導(dǎo)語：如何才能寫好一篇生物油燃料優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

動(dòng)植物油脂的主要成分是甘油三酸酯，通過酯交換法制備的脂肪酸單烷基酯，工業(yè)上應(yīng)用主要是脂肪酸甲酯，俗稱為第一代生物柴油。生物柴油是指天然油脂制備的柴油，也可以是其他柴油，若以動(dòng)植物油脂為原料通過加氫裂解工藝生產(chǎn)非脂肪酸甲酯生物柴油，稱為第二代生物柴油。若以脂肪酸甲酯為代表的生物柴油需達(dá)到“GB/T20828-2007柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油（BD100）”標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)；若是非脂肪酸甲酯生物柴油需達(dá)到石化柴油相應(yīng)的《輕柴油》（GB252-2000）技術(shù)要求指標(biāo)。

一、第一代生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀及酯交換法工藝存在的問題

各種動(dòng)植物油、草本植物油、木本植物油、動(dòng)物油、廢棄油脂（如地溝油、泔水油）、藻油等都可用來加工生物柴油。

生產(chǎn)生物柴油主要采用動(dòng)植物脂類的可再生資源，能夠通過各種催化和化學(xué)方法轉(zhuǎn)化為適宜碳鏈長度的可再生液體燃料。目前利用油脂制備液體燃料的主要方法是酯交換法，經(jīng)過多年的發(fā)展，酯交換法已形成比較完備的技術(shù)體系，在歐美國家主要以大豆油、菜籽油生產(chǎn)生物柴油，生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，已部分進(jìn)入石油市場(chǎng)彌補(bǔ)石化柴油的不足。

我國不同于歐美國家，我國人多地少的國情，決定了生物柴油原料的發(fā)展應(yīng)遵循“不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地”的原則，利用非糧作物和林木質(zhì)物質(zhì)生產(chǎn)生物質(zhì)液體燃料。近期主要利用回收的廢油脂生產(chǎn)生物柴油，目前已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)，我國每年產(chǎn)廢油脂的數(shù)量是巨大的，利用大中城市回收的廢油及餐飲廢油制備生物柴油，以此廢油作原料可以降低生物柴油生產(chǎn)成本；又是綜合利用工業(yè)廢油及其他廢油，使廢物資源達(dá)到經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的目的。

發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)可以增加一條由可再生資源生產(chǎn)清潔柴油的渠道，但是其瓶頸問題是產(chǎn)品的質(zhì)量和價(jià)格，不能參與石油市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，與石化柴油缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。所以積極開發(fā)降低生產(chǎn)成本，提高油品品質(zhì)的研究，采用廉價(jià)的原料，通過技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化、改進(jìn)、提高產(chǎn)物綜合利用值，以獲取低成本、高質(zhì)量的生物柴油，是我國生物柴油生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。生物柴油生產(chǎn)工藝及采用原料可導(dǎo)致生物柴油生產(chǎn)成本有較大差異，在一定程度上限制了生物柴油技術(shù)的推廣及應(yīng)用，因此在制備工藝及配套裝置上，著重研究適合各種不同的原料，特別是對(duì)于游離脂肪酸含量較高的油脂，如各種餐飲廢油、地溝油、酸化油等，不能直接通過酯交換反應(yīng)制備生物柴油而開發(fā)出比較適宜的技術(shù)先進(jìn)適用和經(jīng)濟(jì)有利合理的工藝路線，不但能夠增加新建生物柴油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還能夠推動(dòng)生物柴油產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，普及應(yīng)用。

目前動(dòng)植物油脂通過酯交換法制備的脂肪酸甲酯，即第一代生物柴油存有原料利用品種單一、工藝復(fù)雜、設(shè)備繁多、反應(yīng)過程使用過量甲醇，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的甲醇回收裝置；能耗高、色澤深；油脂原料中的游離脂肪酸及水嚴(yán)重影響生物柴油的收率及品質(zhì)；油脂中的不飽和脂肪酸在高溫下容易變質(zhì)，酯化產(chǎn)物難以回收；成本高，生產(chǎn)過程有廢堿液、廢酸液排放造成環(huán)境二次污染等問題。常規(guī)工藝制備的脂肪酸甲酯，由于自身性質(zhì)決定的缺陷在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的問題：如①低溫流動(dòng)性差，冷凝、冷濾點(diǎn)較高，不能在氣候寒冷地區(qū)及冬季使用；②分子結(jié)構(gòu)中含有氧官能團(tuán)造成熱值較低，通常比石化柴油低9%13%；③黏度較高，為5-10mm/s-1，在柴油中輸送困難，使其供油不充分；④密度較高，為0.87-0.90cm3/g，易造成不完全燃燒；⑤儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，容易發(fā)生氧化變質(zhì)等問題。又因動(dòng)植物油脂資源少、價(jià)格高，制約了生物柴油的實(shí)際應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化的大力發(fā)展。

天津市迪創(chuàng)生物能源科技有限公司研發(fā)的“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改質(zhì)裝置”是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)第二代生物柴油的技術(shù)裝置，解決了上述的這些問題。

二、第二代生物柴油轉(zhuǎn)化機(jī)理

從總體來看，通過第一代酯交換工藝生產(chǎn)的脂肪酸甲酯，其對(duì)原料油品的要求較高，同時(shí)副產(chǎn)甘油，加大了產(chǎn)品分離的提純難度，增加了生產(chǎn)成本，又由于第一代生物柴油在使用過程中的弊端，研究者們通過第一代生物柴油進(jìn)行加氫脫氧，異構(gòu)化反應(yīng)，得到類似柴油的烷烴，形成了第二代生物柴油。與第一代生物柴油相比，第二代生物柴油具有優(yōu)異的調(diào)和性質(zhì)和低溫流動(dòng)性等特點(diǎn)，適用范圍更廣泛。國外已開始逐漸進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段，為生產(chǎn)超清潔柴油奠定了基礎(chǔ)。在我國只停留在試驗(yàn)研究階段，迄今為止還尚未有進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)，第二代生物柴油是未來生物柴油的主要發(fā)展方向。

動(dòng)植物油脂作為可再生資源，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)中含有與柴油相似的脂肪酸長碳鏈，使其作為石油資源的替代品成為可能。

廢油脂的主要成分還是動(dòng)植物油的成分，動(dòng)植物油中所含的脂肪酸（無論是飽和或不飽和）絕大部分為偶碳直鏈的，主要脂肪酸有C12、C14、C16、C18、C20和C22等幾種，其他的脂肪酸含量很少，這些脂肪酸鏈長度與柴油碳數(shù)非常接近，這也是作為生物柴油的重要依據(jù)，而長碳鏈在高溫條件下會(huì)發(fā)生分解、斷鏈、產(chǎn)生小分子烴類。動(dòng)植物油脂通過熱裂解、催化裂解和催化加氫可得到烴類產(chǎn)物，能有效地利用油脂結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，作為石化原料的補(bǔ)充，生產(chǎn)小分子的烴類等有機(jī)化工原料，或轉(zhuǎn)化為新型燃料——生物柴油。這為廢棄油脂的資源化利用又開拓了新的途徑。

催化加氫裂解的過程是石油化工行業(yè)常用的工藝過程，對(duì)提高原料的加工深度，合理利用石油資源、改善油品質(zhì)量，提高輕油收率等具有重要意義。第二代生物柴油利用催化裂解技術(shù)進(jìn)行加氫處理，從而得到與柴油相似的烷烴。

動(dòng)植物油脂的主要成分是脂肪酸甘油酯，在催化加氫條件下，甘油三酯、單甘酯及羧酸在內(nèi)的中間產(chǎn)物，經(jīng)加氫脫羧基、加氫脫羰基、加氫脫氧反應(yīng)生成正構(gòu)烷烴的最終產(chǎn)物是C12-C24正構(gòu)烷烴，副產(chǎn)包括丙烷、水和CO、CO2。由于正構(gòu)烷烴的熔點(diǎn)較高，使得所制備的生物柴油的濁點(diǎn)偏高，低溫流動(dòng)性差，再通過加氫異構(gòu)化反應(yīng)，將部分或全部正構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴，從而提高其低溫使用性能。

催化加氫裂解是指在高溫、高壓、有氫氣存在的條件下進(jìn)行加氫裂化，催化加氫裂解能夠得到高品質(zhì)的燃料油，其燃油性能甚至超過常規(guī)的石化柴油，但是加氫過程使用高熱值氫氣，自身就是高熱值燃料，將其轉(zhuǎn)化不可燃燒的水，不僅操作成本高，也是一種資源的浪費(fèi)。目前在我國經(jīng)濟(jì)上可行制備生物柴油的主要原料是高酸價(jià)油脂、廢棄動(dòng)植物油脂，分布相對(duì)分散，原材料集中相對(duì)困難，而且設(shè)備投資大，比較適宜石化煉油企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。因此該法在我國近期還不太適用，高溫、高壓、催化劑昂貴，不適宜中小型規(guī)模的企業(yè)采用。

三、供氫催化裂解改質(zhì)工藝生產(chǎn)第二代生物柴油技術(shù)的先進(jìn)性

催化加氫裂解是一種有應(yīng)用前景的油脂轉(zhuǎn)化燃料油技術(shù)，即生產(chǎn)第二代生物柴油的技術(shù)。是將生物油脂通過供氫催化裂解改質(zhì)制備生物液體清潔燃料，是開發(fā)生物柴油替代燃料的又一條途徑，是一種新能源的生產(chǎn)方式，與目前第一代生物柴油的酯交換法制備工藝相比較有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)中華人民共和國第200920151218.8專利，名稱“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改質(zhì)裝置”的實(shí)用新型專利技術(shù)，授權(quán)公告日：2010年1月27日，生產(chǎn)第二代生物柴油。該項(xiàng)專利技術(shù)被國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局評(píng)為“2011年度10項(xiàng)優(yōu)秀專利”。

該裝置是應(yīng)用第二代生物柴油的轉(zhuǎn)化技術(shù)提高油品質(zhì)量的裝置，克服了第一代生物柴油現(xiàn)有技術(shù)存在的生產(chǎn)成本高、工藝過程復(fù)雜，對(duì)環(huán)境造成二次污染的缺點(diǎn)；又因動(dòng)植物油資源少、價(jià)格高，制約生物柴油的實(shí)際應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化的大力發(fā)展。而第二代生物柴油研究的重點(diǎn)是擴(kuò)大油脂資源和其他可利用資源的應(yīng)用范圍，根據(jù)原料的性質(zhì)，提煉清潔液體燃料真空催化改質(zhì)的轉(zhuǎn)化方法和提高生物柴油油品品質(zhì)的技術(shù)。

該裝置是采用先進(jìn)的催化裂解技術(shù)，將裂解釜中液相懸浮床流態(tài)化與精餾塔固定床催化改質(zhì)提煉燃油耦合同一裝置體系，將二步聯(lián)產(chǎn)法工藝改為一步分流法，簡(jiǎn)化工藝流程，減少中間環(huán)節(jié)，有利于節(jié)能和節(jié)省設(shè)備投資；采用催化裂解、改性提質(zhì)、技術(shù)先進(jìn)適用，經(jīng)濟(jì)有利合理，從而獲得符合國標(biāo)的高品質(zhì)清潔液體燃料。催化加氫脫氧，降低生物柴油的氧含量，提高其能量密度；加氫異構(gòu)化，提高油品低溫性能，同時(shí)保持高十六烷值、辛烷值，避免了傳統(tǒng)工藝酯交換法的缺點(diǎn)。

采用供氫催化裂解改質(zhì)是運(yùn)用本裝置的核心技術(shù)，是第二代生物柴油新的一種轉(zhuǎn)化方式。本項(xiàng)目的供氫催化裂解技術(shù)不同于高溫?zé)崃呀?、催化裂解和催化加氫，有自己?dú)有的優(yōu)勢(shì)。其特點(diǎn)是：在廢油脂中加入一定量的具有供氫效果的化合物，也能起到氫氣存在的同樣效果，這些化合物能在熱反應(yīng)過程中提供活性氫自由基，有目的地抑制自由基縮合，從而提高裂化反應(yīng)的苛刻度，增加中間餾分油產(chǎn)量。供氫催化裂解是在常規(guī)裂化工藝基礎(chǔ)上加入具有供氫效果的溶劑，使反應(yīng)過程中液體供氫劑釋放出的活性氫與生物油脂熱解過程中產(chǎn)生的自由基結(jié)合生成穩(wěn)定具有協(xié)同效應(yīng)的低分子，從而抑制自由基的縮合，可提高熱裂解反應(yīng)的速率，防止結(jié)焦，增加輕餾分汽油和中間柴油餾分的收率。

塑料是碳?xì)浠衔?，塑料裂解油中含有大量氫原子，H/C原子比相對(duì)較高，加熱時(shí)揮發(fā)分也比較高，為了獲得廉價(jià)的氫氣，廢塑油、橡膠油與廢油脂加熱共熔裂解，富有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的協(xié)同效應(yīng)，富含氫的塑膠中含氫基團(tuán)在反應(yīng)過程中會(huì)向動(dòng)植物油裂解產(chǎn)物進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)移，塑膠裂解油在油脂裂解中起著供氫作用，是主要的供氫者，油脂中的含氧化合物最容易加氫脫氧，很快反應(yīng)生成烴和水，同時(shí)伴隨脫羧基、脫羰基、異構(gòu)化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)加氫裂解，使動(dòng)植物油裂解為柴油，少量汽油餾分，具有很高的十六烷值、辛烷值和較低的硫含量和芳烴，可單獨(dú)使用或與柴油任一比例摻合使用，是一種優(yōu)質(zhì)的石化燃料的替代品。該技術(shù)已在天津中試裝置進(jìn)行中試，其產(chǎn)品能達(dá)到國標(biāo)要求指標(biāo)，技術(shù)成熟。由于利用垃圾中的廢料為原料，原料易得且價(jià)廉，既減少對(duì)環(huán)境的污染，又能獲得可利用的豐富資源，生產(chǎn)成本較低，有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，目前在石油燃料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

供氫催化裂解工藝與酯交換工藝技術(shù)對(duì)比其先進(jìn)性是：

1 用于制備生物柴油的原料：酯交換工藝對(duì)其原料中游離脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求最為苛刻，無論任何油脂都要進(jìn)行脫酸、脫膠處理；供氫催化裂解工藝對(duì)原料中的游離脂肪酸要求最低，大部分油脂不需要脫酸、脫膠就可作原料使用，從而減少了脫酸、脫膠質(zhì)對(duì)油的損耗，擴(kuò)大了對(duì)原料的使用范圍，更加適合我國生物柴油原料來源廣、適用性強(qiáng)、性質(zhì)不穩(wěn)定和游離脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的現(xiàn)狀。該法具有很好的工業(yè)前景。

2 酯交換工藝合成的脂肪酸甲酯中含有氧和各種雜質(zhì)，同時(shí)由于脂肪酸甲酯在化學(xué)組成方面不同于石化柴油，不能長期儲(chǔ)存，在其與油接觸時(shí)會(huì)使油污染，酯交換工藝合成的脂肪酸甲酯雖然低硫、低芳烴，符合其清潔柴油發(fā)展方向，但其比重大、熱值低、穩(wěn)定性差，不能擴(kuò)大柴油產(chǎn)量和清潔油品升級(jí)換代，只能低比例與石化柴油混合使用，從而限制在石化柴油中的大量應(yīng)用；而供氫催化裂解工藝制備的生物柴油低硫、低芳烴，符合清潔柴油發(fā)展方向，同時(shí)產(chǎn)品的比重小、熱值高、穩(wěn)定性好、低溫性能好，可適應(yīng)多種環(huán)境條件，全年都可使用，即使在-20攝氏度以下氣溫極低地區(qū)也能夠使用。因此，供氫催化裂解工藝不僅成為生物柴油發(fā)展的主要方向，而且也是為將來石化柴油提供升級(jí)換代的途徑。

3 供氫催化裂解法與酯交換法制備生物柴油相比，催化裂解的產(chǎn)物組成發(fā)生了根本變化，通常得到的是烷烴、烯烴、羰基化合物、脂肪酸的混合物，由于這些化合物的物化性質(zhì)與柴油十分接近，發(fā)熱值、黏度、密度、閃點(diǎn)、餾程等主要指標(biāo)都能達(dá)到國標(biāo)無鉛汽油和輕柴油相應(yīng)的指標(biāo)要求。

4 供氫催化裂解工藝不需要對(duì)原料進(jìn)行脫酸、脫膠質(zhì)等預(yù)處理步驟，沒有副產(chǎn)物甘油和甲醇回收的問題，只存在裂化一道工序，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)用工、設(shè)備投入、原材料成本大為減少，在生產(chǎn)成本和燃油性能上占有優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)有技術(shù)及目前石油市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，在沒有國家政府現(xiàn)行政策資金補(bǔ)貼的情況下仍具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5 采用懸浮床流態(tài)化反應(yīng)器、固定床塔式反應(yīng)器、隔板節(jié)能精餾塔、管式加熱爐及自動(dòng)排渣裝置系統(tǒng)連續(xù)化生產(chǎn)，副產(chǎn)品回收利用，無“三廢”污染物排放，是一種清潔生產(chǎn)工藝。

四、第二代生物柴油發(fā)展前景

生物柴油作為一種可再生與環(huán)境友好的清潔燃料，將成為石油燃料油的理想替代能源。目前使用的生物柴油是常規(guī)酯交換法制備的第一代生物柴油，即以油料作物、油料植物和工程微藻等水生植物油脂、動(dòng)物油脂及餐飲地溝油等為原料通過酯交換工藝生產(chǎn)脂肪酸甲酯（FAME），生產(chǎn)過程中同時(shí)副產(chǎn)甘油。這一技術(shù)比較成熟，已部分進(jìn)入市場(chǎng)彌補(bǔ)石化柴油的不足。在第一代生物柴油的基礎(chǔ)上，第二代生物柴油是以動(dòng)植物油脂為原料通過催化加氫裂解工藝生產(chǎn)的非脂肪酸甲酯生物柴油。與第一代生物柴油相比，第二代生物柴油具有優(yōu)異的調(diào)和性質(zhì)和低溫流動(dòng)性能等優(yōu)點(diǎn)，明顯優(yōu)于第一代脂肪酸甲酯，適用范圍更加廣泛，是未來生物柴油的主要發(fā)展方向。目前國外第二代生物柴油已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用階段，為生產(chǎn)超低硫清潔柴油奠定基礎(chǔ)。從目前來看，植物油作為石油替代資源的成本較高，因此植物油的開發(fā)利用受到制約。但是從長遠(yuǎn)來看，由于石油資源不斷減少以及日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，開發(fā)可再生的綠色替代能源是必然趨勢(shì)。我國每年的廢食用油和其他碳?xì)鋸U油的資源十分豐富，這也比大豆油、菜籽油便宜很多，利用廢棄動(dòng)植物油脂和碳?xì)鋸U油生產(chǎn)第二代生物柴油，清潔汽油，認(rèn)真提高廢油資源的綜合利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路，不僅對(duì)于緩解燃油的緊缺局面起到了一定的補(bǔ)充作用，而且對(duì)于新增企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益將是巨大的。

據(jù)測(cè)算，該項(xiàng)目投資500萬元即可投產(chǎn)。按全年生產(chǎn)生物柴油產(chǎn)品10000噸，所需原料為12500噸，料油市場(chǎng)價(jià)格按其平均價(jià)格4800元/噸計(jì)算，年凈利潤總額可達(dá)1211.90萬元，投資利稅率可達(dá)21.78%，投資回收期為半年。另外，本項(xiàng)目有較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。正常生產(chǎn)年份以生產(chǎn)能力利用率表示的盈虧平衡點(diǎn)為12.86%。計(jì)算表明，當(dāng)項(xiàng)目正常生產(chǎn)年份的生產(chǎn)能力利用率達(dá)12.86%時(shí)，可不虧不盈，即當(dāng)年生產(chǎn)第二代生物柴油1286噸，即可保本。發(fā)明人馮善茂表示，他本人以及他所在單位愿意向廣大企業(yè)和個(gè)人提供技術(shù)合作與咨詢。

五、聯(lián)手共創(chuàng)，打造生物柴油低碳時(shí)代

第二代生物柴油的發(fā)明人馮善茂及他的研發(fā)單位天津市迪創(chuàng)生物能源科技有限公司是擁有可再生生物質(zhì)能源自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科技型企業(yè)，從20世紀(jì)90年代初就從事可再生能源生物液體燃料的研究，不用國家一分錢，將自己的經(jīng)濟(jì)收入全部投入到科學(xué)研究工作中，在堅(jiān)持不懈的努力下，取得多項(xiàng)發(fā)明成果，在生物液體燃料中相繼發(fā)明了①“環(huán)保型生產(chǎn)生物柴油的酯化裝置”（ZL200620149130.2）、②“節(jié)能環(huán)保型生物柴油粗酯精制裝置”（ZL200820136768.1）、③“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改酯裝置”（ZL200920151215.8）等，其中①、②兩項(xiàng)專利技術(shù)在2009年第9屆香港國際專利發(fā)明博覽會(huì)上均榮獲發(fā)明金獎(jiǎng)；“節(jié)能環(huán)保型生物柴油粗酯精制裝置”的學(xué)術(shù)論文（成果）在2010年國際交流評(píng)選活動(dòng)中被評(píng)為“世界重大學(xué)術(shù)思想特等獎(jiǎng)”；“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改酯裝置”（ZL200920151215.8），該項(xiàng)專利技術(shù)被國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局評(píng)為“2011年度10項(xiàng)優(yōu)秀專利”。上述3項(xiàng)專利是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，并根據(jù)國內(nèi)、國外比較成熟的工藝，經(jīng)過多年的科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)而研制開發(fā)出具有節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)業(yè)延伸、生產(chǎn)鏈接的生物柴油配套技術(shù)與裝置。根據(jù)當(dāng)前我國能源的緊缺狀況，燃料油品的市場(chǎng)需求及用戶生產(chǎn)者的要求，生物柴油升級(jí)換代的第二代生物柴油應(yīng)運(yùn)而生，為了使生物柴油新興產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，實(shí)施產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，天津市迪創(chuàng)生物能源科技有限公司與山東濰坊春泉環(huán)保設(shè)備有限公司已簽訂長期合作合同，建立“資源綜合利用科研實(shí)驗(yàn)基地”，加快生物質(zhì)燃料的研發(fā)與設(shè)備開發(fā)，加快適用技術(shù)的專利轉(zhuǎn)化，使生物柴油新興產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。充分發(fā)揮山東濰坊春泉環(huán)保設(shè)備有限公司制造壓力容器與設(shè)備的專有技術(shù)與優(yōu)勢(shì)，專業(yè)生產(chǎn)生物柴油與生物質(zhì)煉化的專用設(shè)備。中國首套第二代生物柴油的全整套的中試煉化設(shè)備，在山東濰坊春泉環(huán)保設(shè)備有限公司投資、加工落成，已于今年5月試車投產(chǎn)，這標(biāo)志我國第二代生物柴油生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)成功，首套裝置在山東落成投產(chǎn)。

該裝置，采用供氫催化、裂解改質(zhì)生產(chǎn)低凝生物柴油的工藝，裝置適用范圍廣泛，既可用植物油、動(dòng)物油又可用廢棄油脂、廢機(jī)油、廢塑料油及石化煉廠的廢料，經(jīng)過裂解改質(zhì)后都可轉(zhuǎn)化為替代石油的燃料油品。

篇2

關(guān)鍵詞：微藻 生物燃油 快速熱解 直接液化 新型液化技術(shù)

生物質(zhì)能源作為一種清潔的低碳燃料，其含硫和含氮量均較低，同時(shí)灰分含量也較小，所以燃燒后SO2、NO和灰塵排放量比化石燃料小得多，是可再生能源中理想的清潔燃料[1-3]。微藻生物質(zhì)與能源植物相比，具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短和生物質(zhì)產(chǎn)量高的優(yōu)勢(shì)。目前，微藻培養(yǎng)和收獲方面，國內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行大量研究，包括微藻的藻種篩選、基因工程構(gòu)建高產(chǎn)油藻株，優(yōu)化培養(yǎng)法提高油脂含量，以及微藻細(xì)胞的采收技術(shù)等方面。相對(duì)于微藻培養(yǎng)與收獲方面的研究，如何將微藻轉(zhuǎn)化為性能良好的燃料油也是微藻能源化應(yīng)用中的重要課題。本文對(duì)微藻生物燃油制備技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一 、快速熱解液化技術(shù)

