能源安全中具有极其重要的战略意义，而石油是不可再生的，石油的枯竭是迟早的事。因此，寻找可以替代石油的可再生能源就成为一项紧迫而重大的战略任务，而燃料乙醇正是比较理想的石油替代品。
目前，用来生产燃料乙醇的原料大致可分为三大类：一是淀粉类原料，如谷物及薯类等；二是糖类原料，如甘蔗及甜高粱等；三是木质纤维素类原料，主要是秸秆、林木废弃物及草等。在这三类生产燃料乙醇的原料中，前景最好的是用秸秆、林木废弃物及草等为木质纤维原料。由于我国工业化、城镇化及新农村建设进程的加快，我国耕地每年以数百万亩的速度在减少，在一定时间内我国人口数量将会继续增加，因此，今后我国粮食将处于紧平衡状态。用谷物及薯类等淀粉类为原料生产燃料乙醇，有可能会损害我国的粮食安全。目前，我国的食用糖已产不足需，因此，用甘蔗为原料生产燃料乙醇可能损害我国的食用糖安全。尽管可用木薯、甜高粱等为原料生产燃料乙醇不与人争粮，但因甜高粱仍存在与粮油争地、与人畜粮油争水，从长远看，第一、二类原料在我国前景不太好。而秸秆是粮食等的副产物，不仅不会与人畜争粮油、不与粮油争地、不与人畜粮油争水，而且随着粮食产量与秸秆量成正向变动关系。再就是我国每年有15亿吨左右的秸秆及林木废弃物，数量巨大且比较稳定，是可以满足大规模生产燃料乙醇的。据测算，利用我国的秸秆及林木废弃物每年可生产4亿吨左右的燃料乙醇，可替代3亿多吨石油。以秸秆及林木废弃物等木质纤维素质为原料生产燃料乙醇，能够在不损害我国粮食安全的情况下保障我国能源安全。
生物燃料好处篇6
城市生活垃圾中可燃组分主要为塑料、纸张、草木、布、橡胶、皮革和厨余等7类。解决城市生活垃圾处理问题的目标是将垃圾减容化、减量化、资源化、能源化及无害化处理。目前主要有三种方法:一是卫生填埋。二是堆肥。三是焚烧处理(后发展为焚烧发电、供热)。
对垃圾进行焚烧处理,能更好地达到垃圾处理资源化及无害化的治理目标,并具有占地面积小、运行稳定、对周围环境影响较小等特点。但是,垃圾成分十分的复杂,且具有综合利用价值,直接焚烧和简单破碎不仅不利于设备的安全运行,还增加了垃圾处理的难度,而且浪费了一些可回收利用资源。我国在垃圾处理领域起步较晚,目前已建成或在建的垃圾焚烧厂,基本上为国外引进技术,部分采用国产设备,城市垃圾一般未经处理或仅仅是简单分拣即入炉焚烧,无论从资源再利用角度还是从设备运行的经济性来讲,都存在不足之处。发展新的垃圾处理技术优为重要。城市生活垃圾的焚烧处理在垃圾综合处理中的比重逐年增加,垃圾衍生燃料(RDF)有燃烧稳定,二次污染低,便于运输和储藏等特点而日益受到关注,但热值相对较低,不易成型,而在煤中混烧已被证实是可行有效的为提高衍生燃料热值,减少和二恶英的排放。
二、垃圾衍生燃料技术(RDF)简介
“垃圾衍生燃料”一词来自英文RefuseDerivedFlue,直译为:源于垃圾的燃料。垃圾衍生燃料垃圾经分拣、破碎、涡电流除铝、磁选除铁,再破碎、风选、压缩和干燥等工序制成的一种固体燃料,简称为RDF。垃圾衍生燃料技术RDF是一种将垃圾经不同处理程序制成燃料的技术。生活垃圾经破碎、分拣、干燥、添加助剂、挤压成型等处理过程,制成固体形态(圆柱条状)燃料,其特点:大小均匀、所含热值均匀,易运输及储备,在常温下可储存几个月,且不会腐败。可以临时将一部分垃圾存贮起来,以解决锅炉技术停运或因旺季而导致垃圾产出高峰时期的处置能力问题。这种燃料可以单独燃烧,也可根据锅炉工艺要求情况,与煤燃油混烧。
三、中国RDF技术的发展
