生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)精選(九篇)

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第1篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

全球石油化工巨頭埃克森美孚近日的《全球能源展望2012》報(bào)告中提到，受經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人口因素影響，到2040年全球能源需求將比2010年高出30％。今年3月20日，國(guó)內(nèi)成品油價(jià)格又進(jìn)行了上調(diào)，93號(hào)汽油從7.85元／升上調(diào)至8.33元／升，這是自2010年4月以來(lái)，國(guó)內(nèi)成品油價(jià)格上調(diào)幅度創(chuàng)了新高。

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

很多東西能替代汽油

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

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

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

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

生物柴油大有可為

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

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

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

期望微藻“點(diǎn)綠成金”

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

第2篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞： 非糧材料；燃料乙醇；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：TQ223.122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）05-0322-02

0 引言

隨著乙醇汽油在全國(guó)各地的推廣，燃料乙醇的產(chǎn)量一路飆升，由此引發(fā)了糧食乙醇路線面臨和民眾爭(zhēng)食的問(wèn)題。生物燃料的發(fā)展從之前的“糧源”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺羌Z”，這樣的轉(zhuǎn)變不僅是大勢(shì)所趨，而且也已經(jīng)是迫在眉睫了。而進(jìn)行非糧材料制備燃料乙醇主要的原料有秸稈、甘薯、落葉等作物和邊角余料。進(jìn)行非糧材料制備燃料乙醇的研究對(duì)我國(guó)的能源安全、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展等有著其重要發(fā)展意義。

1 非糧材料制備燃料乙醇的研究現(xiàn)狀

由于我國(guó)糧食供需仍然存在相對(duì)緊張的狀態(tài)，所以國(guó)家重點(diǎn)支持薯類、秸稈纖維資源等作為非糧材料制備燃料乙醇的主要原料。可以制造乙醇的非糧材料主要有兩大種類：一類是木制纖維類，包括農(nóng)業(yè)廢棄物、工業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、生活垃圾；另一類是薯類，包括馬鈴薯、甘薯等。比如木質(zhì)纖維類當(dāng)中的玉米秸稈作為潛力巨大的生物原料，其被使用的狀況還是相對(duì)較少的。如果直接將其進(jìn)行燃燒，不僅使用率較低，而且會(huì)造成一些污染和浪費(fèi)。如果將其轉(zhuǎn)化成氣體或者液體燃料，不僅可以大大提高使用率，而且可以優(yōu)化我國(guó)現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，減少污染。所以玉米秸稈等纖維質(zhì)的原料在非糧材料制備燃料乙醇當(dāng)中具有巨大的發(fā)展前景。比如薯類制造乙醇，我國(guó)的紅薯種植面積廣泛，產(chǎn)量更是占全世界總產(chǎn)量的80%。紅薯容易種植抗旱性好，耐貧瘠。而且新鮮塊根當(dāng)中的淀粉含量可高達(dá)20%，氮源豐富，非常適合作為燃料乙醇的生產(chǎn)原料。

2 燃料乙醇生產(chǎn)的技術(shù)和工藝

3 非糧材料制備乙醇燃料

3.1 秸稈類 近幾年以來(lái)在使用秸稈制造乙醇的預(yù)處理技術(shù)不斷的改進(jìn)和完善，對(duì)于乙醇的制取率也是越來(lái)越高。比如馮瑋主要分析了使用秸稈作為原料，在進(jìn)行燃料乙醇制造的時(shí)候所存在的問(wèn)題，以及面向未來(lái)的發(fā)展方向。對(duì)于工藝流程他進(jìn)行了十分系統(tǒng)的論述，并且針對(duì)各個(gè)工藝存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。呂偉民選擇使用稀硫酸對(duì)秸稈進(jìn)行了處理，在處理了兩分鐘之后，又選擇利用了綠色木霉纖維素酶進(jìn)行水解。最后再通過(guò)畢赤酵母的作用，最終得到的乙醇生產(chǎn)率在原來(lái)的基礎(chǔ)之上大大提高，甚至高達(dá)86%，其濃度更是超過(guò)一般乙醇許多。