生物質(zhì)熱解和液化是常用的生物質(zhì)油制備方法。從對(duì)生物質(zhì)的加熱速率和完成反應(yīng)時(shí)間來看，生物質(zhì)熱解工藝基本可以分為慢速熱解和快速熱解兩種類型。在快速熱解中，當(dāng)完成反應(yīng)時(shí)間極短 （

快速熱解生產(chǎn)過程在常壓下進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單成本低、反應(yīng)迅速、燃料油收率高、裝置容易大型化，是目前最具開發(fā)潛力的生物質(zhì)液化技術(shù)之一。但快速熱解需要對(duì)原料進(jìn)行干燥和粉碎等預(yù)處理微藻含水率極高 （濕藻通常為 80～90%） 水的汽化熱為40.8kJ/mol （2260kJ/kg） 比熱為4.2kJ/（kg ） 使水汽化的熱量是把等量水升溫100所需熱量的近5倍，故該預(yù)處理過程會(huì)消耗大量的能量，并極大地增加了生產(chǎn)成本，使快速熱解技術(shù)在以微藻為原料制備生物油方面受到限制。

二、直接液化技術(shù)

生物質(zhì)直接液化又稱加壓液化，生物質(zhì)在有合適催化劑，介質(zhì)存在下，在反應(yīng)溫度 200～400℃反應(yīng)壓力5～25 MPa反應(yīng)時(shí)間為2 min至數(shù)小時(shí)條件下進(jìn)行液化。Apell等[16]在350℃下，使用均相碳酸鈉為催化劑，在水和高沸點(diǎn)蒽油甲酚等溶劑混合物中，用14～24MPa 壓力的CO/H2，混合氣將木片液化，獲得了40%～50%的液體產(chǎn)物。Dote等[17]在300℃下，以Na2CO3為催化劑對(duì)葡萄球藻進(jìn)行高壓 （10 MPa N2加壓） 液化，所得液態(tài)油達(dá)干重的57%～64%油質(zhì)與石油相當(dāng)。Minowa 等[18]采用液化法將含水量為78.4%的鹽藻細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化為油。所得油的產(chǎn)量可達(dá)到有機(jī)成分的37% （340℃，60min） 品質(zhì)與日本標(biāo)準(zhǔn)2號(hào)燃油相當(dāng)，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，除所含脂類外，其他藻細(xì)胞組分 （蛋白糖類等） 都可轉(zhuǎn)化成油，所用參數(shù)條件 （溫度、時(shí)間和Na2CO3加入量） 對(duì)油產(chǎn)量無明顯影響，但溫度對(duì)油的性質(zhì)影響很大。Matsui等[19]在不同溶劑中考察了催化劑對(duì)螺旋藻液化的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)e（CO）5-S催化劑有利于提高螺旋藻的液化產(chǎn)率適量的水含量有利于提高生物油的產(chǎn)率和品質(zhì)。Sawayama等[20]在溫度300～350℃壓力 2～3MPa反應(yīng)時(shí)間0.1～1h以Na2CO3為催化劑，無還原氣的條件下，比較了不同原料組成對(duì)液化產(chǎn)率以及產(chǎn)物品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葡萄球藻的液體產(chǎn)率和熱值均高于橡樹木，藻類的液化效果優(yōu)于木材。Yang等[21]對(duì)受污染水體中的微囊藻（Microcystis virid）進(jìn)行了高壓液化 （340℃，20MPa，30min） 研究，得到高產(chǎn)率、高品質(zhì)的液化油，最大油產(chǎn)率為 33%。

以水為反應(yīng)介質(zhì)的直接液化方法。水熱液化尤其適合微藻等高水分含量的原料制備生物油，國內(nèi)外研究者主要采用該技術(shù)進(jìn)行微藻直接液化制備生物油研究[22]。YU等[23]以含水 80 的小球藻粉為原料進(jìn)行了水熱液化研究。研究表明，生物油收率約 35% （干重） 油收率隨著反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的增加而更高， 初始氮?dú)鈮毫Υ笮?duì)油產(chǎn)量沒有顯著的影響。Jena等[24]以螺旋藻和地毯工業(yè)廢水養(yǎng)殖的混合微藻為原料進(jìn)行直接液化實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示，生物油產(chǎn)率為30～48%催化劑的加入增加了油產(chǎn)量。在反應(yīng)條件為有機(jī)固體濃度20%，反應(yīng)溫度350℃，反應(yīng)時(shí)間60min，碳酸鈉含量5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)可得到最高油產(chǎn)率為48%，熱值30～36MJ/kg，黏度為23～27cSt （1cSt=1mm2/s）。Ross等[25]利用高壓間歇反應(yīng)器對(duì)小球藻和螺旋藻兩種低脂肪含量的微藻進(jìn)行了直接液化。 結(jié)果表明， 較高的液化溫度和高脂含量的原料有利于提高生物油產(chǎn)率，使用有機(jī)酸催化劑的油產(chǎn)率高于使用堿催化劑的油產(chǎn)率。在350℃ 條件下，使用醋酸作為催化劑可獲得最高油產(chǎn)率為19.5% （小球藻）和15.7%（螺旋藻）。催化劑對(duì)于提高油產(chǎn)率的作用趨勢(shì)為： CH3COOH>HCOOH>KOH>Na2CO3，而在反應(yīng)體系添加一定的有機(jī)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，使用碳酸鈉作為催化劑可獲得最高油產(chǎn)率為27.3%（小球藻）和20.0%（螺旋藻）。生物油產(chǎn)率： Na2CO3>CH3COOH>KOH>HCOOH，對(duì)制備的生物油進(jìn)行分析表明，所得生物油典型組成為碳70～75%， 氧10～16%，氮4～6%， 高位熱值為33.4～39.9MJ/kg。生物油含有芳香族碳?xì)浠衔铮s環(huán)化合物以及長鏈脂肪酸和醇等， 僅有40%左右的成分沸點(diǎn)低于250℃。Zhou等[26]以滸苔為原料進(jìn)行了水熱液化制備生物油研究。結(jié)果表明，在反應(yīng)溫度 300℃，反應(yīng)時(shí)間30min，加入5% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Na2CO3條件下，可獲得最高生物油產(chǎn)量為23.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。所得生物油是包含酮類、醛類、酚類、烯類、脂肪酸、酯類、芳香烴和含氮雜環(huán)化合物的復(fù)雜的混合物，高位熱值為28～30MJ/kg。張士成等[27]發(fā)明了一種將藻類水熱液直接液化通常需要通入高壓氣體，使用溶劑對(duì)設(shè)備有一定要求，成本較高等缺點(diǎn)使其應(yīng)用受到一定限制，但對(duì)于含水率高的藻類生物質(zhì)，使用直接液化技術(shù)不需要進(jìn)行脫水和粉碎等高耗能步驟反應(yīng)條件比快速熱解要溫和，且濕藻的水能提供加氫裂解反應(yīng)所需的H有利于液化反應(yīng)的發(fā)生和短鏈烴的產(chǎn)生。與快速熱解相比能夠獲得高產(chǎn)率高熱值，黏度相對(duì)較小，穩(wěn)定性更好的生物油。因此，直接液化將會(huì)是微藻熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物油發(fā)展的主流方向 極具工業(yè)化前景

三、新型微藻液化制備生物燃油技術(shù)

近年來，微藻熱化學(xué)液化制備生物油技術(shù)受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。為了提高微藻制備生物油的轉(zhuǎn)化率，降低生產(chǎn)過程的能耗和成本，國內(nèi)外研究者嘗試?yán)枚喾N新型液化工藝進(jìn)行微藻熱化學(xué)液化制備生物油的實(shí)驗(yàn)研究。

1.超臨界液化技術(shù)

生物質(zhì)超臨界液化是將溶劑升溫，加壓到超臨界狀態(tài)作為反應(yīng)介質(zhì)，生物質(zhì)在其中經(jīng)過分解、氧化、還原等一系列熱化學(xué)反應(yīng)，液化得到生物油和氣，固產(chǎn)物的一類特殊的直接液化工藝技術(shù)。利用超臨界流體作為反應(yīng)介質(zhì)，具有高溶解性和高擴(kuò)散力，可有效控制反應(yīng)活性和選擇性及無毒的特性使微藻的超臨界液化具有反應(yīng)快速，環(huán)境更友好產(chǎn)物易于分離，液體產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)發(fā)展方向，將其作為無催化微藻液化制備生物油技術(shù)進(jìn)行深入研究具有重要的實(shí)用意義。秦嶺[28]在高溫高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行亞/超臨界水直接液化杜氏鹽藻制生物油過程的研究。微藻在超臨界水中的液化率為 89.37%，油產(chǎn)率為29.04%。 鄒樹平[29]以水作為溶劑，對(duì)鹽藻進(jìn)行了亞/超臨界水中的直接液化研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)以水作溶劑，料液比為4g原料/100mL水，反應(yīng)溫度340～380℃，反應(yīng)時(shí)間60min時(shí)，可獲得較高的液化率與油產(chǎn)率，最高油產(chǎn)率近40%。

2.溶劑催化液化

生物質(zhì)熱催化液化是采用催化劑和液化劑，在常壓和中溫下實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)快速液化，轉(zhuǎn)化為相對(duì)分子質(zhì)量分布廣泛的液態(tài)混合物的工藝技術(shù)，產(chǎn)品不僅可替代傳統(tǒng)石油化學(xué)品，還可與異氰酸酯合成用途廣泛的聚氨酯。該工藝在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備簡(jiǎn)單，且原料無需干燥，減少了預(yù)處理過程的能耗，十分適用于含水量高的藻類液化。鄒樹平等[30]以杜氏鹽藻為原料，乙二醇為液化介質(zhì)，濃硫酸為催化劑進(jìn)行熱化學(xué)液化反應(yīng)。結(jié)果表明，液化溫度，停留時(shí)間與催化劑用量及其交互作用對(duì)液化都有顯著影響。最佳工藝條件為，催化劑用量2.4%，液化溫度170，停留時(shí)間33min，在此條件下液化率達(dá)到 97.05%。所得生物油的主要成分為苯并呋喃酮，有機(jī)酸甲酯和C14～C18。因此，利用微有機(jī)酸羥乙基酯熱值為28.14MJ/kg 產(chǎn)品含氧量高，需要進(jìn)一步改性才能高端應(yīng)用。

3.微波裂解液化技術(shù)

生物質(zhì)的微波裂解液化是利用微波輻射熱能在無氧或缺氧條件下切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)，然后快速冷卻分別得到氣、液、固三種不同狀態(tài)的混合物的工藝技術(shù)。整個(gè)反應(yīng)過程是復(fù)雜的化學(xué)過程，包含分子鍵斷裂異構(gòu)化和小分子聚合等反應(yīng)，生物質(zhì)的微波裂解過程只需較短的時(shí)間且有選擇性，無需高耗能的粉碎等預(yù)處理步驟，加熱效率和生物油收率較常規(guī)加熱方式高，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜕镔|(zhì)液化技術(shù)。國內(nèi)外對(duì)生物質(zhì)微波裂解的研究表明，微波場(chǎng)有利于生物質(zhì)熱解，微波裂解是一種加熱速率快效率高的技術(shù)。在微波作用下傳熱和傳質(zhì)均為由內(nèi)及外發(fā)生，有效抑制了二次反應(yīng)，提高了液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物的產(chǎn)率，也提升了所得生物油和固體炭的品質(zhì)[31]。萬益琴等[32]在較為成熟的生物質(zhì)微波裂解技術(shù)基礎(chǔ)上，以自行制備的小球藻為原料，微波加熱熱解經(jīng)干燥的海藻產(chǎn)品，在只消耗少量電能的情況下獲得大量生物油，生物油產(chǎn)率相對(duì)較高，達(dá)到 44.79%。該油可在自然條件下分層成為可直接燃燒的油相生物油以及主要成分是含氮化合物的水相生物油。研究表明，微波裂解海藻是一種低成本、快速、高效制取海藻生物燃油的方法，為海藻生物油的規(guī)?；a(chǎn)提供了手段。

4.共液化技術(shù)

生物質(zhì)與煤、塑料廢棄物等物質(zhì)共液化是將生物質(zhì)與煤、塑料等物質(zhì)按一定的比例混合 在溶劑和催化劑存在情況下進(jìn)行直接液化反應(yīng)制取液體燃料的工藝技術(shù)。液化過程中原料之間存在協(xié)同效應(yīng)，生物質(zhì)富含氫，在反應(yīng)過程中可將氫傳遞給共液化的物質(zhì)，而本身物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大變化，共液化減緩了反應(yīng)條件的苛刻度，提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和油產(chǎn)率，改善了產(chǎn)品的質(zhì)量。共液化對(duì)實(shí)現(xiàn)煤、塑料廢棄物等物質(zhì)溫和液化有重要的意義，并且可充分利用再生能源，緩解能源緊張，還能妥善處理部分固體廢棄物，在環(huán)保方面具有積極的意義。曹洪濤等[33]在超臨界和亞臨界水條件下進(jìn)行了一系列生物質(zhì)和塑料單獨(dú)及共液化實(shí)驗(yàn) 油產(chǎn)率最高可達(dá)到60%。研究表明，生物質(zhì)和塑料在共液化過程中具有協(xié)同作用，能夠提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，提高油產(chǎn)率，減緩反應(yīng)條件的苛刻度。Ikenaga N等[34]采用1-甲基萘作溶劑，以Fe（CO）5-S和 Ru3（CO）12為催化劑，在H2存在條件下，利用小球藻螺旋藻和沿海藻分別與煤進(jìn)行了超臨界共液化的研究，小球藻與Yallourn煤1：1混合反應(yīng)，在400 S/Fe=4 Fe（CO）5-S下，獲得了 99.8%的轉(zhuǎn)化率和 65.5%的正己烷可溶物，螺旋藻和沿海藻在鐵催化劑作用下得到了相近的結(jié)果。

四、結(jié)語與展望

我國耕地有限，但擁有廣闊的鹽堿地、灘涂和荒漠土地資源，可規(guī)模化利用。與其他油料作物相比，利用微藻培養(yǎng)積累的油脂生產(chǎn)生物柴油不僅用地面積最少，而且不占用耕地。因此，只有發(fā)展微藻培養(yǎng)生產(chǎn)生物柴油才最有可能滿足我國未來運(yùn)輸燃料的供應(yīng)。同時(shí)微藻，特別是海水微藻培養(yǎng)還可以利用灘涂地和海水資源，有效規(guī)避發(fā)展生物能源存在“與人爭(zhēng)糧、爭(zhēng)地和爭(zhēng)水”的矛盾。

通過熱化學(xué)液化技術(shù)獲得高產(chǎn)率的生物油，可以實(shí)現(xiàn)微藻全株資源化利用。從環(huán)保角度和能源供應(yīng)角度來講微藻熱化學(xué)液化制備生物油都具有非常重要的意義。直接液化技術(shù)反應(yīng)溫度較快速熱解低、原料無需烘干和粉碎等高耗能預(yù)處理過程、且能產(chǎn)生更優(yōu)質(zhì)的生物油，將會(huì)是微藻熱化學(xué)液化制備生物油發(fā)展的主流方向。目前在藻類生產(chǎn)燃料方面，還有許多困難和問題需要解決，具體包括：適于藻類液化反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、液態(tài)產(chǎn)物的分離和收集、 液化過程中固體和氣體產(chǎn)物的回收和循環(huán)利用、能耗的降低等。因此，有必要進(jìn)一步加強(qiáng)開展這方面的研究和開發(fā)工作。

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篇3

專家估計(jì)到2040年，全球大型油田將開采殆盡，而開發(fā)小型油田又會(huì)大幅提高油品的成本。此外，大量燃燒化石燃料所排放的二氧化碳會(huì)阻礙地面輻射熱的散逸，造成溫室效應(yīng)，破壞全球生態(tài)的平衡。

為了讓人類在地球上能永續(xù)發(fā)展，尋求可行性的再生能源已成為重要且迫切的議題。目前專家們研究的范圍包括風(fēng)能、水力能、太陽能、生物能源等。根據(jù)國際能源總署統(tǒng)計(jì)。生物能源是目前最被廣泛使用的再生能源，它是指由生物產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)，經(jīng)由直接或轉(zhuǎn)化技術(shù)所產(chǎn)生的可利用能源。

生物能源是由植物利用太陽能把空氣中的二氧化碳及土地中某些元素固定后所合成，因此只要有太陽和土地，就可以持續(xù)地種植作物，源源不絕地生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)，再轉(zhuǎn)化成永不耗竭的生物能源。由于植物在生長過程中會(huì)吸收二氧化碳再轉(zhuǎn)化成生物能源，而生物能源使用后所排放的二氧化碳的量不會(huì)超過植物生長所吸收的二氧化碳，因此可達(dá)到碳循環(huán)的平衡。永不耗竭和碳循環(huán)平衡就是使用生物能源的兩大優(yōu)點(diǎn)。

一、微藻

微藻可利用光合作用把空氣中的二氧化碳固定，轉(zhuǎn)化生成油脂。專家們認(rèn)為利用微藻做為生物柴油的來源，是可行的選擇。

(一)微藻油脂的生產(chǎn)

目前生物柴油的大部分原料來自植物，如大豆油、油菜籽油、棕櫚油等。由于這類油脂多是食用油，在供應(yīng)量上有其限制，因此尋求永續(xù)且滿足大量需求的穩(wěn)定來源是必要的。專家們發(fā)現(xiàn)利用微藻做為生物柴油的來源，是可行的選擇。

如同其它植物，微藻利用光合作用把空氣中的二氧化碳固定，轉(zhuǎn)化生成油脂。一般來說，微藻生產(chǎn)油脂的速率比植物快，在經(jīng)濟(jì)與時(shí)間成本考量上是頗具競(jìng)爭(zhēng)力的。微藻的含油量視不同屬種而有差異，事實(shí)上很多微藻是不產(chǎn)油的。一般產(chǎn)油微藻的含油量約為藻體重量的20～50％，而某些特殊藻種甚至高達(dá)80％。因產(chǎn)油速率的快慢取決于微藻的生長速率，所以選擇高產(chǎn)油速率的微藻是第一要?jiǎng)?wù)。

(二)微藻培養(yǎng)系統(tǒng)

微藻培養(yǎng)系統(tǒng)可分成開放式和密閉式兩種，其選擇需要考慮許多因素，如微藻的生物特性、氣候狀況、目標(biāo)產(chǎn)物種類與土地、人工、能源、用水、營養(yǎng)源等各項(xiàng)成本。

1、開放式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)：開放式系統(tǒng)大致有4種型態(tài)，分別是大型池、開放式槽體、圓形培養(yǎng)池及跑道型培養(yǎng)池。每種類型各有其優(yōu)缺點(diǎn)，必須依據(jù)相關(guān)條件做為選擇培養(yǎng)方式的依據(jù)，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

開放式系統(tǒng)是在戶外利用陽光進(jìn)行培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式在規(guī)模放大上容易。成本也較低，因此是量產(chǎn)的主要方式。開放式培養(yǎng)的缺點(diǎn)在于培養(yǎng)環(huán)境易受外界，如溫度、天氣、光照強(qiáng)度及光照周期變化的影響。也容易遭受其他藻種、細(xì)菌及原生動(dòng)物的污染。因?yàn)殚_放式培養(yǎng)的環(huán)境因子較不容易控制，所以培養(yǎng)操作上有其困難度。

2、密閉式微藻培養(yǎng)系統(tǒng)：密閉式系統(tǒng)可在發(fā)酵槽、培養(yǎng)袋，平板光生化反應(yīng)器及管型光生化反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)，應(yīng)用不同，所需系統(tǒng)也不同。密閉式系統(tǒng)可用于自營、異營或混營培養(yǎng)，而且在戶內(nèi)或戶外都可實(shí)施。其培養(yǎng)環(huán)境控制較容易，因此產(chǎn)率較高，品質(zhì)較穩(wěn)定，后續(xù)分離純化所花費(fèi)的成本也可減少。與前述系統(tǒng)相較，密閉式系統(tǒng)較不易被雜菌污染，且?guī)缀醺鞣N微藻都可適用，但有設(shè)備成本過高，規(guī)模不易放大等缺點(diǎn)。

(三)微藻培養(yǎng)技術(shù)

由于微藻生長必須進(jìn)行光合作用，因此最主要的生長限制因子就是光。二氧化碳是進(jìn)行光合作用時(shí)不可或缺的物質(zhì)，也很重要。此外，氧含量控制、溫度控制、鹽度、養(yǎng)分，酸堿值、混合效果等也都對(duì)微藻的生長有重大的影響。

1、光：就自營生長的微藻來說，不論是培養(yǎng)于開放式系統(tǒng)或密閉式系統(tǒng)，光反應(yīng)器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)都在提高光的使用效率。目前在大規(guī)模培養(yǎng)藻類方面，開放式平面培養(yǎng)池仍是最普遍的系統(tǒng)。

一般在培養(yǎng)系統(tǒng)中，如果培養(yǎng)深度太深或微藻濃度太高，會(huì)造成光線分布不均，藻類無法有效吸收光能，致使培養(yǎng)效率降低。因此開發(fā)設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、易放大且高光使用效率的新型光生化反應(yīng)器.是微藻培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2、二氧化碳：微藻體內(nèi)含有40～50％的碳，生成1公斤的微藻細(xì)胞，需要1.5～2.0K斤的二氧化碳，碳對(duì)于微藻的重要性可見一斑。對(duì)自營微藻而言，本身能利用溶于水中的無機(jī)碳源，如CO2、H2CO3等進(jìn)行生長。這些無機(jī)碳源的利用會(huì)因藻種和環(huán)境條件而異，例如螺旋藻可利用HC03一當(dāng)做碳源，CO2則是微藻最普遍也是最通用的碳源。

CO2占空氣中的0.03％(v／v)，而且不易溶解于水中。在高濃度培養(yǎng)微藻時(shí)，所需碳源也會(huì)增加，因此在培養(yǎng)系統(tǒng)中，常會(huì)通入CO2與空氣的混合氣體以提供藻類充足的碳源。

氧含量：當(dāng)微藻行光合作用時(shí)，二氧化碳會(huì)被微藻吸收并轉(zhuǎn)化為碳水化合物，且生成氧氣，使得培養(yǎng)系統(tǒng)中的含氧量隨之增加。研究報(bào)告指出。當(dāng)氧含量過高時(shí)會(huì)抑制微藻的生長，因此降低培養(yǎng)環(huán)境中的含氧量有其必要性。

3、溫度：由于溫度的高低對(duì)生物體內(nèi)的酵素作用有極大的影響，會(huì)影響微藻生長的速率。一般而言，太高的培養(yǎng)溫度會(huì)降低微藻光合作用的效率，把溫度控制在最適宜的范圍，有利于微藻的生長。

4、鹽度、養(yǎng)分與酸堿值：適宜的培養(yǎng)環(huán)境有助于微藻生長，因此供給足夠的營養(yǎng)源與最佳的培養(yǎng)鹽度及酸堿值是極為重要的。因?yàn)辂}度、養(yǎng)分與酸堿值的變化會(huì)影響微藻的生長代謝與生成物生成，控制這些變量也有其必要性。

5、混合效果：微藻培養(yǎng)系統(tǒng)中的混合援動(dòng)程度.在生產(chǎn)高濃度微藻的程序中扮演著重要的角色。因?yàn)槲⒃逶诠庹障逻M(jìn)行光合作用。在無光照時(shí)則進(jìn)行呼吸作用，所以光照的亮暗周期會(huì)改變光合作用和呼吸作用的比例，而影響微藻的生長。若提升培養(yǎng)系統(tǒng)的混合擾動(dòng)程度，增加光照的亮暗頻率，可使微藻細(xì)胞快速反復(fù)地來回光區(qū)與暗區(qū)，而提升微藻的光合效率。

(四)微藻產(chǎn)油的現(xiàn)況與挑戰(zhàn)

利用微藻產(chǎn)油做為生物柴油來源的構(gòu)想，早在1980年就有相關(guān)學(xué)者提出，但并未受到重視。直到近年來因原油價(jià)格的攀升，開發(fā)再生能源的意識(shí)逐漸提高，以微藻生產(chǎn)生物柴油的想法遂受到各界關(guān)注。目前許多產(chǎn)官學(xué)單位都已意識(shí)到，利用微藻生產(chǎn)生物柴油以取代目前的化石柴油是有其發(fā)展性的。