各国的技术必须针对各国的具体特点,从中国的垃圾成分分析看,中国垃圾中的可燃成分普遍比发达国家少,中国垃圾无机不可燃成分,特别是灰土砖石比较多。鉴于垃圾成分的这个特点,中国垃圾应该走综合治理这条路:把垃圾中的灰土砖石部分分开后进行填埋处理,提高热值之后的垃圾可以用于直接热处理。垃圾成分受季节波动较大,水分含量高,有时高达80%,直接焚烧可能出现各种问题。
四、国外应用RDF技术的动向
衍生燃料RDF—5技术的应用,在欧洲、澳洲皆逐施行,日本最为积极。日本电源开发公司在上世纪九十年代就着手开发RDF—5燃料试验,得到日本政府通产省的资助,从1997年进行设备设计、制造和安装等,1998年实施燃烧试验,试验结果:发电效率达到35%,比焚烧原生垃圾提高了130%,并大幅度降低二次污染程度,在能源、资源回收及生态效益上具有绝对竞争优势。此举引起政府高度重视,并从国库资助,以推动RDF技术的应用,鼓励中小型焚化炉改建为联合处理方式的废弃衍生燃料的制造中心。
五、垃圾衍生燃料技术环境影响分析
垃圾衍生燃料技术对环境的影响主要涉及RDF的制备过程中产生的噪音、粉尘,燃烧过程中产生的有害气体和温室气体,以及灰渣中残留的重金属等有害物质。
1.RDF制备过程的环境影响
RDF的制备工艺主要是物理过程,干燥温度在100~120℃之间,一般不会产生有害物质。秦成、田文栋等对国内第一条RDF生产线生产过程气体分析,未发现Hcl和So2等有害气体。RDF制备过程中对环境的主要影响是噪音、粉尘以及垃圾腐烂产生的恶臭。通过密封、加入添加剂等手段予以消除。
2.RDF燃烧产生的有害气体
RDF的燃烧方式一般包括两种,一是RDF单独燃烧,另一种方式是与其它物质(如煤)混合燃烧。美国环保署在一份对于燃烧城市废弃物草案指南中指出,持久有机污染物的形成主要包括三个方面,一是通过废弃物带入焚烧炉系统,是在燃烧过程中形成,三是在燃烧区后重新合成。魏小林等对硫化床RDF烧、与煤混合燃烧进行了研究,其中no随RDF的增加而增加,但增加量不大。混合燃烧Co、n2o、So2、Hcl浓度比单独燃烧低,而均比煤高。
3.灰渣处置
垃圾焚烧产生的底灰中重金属含量较少,尤其是易浸出重金属Hg、pb、Cd、Zn含量较少,主要是一些亲岩性元素如Si、al、Ca等,飞灰中重金属含量pb、Cd等含量较高,目前对于灰渣的资源化处理主要用于生产建筑材料、路基材料等。
4.可吸入颗粒物
大气可吸入颗粒物(pm)的污染已成为中国城市大气环境污染的突出问题,由于可吸入颗粒物十分细小,比表面积较大,通常富集各种有毒有机物、重金属元素、酸性氧化物和细菌等,对人体健康危害极大。王小刚、李海滨等用高密度聚乙烯(30%)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(10%)、聚氨酯发泡沫塑料(35%)以及纸张(15%)、木屑(10%)作为原料,制备了RDF,与纸屑、甘蔗渣、木粉、谷壳分别燃烧,比较了烟气中pm10的浓度。研究表明,由于RDF比较致密,内部孔隙少,接触空气少,产生的可吸入颗粒物最多。
六、结语
从世界各国城市垃圾处理的历史来看,随着城市化的发展,土地日益紧张,征地费用和运输费用逐年增加,传统填埋技术的成本逐渐加大,向焚烧处理成本靠近,因而焚烧处理的比例逐年增加,选择的处理方法会因地理环境、垃圾成分、经济发展水平等因素的不同而有很大的差异。将垃圾制成垃圾衍生燃料(RDF)后,是一种适合于目前中国大多数城市垃圾的处理方法,该方法投资省、污染低、还可盘活已关闭或即将关闭的中小电站,对中国的环境卫生建设和经济建设有着重要的意义。
参考文献:
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[2]秦成,田文栋,等.中国垃圾可燃组分RDF化的探索[J].环境科学学报,2004,24(1):36.
