生物质气化发电技术范文

【关键词】生物质发电技术；直燃发电；经济效益

随着我国经济的不断发展，对于能源的需要更为强烈，然而，中国这种粗放型经济增长方式，能源制约着经济的发展。可再生资源的不断开发和发展是发展的趋势，也是我国亟待需要发展的项目。生物质发电技术是其中较为突出的可再生资源的技术方式，被认为是21世纪最具有价值的绿色可再生能源之一。根据我国《可再生能源中长期发展规划纲要》（2006～2022），到2022年我国生物质发电机组装机容量达到30000MW，生物质成型燃料5000万吨，将生物质秸秆发电和秸秆成型燃料确定为秸秆能源利用重点技术[1]。

在现在生物质发电技术主要有直燃发电，气化发电，沼气发电和混合燃烧发电四中类型，其中直燃发电的运用最为普遍，也最符合我国的实际情况。利用生物质直接燃烧发电技术建设大型直燃并网发电厂，单机容量达10～25MW，可以将热效益提高到90%以上，可以通过有效措施提高其利用率[2]。然而，现阶段生物质发电中的直燃发电技术发展还不完善，对于其的设计还存在很多的不完善的地方，从而影响其效益的发挥。另外，用于生物质燃烧的锅炉以及燃料输送系统的技术和设备都产自外国，这严重制约了我国生物质技术的发展。所以，对于直燃发电技术的发电工程进行分析和合理的设计对于提高其利用率具有非常重要的意义。

1生物质直燃发电过程及设备

生物质发电技术在中国的发展才刚刚起步，其发展也在一定程度上受制于外国，要在现有的基础上提高生物质发电的能力，就要从生物质直燃发电的过程和相应设备的选择上进行分析，从而优化设计，提高直燃发电的效率[3]。

1.1生物质直燃发电过程

生物质直燃发电技术是直接将秸秆等生物质原料以一定的形式放入锅炉中，在锅炉中进行燃烧，将其燃烧所产生的高温，高压蒸汽推动蒸汽轮机做功，最后带动发电机的运转，实现生物能到电能的转化[4]。

1.2直燃发电技术设备

生物质直燃发电设备的合理选择对于利用率的提高也是具有非常重要意义，还具有一定的经济效益。为了充分利用国家鼓励生物质发电的政策，充分利用资源，提高能源综合利用率，因此，提高生物质发电项目的主蒸汽参数，从而提高发电量和发电效益，就成为了生物质发电项目的必然选择。

目前，国内已经有与130t/h和75t/h高温高压秸秆锅炉配套的汽轮发电机产品，汽轮机进汽量最大限度地与锅炉蒸发量匹配，满足生物质发电项目多发电的要求，并且汽轮机制造技术十分成熟[5]，汽轮机单机容量的选择不是影响装机方案选择的主要因素，影响装机方案选择的主要因素是锅炉容量的选择。在选择设备时要根据当地的热负荷计算来具体的选择，要满足一定的热平衡。

2直燃发电系统的优化

生物质直燃发电技术系统主要是由燃烧系统，热力系统构成。其中燃烧系统包含给料系统，烟风系统，点火油及助燃油系统，空压机系统；热力系统主要是包含主蒸汽系统，除氧给水系统，生水系统，工业水系统，凝结水系统，压缩空气系统，供热系统。要提高生物质直燃发电的效益，增加利用率就要从各个部分进行分析控制，根据能量守恒的原理，严格控制各部分能量的损失，就可以提高相应的利用率，将直燃发电技术发挥到极致。

2.1燃烧系统优化

在燃烧过程中通过改变燃烧接触面积和燃烧的条件可以优化燃烧的程度，提高燃烧效率，从而优化设计。

2.1.1给料系统优化

由于生物质原料各有不同，不同的原料燃烧的条件也不一样，所以之前一定要将原料进行分类。再由打包机打成1.5×1.3×1.2原料包由汽车运到电厂，存放于位于炉前的秸秆存储库中。原料包从原料存储库通过链式输送带传递到立式螺杆机上（标高约11.80米），通过螺杆的旋转给料机将扯碎后的秸秆送入炉膛燃烧。扯碎燃烧增加了与氧气的接触面积，从而增加了燃烧的效率。