篇4

【關(guān)鍵詞】餐廚垃圾；無害化處理

1.項(xiàng)目建設(shè)背景及必要性

1.1項(xiàng)目建設(shè)背景

2012年4月19日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的通知》（[2012]23號(hào)），明確了“到2015年，直轄市、省會(huì)城市生活垃圾全部實(shí)現(xiàn)無害化處理，城市生活垃圾無害化處理率達(dá)到90%以上，全國城鎮(zhèn)新增生活垃圾無害化處理設(shè)施能力58萬噸/日”的主要目標(biāo)，并進(jìn)一步提出了“在已啟動(dòng)餐廚垃圾處理工作的基礎(chǔ)上，繼續(xù)推動(dòng)餐廚垃圾單獨(dú)收集和運(yùn)輸，以適度規(guī)模、相對(duì)集中為原則，建設(shè)餐廚垃圾資源化利用和無害化處理設(shè)施”的建設(shè)任務(wù)。

1.2項(xiàng)目建設(shè)必要性

在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，國內(nèi)餐廚垃圾主要作為城市近郊養(yǎng)豬的飼料。由于其來源復(fù)雜，極有可能引起疾病的傳播，現(xiàn)已被政府明令禁止。城市垃圾處理處置方法通常有焚燒和填埋，如果將城市生活垃圾進(jìn)行焚燒，由于餐廚垃圾的水份含量常常高達(dá)90%左右，發(fā)熱量為2100～3100kJ/kg，和其它垃圾一起焚燒，不但不能滿足垃圾焚燒發(fā)電的發(fā)熱量要求（即5000kJ/kg以上），反而會(huì)導(dǎo)致燃燒爐燃燒不充分而產(chǎn)生二英；如果將生活垃圾進(jìn)行填埋，同樣因?yàn)榛烊氲牟蛷N垃圾水分含量高而不宜處理。因此餐廚垃圾有必要進(jìn)行單獨(dú)無害化處理。

2.處理工藝確定

2.1XX市餐廚垃圾物理、化學(xué)性質(zhì)分別見表。

以上數(shù)據(jù)分析表明，XX市餐廚垃圾具有以下特性：

a）含水率高，混合測(cè)試樣含水率高達(dá)87.07%。

b）易腐性，富含有機(jī)物，混合測(cè)試樣有機(jī)干物質(zhì)高達(dá)92.8%。

c）油脂及鹽分含量高。

2.2餐廚垃圾處理工藝選擇

目前，餐廚垃圾處理工藝主要有填埋、焚燒、厭氧消化、好氧堆肥等，各處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析見表3。

根據(jù)表中各種餐廚垃圾處理方式優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合XX市餐廚垃圾的特性，對(duì)XX市餐廚垃圾處理方式的選擇做出如下分析：

（1）高含水率的餐廚垃圾，往往成為填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的主要來源；餐廚垃圾黏度大，分散性差，也不利于在填埋場(chǎng)攤鋪和壓實(shí)；此外餐廚垃圾有機(jī)物含量較高，填埋方式未對(duì)其進(jìn)行有效的資源化利用，因此餐廚垃圾不適宜采取填埋工藝。

（2）高含水率的餐廚垃圾不宜采用焚燒工藝，因?yàn)楹矢邥?huì)增加焚燒燃料的消耗；餐廚垃圾中含有的大量脂類物質(zhì)在重金屬催化條件下生成二英，若處理不當(dāng)易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。

（3）堆肥適合于處理易腐有機(jī)質(zhì)含量較高的垃圾，高含水率的餐廚垃圾在堆肥的過程中易將整個(gè)堆垛全部空間填死，空氣無法進(jìn)入內(nèi)部，致使微生物處于厭氧狀態(tài)，使降解速度減慢并產(chǎn)生硫化氫等臭氣。

（4）結(jié)合我國國情及XX市具體情況，相對(duì)其它餐廚垃圾處理方式，厭氧消化方式具有突出的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

① 厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣是清潔燃料。

② 固體物質(zhì)被消化以后，可以得到高質(zhì)量的有機(jī)肥料或土壤改良劑。

③ 在有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成甲烷的過程中實(shí)現(xiàn)了垃圾的減量化。

④ 厭氧消化產(chǎn)生的沼氣可以利用進(jìn)行發(fā)電，減少了溫室氣體的排放量。

⑤可實(shí)現(xiàn)分離油脂資源化，厭氧微生物耐鹽毒性較強(qiáng)，且節(jié)省能耗。

以上分析表明：應(yīng)用厭氧消化技術(shù)處理餐廚垃圾在生態(tài)環(huán)境方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，從能量需求、排放產(chǎn)物和運(yùn)行過程對(duì)周圍環(huán)境衛(wèi)生影響的角度看，厭氧消化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。

基于上述技術(shù)分析，推薦XX市餐廚垃圾無害化處理處置工程采用厭氧消化處理技術(shù)。

2.3厭氧消化工藝的選擇

按照厭氧發(fā)酵反應(yīng)罐的操作條件，餐廚垃圾厭氧消化處理技術(shù)可分為以下幾類：

（1）按照固體含量可分為：濕式、干式。

（2）按照溫度可分為：中溫、高溫。

濕式厭氧消化和干式厭氧消化的對(duì)比分析見表4。

根據(jù)以上濕式和干式厭氧消化的對(duì)比分析，結(jié)合XX市餐廚垃圾含水率較高的特點(diǎn)，本項(xiàng)目適宜采用濕式消化工藝。

中溫厭氧消化和高溫厭氧消化的對(duì)比分析見表5。

篇5

【關(guān)鍵詞】新能源;清潔能源;排放控制;環(huán)保技術(shù);可持續(xù)發(fā)展

1、新能源及新能源汽車的概念

新能源又稱非常規(guī)能源。是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。

新能源汽車是指除汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之外所有其它能源汽車。包括燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、氫能源動(dòng)力汽車和太陽能汽車等。其廢氣排放量比較低。新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》已于2009年7月1日正式實(shí)施，《規(guī)則》強(qiáng)調(diào)說明：新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括混合動(dòng)力汽車（HEV）、純電動(dòng)汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、其他新能源（如高效儲(chǔ)能器、二甲醚）汽車等各類別產(chǎn)品。

2、新能源汽車的分類

混合動(dòng)力汽車：混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。

純電動(dòng)汽車：電動(dòng)汽車顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。

燃料電池汽車：燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能或的。

氫動(dòng)力汽車：氫動(dòng)力汽車是一種真正實(shí)現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無污染，零排放，儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)，因此，氫動(dòng)力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。與傳統(tǒng)動(dòng)力汽車相比，氫動(dòng)力汽車成本至少高出20%。

天然氣和液化石油氣汽車：燃?xì)獬煞謫我?、純度較高、能與空氣均勻混合并燃燒完全，CO 和微粒的排放量較低，發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫時(shí)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)性能較好。其缺點(diǎn)是其運(yùn)輸性能比液體燃料差、發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率低、著火延遲較長及動(dòng)力性有所降低。

甲醇汽車：用甲醇代替石油燃料的汽車

3、如何讓新能源汽車發(fā)揮最大作用

3.1提高效率

汽柴油內(nèi)燃機(jī)熱效率小于30%，如果算上機(jī)械效率以及其他的能量傳遞損失，則總效率僅占燃料放出熱能的15%左右。毫無疑問，如果能夠提高熱機(jī)的效率，則可在一定程度上緩解石油危機(jī)。

3.2大力發(fā)展新技術(shù)

新能源汽車技術(shù)不新能源汽車技術(shù)不新能源汽車技術(shù)不新能源汽車技術(shù)不夠成熟夠成熟夠成熟夠成熟 專家分析，使用新能源汽車好處很多，在節(jié)能，節(jié)約使用成本，簡(jiǎn)單方便上都有很大的好處，但專家分析，雖然電動(dòng)汽車舒適、干凈、噪聲小，但蓄電池動(dòng)力需要從技術(shù)上解決開發(fā)出有足夠能量的電池：而氫能源汽車需要解決降低生產(chǎn)成本、儲(chǔ)存及運(yùn)輸?shù)入y題。另一個(gè)是安全性問題，電動(dòng)汽車有一個(gè)幾百伏的車載電源，一旦發(fā)生碰撞，可能導(dǎo)致人觸電而死亡。到現(xiàn)在為止還看不到世界各國有解決這些問題的技術(shù)和方案，哪怕是備選的方案都看不到。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，對(duì)中國汽車工業(yè)來說，雖然新能源和節(jié)油是必然趨勢(shì)，但是需要長期的過程，一是技術(shù)研發(fā)和適用的過程;二是成本的控制和生產(chǎn)應(yīng)用過程。可見，解決當(dāng)前新能源汽車的技術(shù)問題至關(guān)重要。

3.3促使新能源汽車產(chǎn)業(yè)化規(guī)模

2007年底，東風(fēng)本田進(jìn)口的混合動(dòng)力車思域（Civic）正式在旗下6 4 家中國特約店上市;2008年1月22日，上海通用宣布君威混合動(dòng)力車正式投放中國市場(chǎng)。一時(shí)間，中國這個(gè)汽車大國，似乎不約而同地把目光聚焦在了新能源汽車領(lǐng)域。但業(yè)內(nèi)人士指出，令人遺憾的是，不管是混合動(dòng)力的先驅(qū)日本豐田還是本田，皆還未在中國取得真正意義上的成功。據(jù)知情人士透露，廠商還是在試水混合動(dòng)力的階段，全年的目標(biāo)只有幾百輛左右。而更大的挫敗者是豐田。早在2005年12月，世界首款批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力轎車― ― 豐田普銳斯就 正式在國內(nèi)上市銷售。然而，這一車型在中國汽車市場(chǎng)的銷售狀況一直令人尷尬。由混合動(dòng)力開始的這一幕新能源車大戲，何時(shí)才能出現(xiàn)？ 這成了所有人心中的問號(hào)。在日前舉行的2009中國綠色能源汽車發(fā)展高峰論壇上獲悉，2010年北京市新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模將達(dá)到1 萬輛，何時(shí)形成新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)?；€需不斷努力。

4、新能源汽車發(fā)展的意義

新能源的開發(fā)早已引起了全球汽車廠的注意，20 世紀(jì)末以來，世界各大汽車公司以及國內(nèi)各大科研機(jī)構(gòu)和高等院校紛紛致力于開發(fā)清潔節(jié)能汽車，使新能源汽車獲得了長足發(fā)展。我國發(fā)展新能源汽車對(duì)整個(gè)中國汽車業(yè)的發(fā)展意義重大，體現(xiàn)在如下2 個(gè)方面：

1）新能源汽車可使我國實(shí)現(xiàn)從汽車大國到汽車強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。

雖然當(dāng)前世界各主要發(fā)達(dá)國家和有關(guān)汽車公司均在加緊研發(fā)此種新型汽車技術(shù)并取得長足進(jìn)展，但總體而言，我國仍基本上與之處在同一個(gè)起跑線上，差距不過只有3―5 年，并不像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)一樣存在20 年的巨大差距。在商用化和產(chǎn)業(yè)化方面更是如此，某些方面我們還有一定優(yōu)勢(shì)。

2）新能源汽車可繼續(xù)開辟我國的汽車市場(chǎng)。

我國的汽車產(chǎn)業(yè)剛剛發(fā)展起來，汽車普及率低，因而在汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略選擇上有更大的自由度，在新能源汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面具有比較優(yōu)勢(shì)，推廣應(yīng)用新能源汽車的阻力也會(huì)小得多。

結(jié)束語

在全球汽車交通能源面臨重大挑戰(zhàn)的21世紀(jì)，我國汽車工業(yè)唯有堅(jiān)持節(jié)能降耗和開發(fā)新能源并舉的雙重戰(zhàn)略舉措：一方面發(fā)展節(jié)能汽車，以解決現(xiàn)階段產(chǎn) 業(yè)發(fā)展、能源安全和節(jié)能環(huán)保問題;另一方面大力發(fā)展新能源汽車，實(shí)現(xiàn)車用能源多元化，才能促進(jìn)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障我國汽車工業(yè)逐步走向世界 前沿。

參考文獻(xiàn)：

[1]卡洛斯?戈恩.新能源汽車時(shí)代已經(jīng)到來.商務(wù)周刊，2010，（1）.

篇6

在生產(chǎn)混凝土超塑化劑聚磺化萘甲醛的過程中，水污染嚴(yán)重，而且在半固體的濾餅中含有大量的最終產(chǎn)品，為了降低污染，減少浪費(fèi)，生產(chǎn)企業(yè)采取了一系列措施，包括：過濾過程中滯留水的回用，反應(yīng)器洗滌水的循環(huán)利用，高壓泵采用閉環(huán)冷卻系統(tǒng)，控制原料、產(chǎn)品和水的跑冒滴漏，充分利用固體廢物中的最終產(chǎn)品等。經(jīng)過工藝路線改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，提高了經(jīng)濟(jì)效益[29]。清潔的反應(yīng)體系反應(yīng)體系對(duì)反應(yīng)十分重要，以超臨界CO2、近臨界水、高溫液態(tài)水和離子液體等作為清潔生產(chǎn)的反應(yīng)體系，可以獲得良好的反應(yīng)效果。徐明仙等[30]在超臨界CO2中進(jìn)行水楊酸合成，CO2既作為溶劑，又作為反應(yīng)物，成為合成水楊酸的綠色原料。朱憲等[31]利用臨界水作為反應(yīng)介質(zhì)，提取黃姜中的薯蕷皂苷，發(fā)現(xiàn)其可以克服傳統(tǒng)水解法需要加堿中和、水消耗大和環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。張輝等[32]利用超臨界水氧化法與非色散紅外法相結(jié)合測(cè)水質(zhì)中有機(jī)碳含量，發(fā)現(xiàn)其反應(yīng)快，氧化徹底，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。Lv等[33]利用高溫液態(tài)水的特性水解生物質(zhì)資源生產(chǎn)化工原料，如木糖水解等，具有較好的效果。離子液體作為一類新型綠色反應(yīng)介質(zhì)，不僅可替代傳統(tǒng)有機(jī)溶劑或酸堿用作化工反應(yīng)和分離的新介質(zhì)，而且具有作為新型磁性材料、納微結(jié)構(gòu)功能材料、材料、航空航天推進(jìn)劑等的潛力[34]。磁化離子液體具有液程寬、蒸氣壓低、溶解能力強(qiáng)等特性[35]，在有機(jī)合成中可作為溶劑兼催化劑和模板劑，具有產(chǎn)物易分離、可回收重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。超常規(guī)反應(yīng)技術(shù)由于人們對(duì)物質(zhì)狀態(tài)和反應(yīng)過程的認(rèn)識(shí)有限，對(duì)物質(zhì)的利用主要基于其正常狀態(tài)下的物性。隨著人們對(duì)各種物質(zhì)處于不同極限狀態(tài)的特性的研究，化學(xué)反應(yīng)過程在極限狀態(tài)下的特性受到化工界的廣泛關(guān)注，于是各種超常規(guī)狀態(tài)的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如超臨界流體技術(shù)、超重力技術(shù)等。超臨界流體技術(shù)超臨界流體指的是處于臨界點(diǎn)以上溫度和壓力區(qū)域下的流體，在臨界點(diǎn)附近會(huì)出現(xiàn)物性急劇變化的現(xiàn)象。利用流體超臨界狀態(tài)特性的技術(shù)稱為超臨界流體技術(shù)，如超臨界法制備微粒技術(shù)和超臨界流體萃取技術(shù)等。利用超臨界法制備微粒技術(shù)有超臨界溶液快速膨脹法、超臨界輔助霧化法和超臨界反溶劑法等。采用超臨界法制備微粒，與常規(guī)的機(jī)械加工法、重結(jié)晶法、冷凍干燥法和噴霧干燥法相比，制備的微粒粒徑較小，粒徑分布均勻，而且解決了有機(jī)溶劑殘留等問題，具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)[36]。超臨界技術(shù)是未來大規(guī)模制生物燃料的理想方法，特別是用于廢油和脂肪制取生物柴油。

與傳統(tǒng)的生物燃料生產(chǎn)方法相比，超臨界流體技術(shù)具有反應(yīng)快、生產(chǎn)率高、易于連續(xù)操作、而且不需要催化劑等優(yōu)勢(shì)，但操作壓力和溫度高，材料成本高，難以推廣應(yīng)用[37]。超臨界流體萃取技術(shù)是利用處于臨界壓力和臨界溫度以上的流體所具有的超常規(guī)的溶解能力而發(fā)展起來的化工分離技術(shù)。與其它分離技術(shù)相比，超臨界流體萃取技術(shù)具有適用性廣、效率高、所得產(chǎn)品無毒無殘留等優(yōu)點(diǎn)，是一種典型的綠色化工分離技術(shù)。超臨界流體萃取技術(shù)在處理常規(guī)法難以處理的廢水中的有機(jī)物和高分子材料等方面具有顯著的優(yōu)越性，在污染治理方面可以發(fā)揮重要作用[38]。超重力技術(shù)在超重力環(huán)境下的物理和化學(xué)變化過程的應(yīng)用技術(shù)叫超重力技術(shù)。與傳統(tǒng)塔器相比，在超重力環(huán)境下，微觀混合和傳質(zhì)過程得到高度強(qiáng)化，因此超重力技術(shù)的研究和應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注[39]。超重力技術(shù)在分離方面的工業(yè)應(yīng)用比較廣泛，如超重力脫氧技術(shù)、超重力脫硫技術(shù)和超重力脫揮技術(shù)等[40]。超重力技術(shù)在反應(yīng)中的應(yīng)用也比較多，如納米材料的制備以及在精餾分離和快速反應(yīng)過程中的應(yīng)用等[41]。浙江工業(yè)大學(xué)研發(fā)的折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，與傳統(tǒng)的塔器設(shè)備相比，該設(shè)備高度降低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，可節(jié)省場(chǎng)地和材料[42]。其它超常狀態(tài)技術(shù)除超臨界流體技術(shù)和超重力技術(shù)外，還有其它極限技術(shù)，如超高溫技術(shù)、超高壓技術(shù)、超真空技術(shù)、超低溫技術(shù)等。隨著高科技的迅速發(fā)展，這超些常規(guī)技術(shù)在化工領(lǐng)域的研究和應(yīng)用將越來越多[43]。催化技術(shù)催化技術(shù)是化學(xué)工業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的主要方法。在有機(jī)化工中，為了得到盡可能多的目標(biāo)產(chǎn)品，減少副產(chǎn)品和廢物，除了采用合適的工藝設(shè)備和工藝線路外，非常重要的是采用高效環(huán)保的催化劑，如利用酶催化劑、手性催化劑和仿生催化劑等。酶是一種高效催化劑，催化選擇性極高，無副反應(yīng)，便于過程控制和產(chǎn)品分離。科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)2-羥基異丁酰-CoA的酶可以將直鏈C4化合物轉(zhuǎn)化成支鏈，作為甲基丙烯酸甲酯前體，這意味著在常規(guī)的化學(xué)路線基礎(chǔ)上有可能會(huì)延伸出一條新型的生化法工藝路線[44]。人們?cè)诶妹复呋瘎r(shí)，也在探索研究模擬酶催化劑，如將分子印跡法應(yīng)用于聚合物模擬酶催化劑的設(shè)計(jì)合成中，制備的模擬酶催化劑具有抗惡劣環(huán)境、高穩(wěn)定、長壽命等特點(diǎn)[45]。在天然酶催化劑和人造催化劑之間有許多相似的地方，如果能將固體催化劑堅(jiān)固耐用、容易與產(chǎn)品分離、耐高溫等特點(diǎn)與酶催化劑活性高、變構(gòu)效應(yīng)好、選擇性控制精度高的特點(diǎn)結(jié)合，合成兼具固體催化劑和酶催化劑兩者優(yōu)點(diǎn)于一體的催化劑，則化學(xué)反應(yīng)中的清潔生產(chǎn)又將有進(jìn)一步的突破[46]。在化學(xué)工業(yè)中，特別是精細(xì)化工中，除了催化劑化學(xué)選擇性外，催化劑區(qū)位選擇性、立體選擇性和對(duì)映體選擇性具有非常重要的作用[47]，如不對(duì)稱加氫反應(yīng)催化劑。目前，不對(duì)稱加氫多相手性催化劑主要有固定化的均相手性催化劑、手性小分子修飾的多相催化劑和以天然高分子為手性源制備的多相催化劑等[48]。生物界有許多高效催化反應(yīng)，人們可以根據(jù)生物界的反應(yīng)特點(diǎn)研制仿生催化劑，提高催化效率。葉長英等[49]根據(jù)生物表面具有多層次微米和納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，以便最大限度地捕獲光子進(jìn)行光合作用的特點(diǎn)，采用模板-超聲-水熱法制備仿生界面結(jié)構(gòu)的二氧化鈦催化劑微球，應(yīng)用于苯酚光催化降解，發(fā)現(xiàn)其具有良好的催化能力，而且在實(shí)際工程應(yīng)用中易沉降分離，有利于光催化技術(shù)在實(shí)際工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。

化工設(shè)備技術(shù)隨著化工工藝的進(jìn)步和發(fā)展以及環(huán)保要求的不斷提高，化工設(shè)備技術(shù)也不斷發(fā)展和完善。目前，化工設(shè)備逐漸專業(yè)化、系列化，并朝著大型化、微型化和智能化方向發(fā)展?；ぴO(shè)備向大型化、精密化、一體化、成套化和采用先進(jìn)控制技術(shù)方向發(fā)展[50]。其中換熱器趨向大型化，并向低溫差和低壓力損失的方向發(fā)展，壓縮機(jī)向超高壓方向發(fā)展，化工流程泵向超低溫方向發(fā)展等。與設(shè)備大型化發(fā)展相反，化工設(shè)備的另一個(gè)發(fā)展方向是朝著小型化和微型化方向發(fā)展。微反應(yīng)器技術(shù)是把化學(xué)反應(yīng)控制在盡量微小的空間內(nèi)，化學(xué)反應(yīng)空間的數(shù)量級(jí)一般為微米甚至納米，化學(xué)反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率和收率高，并能解決強(qiáng)腐蝕、易爆、高能耗、高溶劑消耗和高污染排放等問題，具有清潔生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，在化學(xué)合成、化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究和工藝開發(fā)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[51]。目前已有微反應(yīng)器用于工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量可達(dá)幾十噸到幾千噸[52]。隨著信息化與工業(yè)化不斷融合，化工生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸智能化?；ぴO(shè)備的智能化包括兩個(gè)方面：一是設(shè)備控制的智能化；二是設(shè)備設(shè)計(jì)的智能化[53]。設(shè)備智能化是提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，提高能源利用率以及滿足環(huán)境要求的重要方向。清潔能源現(xiàn)在化學(xué)工業(yè)的供能主要來自石油和煤炭，這兩種能源在消耗過程中都會(huì)產(chǎn)生大量的污染，而且石油和煤炭在開采過程中也會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。面對(duì)國際國內(nèi)節(jié)能減排的重壓，使用清潔能源是發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了降低對(duì)環(huán)境造成的污染，人們努力開發(fā)清潔的能源技術(shù)，包括利用太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬取５_發(fā)和利用這些清潔能源技術(shù)并不一定清潔[54]，因?yàn)楸M管清潔能源利用時(shí)對(duì)環(huán)境無污染或少污染，但從整個(gè)生命周期來看，清潔能源的開發(fā)和使用實(shí)際上需要從其它環(huán)節(jié)獲取資源或者將污染轉(zhuǎn)移到其環(huán)節(jié)。生物燃料是一種比較清潔的燃料，是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等的理想替代燃料。目前先進(jìn)的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)技術(shù)有超臨界流體技術(shù)，包括采用酯交換反應(yīng)利用植物油生產(chǎn)生物柴油、通過生物質(zhì)氣化和生物質(zhì)液化制取生物油。但目前生物燃料生產(chǎn)的成本比較高，難以推廣應(yīng)用[37]。目前，國內(nèi)外有關(guān)清潔能源的研究熱點(diǎn)除了核能、太陽能、水能、風(fēng)能和生物質(zhì)能外，還有常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣。天然氣是一種清潔能源，但隨著常規(guī)天然氣資源的逐漸減少，開發(fā)難度不斷加大，以頁巖氣、煤層氣為主的非常規(guī)天然氣將成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)[55]。我國第一部《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011—2015）》提出，到2015年，頁巖氣將初步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)量將達(dá)到65億立方米/年，到2020年，產(chǎn)量最高達(dá)到1000億立方米。雖然頁巖氣等非常規(guī)天然氣開發(fā)已是大勢(shì)所趨，但伴隨著開發(fā)的熱潮，開采技術(shù)制約、開采過程中的環(huán)境污染和破壞、初期投入大、開發(fā)成本高、回報(bào)周期長等方面仍面臨爭(zhēng)議。但毋庸置疑，隨著技術(shù)進(jìn)步和能源安全問題的日益凸顯，非常規(guī)天然氣在未來化工領(lǐng)域中的應(yīng)用還是非常有前景的。盡管關(guān)于清潔能源的開發(fā)與利用的研究很多，但在化工領(lǐng)域中利用清潔能源取代化石能源的還極其有限，有關(guān)取代技術(shù)需要進(jìn)一步研究。為推進(jìn)燃煤工業(yè)鍋爐清潔燃料替代，加強(qiáng)工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排，上海市為天然氣優(yōu)化替代燃煤提出菜單式的技術(shù)指導(dǎo)以及余熱深度利用技術(shù)，開發(fā)生物質(zhì)氣化氣部分替代燃煤的混燒技術(shù)，為清潔能源替代專項(xiàng)工作提供支撐[56]。劉超等[57]嘗試?yán)们鍧嵉目稍偕茉创婊茉礊橐苯鹕a(chǎn)提供能量支持，提出“風(fēng)光互補(bǔ)非碳冶金”，以減少碳排放。通過研究，解決清潔能源利用技術(shù)與鋼鐵冶金技術(shù)相融問題，最終確立的系統(tǒng)單元之間，基本滿足了能量的協(xié)調(diào)匹配，能夠獲得1600℃以上的冶煉高溫。這種鋼鐵冶煉中的“風(fēng)光互補(bǔ)”思路為化工企業(yè)中利用清潔能源代替化石能源提供了借鑒作用。