生物燃料好处篇7
关键词：阻燃；抗静电；聚乙烯；母料；研制
中图分类号：tQ325.12文献标识码：a文章编号：1000－8136（2012）03－0061－01
聚乙烯（pe）具有优良的力学性能、较高的体积电阻率和较低的介电损耗等，广泛应用于电线电缆。对于聚乙烯pe这种类型的易燃、易爆的树脂合成制品的阻燃、抗静电处理已引起人们的极大重视。在pe树脂中添加阻燃剂和抗静电剂等助剂进行改性，制备阻燃抗静电母料成为研究热点。本文通过对载体树脂、偶联剂、阻燃和抗静电体系的选择确定了聚乙烯阻燃抗静电母料的基本配方和制备工艺及达到的技术指标。
1配方试验
1.1载体树脂选择
通常根据母料的用途不同，一般来讲，选择载体树脂应遵守以下原则：①载体树脂应与选用的基体树脂相同或相似，以利于与基体树脂相容，但又尽量不影响或少影响基体树脂的力学性能；②载体树脂应有较高的熔体流动速率，其mi应高于基体树脂的mi值；③载体树脂最好有与填料或分散剂相互作用的结构因素，以利于提高它们之间的结合。我们将高压、低压聚乙烯共用，逐步过渡到高压、线性复配。选出7042和607等复合树脂作为母料的载体树脂，其协同效果较好。
1.2偶联剂的选择
偶联剂是一种增加无机物与有机聚合物之间亲和力，而且具有两性结构的物质。偶联剂在无机物和聚合物之间，通过物理缠绕，或进行某种化学反应，形成牢固的化学键，从而使两种性质大不相同的材料紧密结合起来。偶联剂按化学结构可分为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硬脂酸及其盐类等，一般来说，偶联剂两末端的官能团分别和填料的分散相、基质聚合物进行反应，但因填料不同，偶联效果差别很大。主要考虑3个因素：①要根据配方中所选用的填料和树脂品种来选择偶联剂类型，使所选用偶联剂与填料和树脂要有很好的结合力。②所选偶联剂应无毒、价廉、来源广。③必要时可选用多种偶联剂复合使用，以便发挥协同效应。选用铝钛复合偶联剂对填料进行表面处理改性与载体树脂的相容性较好。偶联剂用量5%～15%。
1.3阻燃体系选择
阻燃性的实现是靠在材料共混改性过程中加入助剂，材料燃烧时产生一系列的化学或物理变化以达到阻燃效果。阻燃剂常为聚合物材料助剂中加入量最大的种类，不仅大大增加了材料成本，且对材料力学性能产生不利影响，因此采用高效阻燃剂，或采用复合体系产生协同作用，以减少阻燃剂的加入量或降低成本。阻燃剂按应用方式分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。根据组成，添加型阻燃剂主要包括无机阻燃剂、卤系阻燃剂（有机氯化物和有机溴化物）、磷系阻燃剂（赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等）和氮系阻燃剂等。反应型阻燃剂多为含反应性官能团的有机卤和有机磷的单体。选用十溴二苯醚和氧化锑协同阻燃效果显著、应用方便。
1.4抗静电体系选择
解决聚乙烯的抗静电有两种方法：①添加抗静电剂。它的抗静电原理是疏水基吸附在物体表面、亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，该单分子膜能降低摩擦系数而使物体难以产生静电，另外，亲水性膜吸收空气中水份而在物体表面形成一水层，能降低物体表面电荷达到抗静电目的。②填充导电材料（如炭黑），它的原理是炭黑的体积电阻很低，在0.1～102Ω之间，微粒间相互接触形成链状网络或10～10μm间隙，可形成导电通路而起抗静电作用。选用导电材料炭黑添加量少，易于表面处理。
通过对载体树脂、偶联剂、阻燃体系和抗静电体系的筛选，得到了较为可行的配方：树脂∶阻燃∶抗静电比例为：5∶3∶1（偶联剂用量针对改性的无机填料）。
2双抗母料制造工艺
图1双抗母料制造工艺
3pe阻燃抗静电母料的技术指标
pe阻燃抗静电母料技术指标：密度g/cm3≥1.08，表面电阻Ω≤1×103，熔体质量流动速率（190℃，21.6kg）g/10min≥0.3，垂直燃烧分级达到V－0，水平燃烧分级达到HB。建议用量40%～50%。
4结束语
聚乙烯阻燃抗静电母料由载体、阻燃体系、抗静电体系，经高速混合、双螺杆挤出造粒而成。聚乙烯阻燃抗静电母料建议用量40%～50%，可满足阻燃抗静电要求，对聚乙烯材料外观、密度和力学性能影响不大。
theDevelopmentofFlameRetardantantistaticpolyethylenemasterbatch
ZhangHongmei,CaoLiunan,wenHairong,YangYuncui,JinXinhui,ZhuXiaojun
abstract:afterselectionofthecarrierresin,couplingagents,flameretardantandantistaticsystemdetermines,thebasicformulation,preparationprocessandthetechnicalspecificationsofflameretardantantistaticpolyethylenemasterbatchweredetermined.