3.2 薯類制造乙醇 靳艷玲使用了新鮮的甘薯作為原材料制造乙醇，并且對(duì)影響乙醇發(fā)酵的一些因素做了相關(guān)探討，比如維生素、無(wú)機(jī)鹽、糖濃度等方面。通過(guò)探索最終得到了對(duì)于發(fā)酵培養(yǎng)基方面的最佳配方。她確認(rèn)的最佳發(fā)酵促進(jìn)劑是B，其濃度達(dá)到了每千克當(dāng)中含有1.20g，使用這種促進(jìn)劑就不再需要像傳統(tǒng)方式一樣添加其他東西，它的初糖濃度已經(jīng)達(dá)到了每千克當(dāng)中含有270g。在各方面的條件都保持在最好的狀態(tài)之時(shí)，經(jīng)過(guò)二十八小時(shí)的時(shí)間，每千克當(dāng)中可以生產(chǎn)出132.86g的乙醇，發(fā)酵率高達(dá)91.44%。李繼德選擇將木薯作為原材料，通過(guò)實(shí)驗(yàn)他得出了以下結(jié)論：如果將風(fēng)量控制到一定的程度，則粉塵的飛揚(yáng)就會(huì)減少，相應(yīng)的淀粉的損失也跟著減少；進(jìn)行預(yù)煮之時(shí)溫度最好控制在五十五度左右，進(jìn)行蒸煮的溫度則需要保持在一百三十五度左右。糊化時(shí)間要超過(guò)十八分鐘；糖化的溫度是58-60℃；使用酶的量是140-150U/g料，糖化時(shí)間需要40-50分鐘；對(duì)于干酵母的培養(yǎng)可以選擇使用兩級(jí)方式，將大小酒母進(jìn)行分別培養(yǎng)，其中芽生率保持在22%左右，細(xì)胞的數(shù)量是1.2億/mL左右；發(fā)酵的頂溫需要保持在36℃左右。經(jīng)過(guò)了50個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間，制造出來(lái)的乙醇質(zhì)量上佳，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，原料的出酒率高達(dá)36.02%。

3.3 甘蔗渣 和玉米、木薯等淀粉質(zhì)原料制造燃料乙醇不同，甘蔗渣的成本較低，綜合利用的潛力也非常巨大。其中藍(lán)艷華對(duì)于甘蔗渣的使用做了具體研究，研究當(dāng)中主要針對(duì)甘蔗渣的特點(diǎn)以及組成方面的問(wèn)題。并且也提出了甘蔗渣的預(yù)處理辦法。通過(guò)研究她認(rèn)為甘蔗渣作為原材料進(jìn)行乙醇制造具有巨大的優(yōu)勢(shì)。俞智明也對(duì)類似甘蔗渣的粗纖維進(jìn)行燃料乙醇制造的方式，并且對(duì)于制造的四大工藝進(jìn)行了詳細(xì)的分析。他認(rèn)為使用甘蔗渣一類的粗纖維進(jìn)行乙醇制造，不僅原料相當(dāng)豐富，而且成品的用途十分廣泛。他的研究也為之后制造非糧乙醇奠定了基礎(chǔ)，尤其是針對(duì)使用低成本的原料進(jìn)行制造這個(gè)方面。

4 秸稈制乙醇的關(guān)鍵技術(shù)的突破

首先在預(yù)處理技術(shù)之上，2002年美國(guó)Rogers教授進(jìn)行了離子液體的研究，他提出當(dāng)離子液體達(dá)到了100攝氏度左右之時(shí)，其就具有了溶解纖維素的能力，之后又出現(xiàn)了常溫下溶解纖維素的研究成果。其次是在水解之上，以Arkenol公司為代表，選擇使用了濃硫酸進(jìn)行水解。此種水解工藝主要是通過(guò)利用兩級(jí)濃硫酸對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行水解，進(jìn)行水解之后就會(huì)得到酸糖混合液，再將這種混合液通過(guò)離子排斥法最終分成凈化糖液以及酸液。并且排斥得到酸液還能夠繼續(xù)進(jìn)行回收利用。然后是發(fā)酵工藝，Brooks通過(guò)對(duì)酵母的篩選，最終選定Saccharomyce cerevisiae R-8酵母。此種酵母乙醇生產(chǎn)率已經(jīng)高達(dá)40%，而且耐受性也達(dá)到了10%左右。但由于此種酵母對(duì)于溫度較為敏感，所以在耐受力方面的研究還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述隨著我國(guó)面臨能源轉(zhuǎn)型這一個(gè)大的契機(jī)，我國(guó)的非糧材料制備燃料乙醇的發(fā)展前景將會(huì)十分的廣闊。但由于我國(guó)在這個(gè)方面的研究還并不是非常充分，還存在不少的問(wèn)題，因此需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，提高非糧材料制備燃料乙醇的技術(shù)，優(yōu)化工藝，突破現(xiàn)有的弱點(diǎn)和缺陷。而國(guó)家方面也需要為其提供一些政策之上的便利，科研方面也需要幫助相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行突破，保障我國(guó)的非糧材料制備燃料乙醇不斷的進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜敏娟，鄭立柱，劉智峰.非糧材料制備燃料乙醇的研究進(jìn)展[J].杭州化工，2011，02：8-11.