研究熱點(diǎn)

從上述文獻(xiàn)綜述及其分析可以看出，化學(xué)工業(yè)中清潔技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要有以下幾方面。（1）信息技術(shù)與化工技術(shù)結(jié)合，化學(xué)工程與工藝技術(shù)不斷優(yōu)化升級(jí)。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息化的發(fā)展，輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助工程等數(shù)字化設(shè)計(jì)工具在化工企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，有利于化工生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化和自動(dòng)化及創(chuàng)新，特別是化工過程集成技術(shù)的應(yīng)用，使化工生產(chǎn)的原料、水耗、能耗更加合理，能降低企業(yè)資源消耗和工業(yè)污染物排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。（2）制造技術(shù)和化工技術(shù)相結(jié)合，化工設(shè)備制造技術(shù)不斷升級(jí)。隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，化學(xué)工業(yè)的設(shè)備制造技術(shù)不斷升級(jí)換代，化學(xué)工業(yè)中的裝置向大型化、微型化、集成化和智能化等方向發(fā)展，有利于節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率。（3）開發(fā)環(huán)保高效的催化技術(shù)，提高選擇性和收率，減少副產(chǎn)物和廢物，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。（4）開發(fā)特殊狀態(tài)的反應(yīng)體系和超常規(guī)狀態(tài)的反應(yīng)技術(shù)。突破常規(guī)，研究和利用物質(zhì)特殊狀態(tài)下的物化性能和特殊環(huán)境中的物理和化學(xué)變化過程，提高反應(yīng)效率，節(jié)約資源。（5）新能源的研究是熱點(diǎn)，但由于許多新能源的開發(fā)和應(yīng)用研究還處于初期階段，新能源如何在化工企業(yè)中應(yīng)用的研究并不多。在未來，新能源，包括生物質(zhì)能和頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)能源在化學(xué)工業(yè)中如何利用將成為研究熱點(diǎn)。

展望

篇7

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

開題報(bào)告

 

 

 

 

題    目：   煤變石油的研究  

姓    名：    

學(xué)    號(hào)：           

專業(yè)班級(jí)： 06級(jí)化學(xué)系本科班  

指導(dǎo)教師：                

 

 

一、選題依據(jù)（包括選擇課題的背景、選題研究的理論及實(shí)踐意義）

 

前一段時(shí)間，煤變石油在國內(nèi)被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，旋即歸于沉寂。沸沸揚(yáng)揚(yáng)反映了人們對(duì)其技術(shù)內(nèi)涵并不很熟悉，沉寂則反映出人們對(duì)其價(jià)值的不了解，擔(dān)心水變油的誤導(dǎo)事件在神州大地重演。然而，這回可的的確確是真的，這不僅因?yàn)槲覈颜莆樟耸澜缱钕冗M(jìn)的煤炭液化技術(shù)，而且———煤變石油真的離我們并不遙遠(yuǎn)。

石油是一種重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，有了它，船艦可以乘風(fēng)破浪，汽車可以翻山越嶺，飛機(jī)可以穿云透霧……然而，近年來國際石油價(jià)格飛漲，供需差距越來越大。以我國為例，石油年消費(fèi)量約為2.5億噸，生產(chǎn)能力僅約15億噸，預(yù)計(jì)2005年和2015年消費(fèi)量將超過2.6億噸和3.1億噸，尤其若干年后石油開采枯竭的時(shí)候，這些動(dòng)力和交通工具又該靠什么來運(yùn)行呢？不必?fù)?dān)心，聰慧的科學(xué)家們?cè)缫褳槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)煤變石油的方案。

許多勘探資料都表明，全世界煤的可開采資源是巨大的，其能量值相當(dāng)于石油資源的10倍。煤和石油的形態(tài)、形成歷史、地質(zhì)條件雖然不同，但是它們的化學(xué)組成卻大同小異。煤中約含碳80％~85％，含氫4％~5％，平均分子量在2000以上。石油含碳85％，含氫13％，平均分子量在600以內(nèi)。從組成上看，它們的主要差異是含氫量和分子量的不同，因此，只要人為地改變壓力和溫度，設(shè)法使煤中的氫含量不斷提高，就可以使煤的結(jié)構(gòu)發(fā)行變異，由大分子變成小分子。當(dāng)其碳?xì)浔冉档偷胶褪拖嘟鼤r(shí)，則煤就可以液化成汽油、柴油、液化石油氣、噴氣燃料等石油產(chǎn)品了。同時(shí)還可以開發(fā)出附加值很高的上百種產(chǎn)品，如乙烯、丙烯、蠟、醇、酮、化肥等，綜合經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

國際上經(jīng)典的煤變石油工藝是把褐煤或年輕煙煤粉與過量的重油調(diào)成糊狀（稱為煤糊），加入一種能防止硫?qū)Υ呋瘎┲卸镜奶厥獯呋瘎?，在高壓釜里加壓?0266~70931千帕并加熱到380~500攝氏度的溫度，在隔絕空氣的條件下通入氫氣，使氫氣不斷進(jìn)入煤大分子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，從而使煤的高聚合環(huán)狀結(jié)構(gòu)逐步分解破壞，生成一系列芳香烴類的液體燃料和烷烴類的氣體燃料。一般約有60％的煤能轉(zhuǎn)化成液化燃料，30％轉(zhuǎn)化成為氣體燃料。具體來說，煤變石油的工藝可分為“直接液化”和“間接液化”兩種，從世界范圍來看，無論哪一類液化技術(shù)，都有成熟的范例。

“直接液化”是對(duì)煤進(jìn)行高壓加氫直接轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品。早在第二次世界大戰(zhàn)之前，納粹德國就注意到了煤和石油的相似性，從戰(zhàn)略需要出發(fā)，于1927年下令建立了世界上第一個(gè)煤炭直接液化廠，年產(chǎn)量達(dá)10萬噸，到1944年達(dá)到423萬噸，用來開動(dòng)飛機(jī)和坦克。一些當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)，今天還在澳大利亞、德國、巴基斯坦和南非等地應(yīng)用。

“間接液化”是煤先氣化，生產(chǎn)原料氣，經(jīng)凈化后再行改質(zhì)反應(yīng)，調(diào)整氫氣與一氧化碳的比例。此項(xiàng)技術(shù)主要源于南非，技術(shù)已非常成熟，煤變石油成本已低于國際油價(jià)，但技術(shù)一直嚴(yán)格保密。20世紀(jì)50年代，南非為了克服進(jìn)口石油困難，成立了南非薩索爾公司，主要生產(chǎn)汽油、柴油、乙烯、醇等120多種產(chǎn)品，總產(chǎn)量達(dá)到700多萬噸。目前，這家公司的3個(gè)液化廠，年耗煤4590萬噸，年產(chǎn)合成油品1000萬噸。該公司累計(jì)投資70億美元，現(xiàn)在早已回收了全部設(shè)備投資。此外，俄羅斯、美國、日本等國也相繼陸續(xù)完成了日處理150~600噸煤的大型工業(yè)試驗(yàn)，并進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)。

我國的煤炭科學(xué)總院對(duì)煤變石油的研究已進(jìn)行了20多年，培養(yǎng)了一支專門從事直接液化技術(shù)研究的科研隊(duì)伍，建成了具有先進(jìn)水平的加氫液化、油品加工和分析檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)幾十種煤樣進(jìn)行了試驗(yàn)和評(píng)價(jià)，篩選了國內(nèi)十幾種適宜液化的煤種，有良好的技術(shù)基礎(chǔ)。1997年，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所進(jìn)行的煤基合成汽油年產(chǎn)2000噸的工業(yè)試驗(yàn)獲得階段性成果，并通過了中科院的技術(shù)鑒定，為萬噸級(jí)的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。其技術(shù)上也取得了突破：在催化劑的作用下，可用4~5噸煤，經(jīng)過一系列工藝流程生產(chǎn)出1噸汽油或柴油。

自1997年至今，經(jīng)過中德、中美、中日政府間的科技合作，進(jìn)行了我國煤炭直接液化示范廠的可行性研究，結(jié)果表明，在陜西的神府煤田、內(nèi)蒙古的東勝煤田、云南的先鋒煤田，由于煤炭?jī)r(jià)格低廉，設(shè)備大部分可以國產(chǎn)化，從而可使煤液化油成本大大降低，一桶柴油產(chǎn)品的成本只有15~17美元，遠(yuǎn)低于歐佩克規(guī)定的每桶22~28美元的價(jià)格帶。另一方面，以我們已經(jīng)掌握的催化劑技術(shù)，間接液化合成部分的成本可以降低為原來的六分之一。這就是說，在煤礦坑口建廠，不要中間環(huán)節(jié)，如果合成油規(guī)模達(dá)到百萬噸級(jí)，按目前市場(chǎng)價(jià)，噸油成本將控制在2000元左右，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。令人欣喜的是，國家發(fā)改委已批準(zhǔn)在陜西神府煤田和云南先鋒煤田興建兩個(gè)煤液化項(xiàng)目，總投資約200億元，年產(chǎn)油200萬噸。國務(wù)院也已正式批準(zhǔn)神華集團(tuán)（位于神府煤田）關(guān)于煤炭液化的項(xiàng)目建議書，允許其轉(zhuǎn)入可行性研究階段，并將投資追加到250億元。神華集團(tuán)也已與掌握煤炭液化關(guān)鍵技術(shù)的美國HTI公司簽訂了技術(shù)轉(zhuǎn)讓意向性協(xié)議，已開始初步設(shè)計(jì)工作。該項(xiàng)目建成后，年產(chǎn)油250萬噸，每年可創(chuàng)稅收25億元，年實(shí)現(xiàn)利潤25億元，對(duì)降低石油危機(jī)風(fēng)險(xiǎn)有十分重大的意義。

三、研究?jī)?nèi)容與方法

我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣”。2003年我國總能源消費(fèi)量達(dá)11.783億噸油當(dāng)量，其中，煤炭占67.86%，石油占23.35%，天然氣占2.5%，水電占5.43%，核能占0.83%。我國擁有較豐富的煤炭資源，2000~2003年探明儲(chǔ)量均為1145億噸，儲(chǔ)采比由2000~2001年116年下降至2002年82年、2003年69年。而石油探明儲(chǔ)量2003年為32億噸，儲(chǔ)采比為19.1年。在較長一段時(shí)間內(nèi)，我國原油產(chǎn)量只能保持在1.6~1.7億噸/年的水平。煤炭因其儲(chǔ)量大和價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，成為中國動(dòng)力生產(chǎn)的首選燃料。在本世紀(jì)前50年內(nèi)，煤炭在中國一次能源構(gòu)成中仍將占主導(dǎo)地位。預(yù)計(jì)煤炭占一次能源比例將由1999年67.8%、2000年63.8%、2003年67.8%達(dá)到2005年50%左右。我國每年燒掉的重油約3000萬噸，石油資源的短缺仍使煤代油重新提上議事日程，以煤制油己成為我國能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要趨勢(shì)。

煤炭間接液化技術(shù)

由煤炭氣化生產(chǎn)合成氣、再經(jīng)費(fèi)-托合成生產(chǎn)合成油稱之為煤炭間接液化技術(shù)?！懊禾块g接液化”法早在南非實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。南非也是個(gè)多煤缺油的國家，其煤炭?jī)?chǔ)藏量高達(dá)553.33億噸，儲(chǔ)采比為247年。煤炭占其一次能源比例為75.6%。南非1955年起就采用煤炭氣化技術(shù)和費(fèi)-托法合成技術(shù)，生產(chǎn)汽油、煤油、柴油、合成蠟、氨、乙烯、丙烯、α-烯烴等石油和化工產(chǎn)品。南非費(fèi)-托合成技術(shù)現(xiàn)發(fā)展了現(xiàn)代化的Synthol漿液床反應(yīng)器。薩索爾（Sasol）公司現(xiàn)有二套“煤炭間接液化”裝置，年生產(chǎn)液體烴類產(chǎn)品700多萬噸（薩索爾堡32萬噸/年、塞庫達(dá)675萬噸/年），其中合成油品500萬噸，每年耗煤4950萬噸。累計(jì)的70億美元投資早已收回?，F(xiàn)年產(chǎn)值達(dá)40億美元，年實(shí)現(xiàn)利潤近12億美元。

我國中科院山西煤化所從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行鐵基、鈷基兩大類催化劑費(fèi)-托合成油煤炭間接液化技術(shù)研究及工程開發(fā)，完成了2000噸/年規(guī)模的煤基合成油工業(yè)實(shí)驗(yàn)，5噸煤炭可合成1噸成品油。據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃，一個(gè)萬噸級(jí)的“煤變油”裝置可望在未來3年內(nèi)崛起于我國煤炭大省山西。中科院還設(shè)想到2008年建成一個(gè)百萬噸級(jí)的煤基合成油大型企業(yè)，山西大同、朔州地區(qū)幾個(gè)大煤田之間將建成一個(gè)大的煤“煉油廠”。最近，總投資100億美元的朔州連順能源公司每年500萬噸煤基合成油項(xiàng)目已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性開發(fā)階段，計(jì)劃2005年建成投產(chǎn)。產(chǎn)品將包括辛烷值不低于90號(hào)且不含硫氮的合成汽油及合成柴油等近500種化工延伸產(chǎn)品。

我國煤炭資源豐富，為保障國家能源安全，滿足國家能源戰(zhàn)略對(duì)間接液化技術(shù)的迫切需要，2001年國家科技部”863”計(jì)劃和中國科學(xué)院聯(lián)合啟動(dòng)了”煤制油”重大科技項(xiàng)目。兩年后，承擔(dān)這一項(xiàng)目的中科院山西煤化所已取得了一系列重要進(jìn)展。與我們常見的柴油判若兩物的源自煤炭的高品質(zhì)柴油，清澈透明，幾乎無味，柴油中硫、氮等污染物含量極低，十六烷值高達(dá)75以上，具有高動(dòng)力、無污染特點(diǎn)。這種高品質(zhì)柴油與汽油相比，百公里耗油減少30％，油品中硫含量小于0．5×10－6，比歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)高10倍，比歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)高20倍，屬優(yōu)異的環(huán)保型清潔燃料。

山西煤化所進(jìn)行”煤變油”的研究已有20年的歷史，千噸級(jí)中試平臺(tái)在2002年9月實(shí)現(xiàn)了第一次試運(yùn)轉(zhuǎn)，并合成出第一批粗油品，到2003年底已累計(jì)獲得了數(shù)十噸合成粗油品。2003年底又從粗油品中生產(chǎn)出了無色透明的高品質(zhì)柴油。目前，山西煤化所中試基地正準(zhǔn)備第5次開車，計(jì)劃運(yùn)行6個(gè)月左右。目前世界上可以通過”煤制油”技術(shù)合成高品質(zhì)柴油的只有南非等少數(shù)國家。山西煤化所優(yōu)質(zhì)清潔柴油的問世，標(biāo)志著我國已具備了開發(fā)和提供先進(jìn)成套產(chǎn)業(yè)化自主技術(shù)的能力，并成為世界上少數(shù)幾個(gè)擁有可將煤變?yōu)楦咔鍧嵅裼腿准夹g(shù)的國家之一。據(jù)介紹，該所2005年將在煤礦生產(chǎn)地建一個(gè)10萬噸／年的示范廠，預(yù)計(jì)投資12億～14億元，在成熟技術(shù)保證的前提下，初步形成"煤制油"產(chǎn)業(yè)化的雛形。

據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，我國油品短缺約在2億噸左右，除1.2億噸需進(jìn)口外，”煤制油”技術(shù)可解決6000萬～8000萬噸以上，投資額在5000億元左右，年產(chǎn)值3000億～4000億元，其中間接液化合成油可生產(chǎn)2000萬噸以上，投資約1600億元，年產(chǎn)值1000億元左右。從經(jīng)濟(jì)效益層面看，建設(shè)規(guī)模為50萬噸／年的”煤制油”生產(chǎn)企業(yè)，以原油價(jià)不低于25美元的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)部收益率可達(dá)8％～12％，柴油產(chǎn)品的價(jià)格可控制在2000元／噸以內(nèi)。而此規(guī)模的項(xiàng)目投資需45億元左右。

目前，包括山西煤化所在內(nèi)的七家單位已組成聯(lián)盟體，在進(jìn)行”煤制油”實(shí)驗(yàn)對(duì)比中實(shí)行數(shù)據(jù)共享；不久將有1.2噸高清潔柴油運(yùn)往德國進(jìn)行場(chǎng)地跑車試驗(yàn)；2005年由奔馳、大眾等廠商提供車輛，以高清潔柴油作燃料，進(jìn)行從上海到北京長距離的行車試驗(yàn)，將全面考察車與油料的匹配關(guān)系、燃動(dòng)性及環(huán)保性等。目前”煤制油”工業(yè)化示范廠的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作正在進(jìn)行之中，預(yù)計(jì)可在2010年之前投入規(guī)模生產(chǎn)。

我國與南非于2004年9月28日簽署合作諒解備忘錄。根據(jù)這項(xiàng)備忘錄，我國兩家大型煤炭企業(yè)神華集團(tuán)有限責(zé)任公司和寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司將分別在陜西和寧夏與南非索沃公司合作建設(shè)兩座煤炭間接液化工廠。兩個(gè)間接液化工廠的首期建設(shè)規(guī)模均為年產(chǎn)油品300萬噸，總投資分別為300億元左右。通過引進(jìn)技術(shù)并與國外合資合作，煤炭間接液化項(xiàng)目能夠填補(bǔ)國內(nèi)空白，并對(duì)可靠地建設(shè)“煤制油”示范項(xiàng)目有重要意義。薩索爾公司是目前世界上唯一擁有煤炭液化工廠的企業(yè)。從1955年建成第一個(gè)煤炭間接液化工廠至今已有50年的歷史，共建設(shè)了3個(gè)煤炭間接液化廠，年處理煤炭4600萬噸，年產(chǎn)各種油品和化工產(chǎn)品760多萬噸，解決了南非國內(nèi)40%的油品需求。

中科院與神華集團(tuán)有關(guān)”鐵基漿態(tài)床合成燃料技術(shù)”簽約，標(biāo)志著該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化指日可待。鐵基漿態(tài)床合成燃料技術(shù)是中科院山西煤化所承擔(dān)的”十五”中科院創(chuàng)新重大項(xiàng)目和國家”863”計(jì)劃項(xiàng)目，得到了國家和山西省及有關(guān)企業(yè)的支持。經(jīng)過兩年多的努力，已經(jīng)研發(fā)出高活性和高穩(wěn)定性鐵系催化劑、千噸級(jí)漿態(tài)床反應(yīng)工藝和裝置等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。截至2004年10月已完成了1500小時(shí)的中試運(yùn)轉(zhuǎn)，正在為10萬噸／年工業(yè)示范裝置的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)收集數(shù)據(jù)，已基本形成具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成性創(chuàng)新成果。與神華集團(tuán)的合作，將促進(jìn)對(duì)我國煤基間接合成油技術(shù)的發(fā)展起到積極的作用。

殼牌（中國）有限公司、神華集團(tuán)和寧夏煤業(yè)集團(tuán)于2004年11月簽署諒解備忘錄，共同開發(fā)潔凈的煤制油產(chǎn)品。根據(jù)諒解備忘錄，在為期6到9個(gè)月的預(yù)可行性研究階段，三方將就殼牌煤制油（間接液化）技術(shù)在中國應(yīng)用的可行性進(jìn)行研究，內(nèi)容包括市場(chǎng)分析、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)估、技術(shù)解決方案和相關(guān)規(guī)定審核以及項(xiàng)目地點(diǎn)的確定。據(jù)了解，神華集團(tuán)和寧夏煤業(yè)集團(tuán)將分別在陜西和寧夏各建設(shè)一座煤炭間接液化工廠。計(jì)劃中的兩個(gè)間接液化工廠的首期建設(shè)規(guī)模均為年產(chǎn)油品300萬噸，初步估計(jì)總投資各為300億元左右。

云南開遠(yuǎn)解化集團(tuán)有限公司將利用小龍?zhí)逗置嘿Y源的優(yōu)勢(shì)，建設(shè)年產(chǎn)30萬噸甲醇及10萬噸二甲醚項(xiàng)目、年產(chǎn)50萬噸或100萬噸煤制合成油項(xiàng)目，以及利用褐煤間接液化技術(shù)生產(chǎn)汽油。該公司計(jì)劃于2006年建成甲醇及二甲醚項(xiàng)目，產(chǎn)品主要用于甲醇燃料和二甲醚民用液化氣。煤制合成油項(xiàng)目因投資大、技術(shù)含量高，解化集團(tuán)計(jì)劃分兩步實(shí)施：2005年建成一套年產(chǎn)1萬噸煤制油工業(yè)化示范裝置；2008年建成年產(chǎn)50萬噸或100萬噸煤制合成油裝置。目前，年產(chǎn)2萬噸煤制油工業(yè)化示范項(xiàng)目已完成概念性試驗(yàn)和項(xiàng)目可行性研究報(bào)告。該項(xiàng)目將投資7952萬元，建成后將為企業(yè)大型煤合成油和云南省煤制油產(chǎn)業(yè)起到示范作用。

由煤炭氣化制取化學(xué)品的新工藝正在美國開發(fā)之中，空氣產(chǎn)品液相轉(zhuǎn)化公司（空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司與依士曼化學(xué)公司的合伙公司）成功完成了由美國能源部資助2.13億美元、為期11年的攻關(guān)項(xiàng)目，驗(yàn)證了從煤制取甲醇的先進(jìn)方法，該裝置可使煤炭無排放污染的轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品，生產(chǎn)氫氣和其他化學(xué)品，同時(shí)用于發(fā)電。1997年4月起，該液相甲醇工藝（稱為LP MEOH）開始在伊士曼公司金斯波特地區(qū)由煤生產(chǎn)化學(xué)品的聯(lián)合裝置投入工業(yè)規(guī)模試運(yùn)，裝置開工率為97.5%，驗(yàn)證表明，最大的產(chǎn)品生產(chǎn)能力可超過300噸/天甲醇，比原設(shè)計(jì)高出10%。它與常規(guī)甲醇反應(yīng)器不同，常規(guī)反應(yīng)器采用固定床粒狀催化劑，在氣相下操作，而LP MEOH工藝使用漿液鼓泡塔式反應(yīng)器（SBCR），由空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司設(shè)計(jì)。當(dāng)合成氣進(jìn)入SBCR，它藉催化劑（粉末狀催化劑分散在惰性礦物油中）反應(yīng)生成甲醇，離開反應(yīng)器的甲醇蒸氣冷凝和蒸餾，然后用作生產(chǎn)寬范圍產(chǎn)品的原料。LP MEOH工藝處理來自煤炭氣化器的合成氣，從合成氣回收25%~50%熱量，無需在上游去除CO2（常規(guī)技術(shù)需去除CO2）。生成的甲醇濃度大于97%，當(dāng)使用高含CO2原料時(shí)，含水也僅為1%。相對(duì)比較，常規(guī)氣相工藝所需原料中CO和H2應(yīng)為化學(xué)當(dāng)量比，通常生成甲醇產(chǎn)品含水為4%~20%。當(dāng)新技術(shù)與氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置相組合，又因無需化學(xué)計(jì)量比例進(jìn)料，可節(jié)約費(fèi)用0.04~0.11美元/加侖。由煤炭生產(chǎn)的甲醇產(chǎn)品可直接用于汽車、燃?xì)廨啓C(jī)和柴油發(fā)電機(jī)作燃料，燃料經(jīng)濟(jì)性無損失或損失極少。如果甲醇用作磷酸燃料電池的氫源，則需凈化處理。