生物燃料好处篇8
1洁净煤技术提出的背景
当今人类面临着三大环境问题：酸雨、温室效应和臭氧层破坏，这都与经济的发展密切相关。
1．1燃烧排放与酸雨污染
形成酸雨的主要物质是So2和nox，这两类物质的90％都来自矿物质燃料燃烧。酸雨影响水生生物生长或使其死亡；大面积的森林死亡也归因于酸雨的危害；酸雨还加速建筑材料的腐蚀；酸雨使地面水呈酸性。为减少酸雨的危害，必须采取增大燃煤洗选率、增加低硫煤开采与使用、大规模采用烟气脱硫装置、大力采用循环流化床燃烧技术、征收So2排放税等措施，控制造成酸雨的污染物So2等的排放。
1．2全球气候变暖与能源工业
大气底层聚集大量温室气体，地球辐射的长波被温室气体反射回来，有效地避免热量散失。当大气层中温室气体浓度上升时，温室效应增强，导致全球气候变暖，其中影响较大的是浓度增加最快的Co2和CH4。矿物燃料燃烧和地球植被破坏是Co2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是CH4的一个重要的产生源。随着世界能源消耗不断增长，电力行业在能源直接消耗中所占份额越来越大，加快电力行业的科技转化，研究开发洁净煤技术，将成为解决温室效应的重点突破口。
1．3臭氧层破坏与燃烧排放
人类过多使用CFCS及矿物燃料燃烧的排放物有关。大气同温层o2可通过四种途径减少：紫外光照射下的分解反应；Cl与其反应；no与其反应；oH及Ho2与o3的反应。其中，70％的o3与no反应而消减。近年来，燃烧过程中n2o的排放引起较大重视，它是一种温室效应气体，并且能破坏大气同温层的臭氧层，同温层中n2o浓度的增加将引起臭氧层中no浓度增加，从而使臭氧层变薄加速。在电力行业引进先进的洁净燃烧技术，降低nox排放，对保护臭氧层起到积极的作用。
2洁净煤技术进展
洁净煤技术是针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策，是旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制新技术总称，它将成为21世纪煤炭利用中既能降低动力耗费，又能创造友好生态环境的高新技术，其构成如图1所示。
2．1煤炭燃烧前处理技术
动力用煤洗选加工是提高煤炭质量、增加煤炭品种、节约能源、节省运力、降低燃煤对大气污染和保护环境的重要措施。浮选脱硫属先进的物理洗选工艺；干法分选适用于分选氧化煤与水资源缺乏的地区；化学分选适用于物理分选排除大部分矿物质后的最后一道分选工序，需要高活性化学试剂，工艺过程大多在高温、高压下进行，成本较高；微生物脱硫具有反应条件温和、成本低、能耗省、无煤流失、能脱除煤中的有机硫与黄铁矿硫等优点，
但作用时间长，反应容器大，生产工艺复杂，处理费用高，不适合大规模能源工业。
转贴于
型煤加工技术在经济上是合理的，而且环境效益、社会效益显著。将粉煤加工成型煤，比燃烧散煤节约能源20％～30％，减少烟尘排放量40％～60％，提高锅炉出力10％～30％。加入适量的固硫剂，燃烧时烟尘和So2的排放都比燃烧散煤时减少40％～60％。在我国，民用型煤加工已有成熟技术，但工业型煤的发展比较缓慢，其技术开发仍处于分散的低水平重复状态，对于其推广缺乏有效的组织管理。
水煤浆是一种煤基液态燃料，发展水煤浆技术，不仅能节省宝贵的油资源，而且还可以解决煤炭运输、环境污染等问题。目前国内外水煤浆技术的发展趋势为：由小规模工业示范厂、试验厂向大型化、商业化方向发展；水煤浆应用向多用途方向发展；水煤浆向大型化、系统化方面发展；水煤浆研究向低污染燃烧方向发展。
2．2燃烧中处理技术
为适应煤种多变、调峰及稳定强化燃烧的需要，出现不少新型煤粉燃烧器，如：煤粉钝体燃烧器、稳燃腔燃烧器、夹心风燃烧器、双通道自稳燃式煤粉燃烧器、火焰稳定船式燃烧器。这些燃烧器用于燃用劣质煤和低挥发分煤。其特点为：低负荷稳燃，提高热效率；加强煤粉气流与高温烟气流的湍动和混合，明显改善着火条件；稳定燃烧，防止
结渣，煤种适应性好；减少燃烧过程中nox的生