第3篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；燃燒效率；環(huán)境污染

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.025

目前，中國(guó)中小城市供暖主要以小型熱水鍋爐為主，這就帶來(lái)了突出的環(huán)境問(wèn)題。每年冬季大量工業(yè)鍋爐運(yùn)行供暖時(shí)，城市陰霾天氣逐漸增多，空氣中含有大量可吸入顆粒物，這些顆粒物中攜帶大量的病菌進(jìn)入人體肺中，嚴(yán)重影響的居民的身體健康。

通過(guò)對(duì)多臺(tái)小型工業(yè)鍋爐測(cè)試對(duì)比，了解工業(yè)鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn)，以便對(duì)節(jié)能減排提出建議。

1 目前工業(yè)鍋爐面臨問(wèn)題

在本市選取七臺(tái)不同型號(hào)及容量的工業(yè)鍋爐測(cè)試，，發(fā)現(xiàn)這七臺(tái)鍋爐普遍存在鍋爐燃燒效率較低，排煙溫度較高，過(guò)量空氣系數(shù)較大等問(wèn)題，測(cè)試工況如表1。由表1中看以看出排煙溫度較高或過(guò)量空氣系數(shù)較大的鍋爐，其鍋爐燃燒效率較低，進(jìn)而經(jīng)濟(jì)效益較差。

1.1 鍋爐燃燒效率低

本次測(cè)試的七臺(tái)鍋爐燃燒效率整體較低，最低的為71.36%，最高的鍋爐燃燒效率僅僅為85.43%，由于燃燒效率較低，增加了鍋爐的固體未完全燃燒損失，大量的焦炭未完全燃燒隨煙氣進(jìn)入除塵設(shè)備，危害如下：第一，燃料消耗量增大，增加燃料成本；第二由于煙氣中攜帶的顆粒增加，加重了除塵器的工作負(fù)荷，除塵器用電及磨損等增加；第三，由于除塵器不能對(duì)煙氣中的顆粒進(jìn)行有效脫出，使得排放的煙氣顆粒粒數(shù)增加，污染大氣環(huán)境；第四，由于用電量增加，耗煤量加大，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降。

1.2 鍋爐排煙溫度較高

部分測(cè)試鍋爐排煙溫度過(guò)高，最高達(dá)到222.9℃，增加了鍋爐排煙損失，當(dāng)排煙溫度每增加10℃，鍋爐熱損失增加大約0.5-0.8%，由此可見，鍋爐排煙溫度過(guò)高直接導(dǎo)致鍋爐熱效率降低。

1.3 鍋爐過(guò)量空氣系數(shù)較大

測(cè)試鍋爐過(guò)量空氣系數(shù)較大，一般工業(yè)鍋爐過(guò)量空氣系數(shù)在1.4稍大一點(diǎn)即可，本次測(cè)試鍋爐過(guò)量空氣系數(shù)最大達(dá)到3.01，由于風(fēng)速較快，大量漂浮的焦炭顆粒在爐膛中未充分燃燒便進(jìn)入煙道，加大了固體未完全燃燒損失，由于過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大，增大了鍋爐風(fēng)機(jī)的耗電量，導(dǎo)致鍋爐經(jīng)濟(jì)效益降低。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)本次測(cè)試鍋爐燃燒效率較低、過(guò)量空氣系數(shù)較高、排煙溫度較高的問(wèn)題提出改進(jìn)建議：

2.1 過(guò)量空氣系數(shù)適當(dāng)降低

一般工業(yè)鍋爐在1.4，由于每個(gè)鍋爐爐內(nèi)結(jié)構(gòu)不盡相同，可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況自行調(diào)節(jié)過(guò)量空氣系數(shù)，使焦炭在鍋爐內(nèi)有充分的燃盡時(shí)間。另外可以適當(dāng)設(shè)置二次風(fēng)，使得焦炭有充足的氧氣完全燃燒，減小固體不完全損失。