煤炭直接液化技術(shù)

早在20世紀(jì)30年代，第一代煤炭直接液化技術(shù)—直接加氫煤液化工藝在德國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。但當(dāng)時(shí)的煤液化反應(yīng)條件較為苛刻，反應(yīng)溫度470℃，反應(yīng)壓力70MPa。1973年的世界石油危機(jī)，使煤直接液化工藝的研究開發(fā)重新得到重視。相繼開發(fā)了多種第二代煤直接液化工藝，如美國的氫-煤法（H-Coal）、溶劑精煉煤法（SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ）、供氫溶劑法（EDS）等，這些工藝已完成大型中試，技術(shù)上具備建廠條件，只是由于經(jīng)濟(jì)上建設(shè)投資大，煤液化油生產(chǎn)成本高，而尚未工業(yè)化。現(xiàn)在幾大工業(yè)國正在繼續(xù)研究開發(fā)第三代煤直接液化工藝，具有反應(yīng)條件緩和、油收率高和油價(jià)相對(duì)較低的特點(diǎn)。目前世界上典型的幾種煤直接液化工藝有：德國IGOR公司和美國碳?xì)浠衔镅芯浚℉TI）公司的兩段催化液化工藝等。我國煤炭科學(xué)研究總院北京煤化所自1980年重新開展煤直接液化技術(shù)研究，現(xiàn)已建成煤直接液化、油品改質(zhì)加工實(shí)驗(yàn)室。通過對(duì)我國上百個(gè)煤種進(jìn)行的煤直接液化試驗(yàn)，篩選出15種適合于液化的煤，液化油收率達(dá)50%以上，并對(duì)4個(gè)煤種進(jìn)行了煤直接液化的工藝條件研究，開發(fā)了煤直接液化催化劑。煤炭科學(xué)院與德國RUR和DMT公司也簽訂了云南先鋒煤液化廠可行性研究項(xiàng)目協(xié)議，并完成了云南煤液化廠可行性研究報(bào)告。擬建的云南先鋒煤液化廠年處理（液化）褐煤257萬噸，氣化制氫（含發(fā)電17萬KW）用原煤253萬噸，合計(jì)用原煤510萬噸。液化廠建成后，可年產(chǎn)汽油35.34萬噸、柴油53.04萬噸、液化石油氣6.75萬噸、合成氨3.90萬噸、硫磺2.53萬噸、苯0.88萬噸。

我國首家大型神華煤直接液化油項(xiàng)目可行性研究，進(jìn)入實(shí)地評(píng)估階段。推薦的三個(gè)廠址為鄂爾多斯市境內(nèi)的上灣、馬家塔、松定霍洛。該神華煤液化項(xiàng)目是2001年3月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)的可行性研究項(xiàng)目，這一項(xiàng)目是國家對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要戰(zhàn)略措施，是將中國豐富的煤炭能源轉(zhuǎn)變?yōu)檩^緊缺的石油資源的一條新途徑。該項(xiàng)目引進(jìn)美國碳?xì)浼夹g(shù)公司煤液化核心技術(shù)，將儲(chǔ)量豐富的神華優(yōu)質(zhì)煤炭按照國內(nèi)的常規(guī)工藝直接轉(zhuǎn)化為合格的汽油、柴油和石腦油。該項(xiàng)目可消化原煤1500萬噸，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈，效益比直接賣原煤可提高20倍。其副屬品將延伸至硫磺、尿素、聚乙烯、石蠟、煤氣等下游產(chǎn)品。這項(xiàng)工程的一大特點(diǎn)是裝置規(guī)模大型化，包括煤液化、天然氣制氫、煤制氫、空分等都是世界上同類裝置中最大的。預(yù)計(jì)年銷售額將達(dá)到60億元，稅后凈利潤15.7億元，11年可收回投資。

甘肅煤田地質(zhì)研究所煤炭轉(zhuǎn)化中心自主研發(fā)的配煤液化試驗(yàn)技術(shù)取得重大突破。由于配煤液化技術(shù)油產(chǎn)率高于單煤液化，據(jù)測(cè)算，采用該技術(shù)制得汽柴油的成本約1500元/噸，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。此前的煤液化只使用一種煤進(jìn)行加工，甘肅煤炭轉(zhuǎn)化中心在世界上首次采用配煤的方式，將甘肅大有和天祝兩地微量成分有差別的煤炭以6：4配比，設(shè)定溫度為440℃、時(shí)間為60秒進(jìn)行反應(yīng)，故稱為“配煤液化”。試驗(yàn)證明，該技術(shù)可使煤轉(zhuǎn)化率達(dá)到95.89%，使油產(chǎn)率提高至69.66%，所使用的普通催化劑用量比單煤液化少，反應(yīng)條件相對(duì)緩和。

甘肅省中部地區(qū)高硫煤配煤直接液化技術(shù)，已由甘肅煤田地質(zhì)研究所完成實(shí)驗(yàn)室研究，并通過專家鑒定，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。同時(shí)，騰達(dá)西北鐵合金公司與甘肅煤田地質(zhì)研究所也簽署投資協(xié)議，使”煤制油”產(chǎn)業(yè)化邁出了實(shí)質(zhì)性一步。為給甘肅省”煤制油”產(chǎn)品升級(jí)換代提供資源保障，該省同甘肅煤田地質(zhì)研究所就該省中部地區(qū)高硫煤進(jìn)行”煤制油”產(chǎn)業(yè)化前期研究開發(fā)。經(jīng)專家測(cè)定，產(chǎn)油率一般可達(dá)到64.63％，如配煤產(chǎn)油率可達(dá)69.66％。該項(xiàng)目付諸實(shí)施后，將為甘肅省華亭、靖遠(yuǎn)、窯街等礦區(qū)煤炭轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)鏈的延伸積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

神華集團(tuán)”煤制油”直接液化工業(yè)化裝置巳正式于2004年8月底在鄂爾多斯市開工。這種把煤直接液化的”煤制油”工業(yè)化裝置在世界范圍內(nèi)是首次建造。神華煤直接液化項(xiàng)目總建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)油品500萬噸，分二期建設(shè)，其中一期工程建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)油品320萬噸，由三條主生產(chǎn)線組成，包括煤液化、煤制氫、溶劑加氫、加氫改質(zhì)、催化劑制備等14套主要生產(chǎn)裝置。一期工程主廠區(qū)占地面積186公頃，廠外工程占地177公頃，總投資245億元，建成投產(chǎn)后，每年用煤量970萬噸，可生產(chǎn)各種油品320萬噸，其中汽油50萬噸，柴油215萬噸，液化氣31萬噸，苯、混合二甲苯等24萬噸。為了有效地規(guī)避和降低風(fēng)險(xiǎn)，工程采取分步實(shí)施的方案，先建設(shè)一條生產(chǎn)線，裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，再建設(shè)其它生產(chǎn)線。2007年7月建成第一條生產(chǎn)線，2010年左右建成后兩條生產(chǎn)線。神華集團(tuán)有限責(zé)任公司2003年煤炭產(chǎn)銷量超過1億噸，成為我國最大的煤炭生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)。據(jù)稱，如果石油價(jià)格高于每桶22美元，煤液化技術(shù)將具有競(jìng)爭(zhēng)力。

神華集團(tuán)將努力發(fā)展成為一個(gè)以煤炭為基礎(chǔ)，以煤、電、油（化）為主要產(chǎn)品的大型能源企業(yè)集團(tuán)。到2010年，神華集團(tuán)煤炭生產(chǎn)將超過2億噸；自營和控股發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到2000萬千瓦；煤炭液化形成油品及煤化工產(chǎn)品能力達(dá)1000萬噸／年；甲醇制烯烴的生產(chǎn)能力達(dá)到1億噸／年。2020年，其煤炭生產(chǎn)將超過3億噸；電廠裝機(jī)容量達(dá)到4000萬千瓦；煤炭液化形成油品和煤化工產(chǎn)品能力達(dá)3000萬噸／年。

目前，煤炭直接液化世界上尚無工業(yè)化生產(chǎn)裝置，神華液化項(xiàng)目建成后，將是世界上第一套煤直接液化的商業(yè)化示范裝置。煤炭間接液化也僅南非一家企業(yè)擁有工業(yè)化生產(chǎn)裝置。美國正在建設(shè)規(guī)模為每天生產(chǎn)5000桶油品的煤炭間接液化示范工廠。

云南省也將大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，并積極實(shí)施煤液化項(xiàng)目。云南先鋒煤炭直接液化項(xiàng)目預(yù)可行性研究報(bào)告已于2004年5月通過專家評(píng)估。項(xiàng)目實(shí)施后，”云南造”汽油、柴油除供應(yīng)云南本省外，還可打入省外和國際市場(chǎng)，同時(shí)也將使云南成為繼內(nèi)蒙古后的第二大”煤變油”省份。云南省先鋒煤炭液化項(xiàng)目是我國利用國外基本成熟的煤炭直接液化技術(shù)建設(shè)的首批項(xiàng)目之一。云南煤炭變油技術(shù)將首先在先鋒礦區(qū)啟動(dòng)，獲得成功經(jīng)驗(yàn)后在其他地方繼續(xù)推廣。即將興建的云南煤液化廠估算總投資103億元，項(xiàng)目建設(shè)期預(yù)計(jì)4年，建成后年銷售額34億元，年經(jīng)營成本7.9億元，年利潤13.8億元。云南省煤炭資源較為豐富，但是石油、天然氣嚴(yán)重缺乏。先鋒褐煤是最適合直接液化的煤種。在中國煤科總院試驗(yàn)的全國14種適宜直接液化的煤種中，先鋒褐煤的活性最好，惰性組分最低，轉(zhuǎn)化率最高。液化是一個(gè)有效利用云南大量褐煤資源的突破口，潔凈煤技術(shù)是發(fā)展的方向，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策?！泵鹤冇汀睂⑹乖颇鲜∶禾抠Y源優(yōu)勢(shì)一躍成為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。一旦”煤變油”工程能在全省推廣，全省150億噸煤就能轉(zhuǎn)化為30億噸汽油或柴油，產(chǎn)值將超過10萬億元。

結(jié)語

潔凈煤技術(shù)的開發(fā)利用正處方興未艾之勢(shì)，我國應(yīng)加大煤炭氣化技術(shù)、煤間接液化和煤直接液化技術(shù)的開發(fā)和推行力度，并引進(jìn)吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)，將我國潔凈煤技術(shù)和應(yīng)用水平提到一個(gè)新的高度，為我國能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。

發(fā)達(dá)國家為何不搞煤變油？

據(jù)了解，目前南非擁有一套年產(chǎn)800萬噸油品的煤變油工廠，是世界上唯一大規(guī)模的煤變油商業(yè)工廠，并為該國提供了60％的運(yùn)輸油料。其實(shí)美、德、日等發(fā)達(dá)國家也都有成熟技術(shù)，但它們?yōu)槭裁礇]有投入工業(yè)化生產(chǎn)？

據(jù)介紹，早在上世紀(jì)30年代末，由于石油緊缺，德國就開始研究煤制油技術(shù)。二戰(zhàn)前，德國已建成17個(gè)工廠，生產(chǎn)420多萬噸汽柴油。到了40年代末、50年代初，隨著中東大油田的開采，低成本的石油大量充斥市場(chǎng)，每桶2—10美元。在這種情況下，再搞煤變油在經(jīng)濟(jì)上就很不合算。直到1973年，中東實(shí)行石油禁運(yùn)，油價(jià)被炒高，達(dá)到每桶30多美元（相當(dāng)于現(xiàn)在價(jià)格80多美元），這時(shí)，大規(guī)模的煤制油研發(fā)又掀起，美、日、德都紛紛投巨資研究，并建設(shè)了試驗(yàn)工廠。但是，在這些國家，煤變油始終沒有真正投入商業(yè)運(yùn)行。這是為什么呢？

據(jù)專家測(cè)算，當(dāng)原油價(jià)格在28美元以上，煤變油在經(jīng)濟(jì)上就比較劃算；低于這個(gè)價(jià)格，煤制油就不劃算。因此，上世紀(jì)80年代中期至90年代中期，國際油價(jià)一直處在低位，煤變油自然不會(huì)受到重視。但是，各國技術(shù)已相當(dāng)成熟，可以說倚馬可待，只要市場(chǎng)需要，就可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化。直到最近兩年，國際油價(jià)一再攀升，煤制油重新被各國提上議事日程。美國去年起又開始搞間接液化，法國、意大利也開始進(jìn)行合作研發(fā)。但從項(xiàng)目啟動(dòng)到開工建設(shè)，至少需要5年準(zhǔn)備時(shí)間，而油價(jià)頻繁變動(dòng)，時(shí)高時(shí)低，人們往往反應(yīng)滯后，使決策舉棋不定。

中國搞煤變油有優(yōu)勢(shì)，但不會(huì)成為油品生產(chǎn)的主方向

專家認(rèn)為，在我國搞煤變油有著顯著的優(yōu)勢(shì)。我國富煤少油，近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)口原油逐年攀升，從1993—2003年10年間，年均遞增15％以上，進(jìn)口依存度越來越高。10年間，我國進(jìn)口原油增長9.18倍，每年花去大量外匯。由于油價(jià)上漲，2004年進(jìn)口原油比上年多支付550億元人民幣。因此，專家認(rèn)為，從我國能源安全的戰(zhàn)略角度考慮，也應(yīng)該努力想辦法，從多元化出發(fā)，解決能源長期可靠供應(yīng)問題，而煤變油是可行途徑之一。

同時(shí)，中國是產(chǎn)煤大國，西部產(chǎn)煤成本（特別是坑口煤）相對(duì)較低。神華集團(tuán)副總經(jīng)理、神華煤制油公司董事長張玉卓給記者算了一筆賬：噸煤開采成本美國是20.5美元，神華神東礦區(qū)不到100元人民幣，很顯然，神華煤很有優(yōu)勢(shì)。

此外，中國投資成本和勞動(dòng)力成本相對(duì)較低。據(jù)估算，年產(chǎn)250萬噸柴汽油的生產(chǎn)線，在美國需投資32億美元，而在中國僅需20億美元。

據(jù)測(cè)算，神華煤制油項(xiàng)目在國際原油價(jià)格22—30美元/桶時(shí)，即有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。而目前國際原油價(jià)格長期在50美元/桶以上。

兗礦的煤炭開采成本會(huì)高一些，它搞煤變油劃算嗎？據(jù)兗礦集團(tuán)副總經(jīng)理、煤化工公司總經(jīng)理張鳴林介紹，兗礦坑口煤炭開采成本約為100元/噸，在國際油價(jià)不低于23美元/桶時(shí)具有競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，神華在煤制油上已累計(jì)投資數(shù)十億元。張玉卓透露，神華還準(zhǔn)備與南非合作，以間接液化方式生產(chǎn)煤制油，產(chǎn)成品中，將以柴油為主，汽油為輔。今后五六年內(nèi)，神華將在煤制油上投資數(shù)百億元，10年后，煤與油在神華將并駕齊驅(qū)?？梢钥闯?，神華在煤制油項(xiàng)目上雄心勃勃。

兗礦已累計(jì)投入1.3億元，它的工業(yè)化項(xiàng)目尚未啟動(dòng)。兗礦正在瞄準(zhǔn)汽油市場(chǎng)，今年計(jì)劃再投入1億多元，進(jìn)行高溫合成工藝技術(shù)的中試研究，使產(chǎn)成品中汽油占70％，柴油占25％。

目前，煤變油產(chǎn)業(yè)化步伐正在加快。不過，專家認(rèn)為，并非所有煤炭都適合轉(zhuǎn)化成柴汽油，特別是直接液化對(duì)煤種要求很高，我國只有少數(shù)幾個(gè)地區(qū)的煤炭適合，間接液化對(duì)煤種的適應(yīng)性要寬泛些。因此，煤制油在我國會(huì)得到一定發(fā)展，但不可能成為油品生產(chǎn)的主方向。

 

四、研究的主客觀條件

1 煤變油的必要性

   迄今為止，人類使用的燃料主要是礦物燃料(也叫化石燃料)，包括石油、油頁巖、煤和天然氣，而用得最多的是石油和煤。自從19世紀(jì)中葉和20世紀(jì)初在美洲和中東發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的石油礦藏以來，人們廣泛使用石油為能源。隨著工業(yè)化程度的提高，石油的用量猛增，僅1968年至1978年這10年間，全世界開采的石油就相當(dāng)于過去110年的開采量。全世界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油蘊(yùn)藏量大約為4萬億桶，科學(xué)家估計(jì)，地球上石油和天然氣資源將在100年內(nèi)枯竭。煤是地殼中儲(chǔ)量最豐富的礦物燃料，全世界煤的可開采量估計(jì)要比石油多20~40倍，供應(yīng)年代遠(yuǎn)大于石油。但是，作為燃料，煤有兩大缺點(diǎn)：一是不干凈，煤中所含的硫燃燒生成二氧化硫，造成對(duì)大氣和周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染；二是從原子結(jié)構(gòu)上看，煤的氫一碳比(H／C)還不到石油的一半，限制了它的綜合利用。

   近年來，隨著石油資源日益減少，國際石油市場(chǎng)動(dòng)蕩不定，給各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來不利影響。人們不會(huì)忘記1973年及1979~1980年兩次石油危機(jī)造成的全球性經(jīng)濟(jì)衰退。同時(shí)，由于石油是規(guī)模巨大的石油化工的基礎(chǔ)，除用于塑料、纖維、油漆、醫(yī)藥等工業(yè)外，還用于生產(chǎn)食用油脂、蛋白質(zhì)、糖類及合成甘油等基本食品，石油資源的枯竭，必將影響到石化工業(yè)。因此，從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益來看，煤經(jīng)過轉(zhuǎn)化(煤變油)再利用是值得提倡的發(fā)展方向。

   2 煤變油的可能性

   石油是一種氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)碳?xì)浠衔锏幕旌衔?，也可能是由古代的?dòng)植物長期被埋藏在地下而形成的，儲(chǔ)集在地下的多孔性巖石里。石油中碳?xì)浠衔?包括烷烴、吠樘?頭枷閭?占98％以上。

   煤是一種碳質(zhì)巖石，是古代森林由于地殼的變動(dòng)被埋人地下，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代的生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用而形成的。按煤化作用程度的不同，可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四大類。它是多種高分子有機(jī)化合物和礦物質(zhì)的混合物，其中有機(jī)化合物以碳為主，氫、氧、氮、硫等次之。

   由此可見，煤和石油都是主要由碳和氫元素組成的，其主要區(qū)別在氫——碳原子比H／C不同。煤的H／C＜0.8，而油H／C>1．8。此外，煤是化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的復(fù)合體，其基本結(jié)構(gòu)是縮合芳烴為主體的帶有側(cè)鏈和官能團(tuán)的大分子。而油大多數(shù)是以脂肪族的直鏈烴為主，也有環(huán)烷烴類，比煤的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多。因此，人類產(chǎn)生了由煤液化轉(zhuǎn)化為油的想法。

   我國是一個(gè)產(chǎn)煤大國，合理有效地開發(fā)煤資源的綜合利用已經(jīng)擺在我國科學(xué)工作者的面前。另外從國家安全出發(fā)，研究開發(fā)煤資源的綜合利用，是一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展的國策，因而發(fā)展煤變油技術(shù)越發(fā)顯得重要。

   3 煤變油的關(guān)鍵是煤液化技術(shù)

  

   要將煤變成油，首先要將煤液化，然后進(jìn)行分解，因而煤變油的關(guān)鍵是煤的液化技術(shù)。

   所謂煤的液化，就是將煤通過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)品的過程，煤的液化可分為直接液化和間接液化兩個(gè)體系

   3．1 直接液化

   煤直接液化就是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品，此項(xiàng)技術(shù)20世紀(jì)初首先在美國、德國、英國和日本實(shí)現(xiàn)。70年生石油危機(jī)后，再一次出現(xiàn)煤直接轉(zhuǎn)化液體燃料油的研究熱潮。到了80年代，煤直接液化的工藝日趨成熟，有的國家已完成了5000噸舊示范廠或2300噸／B生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)。煤直接液化工藝主要有：

   ①EDS法(Exxon供氫溶劑法) 是將煤漿在循環(huán)的供氫溶劑中與氫混合，溶劑首先通過催化器拾取氫原子，然后通過液化反應(yīng)器“貢獻(xiàn)”出氫，使煤分解。

   ②氫一煤法是采用沸騰床反應(yīng)器，直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的工藝。

   ③SRC法是將高灰分、高硫分的煤轉(zhuǎn)化成接近無灰、低硫的液化工藝。先將溶劑與煤粉制成煤漿，再把煤漿與氫混合后送人反應(yīng)器。

   ④煤—油共煉將煤與渣油混合成油煤漿，再煉制成液體燃料。由于渣油中含有煤轉(zhuǎn)化過程所需的大部分或全部的氫，可減少或不用氫氣，從而降低成本

   3．2 間接液化

   煤的間接液化是先將煤氣化，生產(chǎn)出原料氣，經(jīng)凈化后再進(jìn)行改質(zhì)反應(yīng)，調(diào)整氫碳比而成。它是德國化學(xué)家于1923年首先提出的。

   煤間接液化的主要方法稱為費(fèi)托(F--T)合成技術(shù)。該方法先把經(jīng)過適當(dāng)處理的煤送人反應(yīng)器，在一定溫度和壓力下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸汽)，以一定的流動(dòng)方式轉(zhuǎn)化成CO—H2的合成氣(灰分形成殘?jiān)懦?。如用空氣作氣化劑，可制成低熱值(4．7~5．6兆焦／米3合成氣，用氧氣作氣化劑，可生產(chǎn)中熱值(11．2—13．O兆焦／米3)合成氣。再以合成氣為原料，在催化劑作用下合成碳、氫、氧化合物，例如醇、醛、酮、酯，以及碳?xì)浠衔餆N類或液態(tài)的烴類。從第二次世界大戰(zhàn)時(shí)起到1945年，德國建立了費(fèi)托合成裝置9套，催化劑由一氧化碳、釷、鎂組成，所得的產(chǎn)物組成為：汽油46％、柴油23％、油3％和石蠟28％。戰(zhàn)后，ARCE公司研制了成分為鐵、硅、鉀、銅的催化劑，所得產(chǎn)物組成為：汽油32％、柴油21％、石蠟烴47％。1955年在貧油的南非SASOL建立了相同工藝的費(fèi)托合成裝置，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。SASOL公司是世界最大、也是唯一由煤間接氣化再用費(fèi)托合成技術(shù)生產(chǎn)汽油和各種化學(xué)品的公司，擁有員工26000多人，年銷售額達(dá)25億美元。因工藝所需已擁有法國法液空66900米3／時(shí)、氧氣純度為98．5％的空分設(shè)備12套，74000米3／B十空分設(shè)備1套，總制氧能力達(dá)87萬米3／時(shí)，號(hào)稱世界上最大的制氧站。僅SASOL I裝置，每年氣化1200萬噸煤，需要40萬米3／時(shí)、純度為98％的氧氣。而后SASOLⅡ和SASOLⅢ系統(tǒng)先后建成?，F(xiàn)在，該公司是世界上最大的商業(yè)性煤液化廠，已建成3個(gè)廠，采用魯奇氣化爐和F--T合成反應(yīng)器，年產(chǎn)合成液體燃料和化學(xué)品400萬噸，年耗煤2700萬噸以上。

   值得一提的是，據(jù)美國聯(lián)碳公司研究，用煤生產(chǎn)1噸合成燃料，所需氧氣為0.3~1噸；產(chǎn)量為10萬桶／天的合成燃料裝置，需10~20套并聯(lián)安裝的2000—2500噸／天制氧機(jī)。另據(jù)1993年山西省去南非SASOL公司考察，了解到煤的氣化所用氧氣為：1000米3粗煤氣，要用純度99％的氧氣150米3。因而煤氣化及轉(zhuǎn)化所需的大型空分設(shè)備將是很有市場(chǎng)的。

  