成，降低对大气的污染；等等。目前，降低燃烧过程中氮氧化物的生成和排放采取如下一些措施：空气分级燃烧；烟气再循环燃烧；煤粉浓淡分离燃烧；燃料分级燃烧。
燃烧中固硫是在燃烧过程中使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排出。生成的CaSo4在800～950℃时热稳定性好，应用成功的有LimB炉内喷钙技术和LiFaC烟气脱硫工艺。LimB技术喷入固硫剂时只要避开高温区便能改善脱硫效果，吸收剂在炉膛出口处喷入，避免吸收剂的烧结失活。Li－FaC工艺是一种改进的炉内喷钙工艺，除炉内喷射石灰石脱硫外，还在炉后烟道上增设一个独立的活化反应器将炉内未反应完的Cao通过雾化水进行活化后，再次脱除烟气中的So2，这两种炉内脱硫技术都已投入商业性运行。
固体颗粒处于流动化状态下具有一系列特殊的气固流动、热质传递和化学反应特性，使得流化床锅炉具有如下特点：燃料适应性好，可以燃用各种高灰分、高水分、低热值、低灰熔点的劣质燃料和难于点燃和燃尽的低挥发分煤；低温燃烧，燃烧过程中nox大幅下降；颗粒床内停留时间较长，燃尽度高；保证蒸汽参数，实现低负荷稳定燃烧。流化床燃烧工艺由小、中型的鼓泡流化床，常压循环流化床发展到增压流化床燃气蒸汽联合循环发电，其发电效率不断增加，且脱硫率不断提高。
2．3燃烧后处理技术
烟气净化是燃烧后洁净煤技术，主要是脱除烟气中的灰尘、So2，nox。离心分离除尘器结构简单，运行操作方便，除尘效率在85％左右；洗涤式除尘器结构简单，除尘效率高，文丘里洗涤除尘器除尘效率在95％以上，且能吸附烟气中的So2和So3，但需要污水处理装置；袋式过滤除尘器具有较高的除尘效率，但其阻力较大；静电除尘器除尘效率最高可达99．99％，可捕集0．1μm以上的尘粒，处理烟气量大，运行操作方便，可完全实现自动化。
烟气脱硫（FGD）是控制燃煤So2排放应用最广和最有效的技术，传统的FGD主要是化学法，是目前唯一实现工业化的方法，但它能耗大，产生废水或废渣，造成二次污染，应用前景一般。电子束照射含有水蒸气的烟气，使烟气中分子如o2，H2o产生强氧化性的自由基o，oH，Ho2和o3等，这些自由基氧化烟气中的So2和no，在有氨
存在下，生成较稳定的硫铵和硫硝铵固体，通过除尘器达到脱硫脱硝的目的。脉冲电晕法是电子束法的改进，用高压电源电晕放电代替加速器电子束产生等离子体，不需昂贵的电子枪与辐射屏蔽，在节能方面具有很大的潜力。海水脱硫（F－FGD）将So2以硫酸盐的形式直接送入大海，不经过大气、淡水湖泊、河流和土壤，F－FGD不需添加任何化学物质，依靠海水的天然碱度进行脱硫。
2．4转换技术
整体煤气化联合循环（iGCC）是先将煤气化成可燃气体，供燃气轮机燃用，以煤气化设备和燃气轮机取代锅炉发电，排气余热再发生蒸汽，推动蒸汽轮机发电，其发电效率可高达47％，从而能更好地实现高品位煤化学能的梯级应用。iGCC是最洁净和最有效的洁净煤技术之一，在相同发电量条件下，净化煤气的数量低于需净化的烟气量，高温煤气净化减轻对环境的污染，同时也保护下游燃气轮机等设备免遭腐蚀。高温煤气脱硫剂种类很多，从物系上大体可分为铁系、锌系、铜系、钙系和复合金属氧化物等。高温煤气脱硫反应器可以采用固定床、移动床、流化床和气流床等，目前流化床和气流床使用最为广泛，主要是因为它们的传热传质能力高，易于实现脱硫和再生的连续运转。
煤炭气化能克服由于煤的直接燃烧产生的燃烧效率低、燃烧稳定性差、环境污染严重等问题，可在使用前将煤气中的气态硫化物和氮化物较容易地高效脱除。按照煤在气化剂中的流体力学条件，把气化方法分为：移动床气化；流动床气化；气流床气化；熔融床气化。它们都是在特定的条件下，以一定流动方式把煤完全转化成可燃气体，煤中的灰分以废渣的形式排出。煤炭气化技术开发的热点是煤气化联合循环发电技术，中国目前发展煤炭气化技术的主要途径是加强现有技术的推广应用，改变传统落后的用煤方式，达到节约利用煤炭资源，减轻用煤过程中对环境的污染。