2.1.2烟风系统优化

良好的通风系统可以增加氧气的浓度，从而提高燃烧率，优化采用平衡通风系统。由一台100%容量的送风机和空预器组成。为防止烟气腐蚀性，烟气将不通过空预器。空气的预热由给水加热实现预热后的空气通过炉膛下部（炉排上部）进入炉膛。锅炉燃烧需要空气量的另一部分通过振动炉排进入锅炉。经炉膛燃烧后产生的高温烟气和飞灰，流过过热器和省煤器，由引风机将烟气吸入布袋除尘器净化，最后经烟囱排向大气。

2.2热力系统优化

在热力系统中主要是做到降低能耗就能有效的提高利用效率，其主要体现在主蒸汽系统。主蒸汽管道将采用切换母管制，设一条单母管，锅炉蒸汽至汽机或母管可切换运行，并为预留锅炉预留接口条件。根据具体的情况开切换切口，提高效益。

3结语

生物质发电技术中，直燃发电技术较为成熟，并且有规模大，效益高的特点，但是小型直燃发电效率就相对比较低，前期的投资也相对较大，为了提高经济效益和研究发展中国的生物质能源的开发，研究分析生物质发电原理和过程是非常必要的，然而，对于直燃发电的分析研究是最为直观有效的。通过对直燃发电过程的分析和对设备原理分析，对其进行合理的设计和相应的技术改造，从而优化直燃发电技术，提高直燃发电的利用效率，这对绿色能源的运用和发展有着重要的作用。

【参考文献】

[1]王惠文，石艳杰，李红莉，等.生物质发电的节能减排效果分析[J].电网技术，2007，31（增刊2）：344-346.

[2]杨永平，等.生物质发电技术[M].北京：中国水利水电出版社，2007.

[3]吴创之，周肇秋，马隆之，等.生物质发电技术分析比较[J].可再生资源，2008.

生物质气化发电技术范文

质谱技术因其灵敏度高、特异性好、响应速度快的优点在现代众多分析检测技术中备受瞩目，自始于20世纪初发展以来，质谱技术在不断的创新中取得了完善和成熟。其发展主要有两方面：离子化技术和质量分析器，较为突出的就是软电离离子化技术的兴起和发展。相对于电子轰击，由于离子化条件较温和因而被称为软电离，主要包括化学电离（CI）、大气压化学电离（APCI）、激光解吸电离（LDI）、单光子离子化（SPI）、电喷雾离子化（ESI）和基质辅助激光解吸／电离（MALDI）等。软电离特点是所需离子化能量少、碎片少，因而分子离子峰和加合物峰较为明显，在结合质谱如飞行时间、四极杆质量分析器、离子阱、傅里叶变换离子回旋共振（FT－ICR）等技术分析时，分子离子峰和加合物离子峰通常被作为特征离子峰用于化合物的定性定量分析，从而大大提高方法的检测灵敏度和选择性。因此，软电离质谱技术在当前多个分析领域扮有重要角色，而串联质谱技术的应用也使得软电离质谱技术在对复杂样品中痕量成分的分析中体现出了高灵敏度和高选择性优势，使定性定量分析更为准确、可靠，在食品、医药、环境等多个领域得到了广泛的应用［1］。

本文综述了软电离质谱技术原理、特点和应用领域，以及软电离质谱技术在烟草及烟气中有害成分测定、实时在线卷烟烟气测定、致香物质的分离与鉴定、农残测定等方面的应用。

1化学电离质谱

化学电离质谱（CI－MS）［2］是引入一定压力的反应气进入离子化室，反应气在具有一定能量的电子流的作用下电离或者裂解。生成的离子与反应气进一步发生反应或与样品分子发生离子分子反应，通过质子交换使样品分子电离。