2.2 適當(dāng)降低鍋爐排煙溫度

排煙溫度在鍋爐熱損失中占比例較大，因而必須將鍋爐損失降至最低，一方面要達(dá)到露點(diǎn)以上以防止腐蝕，另一方面要求排煙溫度不能太高。

2.3 提高鍋爐燃燒效率

要求爐內(nèi)配風(fēng)均勻，以免形成死角造成煤炭燃燒不完全。由于本次測(cè)試鍋爐全部為鏈條爐，故鏈條移動(dòng)速度要控制在合理范圍內(nèi)，使得爐排上煤炭有充足的時(shí)間完全燃燒，而又不能時(shí)間太長(zhǎng)以免造成爐排浪費(fèi)。另外，盡量提高煤種品質(zhì)，使用含揮發(fā)分較高的煤種，減少燃盡時(shí)間，減少固體未完全燃燒損失。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，鍋爐熱效率是衡量鍋爐能量利用的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。工業(yè)鍋爐已經(jīng)可以向燃油燃?xì)忮仩t、水煤漿鍋爐、生物質(zhì)燃料鍋爐等方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)仍需大力發(fā)展工I鍋爐高效燃燒和煙氣除塵、脫硫一體化等技術(shù)，想要鍋爐達(dá)到最佳的運(yùn)行方式，就需要找出影響鍋爐熱效率的關(guān)鍵因素，有針對(duì)性的整改，才能提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈承造.我國(guó)能源前景與能源科技前沿[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011（02）.

第4篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

1煤制氣技術(shù)的發(fā)展

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程。煤化工分為傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工，傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品主要包括合成氨、甲醇、焦炭和電石等。目前，我國(guó)現(xiàn)代煤化工明確了把煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制天然氣、煤制乙二醇作為現(xiàn)代煤化工的代表。

1.1煤炭氣化

煤炭氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過(guò)程。氣化過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)包括煤的熱解、氣化和燃燒反應(yīng)。煤炭氣化工藝可按壓力、氣化劑、氣化過(guò)程供熱方式等分類，常用的是按氣化爐內(nèi)煤料與氣化劑的接觸方式區(qū)分，主要有固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。雖然煤的氣化是發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)的一種技術(shù)，但仍然存在許多問(wèn)題未解決，如煤品種的適應(yīng)性、轉(zhuǎn)化率、裝置穩(wěn)定運(yùn)行等。

1.2煤制甲醇

煤制甲醇即以煤為原料生產(chǎn)甲醇。我國(guó)利用高硫、劣質(zhì)煤生產(chǎn)甲醇的技術(shù)處于世界前列，且原料來(lái)源穩(wěn)定可靠，已初步形成了4000萬(wàn)t/a的生產(chǎn)能力?；ぎa(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展拉動(dòng)我國(guó)甲醇消費(fèi)量快速增長(zhǎng)。隨著甲醇下游產(chǎn)品的開發(fā)和甲基叔丁基醚（MTBE）、農(nóng)藥、醋酸、聚甲醛等新裝置的建設(shè)，以及甲醇燃料的推廣和應(yīng)用，甲醇的需求市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)張。國(guó)內(nèi)煤炭企業(yè)為增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，注重上下游一體化發(fā)展，有效帶動(dòng)了大型煤制甲醇裝置的建設(shè)。

1.3煤制烯烴

煤制烯烴分為煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴四項(xiàng)技術(shù)。煤制烯烴即煤基甲醇制烯烴，是指以煤為原料合成甲醇后再通過(guò)甲醇制取乙烯、丙烯等烯烴的技術(shù)。甲醇制烯烴技術(shù)已日趨成熟，具備工業(yè)化條件，存在的主要問(wèn)題不在工藝上，而在催化劑上。目前，催化劑的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)并沒(méi)有出來(lái)，催化劑的單程轉(zhuǎn)化率、收率、副產(chǎn)物的組成，催化劑、原材料和公用工程的消耗定額、催化劑衰減的特性曲線、廢催化劑的毒性和處理、催化劑制備的污水組成和數(shù)量、整個(gè)裝置單程和年連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間、廢液廢氣的排放等多項(xiàng)重要數(shù)據(jù)目前沒(méi)有公布。因此，大規(guī)模工業(yè)化尚需時(shí)日。