转贴于 通过加氢法、抽提法和合成法可由煤制取液体产品，煤炭液化获得的洁净液体燃料可以满足飞机、坦克、火箭、汽车和多种现代化工业设备的动力需求，用于燃烧可以达到不污染环境的目的。煤的液化产物燃烧对环境造成的影响非常轻微，煤直接液化时，煤经过加氢反应，所有异质原子基本被
脱除，回收的硫可变成元素硫，氮经过水处理可变成氨。煤间接液化时，是由气化阶段的气体产物转变而来，催化合成过程中排放物不多，未反应的尾气可以在燃烧器中燃烧，排出的废气中nox和硫很少，没有颗粒物生成。
燃料电池是反应物燃料与空气中的氧发生电化学反应而获得电能和热能的电化学装置，将化学能直接转化为热能和低压直流电能。根据燃料电池所使用的电解质的不同，可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物电解质燃料电池和聚合物电解质膜燃料电池。燃料电池具有热效率高、对系统负荷变动适应力强、燃料来源广、环境污染小、不需要大量循环水、建设工期短等特点，燃料电池从可能性原理的提出到磷酸型燃料电池兆瓦级产品的商业化应用，都是根据实际需要而发展的。熔融碳酸盐燃料电池虽然离商业化阶段有一定距离，但由于它与煤气化能结合应用，其预计价格低于同规模的磷酸型燃料电池，因而有望用于主力电站。
3洁净煤技术在广东电力工业中的应用
广东地处我国华南沿海，改革开放以来珠江三角洲经济发展迅猛，能源需求急剧增长，环境污染日趋严重。虽然广东已大力开发水电和核电，加大投资开发西部水电的力度，增架西电东送的输变电线路，与云南、贵州等西部省份签订西电东送的协议，但在21世纪初，广东以燃煤为主的火力发电的电源结构不可能改变。电力是经济建设和社会发展不可替代的二次能源，大量燃煤对沿海经济发达港口城市的污染日趋严重，电力建设者将面临解决发展与环境矛盾的重要课题。洁净煤技术可使煤在燃烧过程中大量减少污染物的产生和排放，同时还可以提高燃烧效率，达到高效、洁净、环保的目的。洁净煤技术将在广东电力工业的持续发展中占据重要地位。
3．1广东电力工业现状
燃煤火电厂是广东电力的主要电源，每年消耗原煤约23000kt，截止2000年8月，燃煤火电厂装机总容量达12．005Gw，主要电厂煤耗情况如表1。广东通过多渠道办电，电力增长速度较快，基本能适应经济发展的需要。近期由于经济复苏，电源建设规划滞后，经济增长速度超过电力增长速
度，迫使许多燃煤火电机组超时运行，电网处于缺电局面，部分市（县）采取了拉闸限电措施。因而在今后的一二十年内仍要加快广东电力工业的建设，使电力由基本适应型向同步或超前发展型转变。燃煤火力发电厂的建设相对核电和水电来说，具有投资小、见效快的优势，若采用先进的洁净煤发电技术，可减轻对环境的破坏。
3．2洁净煤发电技术在广东电力工业的应用前景
广东电力工业紧随经济发展而发展，发电燃煤量逐年增长。能源是历史发展和社会进步的物质基础，大量消耗能源的结果，促进工业经济的快速发展，但同时使环境付出巨大的代价，大量燃煤燃烧给广东地区生态环境带来巨大压力。广东电力工业以燃煤火力发电为主的电源结构，短时期内不会改变，因此，为降低污染物的排放，满足国家环保要求，应该积极采用新的洁净燃烧技术，从而提高能源转化效率，降低能源系统成本，提供优质能源服务。
近期，广东省的连州发电厂、沙角a电厂实施烟气脱硫工程，茂名热电厂进行把燃油机组改造为燃烧水煤浆机组的技改工程。广东省正在惠州建设天然气发电厂，深圳能源公司属下的西部电厂已实现海水脱硫。这些项目的实施都已取得巨大的社会效益，并将获取显著的经济效益。为最大限度降低环境污染，广东省可根据各电厂的具体情况，在老厂改造、新厂建设和发展大机组时尽可能采用洁净煤发电技术。
3．3 洁净煤技术应用保障
生物燃料好处篇9
关键词：农村流化床锅炉爆燃预防