化学电离作为一种软电离技术，离子化所需能量较少，碎片较少，因而质子化峰和复合物峰较为明显。在化学电离质谱中，电离过程是通过反应气产生的反应离子与样品分子之间的离子－分子反应实现的，其反应种类主要有质子转移反应、电荷交换反应、氢负离子转移反应和加合与缔合反应。常用的反应气有甲烷、异丁烷和氨气，但有时为了特殊的分析目的，如不饱和化合物的双键位置的确定、几何异构体的区分、对映异构体的区分甚至手性化合物绝对构型的确定等，在化学电离质谱中需采用跟目标物有特殊的加合反应的反应气。因此，反应试剂的选择可以使化学电离独特优势得以充分体现［3］。

由于反应试剂和样品分子之间的质子亲和势差异，化学电离相对轰击电离源（EI）有较高的选择性，而且CI－MS相对于EI－MS有较高的灵敏度和重复性，因此，自1966年Munson等［4］正式引入化学电离技术后，化学电离质谱技术和电子轰击电离质谱相比，具有碎片离子少、分子离子峰和复合物峰较为明显、选择性高等优点在有机化合物结构分析、气相中离子分子反应、石油化工、农残测定等分析化学领域得到了推广和应用，使其成为一种应用较为广泛的分析技术。

在烟草化学分析领域中，Einolf等［5］最早使用氨气作为反应气，采用直接化学电离质谱技术测定了烟叶中的蔗糖酯，无需净化步骤，显示了较高的灵敏度和选择性。可能由于化学电离属于软电离，对复杂基质分析受灵敏度的限制，因而在烟草分析中未得到广泛应用，直到2006年，一种混合化学电离离子源（HCI）的出现，提高了化学电离质谱技术的灵敏度和选择性［6］，该离子源主要使用了反应试剂离子由反应试剂通过外源电子轰击离子化产生，然后被引入到离子阱里和由色谱分离并通过传输线进入离子阱的被分析物发生离子－分子反应，从而使被分析物离子化，生成准分子离子和加合物离子。与传统的化学电离相比，该离子化方式避免了反应试剂和中性气体的离子－分子反应，从而降低了背景的噪声影响，提高了灵敏度。因而Zhang等［7］首次使用该离子源发展和建立一种选择性测定烟草吡啶类生物碱方法，即由全氟三丁胺（PFTBA）作为反应试剂的GC－正化学电离源（PCI）－MS方法。

PFTBA反应试剂的选择性主要体现为在气相中通过和吡啶或含有吡啶基官能团的化合物离子－分子形成加合物的特征离子：［M＋69］＋，［M＋131］＋和［M＋264］＋。反应通过优化PCI的条件，PFTBA－PCI在选择离子模式下对烟草中6种生物碱进行定量分析，显示了很好的选择性、重复性和灵敏度。该方法将是测定烟草生物碱一种新的选择，同时也可用于其他基质中含有吡啶基官能团的化合物的测定。

2电喷雾质谱

电喷雾质谱（ESI－MS）是20世纪发展起来的一种重要的软电离质谱技术。其原理是在输送样品溶液的毛细管出口端与对应电极之间施加数千伏的高电压，在毛细管出口可形成圆锥状的液体锥。由于强电场的作用，引发正、负离子的分离，从而生成带高电荷的液滴。在加热气体（干燥气体）的作用下，液滴中的溶剂被气化，随着液滴体积逐渐缩小，液滴的电荷密度超过表面张力极限（雷利极限），引起液滴自发的分裂，亦可称为"库仑爆炸"。分裂的带电液滴随着溶剂的进一步变小，最终导致离子从带电液滴中蒸发出来，产生单电荷或多电荷离子［8］。由该电离方式能产生多电荷离子，增加了分析的质量范围，既可用于小分子物质的分析，又可用于大分子物质如多肽、蛋白和糖类等的分析。