   4 煤變油在我國

   利用豐富的煤資源，采用直接和間接煤液化技術(shù)，人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了煤轉(zhuǎn)化為油的夢(mèng)想。我國對(duì)煤的液化及轉(zhuǎn)化也非常重視，1980年重新開展煤直接液化研究，1983年和1990年兩次從日本和德國引進(jìn)的煤直接液化技術(shù)和設(shè)備，至今還在繼續(xù)使用和運(yùn)行，中國煤種液化特性評(píng)價(jià)和液化工藝的研究及對(duì)費(fèi)托合成的研究也一直在進(jìn)行。對(duì)此，國家從“六五”起都安排攻關(guān)項(xiàng)目。經(jīng)過科研工作者多年的艱苦努力，已有一部分成果接近工業(yè)化的前期，有的研究成果具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性，處于國際領(lǐng)先地位。

   目前我國在煤制取合成氣方面已取得較好的成果，并正向世界一流技術(shù)水平進(jìn)軍。另外在合成氣制含氧化學(xué)品的技術(shù)和工藝方面也取得了明顯的成果，有的已經(jīng)是產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模，例如合成氣制二甲醚，合成氣制甲醇及下游產(chǎn)品的開發(fā)，合成氣制乙醇，聯(lián)產(chǎn)乙醛、乙酸等。特別是改進(jìn)催化劑制備工藝，制備出有高活性特殊功能、特殊選擇性的催化劑，使煤制得的合成氣得以合成出附加值更高的化工原料和化工產(chǎn)品。例如北京化工大學(xué)催化研究室在國家的支持下，經(jīng)過多年的努力，所研制的新型物種Fe3C納米粒子催化劑，用于合成氣定向控制轉(zhuǎn)化成丙烯的費(fèi)托催化反應(yīng)中，獲得突破性成果。

   納米粒子是20世紀(jì)80年代問世的一種新材料，由于它的粒徑小，比表面積大，表面原子占有率高，表面具有未飽和鍵、懸空鍵的特殊電子結(jié)構(gòu)和體相結(jié)構(gòu)，使其在光學(xué)性質(zhì)、磁性、導(dǎo)熱以及化學(xué)活性等方面具有奇異的特性，引起當(dāng)代科學(xué)界的重視。北京化工大學(xué)采用激光熱解法，結(jié)合固相反應(yīng)制備的碳化鐵納米粒子催化劑，粒徑在2nm～3nm，比表面積200m2／g，反應(yīng)溫度260~320℃，壓力1．5MPa，合成氣空速為600h-1。在無原料氣循環(huán)的條件下，在連續(xù)加壓漿態(tài) 床反應(yīng)器中對(duì)催化劑催化性質(zhì)測(cè)試，結(jié)果表 明CO轉(zhuǎn)化率達(dá)98％以上。由于粒子的尺寸效應(yīng)，丙烯的選擇性達(dá)82％。同時(shí)，由于 催化系統(tǒng)的高度還原性，完全抑制C02的 生成，打破費(fèi)托合成SF產(chǎn)物分布的限制，使CO最大限度轉(zhuǎn)化為高附加值的丙烯，實(shí) 現(xiàn)了充分利用資源的月的。因?yàn)楸┦遣豢?缺少的基礎(chǔ)化工原料，目前大都以石油原料經(jīng)裂解或煉油兩種方式生產(chǎn)。該研究開辟了 以煤為資源經(jīng)合成氣一步轉(zhuǎn)化為丙烯的工藝 路線，用以替代價(jià)格日益上漲和資源有限的石油，具有重要戰(zhàn)略意義，也是合理利用地 球資源較好的實(shí)例。經(jīng)成本核算，用此方法 合成的丙烯成本與用石油為原料生產(chǎn)丙烯價(jià)格相當(dāng)或略低，是很有應(yīng)用前景的生產(chǎn)新工 藝。該研究成果處于國際領(lǐng)先地位，引起了 國內(nèi)外同行的關(guān)注。

   我國對(duì)煤制甲醇也做了大量工作。甲醇是用含有H2和CO的原料氣制作的，可用 作化工原料、溶劑和燃料。甲醇用作汽車燃 料，可在汽油中摻人5％、15％、25％ (M--5、M--15、M口25)或用純甲醇(M-- 100)。甲醇和異丁烯合成甲基叔丁基醚 (MTBE)，用作無鉛汽油辛烷值添加劑；或 直接合成低碳混合醇(甲醇70％，低碳醇 30％)，用作汽油辛烷值添加劑。甲醇還可制取合成汽油。目前，我國甲醇年產(chǎn)能力超 過60萬噸，其中約20％用作燃料。煤用間 接液化制成燃料甲醇已有了成熟技術(shù)。

 

五、研究進(jìn)度安排

1。寫可行性報(bào)告

2。搜集相關(guān)資料

3。開始試驗(yàn)研究

4。整理研究結(jié)果

5。寫試驗(yàn)總結(jié)

 

六、主要參考文獻(xiàn)

眾所周知，作為燃料，煤相對(duì)于石油有兩大缺點(diǎn)：一是不干凈，煤中所含的硫燃燒生成二氧化硫，造成對(duì)大氣和周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染；二是從原子結(jié)構(gòu)上看，煤的氫一碳比(H／C)還不到石油的一半，限制了它的綜合利用。于是有許多科學(xué)家提出了許多轉(zhuǎn)化煤和石油的方法，以達(dá)到利益最大化，危害最小化。

  

     煤和石油都是主要由碳和氫元素組成的，其主要區(qū)別在氫——碳原子比H／C不同。煤的H／C＜0.8，而油H／C>1．8。此外，煤是化學(xué)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的復(fù)合體，其基本結(jié)構(gòu)是縮合芳烴為主體的帶有側(cè)鏈和官能團(tuán)的大分子。而油大多數(shù)是以脂肪族的直鏈烴為主，也有環(huán)烷烴類，比煤的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多。因此，人類產(chǎn)生了由煤液化轉(zhuǎn)化為油的想法。

  

    ①EDS法(Exxon供氫溶劑法) 是將煤漿在循環(huán)的供氫溶劑中與氫混合，溶劑首先通過催化器拾取氫原子，然后通過液化反應(yīng)器“貢獻(xiàn)”出氫，使煤分解。

    ②氫一煤法是采用沸騰床反應(yīng)器，直接加氫將煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的工藝。

    ③SRC法是將高灰分、高硫分的煤轉(zhuǎn)化成接近無灰、低硫的液化工藝。先將溶劑與煤粉制成煤漿，再把煤漿與氫混合后送人反應(yīng)器。

    ④煤—油共煉將煤與渣油混合成油煤漿，再煉制成液體燃料。由于渣油中含有煤轉(zhuǎn)化過程所需的大部分或全部的氫，可減少或不用氫氣，從而降低成本

    ⑤費(fèi)托(F--T)合成技術(shù)。該方法先把經(jīng)過適當(dāng)處理的煤送人反應(yīng)器，在一定溫度和壓力下通過氣化劑(空氣或氧氣+蒸汽)，以一定的流動(dòng)方式轉(zhuǎn)化成CO—H2的合成氣(灰分形成殘?jiān)懦?。

    ⑥北京化工大學(xué)采用激光熱解法，結(jié)合固相反應(yīng)制備的碳化鐵納米粒子催化劑，粒徑在2nm～3nm，比表面積200m2／g，反應(yīng)溫度260~320℃，壓力1．5MPa，合成氣空速為600h-1。在無原料氣循環(huán)的條件下，在連續(xù)加壓漿態(tài)床反應(yīng)器中對(duì)催化劑催化性質(zhì)測(cè)試，結(jié)果表 明CO轉(zhuǎn)化率達(dá)98％以上。由于粒子的尺寸效應(yīng)，丙烯的選擇性達(dá)82％。同時(shí)，由于催化系統(tǒng)的高度還原性，完全抑制C02的 生成，打破費(fèi)托合成SF產(chǎn)物分布的限制，使CO最大限度轉(zhuǎn)化為高附加值的丙烯，實(shí)現(xiàn)了充分利用資源利用。

篇8

2012年12月19日，交通運(yùn)輸部《關(guān)于臺(tái)灣海峽兩岸間集裝箱班輪運(yùn)價(jià)備案實(shí)施的公告》，建立兩岸班輪運(yùn)價(jià)備案制度，該制度自2013年3月1日起生效。該制度的實(shí)施將從根本上遏制“零運(yùn)價(jià)”、“負(fù)運(yùn)價(jià)”現(xiàn)象，切實(shí)保障運(yùn)輸各方當(dāng)事人合法權(quán)益，促進(jìn)兩岸海上直航健康有序發(fā)展，是一項(xiàng)積極應(yīng)對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻航運(yùn)形勢(shì)的舉措，也是一項(xiàng)實(shí)實(shí)在在的對(duì)臺(tái)惠民政策。

按照公告規(guī)定，兩岸集裝箱班輪經(jīng)營者為運(yùn)價(jià)備案義務(wù)人，應(yīng)報(bào)備兩岸間全部29條班輪航線上大陸直航港口出口的集裝箱貨物（含承運(yùn)第三方的中轉(zhuǎn)貨）海運(yùn)運(yùn)價(jià)。公布運(yùn)價(jià)自備案受理之日起滿30日生效。協(xié)議運(yùn)價(jià)自受理備案之時(shí)起滿168個(gè)小時(shí)（7天）生效。

上海航運(yùn)交易所被指定為運(yùn)價(jià)備案受理機(jī)構(gòu)，制訂運(yùn)價(jià)備案操作指南，并提供相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)。為加強(qiáng)信息引導(dǎo)，由上海航運(yùn)交易所和廈門航運(yùn)交易所共同編制并兩岸集裝箱運(yùn)價(jià)指數(shù)，總體反映運(yùn)價(jià)水平的變化。

船舶油污損害民事責(zé)任保險(xiǎn)示范項(xiàng)目啟動(dòng)

2012年12月27日，由交通運(yùn)輸部和中國保監(jiān)會(huì)共同開展的船舶油污損害民事責(zé)任保險(xiǎn)統(tǒng)保示范項(xiàng)目在京啟動(dòng)。據(jù)了解，該項(xiàng)目于2013年1月1日起正式運(yùn)行，為有效貫徹落實(shí)船舶油污強(qiáng)制保險(xiǎn)制度提供了保障。

船舶油污責(zé)任險(xiǎn)是航運(yùn)業(yè)的法定強(qiáng)制保險(xiǎn)，是船舶進(jìn)入航運(yùn)市場(chǎng)的條件之一，是船東必須承擔(dān)的運(yùn)營成本。據(jù)了解，該示范項(xiàng)目按照相關(guān)國際公約和國內(nèi)法規(guī)要求，采用統(tǒng)一的保險(xiǎn)條款，并通過競(jìng)爭(zhēng)性談判最終確定費(fèi)率和理賠服務(wù)機(jī)制，比市場(chǎng)現(xiàn)有保險(xiǎn)產(chǎn)品具有很大幅度的優(yōu)化，可降低航運(yùn)企業(yè)的運(yùn)營成本，提高保險(xiǎn)理賠服務(wù)水平，充分保證船東的合法權(quán)益，對(duì)促進(jìn)船舶油污保險(xiǎn)市場(chǎng)的規(guī)范管理和健康發(fā)展也將發(fā)揮積極作用。交通運(yùn)輸部副部長徐祖遠(yuǎn)出席啟動(dòng)儀式。

全球班輪公司百強(qiáng)最新名單公布

根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，截至2013年1月1日，全球班輪公司百強(qiáng)中，馬士基航運(yùn)排第一，地中海航運(yùn)排第二，法國達(dá)飛輪船排第三。

中國大陸班輪公司中，中遠(yuǎn)集運(yùn)排名第五位，中海集運(yùn)排名第九位，海豐國際排名第26位，中外運(yùn)集運(yùn)排名第32位，泉州安盛船務(wù)排名第53位，大新華物流排名第59位，海南泛洋排名第60位，錦江航運(yùn)排名第79位，海華輪船排名第91位。

全國港口標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立

2012年12月18日，全國港口標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立大會(huì)在北京召開，標(biāo)志著我國港口行業(yè)首次設(shè)立全國性標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)構(gòu)。委員會(huì)主要負(fù)責(zé)港口安全、管理、作業(yè)、服務(wù)等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

自2003年以來，全國港口貨物吞吐量、集裝箱吞吐量一直位居世界首位，但作為引領(lǐng)港口發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化工作則相對(duì)滯后。在我國由港口大國向港口強(qiáng)國邁進(jìn)的過程中，必須通過加強(qiáng)港口標(biāo)準(zhǔn)化工作不斷提升我國港口的管理水平、服務(wù)水平和綜合實(shí)力，必須樹立“港口發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)先行”的理念，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)港口轉(zhuǎn)型升級(jí)的促進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)港口發(fā)展由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，助力港口科學(xué)發(fā)展。

委員會(huì)主任委員由部科技司司長趙沖久擔(dān)任，委員由行業(yè)主管部門、港口企業(yè)、科研院所、高校及與港口相關(guān)的航運(yùn)、制造、服務(wù)企業(yè)等單位的專家組成。秘書處工作由部水運(yùn)科學(xué)研究院承擔(dān)。

技術(shù)長城電子成功研制船用大功率特種電源

日前，北京長城電子裝備有限責(zé)任公司研制成功系列船用大功率特種電源。

據(jù)介紹，電解式船舶壓載水處理裝置所需的大功率直流電源正成為電源制造商爭(zhēng)先研究的課題。長城電子充分發(fā)揮其在船舶電子裝備研制方面的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過一年多的攻關(guān)，研制出從50伏/400安至140伏/2 200安的系列船用特種電源。該系列電源的體積僅為國內(nèi)同類產(chǎn)品的一半，具有體積小、功率密度大、可靠性高等特點(diǎn)，適合在海上高濕度、高腐蝕環(huán)境下使用，技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。目前，該系列船用大功率特種電源已為青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司生產(chǎn)的船舶壓載水處理系統(tǒng)配套。

SENER推出最新V70R2.0 FORAN軟件

2012年11月30日，奉行革新戰(zhàn)略的SENER公司推出了最新的V70R2.0 FORAN軟件，具有良好的新負(fù)荷能力和革新發(fā)展，繼續(xù)為造船和海工行業(yè)提供領(lǐng)先的集成CAD/CAM方案。

當(dāng)前，隨著設(shè)計(jì)周期的縮短和全球化，使客戶企業(yè)能在任何地方提供設(shè)計(jì)服務(wù)。而確保競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素是通過完整的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)階段的無縫銜接，實(shí)現(xiàn)正確的管理信息，從而逐步從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)向生產(chǎn)發(fā)展，而沒有數(shù)據(jù)丟失或缺點(diǎn)。

此次最新的FORAN軟件，SENER公司加強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，以及船舶設(shè)計(jì)和PLM方案運(yùn)行之間的聯(lián)系，面向市場(chǎng)需要的成本高效、能源效率、綠色設(shè)計(jì)。FORAN V70R2.0還包括整套船舶應(yīng)用管理，實(shí)現(xiàn)姐妹船的全控制。

我國首臺(tái)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)通過72小時(shí)連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)行考核

我國自主研發(fā)的首臺(tái)“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)”在863計(jì)劃支持下，經(jīng)過中航集團(tuán)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司和中海油深圳電力公司等單位多年聯(lián)合攻關(guān)，已于日前完成了72小時(shí)連續(xù)帶負(fù)荷并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行的考核，驗(yàn)證了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的整機(jī)性能，檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)，達(dá)到了課題任務(wù)書規(guī)定的運(yùn)行考核要求。R0110燃?xì)廨啓C(jī)重大項(xiàng)目于2002年10月立項(xiàng)，采取了“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的創(chuàng)新組織機(jī)制，組建了涵蓋全國冶金、機(jī)械、電子、航空、電力等行業(yè)三十余家單位的聯(lián)合體以及專家組，在材料研制、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、整機(jī)制造及試驗(yàn)運(yùn)行的全過程中，聯(lián)合攻關(guān)，立足國內(nèi)，自主研發(fā)。能通過上述考核，表明我國已經(jīng)具有自主研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)的能力和試驗(yàn)條件，也標(biāo)志著我國重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制取得了重要的階段性成果。

美國研發(fā)水熱液化轉(zhuǎn)化生物原油技術(shù)

美國密歇根大學(xué)菲利普·薩維奇教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)宣布，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，采用適當(dāng)?shù)膮?shù)，通過水熱液化（HTL）可使65%濕微藻（微綠球藻）在1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化成生物原油，并可獲得微綠球藻中90%的能量。

據(jù)了解，HTL是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料或生物燃料前體的諸多方法之一。研究人員注意到，HTL可避免繁瑣的干燥步驟，因此對(duì)水分含量很高的生物質(zhì)（如微藻）具有很高的轉(zhuǎn)化效率。研究表明，加快加熱速度，可使不必要的反應(yīng)減至最少，提高生物原油的產(chǎn)率。較短的反應(yīng)時(shí)間還意味著反應(yīng)器不必太大，成本可能會(huì)較低。在改質(zhì)方面，團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室已于今年早些時(shí)候生產(chǎn)出含有97%的碳和氫的生物原油。

據(jù)悉，這所大學(xué)已申請(qǐng)專利保護(hù)，并正在尋求商業(yè)合作伙伴，以幫助其將該技術(shù)推向市場(chǎng)。目前，大多數(shù)商業(yè)制造商制取藻類基燃料，首先要將藻類干燥，再進(jìn)行提取，成本超過20美元/加侖。

阿法拉伐推出新廢熱回收系統(tǒng)

Alfa Laval（阿法拉伐）為船舶輔機(jī)專門設(shè)計(jì)的Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR）節(jié)熱器，幾十年來已經(jīng)證明在主機(jī)后安裝廢熱回收系統(tǒng)對(duì)許多船東是有利的。下一步船舶輔機(jī)利用廢熱是很自然的，有了Aalborg XS-TC7廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器就能成為現(xiàn)實(shí)了。該產(chǎn)品已經(jīng)深受航運(yùn)界的歡迎，許多大型航運(yùn)公司正在研究在船上安裝Aalborg XS-TC7A廢熱回收節(jié)熱器的可能性。

由于有了Alfa Laval Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器，輔機(jī)鍋爐能保持船舶對(duì)蒸汽的需求，成本大幅減少。在船舶航行和在港口停泊時(shí)，這種新的廢熱回收節(jié)熱器能夠完全提供或支持船舶蒸汽要求，將船舶輔機(jī)的廢熱轉(zhuǎn)換成可用的能源并減少碳排放。

由于其具有很少的足跡和很低的重量功率比，Alfa Laval Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器有助于減少燃油輔助鍋爐燃料費(fèi)。在經(jīng)過了兩年的海試后，丹麥一家主要的航運(yùn)公司已經(jīng)成為第一家在主機(jī)和輔機(jī)后安裝廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器的公司。據(jù)悉，安裝廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器典型的投資回報(bào)時(shí)間在12～18個(gè)月之內(nèi)。在某些情況下只有6～8個(gè)月。

現(xiàn)代重工推出新船用高速機(jī)

近日，韓國發(fā)動(dòng)機(jī)制造商現(xiàn)代重工已新推出一種重型高速柴油機(jī)，持續(xù)功率500bhp，主要用于小型商船市場(chǎng)。

據(jù)悉，該機(jī)為6氣缸L500機(jī)型，采用電控燃料噴射系統(tǒng)，能滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，能在系列轉(zhuǎn)速下提供重型功率和扭矩，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、高度可靠的優(yōu)點(diǎn)，氣缸體還配有帶廢氣門的渦輪增壓器及集成的油冷卻器。油氣過濾器均可洗滌和再使用，并配有電動(dòng)變速泵。

1MW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)課題通過驗(yàn)收

國家863計(jì)劃“1MW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)及其供能系統(tǒng)研制”課題日前在湖南株洲通過了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。由中國南方航空工業(yè)

（集團(tuán)）有限公司牽頭的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年潛心研究，攻克了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)離心壓氣機(jī)、環(huán)形回流燃燒室、可調(diào)導(dǎo)葉渦輪等核心部件的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造技術(shù)，研制了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)樣機(jī)，完成了熱電聯(lián)供系統(tǒng)集成和調(diào)試，建立了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用示范裝置，并實(shí)現(xiàn)了400多小時(shí)示范運(yùn)行。

日本學(xué)者研發(fā)出蝴蝶式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

日本鳥取大學(xué)工學(xué)研究科的原豐副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，近日成功開發(fā)出蝴蝶式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)起來猶如蝴蝶，微風(fēng)也能使之旋轉(zhuǎn)，沒有噪聲。從模擬試驗(yàn)看，當(dāng)蝴蝶式風(fēng)車旋轉(zhuǎn)數(shù)低于每分鐘數(shù)十次時(shí)，其轉(zhuǎn)矩是垂直型風(fēng)車的1.5倍。樣機(jī)示范試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)數(shù)很低的情況下，該型風(fēng)車比傳統(tǒng)型風(fēng)車的電力輸出高，且能在微風(fēng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。由于葉片沒有翼尖，不產(chǎn)生空氣渦流，噪聲也會(huì)自然消失。

原副教授稱，降低曲線型葉片的成本是面臨的課題，但因沒有支撐力臂，零部件數(shù)量可大幅減少，降低成本是可以實(shí)現(xiàn)的。

本次樣機(jī)的葉片材料為塑料，下一步，研究小組將考慮用玻璃鋼（FRP）材料來做樣機(jī)。

長城電子成功研制船用大功率特種電源

日前，北京長城電子裝備有限責(zé)任公司研制成功系列船用大功率特種電源。

據(jù)介紹，電解式船舶壓載水處理裝置所需的大功率直流電源正成為電源制造商爭(zhēng)先研究的課題。長城電子充分發(fā)揮其在船舶電子裝備研制方面的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過一年多的攻關(guān)，研制出從50伏/400安至140伏/2 200安的系列船用特種電源。該系列電源的體積僅為國內(nèi)同類產(chǎn)品的一半，具有體積小、功率密度大、可靠性高等特點(diǎn)，適合在海上高濕度、高腐蝕環(huán)境下使用，技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。目前，該系列船用大功率特種電源已為青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司生產(chǎn)的船舶壓載水處理系統(tǒng)配套。

SENER推出最新V70R2.0 FORAN軟件

2012年11月30日，奉行革新戰(zhàn)略的SENER公司推出了最新的V70R2.0 FORAN軟件，具有良好的新負(fù)荷能力和革新發(fā)展，繼續(xù)為造船和海工行業(yè)提供領(lǐng)先的集成CAD/CAM方案。

當(dāng)前，隨著設(shè)計(jì)周期的縮短和全球化，使客戶企業(yè)能在任何地方提供設(shè)計(jì)服務(wù)。而確保競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素是通過完整的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)階段的無縫銜接，實(shí)現(xiàn)正確的管理信息，從而逐步從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)向生產(chǎn)發(fā)展，而沒有數(shù)據(jù)丟失或缺點(diǎn)。

此次最新的FORAN軟件，SENER公司加強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，以及船舶設(shè)計(jì)和PLM方案運(yùn)行之間的聯(lián)系，面向市場(chǎng)需要的成本高效、能源效率、綠色設(shè)計(jì)。FORAN V70R2.0還包括整套船舶應(yīng)用管理，實(shí)現(xiàn)姐妹船的全控制。

我國首臺(tái)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)通過72小時(shí)連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)行考核

我國自主研發(fā)的首臺(tái)“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)”在863計(jì)劃支持下，經(jīng)過中航集團(tuán)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司和中海油深圳電力公司等單位多年聯(lián)合攻關(guān)，已于日前完成了72小時(shí)連續(xù)帶負(fù)荷并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行的考核，驗(yàn)證了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的整機(jī)性能，檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)，達(dá)到了課題任務(wù)書規(guī)定的運(yùn)行考核要求。R0110燃?xì)廨啓C(jī)重大項(xiàng)目于2002年10月立項(xiàng)，采取了“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的創(chuàng)新組織機(jī)制，組建了涵蓋全國冶金、機(jī)械、電子、航空、電力等行業(yè)三十余家單位的聯(lián)合體以及專家組，在材料研制、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、整機(jī)制造及試驗(yàn)運(yùn)行的全過程中，聯(lián)合攻關(guān)，立足國內(nèi)，自主研發(fā)。能通過上述考核，表明我國已經(jīng)具有自主研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)的能力和試驗(yàn)條件，也標(biāo)志著我國重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制取得了重要的階段性成果。

美國研發(fā)水熱液化轉(zhuǎn)化生物原油技術(shù)

美國密歇根大學(xué)菲利普·薩維奇教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)宣布，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，采用適當(dāng)?shù)膮?shù)，通過水熱液化（HTL）可使65%濕微藻（微綠球藻）在1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化成生物原油，并可獲得微綠球藻中90%的能量。