2天然氣的消費(fèi)量

天然氣是埋在地下的古生物經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的高溫和高壓作用下形成的可燃?xì)怏w。天然氣的主要成份是甲烷，是最簡(jiǎn)單的烷烴，也是有機(jī)物中最簡(jiǎn)單的穩(wěn)定化合物。是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、可燃?xì)怏w、潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源。微溶于水、乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。天然氣按其形成可分為：油田氣、煤層氣、生物氣和水合物氣四種。油田氣是石油烴類天然氣，煤層氣是成煤過(guò)程中有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的甲烷氣，生物氣是有機(jī)質(zhì)在70℃以下遭厭氧微生物分解產(chǎn)生的甲烷氣，水合物氣是在低溫高壓下，甲烷等氣體分子滲入水分子晶隙中締合的氣體。表1詳細(xì)的說(shuō)明我國(guó)天然氣生產(chǎn)量從1995年的179.5億m3到2011年1130億m3增長(zhǎng)了6倍，天然氣的生產(chǎn)量滿足不了消費(fèi)量。可見要用先進(jìn)的工藝技術(shù)來(lái)滿足工業(yè)以及生活需求天然氣。天然氣按用途分類，可分成燃料和化工兩大類，其中燃料包括燃?xì)獍l(fā)電、民用燃料、工業(yè)燃料、車用燃料等，從圖1中可以看出隨著我國(guó)天然氣利用政策的出臺(tái)，以及能源價(jià)格改革方案的推進(jìn)，天然氣利用結(jié)構(gòu)正在由化工、發(fā)電為主逐漸轉(zhuǎn)向城市燃?xì)庥脷獗壤奶岣摺?/p>

3煤氣化工藝技術(shù)

3.1煤氣化爐介紹

煤氣化被譽(yù)為煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)，目前可作為大型工業(yè)化運(yùn)行的煤氣化技術(shù)，可分為固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)、氣流床氣化技術(shù)以及熔融床氣化技術(shù)當(dāng)實(shí)際沒(méi)應(yīng)用開發(fā)，各種煤氣化爐的模式見圖2。煤氣化爐又稱煤氣發(fā)生爐（gasproducer）典型的工業(yè)化煤氣化爐型有：UGI爐、魯奇爐、溫克勒爐（Winkler）、德士克爐（Texaco）和道化學(xué)煤氣化爐（DowChemical）。固定床氣化爐是最早開發(fā)出的氣化爐，如圖2（a）所示，爐子下部為爐排，用以支撐上面的煤層。通常，煤從氣化爐的頂部加入，而氣化劑（氧或空氣和水蒸氣）則從爐子的下部供入，因而氣固間是逆向流動(dòng)的。特點(diǎn)是爐內(nèi)煤處理量小，大規(guī)?；щy。流化床氣化爐如圖2（b）所示，在分散板上給予粉煤，在分散板下送入氣化劑（氧氣和水蒸氣），將粉煤在懸浮狀下氣化。缺點(diǎn)是流化床氣化爐不能用灰分融點(diǎn)低的煤，副產(chǎn)焦油少，碳利用率低。

流床氣化爐如圖2（c）所示，將粉煤與氣化劑（氧氣和水蒸氣）一起從噴嘴高速吹入爐內(nèi)迅速氣化。特點(diǎn)是不副產(chǎn)焦油，生成氣中甲烷含量少。氣流床氣化是目前煤氣化技術(shù)的主流，代表著今后煤氣化技術(shù)的發(fā)展方向。氣流床按照進(jìn)料方式又可分為濕法進(jìn)料（水煤漿）氣流床和干法進(jìn)料（煤粉）氣流床。

3.2三種煤氣化工藝的比較

我國(guó)引進(jìn)并被廣泛采用的三種先進(jìn)煤氣化工藝———魯奇氣化爐、殼牌氣化爐、德士古氣化爐，三種煤氣化工藝的對(duì)比如表2所示。

4魯奇碎煤加壓氣化裝置流程

由于各種煤氣化工藝復(fù)雜多樣，目前世界上還沒(méi)有萬(wàn)能的氣化爐，各種煤氣化工藝技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，具有一定的適應(yīng)范圍。因此，在煤氣化工藝選型時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況，選擇適合自己的煤氣化技術(shù)。我公司中的煤制天然氣工程用煤為為伊南煤田長(zhǎng)焰煤，無(wú)粘結(jié)性，采用魯奇公司的固定床加壓氣化技術(shù)，爐型選用MARK-Ⅳ，單臺(tái)裝置日處理煤量約750t。需要說(shuō)明的是，魯奇固定床氣化技術(shù)是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)，國(guó)內(nèi)已有多套生產(chǎn)裝置?！棒斊妗痹谶@里已緊緊是個(gè)代號(hào)，代表了加壓固定床這一煤氣化技術(shù)，該技術(shù)的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程施工、工業(yè)生產(chǎn)等已全部可以國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)也不存在與德國(guó)魯奇公司或南非SASOL公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。魯奇碎煤加壓氣化裝置由氣化爐、加煤煤鎖和排灰灰鎖組成并與氣化爐相聯(lián)接。氣化用煤經(jīng)過(guò)破碎及篩分，裝置運(yùn)行時(shí)，合格的煤加入氣化爐上部之煤斗。對(duì)煤鎖進(jìn)行充壓，從常壓充至氣化爐的操作壓力。在向氣化爐加完煤之后，煤鎖再卸壓至常壓，以便開始下一個(gè)加煤循環(huán)過(guò)程。