当前，电喷雾质谱技术在烟草领域的应用主要集中在烟叶和卷烟烟气中有害成分的分析、农残、致香物质的鉴定等方面。

2．1有害成分分析方面

Wagner等［9］建立了同位素稀释液相色谱－电喷雾串联质谱定量分析卷烟主流烟气中4种烟草特有亚硝胺（TSNA）的方法，和传统的方法相比，显示了较高的灵敏度。Wu等［10］将这一方法进行了改进，以4种同位素内标取代了之前2种同位素内标，有效减小基质影响，提高了分析精确度和回收率。Saha等［11］采用液相色谱－电喷雾串联质谱快速同时测定卷烟主流烟气中6种致癌芳香胺类化合物，检出限为0．04～0．59ng•支－1。Saha等［12］还采用固相萃取液相色谱－电喷雾串联质谱测定了卷烟主流烟气中吡啶、2－甲基吡啶、4－甲基吡啶和喹啉，检出限为1．74～14．32ng•支－1，相对标准偏差（RSD）小于9％。Geardi等［13］以3－cyanoproxyl（3－CNP）自由基作为诱捕剂涂在剑桥滤片上，用液相色谱－串联质谱法（LC－MS／MS）结合前体离子监测（PIM）、选定的反应监测（SRM）、选择的离子监测（SIM）等检测模式探测卷烟烟气中碳核自由基，从烟气中发现了甲酸基、巴豆酰基、丙烯醛、氨基羰基和苯胺羰基自由基。LeFaouder等［14］还利用nanoLC－nanoESIFT－ICRMS／MS成功地鉴定和定量了卷烟烟气中的自由基（CN•和CH3•等）。严莉红等［15］还采用负离子模式电喷雾LC－MS／MS定量分析侧流烟气中8种挥发性羰基化合物，8种羰基化合物测定值的RSD在6％以下，检出限均小于2．8ng•支－1，回收率在87．2％～104．7％之间。与以往的分析方法相比，该方法具有更高的选择性，灵敏度也明显提高。

2．2农残的分析方面

Liu等［16］使用高效液相色谱－紫外检测－电喷雾质谱联用法同时测定了烟草中二甲戊乐灵、异丙乐灵和丁乐灵3种除草剂的残留，定量限分别为0．05，0．08，0．06mg•kg－1，回收率在77．5％～91．8％之间。Mayer－Helm等［17］使用高效液相色谱－电喷雾串联质谱法在多反应监测模式下定量分析了烟草中18种氨基甲酸酯农残，该方法回收率在80％～110％之间，RSD小于30％，定量限在0．01～0．2mg•L－1范围内。Mayer－Helm等［18］还采用反相高效液相色谱－电喷雾串联质谱法同时测定烟叶中52种杀虫剂，通过流动相添加剂的选择来提高检测灵敏度和精确度，回收率在70％～120％之间，定量限为10ng•g－1。廖雅桦等［19］采用凝胶渗透色谱净化－液相色谱－电喷雾串联质谱法测定了烟草中3种抑芽剂残留，平均回收率在86．2％～108．4％之间，3种抑芽剂的RSD为1．1％～7．5％，检出限为0．01～0．06μg•kg－1。Hu等［20］建立了快速的前处理步骤，烟草中15种有机磷农残用液相色谱－电喷雾串联质谱法测定，检出限为2．58～11．54μg•kg－1，RSD小于9％。王骏等［21］用乙酸－乙腈提取，基质固相萃取净化，UPLC－MS／MS法测定了31个烤烟烟叶样品中啶虫脒和吡虫啉残留量，吡虫啉和啶虫脒检出限均为0．01mg•kg－1，啶虫脒的回收率在91．6％～102．5％之间，RSD为3．59％～4．52％；吡虫啉回收率在90．1％～102．1％之间，RSD为3．85％～4．47％。