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫、氮氧化物排放低、燃烧强度高、炉膛截面积小、燃料预处理及给煤系统简单及负荷调节灵活，易于实现灰渣综合利用等优点。从20世纪50年代末期开始，在国内作为环保节能型锅炉得到广泛的推广应用。但流化床锅炉操作技术在国内属于一门新型的应用技术，还不十分成熟。在运行中，特别是在新锅炉的投产试车过程中，都难免发生一些意想不到的事故。锅炉爆燃事故虽然发生机率不高，但一旦发生，将具有较大的破坏性和危险性，甚至会给企业生产和职工的生活带来很大损失
1、发生爆燃的几种情况
锅炉爆燃是由于炉膛内可燃物质的浓度在爆燃极限范围内，遇到明火或温度达到了燃点发生剧烈爆燃，燃烧产物在瞬间向周围空间产生快速的强烈突破。以下介绍几种循环流化床锅炉易发生爆燃的情况。
（1）扬火爆燃：如果压火时燃料加得多或停的晚，使压火后床料内燃料的含量过多，这时燃料中的碳在缺氧状况下不充分燃烧产生大量的Co，同时燃料在炉内高温干熘挥发出甲烷、氢等可燃性气体。由于压火后床料表面温度降低，这些可燃性气体遇不到明火，便在锅炉炉膛内积聚。扬火时，随着风机的启动，床料开始流化，高温的床料从下面翻出，这时可燃性气体与明火接触，瞬间发生燃烧，如果可燃物的浓度在爆燃极限范围内，就会发生爆燃。个别司炉工在扬火时怕床温降得过快造成灭火，在启风机前先加入少量的燃料，新进入炉膛的燃料不但会挥发出可燃性气体，同时会有大量的煤粉参与燃烧，这样不但会增大产生爆燃的机率，还会加剧爆燃的强度。
（2）大量返料突入爆燃：循环流化床锅炉都有物料循环系统。循环流化床锅炉运行时，大量固体颗粒在燃烧室、分离器和返料装置等组成的循环回路中循环，一般循环流化床锅炉的循环倍率为5～20，也就是说有5～20倍给煤量的返料灰需要经过返料装置返回燃烧室再次燃烧，循环物料是直径在0.1mm左右的细灰，有很好的流动性，在返料风的吹送下，连续不断地进入炉膛。运行中如果返料风过小，返料器内的物料就会停止流化或流动，从而造成返料器堵塞，细灰会在返料器内堆积，当细灰积累到一定时，细灰在自身重量的作用下产生流动或者由于操作调整增大风量使物料再次流化，这时成吨的细灰在短时间内进入炉膛。由于细灰的表面积大，此时返料风与空气快速混合充满炉膛，且细灰中一般含有20%左右的碳，在炉内高温环境下极易发生爆燃。
（3）油气爆燃：流化床锅炉一般采用柴油点火，点火过程中因为油中的杂质、点火风的调配、油压太低等因素常会发生油枪灭火。灭火后，如果没及时发现、关闭油阀，被雾化的燃油会继续喷进炉膛内，这样从炉膛到尾部烟道甚至到烟囱出口都充满了油雾。这时如果再次点火或遇到其它明火，就会产生整个系统的爆燃。
（4）烟道内可燃物再燃
在循环流化床锅炉运行中，有时可能发生烟道内可燃物再燃事故，这时会出现以下现象：排烟温度急剧增加，一、二次风出口温度也随之升高，烟道内及燃烧室内的负压急剧变化甚至变为正压；烟囱内冒黑烟，从引风机壳体不严处向外冒烟或向外喷火星等。出现这种问题的原因主要有：燃烧调整不当，配风不合理，导致可燃物进入烟道；炉膛负压过大，将未燃尽的可燃物抽入烟道；返料装置堵灰使分离器效率下降，致使未燃尽颗粒填接进入烟道。
2、锅炉爆燃的预防
针对以上几种常见爆燃发生的原因，循环流化床锅炉操作中应采取下列措施防止爆燃。
（1）扬火时一定要先启动引风机通风5min后再启动送风机，以保证炉内积聚的可燃性气体排出，防止遇到明火。
（2）锅炉压火时一定要先停止给煤。当床温趋向稳定或稍有下降趋势时，再停送风机，防止压火后床料内煤量太多，产生大量可燃性气体及干燥的煤粉。
（3）压火后，扬火前尽量避免有燃料进入炉内，不可在扬火时先给燃料后启风机。
（4）当运行中发生返料堵塞存灰较多时，通过放灰系统将灰放掉。
（5）点火过程中如果发生油枪灭火，应先关闭油阀，保持风机运行通风5min后，再次点火。
生物燃料好处篇10
关键词生物质能源烤房；烘烤成本；烟叶；外观质量
中图分类号tK6；S572文献标识码a文章编号1007-5739（2017）03-0232-01