據(jù)了解，HTL是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料或生物燃料前體的諸多方法之一。研究人員注意到，HTL可避免繁瑣的干燥步驟，因此對(duì)水分含量很高的生物質(zhì)（如微藻）具有很高的轉(zhuǎn)化效率。研究表明，加快加熱速度，可使不必要的反應(yīng)減至最少，提高生物原油的產(chǎn)率。較短的反應(yīng)時(shí)間還意味著反應(yīng)器不必太大，成本可能會(huì)較低。在改質(zhì)方面，團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室已于今年早些時(shí)候生產(chǎn)出含有97%的碳和氫的生物原油。

據(jù)悉，這所大學(xué)已申請(qǐng)專利保護(hù)，并正在尋求商業(yè)合作伙伴，以幫助其將該技術(shù)推向市場(chǎng)。目前，大多數(shù)商業(yè)制造商制取藻類基燃料，首先要將藻類干燥，再進(jìn)行提取，成本超過20美元/加侖。

阿法拉伐推出新廢熱回收系統(tǒng)

Alfa Laval（阿法拉伐）為船舶輔機(jī)專門設(shè)計(jì)的Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR）節(jié)熱器，幾十年來已經(jīng)證明在主機(jī)后安裝廢熱回收系統(tǒng)對(duì)許多船東是有利的。下一步船舶輔機(jī)利用廢熱是很自然的，有了Aalborg XS-TC7廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器就能成為現(xiàn)實(shí)了。該產(chǎn)品已經(jīng)深受航運(yùn)界的歡迎，許多大型航運(yùn)公司正在研究在船上安裝Aalborg XS-TC7A廢熱回收節(jié)熱器的可能性。

由于有了Alfa Laval Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器，輔機(jī)鍋爐能保持船舶對(duì)蒸汽的需求，成本大幅減少。在船舶航行和在港口停泊時(shí)，這種新的廢熱回收節(jié)熱器能夠完全提供或支持船舶蒸汽要求，將船舶輔機(jī)的廢熱轉(zhuǎn)換成可用的能源并減少碳排放。

由于其具有很少的足跡和很低的重量功率比，Alfa Laval Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器有助于減少燃油輔助鍋爐燃料費(fèi)。在經(jīng)過了兩年的海試后，丹麥一家主要的航運(yùn)公司已經(jīng)成為第一家在主機(jī)和輔機(jī)后安裝廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器的公司。據(jù)悉，安裝廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器典型的投資回報(bào)時(shí)間在12～18個(gè)月之內(nèi)。在某些情況下只有6～8個(gè)月。

現(xiàn)代重工推出新船用高速機(jī)

近日，韓國發(fā)動(dòng)機(jī)制造商現(xiàn)代重工已新推出一種重型高速柴油機(jī)，持續(xù)功率500bhp，主要用于小型商船市場(chǎng)。

據(jù)悉，該機(jī)為6氣缸L500機(jī)型，采用電控燃料噴射系統(tǒng)，能滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，能在系列轉(zhuǎn)速下提供重型功率和扭矩，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、高度可靠的優(yōu)點(diǎn)，氣缸體還配有帶廢氣門的渦輪增壓器及集成的油冷卻器。油氣過濾器均可洗滌和再使用，并配有電動(dòng)變速泵。

1MW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)課題通過驗(yàn)收

國家863計(jì)劃“1MW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)及其供能系統(tǒng)研制”課題日前在湖南株洲通過了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。由中國南方航空工業(yè)

（集團(tuán)）有限公司牽頭的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年潛心研究，攻克了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)離心壓氣機(jī)、環(huán)形回流燃燒室、可調(diào)導(dǎo)葉渦輪等核心部件的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造技術(shù)，研制了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)樣機(jī)，完成了熱電聯(lián)供系統(tǒng)集成和調(diào)試，建立了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用示范裝置，并實(shí)現(xiàn)了400多小時(shí)示范運(yùn)行。

日本學(xué)者研發(fā)出蝴蝶式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

日本鳥取大學(xué)工學(xué)研究科的原豐副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，近日成功開發(fā)出蝴蝶式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)起來猶如蝴蝶，微風(fēng)也能使之旋轉(zhuǎn)，沒有噪聲。從模擬試驗(yàn)看，當(dāng)蝴蝶式風(fēng)車旋轉(zhuǎn)數(shù)低于每分鐘數(shù)十次時(shí)，其轉(zhuǎn)矩是垂直型風(fēng)車的1.5倍。樣機(jī)示范試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)數(shù)很低的情況下，該型風(fēng)車比傳統(tǒng)型風(fēng)車的電力輸出高，且能在微風(fēng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。由于葉片沒有翼尖，不產(chǎn)生空氣渦流，噪聲也會(huì)自然消失。

原副教授稱，降低曲線型葉片的成本是面臨的課題，但因沒有支撐力臂，零部件數(shù)量可大幅減少，降低成本是可以實(shí)現(xiàn)的。

本次樣機(jī)的葉片材料為塑料，下一步，研究小組將考慮用玻璃鋼（FRP）材料來做樣機(jī)。

長城電子成功研制船用大功率特種電源

日前，北京長城電子裝備有限責(zé)任公司研制成功系列船用大功率特種電源。

據(jù)介紹，電解式船舶壓載水處理裝置所需的大功率直流電源正成為電源制造商爭(zhēng)先研究的課題。長城電子充分發(fā)揮其在船舶電子裝備研制方面的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過一年多的攻關(guān)，研制出從50伏/400安至140伏/2 200安的系列船用特種電源。該系列電源的體積僅為國內(nèi)同類產(chǎn)品的一半，具有體積小、功率密度大、可靠性高等特點(diǎn)，適合在海上高濕度、高腐蝕環(huán)境下使用，技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。目前，該系列船用大功率特種電源已為青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司生產(chǎn)的船舶壓載水處理系統(tǒng)配套。

SENER推出最新V70R2.0 FORAN軟件

2012年11月30日，奉行革新戰(zhàn)略的SENER公司推出了最新的V70R2.0 FORAN軟件，具有良好的新負(fù)荷能力和革新發(fā)展，繼續(xù)為造船和海工行業(yè)提供領(lǐng)先的集成CAD/CAM方案。

當(dāng)前，隨著設(shè)計(jì)周期的縮短和全球化，使客戶企業(yè)能在任何地方提供設(shè)計(jì)服務(wù)。而確保競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素是通過完整的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)階段的無縫銜接，實(shí)現(xiàn)正確的管理信息，從而逐步從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)向生產(chǎn)發(fā)展，而沒有數(shù)據(jù)丟失或缺點(diǎn)。

此次最新的FORAN軟件，SENER公司加強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，以及船舶設(shè)計(jì)和PLM方案運(yùn)行之間的聯(lián)系，面向市場(chǎng)需要的成本高效、能源效率、綠色設(shè)計(jì)。FORAN V70R2.0還包括整套船舶應(yīng)用管理，實(shí)現(xiàn)姐妹船的全控制。

我國首臺(tái)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)通過72小時(shí)連續(xù)帶負(fù)荷運(yùn)行考核

我國自主研發(fā)的首臺(tái)“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)”在863計(jì)劃支持下，經(jīng)過中航集團(tuán)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司和中海油深圳電力公司等單位多年聯(lián)合攻關(guān)，已于日前完成了72小時(shí)連續(xù)帶負(fù)荷并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行的考核，驗(yàn)證了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的整機(jī)性能，檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)，達(dá)到了課題任務(wù)書規(guī)定的運(yùn)行考核要求。R0110燃?xì)廨啓C(jī)重大項(xiàng)目于2002年10月立項(xiàng)，采取了“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的創(chuàng)新組織機(jī)制，組建了涵蓋全國冶金、機(jī)械、電子、航空、電力等行業(yè)三十余家單位的聯(lián)合體以及專家組，在材料研制、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、整機(jī)制造及試驗(yàn)運(yùn)行的全過程中，聯(lián)合攻關(guān)，立足國內(nèi)，自主研發(fā)。能通過上述考核，表明我國已經(jīng)具有自主研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)的能力和試驗(yàn)條件，也標(biāo)志著我國重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制取得了重要的階段性成果。

美國研發(fā)水熱液化轉(zhuǎn)化生物原油技術(shù)

美國密歇根大學(xué)菲利普·薩維奇教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)宣布，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，采用適當(dāng)?shù)膮?shù)，通過水熱液化（HTL）可使65%濕微藻（微綠球藻）在1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化成生物原油，并可獲得微綠球藻中90%的能量。

據(jù)了解，HTL是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料或生物燃料前體的諸多方法之一。研究人員注意到，HTL可避免繁瑣的干燥步驟，因此對(duì)水分含量很高的生物質(zhì)（如微藻）具有很高的轉(zhuǎn)化效率。研究表明，加快加熱速度，可使不必要的反應(yīng)減至最少，提高生物原油的產(chǎn)率。較短的反應(yīng)時(shí)間還意味著反應(yīng)器不必太大，成本可能會(huì)較低。在改質(zhì)方面，團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室已于今年早些時(shí)候生產(chǎn)出含有97%的碳和氫的生物原油。

據(jù)悉，這所大學(xué)已申請(qǐng)專利保護(hù)，并正在尋求商業(yè)合作伙伴，以幫助其將該技術(shù)推向市場(chǎng)。目前，大多數(shù)商業(yè)制造商制取藻類基燃料，首先要將藻類干燥，再進(jìn)行提取，成本超過20美元/加侖。

阿法拉伐推出新廢熱回收系統(tǒng)

Alfa Laval（阿法拉伐）為船舶輔機(jī)專門設(shè)計(jì)的Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR）節(jié)熱器，幾十年來已經(jīng)證明在主機(jī)后安裝廢熱回收系統(tǒng)對(duì)許多船東是有利的。下一步船舶輔機(jī)利用廢熱是很自然的，有了Aalborg XS-TC7廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器就能成為現(xiàn)實(shí)了。該產(chǎn)品已經(jīng)深受航運(yùn)界的歡迎，許多大型航運(yùn)公司正在研究在船上安裝Aalborg XS-TC7A廢熱回收節(jié)熱器的可能性。

由于有了Alfa Laval Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器，輔機(jī)鍋爐能保持船舶對(duì)蒸汽的需求，成本大幅減少。在船舶航行和在港口停泊時(shí)，這種新的廢熱回收節(jié)熱器能夠完全提供或支持船舶蒸汽要求，將船舶輔機(jī)的廢熱轉(zhuǎn)換成可用的能源并減少碳排放。

由于其具有很少的足跡和很低的重量功率比，Alfa Laval Aalborg XS-TC7A廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器有助于減少燃油輔助鍋爐燃料費(fèi)。在經(jīng)過了兩年的海試后，丹麥一家主要的航運(yùn)公司已經(jīng)成為第一家在主機(jī)和輔機(jī)后安裝廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器的公司。據(jù)悉，安裝廢熱回收（WHR） 節(jié)熱器典型的投資回報(bào)時(shí)間在12～18個(gè)月之內(nèi)。在某些情況下只有6～8個(gè)月。

現(xiàn)代重工推出新船用高速機(jī)

近日，韓國發(fā)動(dòng)機(jī)制造商現(xiàn)代重工已新推出一種重型高速柴油機(jī)，持續(xù)功率500bhp，主要用于小型商船市場(chǎng)。

據(jù)悉，該機(jī)為6氣缸L500機(jī)型，采用電控燃料噴射系統(tǒng)，能滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，能在系列轉(zhuǎn)速下提供重型功率和扭矩，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、高度可靠的優(yōu)點(diǎn)，氣缸體還配有帶廢氣門的渦輪增壓器及集成的油冷卻器。油氣過濾器均可洗滌和再使用，并配有電動(dòng)變速泵。

1MW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)課題通過驗(yàn)收

國家863計(jì)劃“1MW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)及其供能系統(tǒng)研制”課題日前在湖南株洲通過了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。由中國南方航空工業(yè)

（集團(tuán)）有限公司牽頭的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年潛心研究，攻克了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)離心壓氣機(jī)、環(huán)形回流燃燒室、可調(diào)導(dǎo)葉渦輪等核心部件的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造技術(shù)，研制了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)樣機(jī)，完成了熱電聯(lián)供系統(tǒng)集成和調(diào)試，建立了MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用示范裝置，并實(shí)現(xiàn)了400多小時(shí)示范運(yùn)行。

日本學(xué)者研發(fā)出蝴蝶式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

日本鳥取大學(xué)工學(xué)研究科的原豐副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，近日成功開發(fā)出蝴蝶式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)起來猶如蝴蝶，微風(fēng)也能使之旋轉(zhuǎn)，沒有噪聲。從模擬試驗(yàn)看，當(dāng)蝴蝶式風(fēng)車旋轉(zhuǎn)數(shù)低于每分鐘數(shù)十次時(shí)，其轉(zhuǎn)矩是垂直型風(fēng)車的1.5倍。樣機(jī)示范試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)數(shù)很低的情況下，該型風(fēng)車比傳統(tǒng)型風(fēng)車的電力輸出高，且能在微風(fēng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。由于葉片沒有翼尖，不產(chǎn)生空氣渦流，噪聲也會(huì)自然消失。

原副教授稱，降低曲線型葉片的成本是面臨的課題，但因沒有支撐力臂，零部件數(shù)量可大幅減少，降低成本是可以實(shí)現(xiàn)的。

本次樣機(jī)的葉片材料為塑料，下一步，研究小組將考慮用玻璃鋼（FRP）材料來做樣機(jī)。

船舶上海外高橋獲6+2+2艘世界第六代180 000DWT好望角型

有世界好望角型散貨船開發(fā)、設(shè)計(jì)和建造中心之美譽(yù)的上海外高橋造船有限公司，最近又研發(fā)成功一款集綠色、環(huán)保、低碳于一身的世界第六代18萬載重噸好望角型散貨船。歐洲兩家著名航運(yùn)公司近日慕名前來下單，與外高橋造船公司簽訂了共計(jì)6+2+2艘建造合同，成為該型船的第一批買家。

在這型散貨船的開發(fā)設(shè)計(jì)中，外高橋造船公司打破常規(guī)，大膽創(chuàng)新，采用了無球艏船型設(shè)計(jì)方案。為了降低船艏剩余阻力系數(shù)，該公司進(jìn)行了線型優(yōu)選和多方案的附體節(jié)能研究與試驗(yàn)，證明無球艏船型的快速性能最好、排水量最大，具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。同時(shí)，該型船還采用了新型電噴主機(jī)。該主機(jī)以更長的沖程來降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到節(jié)能效果。通過線型、推進(jìn)裝置、附體節(jié)能裝置等優(yōu)化設(shè)計(jì)和配置，研發(fā)人員不僅使該型船的綜合油耗降低了20%、運(yùn)能提高了30%，而且使其各種技術(shù)指標(biāo)全面滿足國際船級(jí)社協(xié)會(huì)（IACS）共同結(jié)構(gòu)規(guī)范（CSR），國際海事組織（IMO）涂層新標(biāo)準(zhǔn)（PSPC）、燃油艙雙殼保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、Tier Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)等的最新要求，成為一款名副其實(shí)的綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)低碳的超大型散貨船。

STX將建世界最大郵輪

STX法國公司和美國皇家加勒比豪華郵輪公司達(dá)成協(xié)議，后者訂購一艘巨型豪華郵輪。這筆合同總額超過10億歐元，保證了圣納扎爾造船廠的生存。這艘郵輪長361米?？山蛹{

5 400名旅客和2 100名船員，將在2013年開工，預(yù)計(jì)2016年交付。皇家加勒比公司的海洋綠洲號(hào)郵輪是世界最大豪華郵輪，此次是按照綠洲號(hào)樣式所建的第三艘郵輪。

三菱重工交付全球首艘混合動(dòng)力汽車運(yùn)輸船

近日，三菱重工神戶船廠為商船三井（MOL）建造的“Emerald Ace”號(hào)混合動(dòng)力汽車運(yùn)輸船完工交付。該船為一艘停泊時(shí)不產(chǎn)生排放的創(chuàng)新船?！癊merald Ace”號(hào)混合動(dòng)力汽車運(yùn)輸船為世界上第一艘新建造的混合動(dòng)力汽車運(yùn)輸船，配備了160KW太陽能發(fā)電系統(tǒng)——種由三菱重工、松下能源公司和商船三井聯(lián)手研制的混合供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了可以儲(chǔ)存大約2.2兆瓦小時(shí)電能的鋰離子電池與太陽能發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合的的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)在船舶停泊時(shí)采用柴油發(fā)電機(jī)給船舶供電不同。

在“Emerald Ace”號(hào)汽車運(yùn)輸船航行時(shí)，可利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，并將其儲(chǔ)存在鋰離子電池中。由于在船舶停泊時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)完全關(guān)閉，電池提供船舶所需的所有電力，因此在船舶碼頭時(shí)排放為零。另外，該船的混合動(dòng)力系統(tǒng)代表向?qū)崿F(xiàn)2009年9月份商船三井宣布的下一代汽車運(yùn)輸船概念——ISHIN-I 汽車運(yùn)輸船邁出了重要的一步。

韓擬建造5 000噸級(jí)海洋科考船

2012年12月26日，韓國國土海洋部與韓國STX造船海洋公司共同舉行了建造5 000噸級(jí)新海洋科學(xué)考察船的簽約儀式。韓國國土海洋部方面表示，韓國已經(jīng)擁有的1 000噸級(jí)“Onnuri”號(hào)海洋科學(xué)考察船在遠(yuǎn)海探測(cè)活動(dòng)方面受到限制。此次計(jì)劃打造的5 000噸級(jí)新考察船，可以前往全球各大洋展開深海海底礦物資源探測(cè)和開發(fā)工作，并進(jìn)行有關(guān)氣候變化的研究。

韓國計(jì)劃建造的新海洋科學(xué)考察船長97米，寬18米，可承載38名研究員、22名乘務(wù)員航行55天。該考察船最大航速為15節(jié)。韓國政府將在該造船項(xiàng)目上投資1 000億韓元。該科考船計(jì)劃于2015年12月之前建造完畢并進(jìn)行試航，2016年6月正式啟用。

新考察船將采用新型自動(dòng)定位裝置，即使在惡劣天氣條件下也可利用無人潛艇進(jìn)行科學(xué)考察活動(dòng)。同時(shí)還將配備可以在40米深處提取試樣的大型海底取樣器等各種尖端的海洋研究設(shè)備。

Algoma推出新一代Equinox級(jí)散貨船

加拿大船東Algoma Central Corporation（Algoma）日前宣布將推出新一代Equinox級(jí)散貨船的首艘船舶“Algoma Equinox”輪，并于2012年12月24日在南通明德重工為該船舉行了命名儀式，將用于主要用于北美五大湖-圣勞倫斯河航道。Equinox級(jí)船舶系新一代適用于五大湖-圣勞倫斯河航道的散貨船。該船經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)能提高45%的燃油效率，并削減97%的硫化物排放量，從而最大限度減少對(duì)環(huán)境的影響。據(jù)了解，Equinox級(jí)系列船共有8艘船，包括4艘無齒輪散貨船（以滿足岸上卸貨設(shè)備）和4艘自卸貨式散貨船。Algoma將擁有其中6艘，包括2艘無齒輪散貨船及4艘自卸貨散貨船，預(yù)計(jì)這6艘船的交易金額為3億美元。其余2艘無齒輪散貨船將由CWB持有，并交由Algoma經(jīng)營管理。

三菱重工首艘新一代LNG船開工

2012年12月11日，日本三菱重工研發(fā)設(shè)計(jì)的“Sayaendo”系列新一代LNG船在長崎造船廠舉行了開工儀式。

據(jù)悉，該船是大阪煤氣有限公司和商船三井株式會(huì)社在2011年10月份聯(lián)合訂購的， 全長288米，寬48.94米，滿載吃水11.55米，138 000總噸，貨艙總?cè)莘e155 000立方米，預(yù)計(jì)將在2015年3月底完工交付。

“Sayaendo”系列Moss球罐型LNG船和STX Europe開發(fā)的采用IHS和VST設(shè)計(jì)的新型Moss球罐型LNG船有異曲同工之處，采用連續(xù)凸形液艙艙蓋（Continuous Tank Cover）。據(jù)三菱重工開發(fā)設(shè)計(jì)人員測(cè)算，采用這種連續(xù)凸形液艙艙蓋可比傳統(tǒng)的球罐型LNG船降低約10%結(jié)構(gòu)重量。

荷蘭IHC Merwede推出新型絞吸式挖泥船

近日，荷蘭IHC Merwede公司推出了IHC Beaver 65 DDSP絞吸式挖泥船。該船是一種新的IHC Beaver系列標(biāo)準(zhǔn)絞吸式挖泥船。IHC Beaver 65 DDSP絞吸式挖泥船，是在非常成功的IHC Beaver 6518絞吸式挖泥船的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，具有交付期短，按照法國船級(jí)社沿海地區(qū)分類設(shè)計(jì)和建造的。

從提高用戶價(jià)值的角度考慮，該挖泥船采用了可拆卸標(biāo)準(zhǔn)絞吸式挖泥船概念。IHC Beaver 65 DDSP絞吸式挖泥船的設(shè)計(jì)基于開發(fā)六代絞吸式挖泥船的經(jīng)驗(yàn)和50年建造650毫米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)絞吸式挖泥船的經(jīng)驗(yàn)。

世界首艘LNG客滾船下水

2012年12月初，澳大利亞Incat Tasmania有限公司傳來消息，將下水世界上第一艘以LNG為動(dòng)力的客滾船。該船也將成為該公司建造的第一艘以LNG為動(dòng)力，配備了雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的高速渡輪。這艘長99米的LNG客滾船是南美Buquebus航運(yùn)公司2010年11月份訂購的，該船是第一艘按照高速船安全規(guī)則建造的，并用LNG作為主要燃料和船用蒸餾油作為備用燃料的高速船舶。該客滾船將承擔(dān)阿根廷布宜諾斯艾利斯至烏拉圭蒙得維的亞之間普拉特河運(yùn)輸任務(wù)，可以搭載乘客1 000名，汽車大約140輛。預(yù)計(jì)空船航速可達(dá)53節(jié)，搭載車、客后的航速為50節(jié)。有航運(yùn)人士表示，該船提供的高速橫渡普拉特河服務(wù)將可以與烏拉圭和阿根廷之間的航空運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)。

港口珠海港邁向吞吐能力超億噸時(shí)代

1月9日，隨著來自秦皇島港滿載5.7萬噸煤炭的“新世紀(jì)198號(hào)”貨輪順利停泊在神華粵電珠海港碼頭并開始作業(yè)，華南最大煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)基地神華粵電珠海港煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)中心一期工程全面進(jìn)入試運(yùn)行，珠海港也正式進(jìn)入吞吐能力超億噸時(shí)代。

阿聯(lián)酋自動(dòng)化程度最高的港口正式啟用

阿拉伯聯(lián)合酋長國2012年12月12日宣布中東地區(qū)規(guī)模最大、自動(dòng)化程度最高的港口——“哈利法港”正式啟用。

新加坡港口吞吐量創(chuàng)新紀(jì)錄 達(dá)5.376億噸

據(jù)新加坡海事及港務(wù)管理局最新統(tǒng)計(jì)，新加坡去年貨運(yùn)吞吐量為5.376億噸，比2011年增加了1.2%，創(chuàng)下新的紀(jì)錄。與此同時(shí)，在新加坡注冊(cè)的船只噸位增長13.2萬噸，截至2012年12月底，新加坡的船只總噸位達(dá)到了6 500萬噸，在全球排名前10位。

2012國內(nèi)五大港口突破貨物吞吐量4億噸

2012年，全國規(guī)模以上港口吞吐量突破4億噸的有五大港口，它們分別是：寧波—舟山港、上海港、天津港、廣州港和青島港。其中， 青島港2012年港口貨物吞吐量累計(jì)完成4.1億噸，同比增長7.8%；青島港不僅成為國內(nèi)第五大過4億噸的港口，同時(shí)也穩(wěn)居全球第七位。

環(huán)保

三星重工和韓進(jìn)聯(lián)合研發(fā)能源管理系統(tǒng)

韓國三星重工和韓進(jìn)海運(yùn)將聯(lián)合進(jìn)行集成能源管理系統(tǒng)的研發(fā)，以便系統(tǒng)的對(duì)船舶能源消耗進(jìn)行管理和分析，減少高達(dá)15%的燃料消耗。船舶集成能源管理系統(tǒng)能對(duì)影響燃料效率的因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析和管理，如航線、發(fā)動(dòng)機(jī)與推進(jìn)能力、污染排放等等，以實(shí)現(xiàn)燃料消耗的最小化。集成系統(tǒng)還將高端技術(shù)和航線優(yōu)化、裝飾優(yōu)化、能源效率運(yùn)行指數(shù)（EEOI）監(jiān)測(cè)與分析、船舶港口服務(wù)等相結(jié)合。