2．3致香物质分析方面

Li等［22－23］采用液相色谱－电喷雾离子阱多级质谱法，无需繁琐的衍生和皂化步骤，使用蔗糖八乙酸酯作为内标，建立了香料烟中蔗糖酯快速高灵敏度定量方法，检出限、定量限分别为1．2，3．9μg•g－1，回收率在95％～97％之间。Li等［24］还将正相液相色谱分离结合反相液相色谱－电喷雾质谱应用于香料烟烟叶表皮极性化合物分析鉴定，结果83种化合物被测出含有43种质体色素类化合物、15种赖百当类、20种蔗糖酯和3种葡萄糖酯。吴新华等［25］采用超高效液相色谱－电喷雾串联质谱法在多反应监测（MRM）模式下并结合气相色谱－质谱法的标准谱库检索分离鉴定了烟草中5种主要的糖苷类香味前体物质，为应用液相色谱－质谱分析缺乏标准样品的糖苷类香味前体物质奠定了基础。吴新华等［26］还采用超高效液相色谱－电喷雾串联四极杆质谱在多反应离子监测（MRM）模式下，借助中性丢失方法，确定了熊果苷、香豆酸－葡萄糖苷、香豆素奎尼酸、新绿原酸、绿原酸、葡萄糖基阿魏酸、3－氧化紫罗兰醇葡萄糖苷等7种致香型物质。朱瑞芝等［27］建立了同时测定烟叶中苯甲酸、邻苯二甲酸、4－香豆酸、咖啡酸和阿魏酸5种酸的超高效液相色谱－串联四极杆线性离子阱质谱法，本方法用于实际样品的检测，具有快速、准确及灵敏度高的特点，RSD在0．52％～4．9％之间，回收率在93．3％～104．7％之间、检出限为0．05～1μg•L－1。Wang等［28］使用液相色谱－电喷雾串联质谱，建立简单有效的烟草中3种主要Amadori致香化合物的定性定量方法，为烟草中致香物质Amadori化合物的分析提供了一种有效的分析方法。黄翼飞等［29］采用液相色谱－电喷雾离子阱串联质谱同时测定了烟草中20种游离氨基酸，该方法前处理简单，无需进行衍生和固相萃取等其他前处理步骤，20种氨基酸的检出限（3S／N）为0．01～0．05μmol•L－1，峰面积测定值的RSD为0．78％～4．93％，因其高的分析效率、灵敏度和选择性，已成功应用于多种烟草样品中氨基酸的测定。

3大气压化学电离质谱

大气压化学电离（APCI）是指在大气压环境下，溶剂和样品流过进样器，在进样器内有一加热器使溶剂和样品加热气化，产生的气态分子被由电晕针产生的电子流所电离，使溶剂离子化，溶剂离子再与样品分子发生分子－离子反应，使样品离子化并引入质量分析器检测。这个过程和传统的化学电离很类似，所不同的是传统的化学电离是在真空下电子轰击溶剂使之电离，而大气压化学电离是在常压下靠放电针电晕放电使溶剂电离。大气压化学电离对相对分子质量不大的弱极性化合物的定性、定量比较准确，采用这种离子源进行的分析不易形成多电荷分子碎片，谱图较简单，与电喷雾相比，它的优点是流动相的适用范围更广［1］。因而，大气压化学电离质谱比较适合易挥发、热稳定、低极性和半极性的小分子化合物的定性定量分析、药物动力学研究等［30］。Zurek等［31］借助N－甲基－4－肼－7－硝基苯并呋喃衍生化，用液相色谱－大气压化学电离质谱内标法测定卷烟烟气中乙醛等羰基化合物，其结果与紫外－可见光检测器测定结果一致。Pang等［32］用高效液相色谱－大气压化学电离质谱测定和表征烟叶中糖苷类化合物，MS／MS、MS3和光电二级管阵列检测器被用于糖苷类化合物的表征和鉴定，对检测出的12种糖苷类中的4种进行了定量分析。黄翼飞等［33］采用液相色谱－质谱法，将烟草样品用甲醇振荡提取30min，无需进行其它前处理，然后使用C18柱快速分离，用不带碰撞能量的二级质谱全扫描选择定量离子m／z613．6，测定了烟草中的茄尼醇，检出限为0．4μg•L－1，RSD为1．1％。王海艳等［34］采用MCX阳离子柱固相萃取净化、大气压电离模式下液相色谱串联四极杆质谱测定了8种卷烟样品主、侧流烟气中8种杂环胺的含量，该方法的检出限为0．042～2．8ng•支－1，回收率在68％～108％之间，RSD为1．6％～8．8％。Ishida等［35］采用液相色谱－光电二极管阵列检测器和大气压化学电离质谱测定了烟叶中叶绿素的代谢物，包括羟基脱镁叶绿素、茄尼基脱镁叶绿（甲酯－）酸和羟基茄尼基脱镁叶绿（甲酯－）酸被分离鉴定。Enos等［36］采用2，4－二硝基苯肼作为乙醇醛衍生化试剂，无需传统方法净化步骤，使用液相色谱－大气压化学电离串联质谱法测定卷烟主流烟气中的乙醇醛，检出限为50ng•支－1。Glazier等［37］使用液相色谱－大气压化学电离串联质谱法测定卷烟主流烟气中的香豆素，检出限为11ng•支－1。Cotte等［38］使用APCI－MS在SIM模式下实时检测卷烟烟气中香味成分的释放和持久性，显示了较高的灵敏度。