煤炭是不可再生能源，且燃烧时会产生很多污染物质，如粉尘、So2、Co2。目前，我国烟叶烘烤主要能源仍是煤炭，烟叶烘烤环节已经成为烟叶生产过程中的主要污染环节[1]。随着人们对环保的日益重视，烟草行业也在寻求采用可再生环保能源烘烤烟叶，大力实施节能减排。生物质是世界第四大能源，也是唯一可运输、储存的清洁的可再生能源[2-3]，我国生物质资源产量居世界首位[4]。笔者于2016年在水城县开展生物质能源烤房试验，以推进生物质能源在烟叶烘烤中的广泛应用[5]。
1材料与方法
1.1试验材料
供试烤房：规格为8.0m×2.7m×3.3m的气流上升式密集烤房和智能生物质能源烤房。供试烤烟品种：云烟87。供试燃料：生物质燃料及无烟煤。
1.2试验设计
采取对比试验，共设2个处理，分别为生物质能源烤房、密集烤房。
1.3试验方法
1.3.1烟叶采收。烟叶品种相同，采收成熟度质均匀一致，同一天采摘、编烟、上炕、同时点火。
1.3.2烤房环境温湿度变化测定与记录。烘烤技术参照中温中湿烘烤工艺，在烤房内离供热墙2m处的挂烟梁上分别放置温湿度传感器，每隔4h测定烤房内温湿度变化1次。耗电量进行统计，根据当地农用电价格计算出平均每座烤房用电成本。
1.3.3烤后烟叶外观质量统计。按照烟叶分级42级国标对烟叶的黄烟比例、烤青烟比例、杂色烟比例进行统计。
1.4数据分析
试验数据利用office软件作图以及对数据进行统计与分析。
2结果与分析
2.1烟叶烘烤过程中的温度变化
由图1可知，整个烘烤过程中，生物质烤房干球温度稳定，点火后升温迅速，没有突然升降温现象；无烟煤烤房中煤炭点火或加料后，燃烧相对滞后，相对温度较生物质燃料低2～4℃，加料及空气充足时，后期温度会迅速升高，造成烤房内温度忽高忽低地波动。烘烤用时上，变黄阶段2种燃料的烤房用时相差不大，在定色和干筋期生物质烤房较常规烤房稍长。总用时上，生物质能源烤房较煤炭密集烤房多12h左右。出现烘烤时间延长的原因是进料处的燃料第一时间燃烧，另外一面要等到进料处燃料燃烧耗尽过后，鼓风机工作才燃烧。
2.2鲜烟叶素质及装烟量比较
由表1可知，生物质烤房及常规（原煤）烤房烟叶采摘后素质相当，装烟量也基本同等。
2.3烟叶烘烤能耗及成本
由表2可知，生物质能源烤房燃料成本较常规密集烤房增加了90元，用电成本增加76.94元，人工成本节约280元，总成本节约113.06元，平均可节约成本0.29元/kg干烟。
2.4烟叶质量比较
由表3可知，使用生物质烤房的烤后烟叶在外观质量上表现为烟叶结构疏松，成熟度好，在色度方面稍微优于常规密集烤房，且黄烟率比常规密集烤房高0.4个百分点；杂色比例降低了0.4个百分点。由此看出，生物质烤房能够提高黄烟比率。
2.5经济效益比较
由表4可知，从交售情况上看，使用生物质烤房能够提高上等烟比例1.05个百分点、上中等烟比例0.93个百分点，均价提高0.42元/kg，产值提高65.7元/hm2。由此看出，使用生物质燃料烘烤烟叶能够提高上等烟比例，降低下等烟比例，能够提高产值及均价。
3结论与讨论
试验结果表明，生物质烤房在烘烤过程中具有升温速度均衡、稳温性能好的特点，一方面是燃料供给及时，但烘烤时间又较使用常规烤房的晚12h左右。生物质燃料烤房与密集烤房烘烤工艺及烘烤设控温控湿性能好，便于烟农操作与控制烤房温湿度。2种烤房烤后烟叶外观质量相当，生物质烤房可以提高上等烟比例1.05个百分点、中等烟比例0.93个百分点，均价提高0.42元/kg，产值提高65.7元/hm2。
需要注意的是进料设备在小火期控制在110r以内，大火期控制在225～230r之间且进料均匀，若大于250r容易堵料卡料，料斗会回燃起火。对新设备新能源的使用，新能源烤房对温度控制的偏差为2℃，避免大幅度降温，要达到这一前提，设备必须运行正常，若运行不正常则安全性、操作性都较普通大密集烤房难把控。
4参考文献
[1]宋朝鹏，李常军，杨超，等.生物质在烟叶烘烤中的应用前景[J].河北农业科学，2008（12）：58-60.
[2]王丽，李雪铭，许妍.中国大陆秸秆露天焚烧的经济损失研究[J].干旱区资源与环境，2008，22（2）：170-175.
[3]袁振宏，吴创之，马隆龙，等.生物质利用原理与技术[m].北京：化学工业出版社，2005：51-56.