集成系統(tǒng)將于2013年5月在韓進(jìn)一艘正在三星重工建造的4 600TEU集裝箱船上安裝，在2016年底前完成裝船測(cè)試。

篇9

關(guān)鍵詞：餐廚垃圾；綠化廢棄物；低品位能；高溫好氧發(fā)酵

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）08-0076-04

1.引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾產(chǎn)生量日益增大，尤其以餐廚垃圾增長最為迅猛。餐廚垃圾俗稱泔腳，即殘羹剩飯，是指除居民日常生活以外的食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)中產(chǎn)生的廚余垃圾和廢棄食用油脂。餐廚垃圾作為城市生活垃圾中一類特殊而重要的組成部分，在城市生活垃圾中占有很大比重（表1），因此對(duì)生活垃圾減量化、無害化及資源化處置十分重要。餐廚垃圾含水率和有機(jī)物含量高，極易在較短時(shí)間內(nèi)腐爛發(fā)臭和滋生蚊蠅等，如果處置不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大污染。但另一方面，餐廚垃圾營養(yǎng)豐富的特點(diǎn)也使其成為一種很好的資源化原料，如果加以合理利用，將創(chuàng)造巨大的資源化利用價(jià)值。

同時(shí)，綠化廢棄物也是城市有機(jī)垃圾處理的頑疾，既不能焚燒處理，填埋也不經(jīng)濟(jì)環(huán)保。粉碎堆置是目前常用的不得已而為之的處理方式。作為高碳有機(jī)化合物，尋找合理高效的資源化處置途徑也是至關(guān)重要的。

2.餐廚垃圾傳統(tǒng)處置技術(shù)

餐廚垃圾是城市生活垃圾的重要組成部分，由于技術(shù)條件的限制，在傳統(tǒng)處置工藝上，我國餐廚垃圾的集中處置仍然占主導(dǎo)地位。在早期餐廚垃圾管理辦法尚未完善之前，餐廚垃圾直接用來喂養(yǎng)牲畜，或者與其他城市生活垃圾共同進(jìn)行焚燒、填埋。

早期，采用餐廚垃圾直接喂養(yǎng)牲畜也存在了一定的問題。但餐廚垃圾容易腐敗變質(zhì)，滋生病菌，同時(shí)由于同源性問題，城市中出現(xiàn)的“潲水油”、“垃圾豬”等，會(huì)對(duì)人體健康造成威脅，已成為城市生活中的公害問題。

同時(shí)，由于餐廚垃圾中所含有的水分高達(dá)80%～90%，使單位質(zhì)量的熱值在2100 kJ/kg左右，不能滿足垃圾焚燒發(fā)電的熱值要求，焚燒時(shí)需要添加輔助燃料，不僅降低了熱能利用率，還會(huì)增加燃料的消耗，增加處理成本；其次，餐廚垃圾含有大量的脂類物質(zhì)，燃燒過程中在重金屬催化下會(huì)形成產(chǎn)生二嗯英等有害因子，處理不當(dāng)會(huì)造成更為嚴(yán)重的二次污染；第三，焚燒處理投資過高，運(yùn)行費(fèi)用加大，對(duì)管理水平和設(shè)備維護(hù)要求較高。

此外，將餐廚垃圾混入生活垃圾進(jìn)行填埋處置時(shí)容易產(chǎn)生滲濾液污染地下水，同時(shí)大量惡臭氣體也會(huì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。

3.餐廚垃圾資源化處置技術(shù)

由于餐廚垃圾高含水率、高有機(jī)質(zhì)含量導(dǎo)致的一系列問題，用傳統(tǒng)方式進(jìn)行處理出現(xiàn)了瓶頸。同時(shí)餐廚垃圾中富含食物纖維、淀粉、動(dòng)植物脂肪和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)以及中微量元素，具有很高的資源化利用價(jià)值。目前，餐廚垃圾（此處的餐廚垃圾主要指其中的廚余垃圾，不包括廢棄油脂）的主要資源化利用方式為堆肥化、飼料化以及厭氧發(fā)酵等。

3.1堆肥化

堆肥化是生物處理技術(shù)的一種，是利用微生物對(duì)餐廚垃圾中的有機(jī)質(zhì)實(shí)現(xiàn)降解的過程。餐廚垃圾含有豐富的有機(jī)質(zhì)、適量的水分、均勻的營養(yǎng)元素配比，十分適合微生物的生長。因此在一定的堆積狀態(tài)下，餐廚垃圾中的微生物自然生長繁殖，使有機(jī)質(zhì)降解最終生成穩(wěn)定的富含腐肥料。

堆肥技術(shù)方法簡(jiǎn)單，工藝趨向完善，在處理城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾上已大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，然而餐廚垃圾堆肥亦存在著較大的技術(shù)難題和缺陷。首先，餐廚垃圾中含水率高、易腐。需要大量填充劑調(diào)理含水率以及特殊的填充物提高孔隙率，導(dǎo)致餐廚垃圾堆肥附加成本高、設(shè)備效率低；此外，高含水率影響堆溫的升高，難以達(dá)到消毒滅菌以及有機(jī)物高速降解的效果；同時(shí)餐廚垃圾中鹽含量較高，并在堆肥過程中有較大幅度提高，因此用餐廚垃圾制得的有機(jī)肥料不能大量使用，以防止土壤的鹽化，妨礙農(nóng)作物的生長；另外，餐廚垃圾的pH值較低，會(huì)對(duì)生物降解過程產(chǎn)生不利的影響，并產(chǎn)生臭氣，為了達(dá)到好氧分解的效果，通常采用強(qiáng)制通風(fēng)，其臭氣的排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響；同時(shí)餐廚垃圾中含有的大量油脂和鹽分影響微生物對(duì)有機(jī)物的分解速率以及堆肥的品質(zhì)。餐廚垃圾堆肥化產(chǎn)品存在重金屬元素、持久性有機(jī)污染物累積的問題，將產(chǎn)品直接使用，會(huì)給環(huán)境帶來負(fù)面影響。

3.2飼料化

目前利用餐廚垃圾制備飼料的方法可分為直接干燥法和生物發(fā)酵法。直接干燥法是在對(duì)餐廚垃圾進(jìn)行分揀、脫水脫油等預(yù)處理后，采用濕熱或干熱工藝，將餐廚垃圾加熱到一定溫度以達(dá)到滅菌及干燥的效果，并通過后續(xù)處理獲得飼料或飼料添加劑。生物發(fā)酵法是在一定的環(huán)境條件下將培養(yǎng)出的菌種加入餐廚垃圾中密封貯藏，利用微生物的降解作用，把餐廚垃圾中的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨沓砷L和繁殖所需的能源和物質(zhì)，最終生產(chǎn)出由微生物自身及其蛋白分泌物組成的蛋白飼料。從營養(yǎng)學(xué)的角度看，餐廚垃圾營養(yǎng)全面且均衡，最有可能被用作動(dòng)物飼料，但國內(nèi)外對(duì)餐廚垃圾作為飼料制造原料還存在很大的爭(zhēng)議，認(rèn)為其產(chǎn)品無法滿足日益增長的食品衛(wèi)生安全的要求，岡此阻礙了飼料化技術(shù)的研究和實(shí)用化進(jìn)程，目前對(duì)該技術(shù)的研究不多。

3.3厭氧發(fā)酵

餐廚垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵不僅能解決餐廚垃圾帶來的環(huán)境污染問題，也能帶來能源的再利用產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。從發(fā)展歷程看，厭氧發(fā)酵經(jīng)歷了3個(gè)階段，即以回收甲烷為主的第一階段、以發(fā)酵產(chǎn)氫、制備燃料乙醇為主的第二個(gè)階段，以及以兩階段發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷為主的第三個(gè)階段。然而現(xiàn)有的餐廚垃圾厭氧發(fā)酵存在反應(yīng)條件苛刻、發(fā)酵周期長、產(chǎn)沼氣率低等問題，不利于工業(yè)化應(yīng)用。

3.4高溫好氧發(fā)酵

利用高溫耗氧發(fā)酵生物技術(shù)對(duì)餐廚廢棄物進(jìn)行無害化處理和資源化利用，是當(dāng)今世界上公認(rèn)的先進(jìn)處理方法，這種方法無害化程度高，資源化效果好，對(duì)有機(jī)物含量較高的餐廚垃圾尤為適用。該工藝技術(shù)是利用高溫好氧生物菌群在充分供氧的條件下將餐廚廢棄物分解。其工藝溫度65℃左右，處理時(shí)間約8～24 h。在該工藝溫度下，大腸桿菌等致病菌、蛔蟲卵等均可被殺滅，沒有二次污染，完全達(dá)到無害化處理的要求，其產(chǎn)出物為有機(jī)生物菌肥，實(shí)現(xiàn)了資源化高效利用的目的。但由于普遍采用了電熱、燃?xì)?、蒸汽等高品位能源的加熱方法，熱效率低，能耗大，故處理成本很高，?dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的微效益甚至負(fù)效益。國內(nèi)某項(xiàng)目一期建成日處理200 t的餐廚廢棄物處理廠，用天然氣作為熱源，每噸的處理成本在1000元以上。企業(yè)至今依靠政府的財(cái)政補(bǔ)貼維持運(yùn)轉(zhuǎn)，顯然不是可持續(xù)發(fā)展的模式，故該技術(shù)尚未被廣泛采用。

因此，探尋餐廚垃圾高效、低能耗、無二次污染的資源化處置工藝，對(duì)降低甚至消除此類廢棄物產(chǎn)生的環(huán)境污染，使之變廢為寶，同時(shí)降低處置成本、提高人民生活環(huán)境具有重要意義。

4.利用低品位能的餐廚垃圾及綠化廢棄物高溫好氧發(fā)酵技術(shù)

鑒于餐廚垃圾資源化處置研究尚屬起步階段以及現(xiàn)有處置工藝存在的弊端，在全面研究現(xiàn)有資源化處置技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過分析其各自優(yōu)點(diǎn)及不足，探討并研究了一種利用低品位能的餐廚垃圾及綠化廢棄物混合高溫好氧發(fā)酵資源化處置的工藝設(shè)備及技術(shù)。

4.1工藝原理

將綠化廢棄物粉碎后作為調(diào)理劑和輔料，與餐廚垃圾混合進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵處置，同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)高溫好氧發(fā)酵工藝高溫加熱耗能的弊端，采用板狀重力熱管技術(shù)，充分利用熱管的傳導(dǎo)原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，以及熱管優(yōu)良的等溫性和恒溫特性，實(shí)現(xiàn)利用低品位能，即可滿足系統(tǒng)的供熱要求，同時(shí)可以使熱源系統(tǒng)的熱效率達(dá)到80%以上。

低品位熱能來源廣泛，從太陽能、空氣能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉矗镔|(zhì)能，工業(yè)及生活余熱等均可獲得，可以使餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物在60℃以上的高溫條件下，得到無害化、資源化的完善處理。熱管技術(shù)的利用使餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物的高溫生物處理突破了能耗大的瓶頸口。

同時(shí)綠化廢棄物作為高碳有機(jī)化合物，和餐廚廢棄物有機(jī)結(jié)合，作為處置過程中的調(diào)理劑，不僅為餐廚垃圾處置增加了空隙率，降低了含水率，滿足了最佳的碳氮比需求，同時(shí)通過高溫好氧發(fā)酵生物技術(shù)，為兩大類有機(jī)廢棄物的資源化處置提供了出路。

4.2工藝設(shè)備

本工藝研發(fā)的設(shè)備（圖1）采用多能源自動(dòng)供熱系統(tǒng)，應(yīng)用超導(dǎo)傳熱的板狀重力熱管技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)高溫等溫加熱，加熱熱管工質(zhì)的熱水主要來自于低品位能源利用及熱泵的高效增溫。對(duì)餐廚垃圾及綠化廢棄物的混合物進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵，反應(yīng)溫度為55～85℃，有機(jī)質(zhì)含量為20%～90%，反應(yīng)物含水率≤80%，反應(yīng)pH值范圍為6～9，反應(yīng)物中c/N為25：1～35：1，C/P為75：1～150：1，鼓風(fēng)量為0.5～5 m3/min，反應(yīng)時(shí)間為12～96 h，微生物菌劑投加量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.2%～2%。反應(yīng)后產(chǎn)出物含水率≤30%，可用做肥料、土壤改良劑以及種植土原輔料（圖2）。

4.3技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）采用多能源自動(dòng)供熱系統(tǒng)，可因地制宜選擇最廉價(jià)的低品位能源（如光能、風(fēng)能，地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、工廠余熱）等；采用直接制熱模式，沒有熱能和電能互相轉(zhuǎn)換的能量損耗；多種新能源的互補(bǔ)、優(yōu)化、集成模式，極大的提高了供熱系統(tǒng)的能效比。

（2）采用熱管技術(shù)，內(nèi)置真空，具有理想的等溫性，降低反應(yīng)體系中加熱水沸點(diǎn)，且加熱過程無熱轉(zhuǎn)換，無論是汽化段或是凝結(jié)段，蒸汽的狀態(tài)都是飽和的，由汽化段產(chǎn)生的蒸汽流向凝結(jié)段的壓降幾乎為零，減少能量損耗。

（3）將綠化廢棄物與餐廚垃圾混合處置，提高反應(yīng)物孔隙率及反應(yīng)體系中氧氣傳輸速率，同時(shí)在餐廚垃圾中富含N、P元素的同時(shí)，通過加入綠化廢棄物補(bǔ)充反應(yīng)產(chǎn)物中K元素，并降低餐廚垃圾中含水率及鹽度，彌補(bǔ)傳統(tǒng)堆肥工藝營養(yǎng)不全面、含鹽量高、容易形成土地鹽堿化等不足。

（4）具有高效殺菌滅菌功效。高溫殺菌：復(fù)合微生物菌種在60℃以上的高溫好氧條件下快速生長的同時(shí)，長時(shí)間高溫將滅殺這些有機(jī)廢棄物中的大腸桿菌、沙門氏菌、志賀氏菌等病原菌及蛔蟲卵等；分泌物殺菌：復(fù)合微生物菌種在快速生長的同時(shí)，分泌的一些有機(jī)酸、抗生素等有效成分，可以抑制和殺滅有機(jī)廢棄物中的致病菌和蟲卯；生長競(jìng)爭(zhēng)抑制殺菌滅蟲：蒼蠅和蛔蟲等卵變成成蟲的過程中，主要依靠幼蟲攝入腐爛物質(zhì)中的特定成分而產(chǎn)生的變態(tài)激素，由于高溫發(fā)酵減少腐爛物質(zhì)的生成，以及高溫菌產(chǎn)生的高氧化物質(zhì)，抑制幼蟲產(chǎn)生變態(tài)激素，從而達(dá)到消滅蟲蠅的效果。

（5）加熱水可反復(fù)循環(huán)利用，反應(yīng)產(chǎn)物可同時(shí)作為發(fā)酵菌劑，能減少微生物菌劑投加量。處理周期短，產(chǎn)物無異味，處理過程環(huán)境污染性小。

（6）產(chǎn)出物既可以作為一種土壤增效劑，降解化肥、溶解土壤中被固化的營成分，增加土壤中有效養(yǎng)分的含量；還可作為土壤修復(fù)劑，抑制和殺死土壤中的病原菌，有效地控制和預(yù)防農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生；同時(shí)由于產(chǎn)出物具有較高的腐殖質(zhì)含量和肥效，還可以作為種植土原輔料代替其中泥炭及有機(jī)肥成分。

5.結(jié)語

篇10

關(guān)鍵詞：電鍍污泥；危害；重金屬；固化穩(wěn)定化；生物技術(shù)

Abstract: Electroplating sludge containing high chromium, cadmium, zinc and other heavy metals, to the pollution of the environment, at home and abroad in recent years on electroplating sludge treatment technology of solidification stabilization technology, a landfill and stacking, heavy metals, recycling technology. The main processing technology undertook an analysis, think biology technology will make the future treatment of electroplating sludge within the field of an important research direction.

Keywords: Electroplating sludge; harm; heavy metal; solidification stabilization; Biotechnology

中圖分類號(hào)： V261.93+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

電鍍污泥是指電鍍行業(yè)中廢水處理后產(chǎn)生的含重金屬污泥廢棄物，被列入國家危險(xiǎn)廢物名單中的第十七類危險(xiǎn)廢物。作為電鍍廢水的“終態(tài)物”，雖然其量比廢水要少得多，但由于廢水中的銅、鎳、鉻、鋅、鐵等重金屬都轉(zhuǎn)移到污泥中，電鍍污泥對(duì)環(huán)境的危害要比電鍍廢水嚴(yán)重。如果對(duì)這種危害性極大的電鍍污泥不作任何處置，其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞是不言而喻的，另一方面，如果對(duì)電鍍污泥中品位極高的重金屬物質(zhì)不加以回收利用，也意味著資源的巨大浪費(fèi)。因此，對(duì)電鍍重金屬污泥進(jìn)行無害化處置和資源化綜合利用具有重大意義。

1 來源

電鍍生產(chǎn)工藝如下圖

在整個(gè)電鍍生產(chǎn)過程中，在清洗過程中產(chǎn)生大量廢水，去油除銹產(chǎn)生大量酸堿廢水，電鍍后的清洗廢水中含有金屬元素如：銅、鉻、鎳、鋅、鎘和有機(jī)金屬光亮劑等。

電鍍廢水處理工藝主要采用化學(xué)法，而此辦法處理電鍍廢水后形成許多的沉淀物，統(tǒng)稱為電鍍污泥。由于電鍍廢水自身含有Cr、Zn、Cu、Ni等重金屬離子，在處理過程中又加入NaClO、Na2S、FeSO4、NaOH、Ca(OH)2等各種化學(xué)藥劑，因此電鍍污泥的成分十分復(fù)雜。

2 危害

電鍍污泥是一種廢渣，屬于危險(xiǎn)廢物，因此，必須按照國家有關(guān)危險(xiǎn)廢物管理辦法，進(jìn)行妥善處置，否則將造成二次污染。電鍍廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥含有有害重金屬，它具有易積累、不穩(wěn)定、易流失等特點(diǎn)，如不加以妥善處理，任意堆放，其直接后果是污泥中的銅、鎳、鋅、鉻等這些重金屬在雨水淋溶作用下．將沿著污泥一土壤一農(nóng)作物一人體的路徑遷移，并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染，危及生物鏈和人體健康，造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞。

3 電鍍污泥處置技術(shù)

盡管污泥的總量比廢水小，但要處理好污泥卻比處理廢水還困難難。針對(duì)電鍍污泥的特點(diǎn)及其危害性．從環(huán)境污染防治和資源循環(huán)利用的角度考慮，電鍍污泥的處理有以下兩個(gè)原則：一是經(jīng)過處理后，污泥不會(huì)引起二次污染，即無害化處置；二是對(duì)污泥中的重金屬資源進(jìn)行綜合回收，即資源化利用。

3.1 固化穩(wěn)定化技術(shù)

固化過程是利用添加劑改變廢物的工程特性（例如滲透性、可壓縮性和強(qiáng)度等）的過程，主要包括：水泥固化、石灰固化、熱塑性固化、熔融固化、自膠結(jié)固化。常用的固化劑有水泥、瀝青、玻璃、石灰和熱塑料物質(zhì)等。其中水泥固化[1]是最常用的固化技術(shù)，水泥固化具有對(duì)電鍍污泥等重金屬廢物處理十分有效、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、原料廉價(jià)易得，操作簡(jiǎn)單，固化體穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但它也存在占地面積大。固化體內(nèi)重金屬不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。針對(duì)這一問題，近年來提出了用高效穩(wěn)定劑進(jìn)行無害化處理的概念[2]。

3.2 填埋和堆放

填海曾經(jīng)是電鍍污泥處置的一條途徑[3],但為了保護(hù)海洋，美國和歐美都相繼禁止了固體廢物填海處置，因此目前電鍍污泥等固體廢物的主要處置辦法為安全填埋。電鍍污泥的主要污染成分Cr(OH)3，當(dāng)暴露于空氣中，能在堿性條件下，被空氣中的O2氧化，使Cr3+可逆性轉(zhuǎn)變成Cr6+，電鍍污泥若不加處理而任意堆放填埋，受到風(fēng)吹雨淋，會(huì)致使污染擴(kuò)散，給環(huán)境帶來更加嚴(yán)重的后果。

3.3 回收電鍍污泥中的重金屬

在電鍍污泥中回收重金屬的方法主要有[4-6]：浸出-沉淀法、電解法、熔煉法、氫還原分離法等。

浸出-沉淀法主要有酸浸和氨浸兩種工藝。酸浸法的主要特點(diǎn)是對(duì)銅、鋅、鎳等有價(jià)金屬有較好的浸出效果，但對(duì)雜質(zhì)的選擇性較低；氨浸法則對(duì)鉻、鐵等雜質(zhì)有較高的選擇性，但對(duì)銅、鋅、鎳的浸出率較低。目前國內(nèi)外主要采用氨浸。氨浸法主要利用在弱酸條件下NH3-(NH4)2SO4體系中金屬元素生產(chǎn)的不同的產(chǎn)物將其分離[7]。采用氨絡(luò)合分組浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶劑萃取-金屬鹽結(jié)晶回收工藝，可從電鍍污泥中回收絕大部分有價(jià)金屬，銅、鋅、鎳、鉻、鐵的總回收率分別大于93%，91%，88%，98%，99%[8]。

電解法主要針對(duì)含F(xiàn)e(OH)3和Cr(OH)3組分的污泥，武漢冶煉廠將一定量的水和H2SO4加入到污泥中，沸騰后靜止、過濾，濾液移至冷卻槽，在濾液中加入1~2.5倍的硫酸銨，生成Cr2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根據(jù)鉻礬和鐵礬溶解度的不同而達(dá)到鉻、鐵的分離，可回收90%以上的鉻。

熔煉法主要以回收電鍍污泥中的銅、鎳為目的[9]，以煤炭、焦炭為燃料和還原物，輔料有鐵礦石、銅礦石、石灰石等。熔煉以銅為主的污泥，爐溫在1300℃以上；熔煉以鎳為主的污泥，爐溫在1455℃以上。

3.4 材料化技術(shù)

電鍍污泥的材料化技術(shù)是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產(chǎn)建筑材料，制作肥料，或者其它材料的過程。

燒磚法是真正能夠大量消納污泥的電鍍污泥處置和利用方法。龍軍等人[10]將電鍍污泥與黏土按一定比例制成紅磚和青磚并對(duì)樣品進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明青磚浸出液中午Cr6+檢出，是安全可行的，但要采用合適的配比，否則其它金屬的濃度可能超過國家標(biāo)準(zhǔn)。

含鋅、銅的氫氧化物污泥可以加工制成鋅、銅復(fù)合肥[11].研究表明，鋅、銅復(fù)合肥能促進(jìn)早稻的前期生長，而且能夠提高水稻葉片中葉綠素含量，對(duì)減輕早稻僵苗，有明顯作用。

4 分析與展望

電鍍污泥的成分和性質(zhì)十分復(fù)雜，其有效處理一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，目前通行的固化污泥的做法，存在著再次污染環(huán)境的危險(xiǎn)。因此，開發(fā)適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的電鍍污泥處理方法是迫切的，而電鍍污泥資源化利用是進(jìn)展最為迅速的。其中生物技術(shù)在環(huán)境污染治理方面已顯現(xiàn)強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，生物方法將為電鍍污泥處理提供新的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙由才等.危險(xiǎn)廢物處理技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[3]王偉等.我國的固體廢物處理處置現(xiàn)狀與發(fā)展[J].環(huán)境工程，2003,21（4）:44~47

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[8]祝萬鵬，楊志華，李力佟.溶劑萃取法提取電鍍污泥浸出液中的銅[J].環(huán)境污染于防治，1996,18（4）：12~15

[9]李紅藝，劉偉京，陳勇.電鍍污泥中銅和鎳的回收和資源化技術(shù)[J].中國資源綜合利用，2005，3（12）：7~10

[10]賈金平等.富鐵電鍍污泥合成磁性探傷粉的研究[J].上海環(huán)境科學(xué)，1996,15（4）：31~33

[11]張錫明.淺談電鍍污泥的金屬回收和無害化處理[J].資源節(jié)約和綜合利用，1990，（3）：41~44

作者簡(jiǎn)介：