4激光解吸电离质谱

激光解吸离子化［39］是采用光子轰击样品电离，属于粒子诱导离子。开始于80年代，作为傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT－ICRMS）和飞行时间质谱（TOF－MS）的离子化方式，已成功地用于对无机物、合成聚合物以及低相对分子质量生物分子的分析，成为分析非挥发性有机物的重要方法之一。由于该离子化方式的缺点在于分子离子的软解吸依赖于相对分子质量的大小，从而限制了热不稳定大分子的离子化［40－41］。1988年，Karas等［42］发展和建立了基质辅助激光解吸离子化（MALDI）技术，即将溶于适当基质的样品涂布在金属靶上，用高强度的紫外或红外脉冲激光照射可实现样品的离子化。该技术克服了直接用激光解吸离子化的缺陷，为分析非挥发性、热不稳定、高质量数的大分子提供理想的离子化方法。Carré等［43］成功地将激光解吸离子化傅里叶变换离子回旋质谱（LDI－FT－ICRMS）用于卷烟烟气的表征，检出了无机硝酸盐和硫酸盐，烟碱以及相关的生物碱，烟草特有亚硝胺，稠环芳烃，多氧取代化合物并通过质量的高分辨率和精确质量测定确定了质荷比小于250的化合物分子式。Sun等［44］使用顶空液相微萃取结合基质辅助激光解吸离子化－傅里叶变换质谱（MALDI－FT－MS）通过精确质量测定检测鉴定出了25种烟叶中含氮化合物，该方法快速、灵敏，并具有用于高通量分析自动化的潜力，为复杂样品中痕量挥发性有机物的分析提供了一种替代方法。Xie等［45］使用顶空液相微萃取结合基质辅助激光解吸离子化－傅里叶变换质谱（MALDI－FTMS）定量测定单口卷烟主流烟气中的烟碱含量，获得了较好的重复性（RSD＜9％）。Xie等［46］又采用单滴衍生萃取结合MALDI－FT－ICRMS用于测定单口主流烟气中的小分子醛类化合物，二苯胺和2，5－二羟基苯甲酸（DHB）的混合物作为萃取液滴，并定量测定了单口主流烟气中的甲醛和丙烯醛，检出限分别为40，60fmol•L－1，RSD为7．3％。Schramm等［47］使用激光解吸离子化傅里叶变换离子回旋共振质谱研究了卷烟主流（MSS）和侧流烟气（SSS）的粒相物。通过高分辨率和精确质量测定可检测到m／z150～500范围内每个信号的分子式。通过对检测到的质谱图提取信息和数据分析，建立了Ken－drick和VanKrevelen图表并通过图表可以用来分析卷烟烟气的差异：不同卷烟的MSS间的差异和同一支卷烟MSS和SSS的差异。

5单光子电离质谱

单光子电离质谱（SPI－MS）是一种近年来兴起的软电离质谱技术，它主要是利用大部分原子和分子的电离能都处在真空紫外（VUV）光波段的能量范围内的原理，以单个VUV光子实现对分析物分子的电离［48］。由于真空紫外光源的光子能量一般大于常见分析物分子的电离势，而且小于空气组分和常用溶剂的电离势，因此，选择合适的波长就可选择性的电离待测物，减少基体物质的干扰［49］。故而，采用单光子电离质谱进行样品分析时，无需复杂的样品处理过程，即可实现较高的检测灵敏度。目前，这一电离方式主要与飞行时间质量分析器结合组成质谱仪用于分析。这一技术在烟草分析方面的应用研究主要集中在卷烟烟气的在线分析上。Adam等［50］将单光子电离（SPI）－时光质谱（TOFMS）的激光技术用于对主流烟气逐口分析。通过将SPI－TOFMS与经改造后的单通道吸烟机结合实现了卷烟抽吸过程中单口烟气在线实时分析。Adam等［51］还基于单光子电离（SPI）－飞行时间质谱（TOFMS）的激光技术对主流烟气（MS）进行逐口烟气分析，成功地定量了逐口烟气中一氧化氮、乙醛、丁二烯、丙酮、异戊二烯、甲苯、乙苯和二甲苯等8种挥发性有害成分。Mühlberger等［52］则将脉冲电子束抽运准分子真空紫外灯用作单光子电离光源，用于在线实时监测卷烟主流烟气中的脂肪族和芳香族化合物，检出限小于50μg•L－1。Hertz等［53］研究设计了一根不锈钢针尖的微探针，采用该微探针结合SPI－TOFMS实现了对燃烧卷烟内部的半挥发性芳香类、脂肪类（1，3－丁二烯、橡胶基质、丙酮和乙醛）以及烟碱等在线即时分析。

生物质气化发电技术范文篇3

关键词生物质；能源；环境

中图分类号TK6文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)101-0225-01

社会的经济发展进步离不开能源，能源就像是一台发动机，推动着社会的经济发展，提高着广大人民群众的生活水平。伴随全球经济的迅速发展，人类对能源的需要也在迅速增长，能源危机问题也会越来越严重，甚至会影响到人类的正常生活。此外，化石燃料的燃烧还会生成大量的温室气体从而造成温室效应，其他燃烧产物也会漂浮在空气中发生各种物理化学变化，不仅会对大气造成污染，还会影响人体健康。所以，不管是从能源的可持续发展还是从保护环境的角度来看，找到合适的能源来代替化石燃料，已经成为全人类需要解决的重大问题。

1生物质能利用概述

生物质能是人类最早使用的能源，一直以来都被人类用作生活燃料。最早利用生物质能的方式是直接燃烧，这种生物质能利用方式到现在仍被广泛采用。但是，随着工业的发展，化石燃料大量投入使用，由于其能量集中，生物能现在已经基本被化石燃料取代。就整个现代化国家来说，生物质能在所有正在利用的能源中所占的比例小于3％。由于社会、经济原因，许多发展中国家在能源利用方面存在着对生物质资源的严重矛盾：使用过度和供应不足同时存在。

1987年，全世界消耗的的一次能源约有12.5％为生物质能源。以生物质为能量来源，经济性是很重要的一个原因，另外还有环境保护的原因。生物质能源转化装置有的组装起来很简单，而且费用低廉，小规模使用效果很好。生物质能源是生长在土壤中的，不需进口，若能对生物质能源规模化利用，那么为规模化利用提供原料的农、林相关产业还会得到很好的发展，也不失为经济发展的好机遇。从环境保护的角度来讲，燃烧生物质能源所产生的污染物较少，更有利于经济和社会的可持续发展。此外，对生物质资源的商业性开发利用还可以解决固体废物的处置问题。

2世界各国（地区）生物质能应用现状与前景

2.1国外生物质能应用现状及前景分析

2.1.1美国

总体而言，在生物质能的开发利用方面，美国的科技水平处于世界领先的位置。美国比发展中国家更早提出绿色电力的概念，自1979年就应用生物质直燃技术发电，那时候总装机容量就超过了10000MW，单机容量达10MW～25MW。据有关媒体报道，美国目前有380多家生物质发电厂，主要建设在造纸厂和木材厂周边，这些工厂大部分地处偏僻，但是能提供近十万个工作

岗位。

2.1.2欧洲

欧洲森林资源丰富，大部分欧洲国家的生物质资源开发都是从利用木材为主的，其起步较我国早，而且政府重视程度高，市场化较强，并且有大企业带动整个产业的发展。生物质能的主要利用使用方式有燃烧供暖、发电和转化为生物柴油等三种，在这三种中，以供暖最为主要。

芬兰的生物质资源利用方法主要是建立燃烧站，小规模的燃烧站供热，大规模的燃烧站则热电联产，生物质能源占全国年能源总消耗量的百分之二十。

瑞典主要利用木材开发热电联产产业，其工艺技术水平世界领先。最为典型的是瑞典的热电联产产业市场化运作能力很强，燃料市场非常活跃。

丹麦在生物质能源的利用上主要采用生物质直燃发电技术，在这方面取得了很大的成绩。丹麦的BWE公司在秸秆燃烧发电技术方面率先研究开发出了可行性方案，如今在仍处于世界上秸秆燃烧发电技术的最高水平。

德国在生物质柴油方面不仅技术成熟，而且得到政府扶持，是生物柴油的最大生产国。目前，德国拥有1兆瓦以上的生物质电厂350家，有数十万家庭使用的供暖器、发电机是以生物质直燃技术为基础的。到2030年，德国的能量消耗有17.4％来自生物质能。

2.1.3巴西

巴西是世界上最大的燃料乙醇的生产和消费大国。巴西主要用甘蔗来制造乙醇，巴西每年生产的甘蔗中，有约50%用于燃料乙醇的生产。生产出来的燃料乙醇，有约50%掺入汽油中使用，另外50%则作用于直接替代汽油燃料。巴西不仅是世界上最大的乙醇生产和消费大国，也是世界上最大的乙醇出口国，巴西生产的乙醇有百分之十五用于出口，主要出口市场为美国。

2.1.4印度

印度很早就开始使用沼气，早在1897年就有使用沼气照明的技术存在。印度在l975年开始就启动了国家沼气开发计划，截止到2008年在农村地区建成了沼气池450多万座，许多农村家庭没有通电，此举为数十万家庭提供了炊事燃料，同时还解决了照明问题。

2.2我国生物质能应用现状及前景分析

生物质能利用技术在我国很早时候就有了，比如利用造纸厂、制糖厂的废料发电，还有最近几年开展的垃圾发电技术。但是生物质发电的商业化和规模化应用水平，比起欧美等发达国家还有明显不足。

中国科学院广州能源研究所在生物质能源的利用上做过很多研究，他们承担了“1MW生物质气化发电系统”项目的研究开发，是国家“九五”重点科技攻关项目，此项研究的成套装置己经正式投入商业化运营，产品一度出口到泰国、缅甸等国家。这标志着我国的生物质能气化发电技术已经成熟，我国具有自主知识产权，其技术水平已达到国际先进水平。世界银行对我国的生物质能气化发电技术在中国的推广速度之快很是惊讶，表现出了极大的兴趣。

生物质直接燃烧发电技术是生物质能利用的又一有效技术，通过国家政策扶持，这项技术在我国也得到了较为快速的发展。随着2006年12月山东投产了第一个秸秆直接燃烧燃发电技术项目，作为秸秆规模化发电示范项目，带动很很多相关产业。比如秸秆直接燃烧锅炉、辅机、等相关发电设备的厂家也已经具备了一定的生产能力，并有数家骨干企业带动整个行业的发展。

总的来说，我国开发生物质资源具有很大的潜力。随着国际上化石能源的使用面临很大的危机，我国发电用煤供应紧张，我国也加大了对研究生物质能发电技术的支持力度，比如加大研究投资、加大建设力度等。我国在生物质能源的利用上要借鉴欧美发达国家的经验，加大对生物质发电技术的研究力度，制定出符合现阶段国情的扶持政策，加快我国生物质能源发电技术的规模化、产业化、商业化的发展进程。

参考文献

[1]曾麟,王革华.世界主要发展生物质能国家的目的与举措[J].可再生能源,2005,02.

[2]张铁柱.我国生物质发电行业现状及前景分析[J].农村电气化,2011,08.

[3]高立,梅应丹.我国生物质发电产业的现状及存在问题[J].生态经济,2011,08.