用來(lái)自煤氣冷卻裝置的粗煤氣和來(lái)自氣化爐粗煤氣使煤鎖分兩步充壓；煤鎖卸壓的煤氣收集于煤鎖氣氣柜，并由煤鎖氣壓縮機(jī)送往變換冷卻工號(hào)。減壓后，留在煤鎖中的少部分煤氣，用引射器抽出。經(jīng)煤塵旋風(fēng)分離器除去煤塵后排入大氣。氣化劑—蒸汽、氧氣混合物，經(jīng)安裝在氣化爐下部的旋轉(zhuǎn)爐篦進(jìn)入灰渣層，氣化劑溫度提高，灰渣溫度降低。在燃燒區(qū)燃燒一部分煤，為吸熱的氣化反應(yīng)提供所需的熱。在氣化爐的上段，剛加進(jìn)來(lái)的煤向下移動(dòng)，與向上流動(dòng)的氣流逆流接觸。在此過(guò)程中，煤經(jīng)過(guò)干燥、干餾和氣化后，在與入爐氧進(jìn)一步燃燒，最后只有灰殘留下來(lái)，灰由氣化爐中經(jīng)旋轉(zhuǎn)爐篦排入灰鎖，再經(jīng)灰斗排至水力排渣系統(tǒng)。氣化所需蒸汽的一部分在氣化爐的夾套內(nèi)產(chǎn)生，從而減少了中壓蒸汽的需求。為此向氣化爐夾套中加入中壓鍋爐給水，氣化爐中產(chǎn)生的蒸汽，經(jīng)汽/液分離器送往氣化劑系統(tǒng)，蒸汽/氧氣在此按比例混合好噴射入氣化爐。離開氣化爐的粗煤氣以CO、H2、CH4、H2O和CO2為主要組分。離開氣化爐的煤氣首先進(jìn)入洗滌冷卻器，在此，煤氣用循環(huán)煤氣水加以洗滌并使其飽和。洗滌冷卻器的用途首先是將煤氣溫度降至200℃左右，其次是除去可能夾帶的大部分顆粒物。飽和并冷卻后的煤氣進(jìn)入廢熱鍋爐，通過(guò)生產(chǎn)0.5MPa（g）低壓蒸汽來(lái)回收一部分煤氣中蒸汽的冷凝熱。在廢熱鍋爐下部收集到的冷凝液的一部分，用洗滌冷卻器循環(huán)泵送出。多余的煤氣水送往煤氣水分離裝置。離開氣化工段的粗煤氣在壓力3910kPa（g）、溫度185℃飽和狀況下，通過(guò)粗煤氣總管進(jìn)入煤氣變換、煤氣冷卻工段。煤鎖氣回收系統(tǒng)供所有氣化爐系列所用。

5煤制天然氣應(yīng)用前景

我國(guó)目前是世界上天然氣需求增長(zhǎng)最快的國(guó)家之一，我國(guó)87%以上的天然氣用于化工、城市燃?xì)夂桶l(fā)電等工業(yè)部門,其中化肥生產(chǎn)就占38.3%。居民用氣在天然氣消費(fèi)總量中所占11%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)天然氣的需求量將繼續(xù)增加，城市燃?xì)狻⒐I(yè)用氣和發(fā)電等消費(fèi)需求都將快速增長(zhǎng)。我國(guó)城鎮(zhèn)的發(fā)展導(dǎo)致了天然氣需求的增長(zhǎng)。在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的今天，隨著廣東珠江三角洲、上海長(zhǎng)江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)城市的發(fā)展已率先進(jìn)入了工業(yè)化時(shí)代，也率先進(jìn)入了城市天然氣時(shí)代。中國(guó)大城市人口的聚集和小城市的增加以及經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)日益敦促人們重視環(huán)境保護(hù)。在這些城市及周邊地區(qū)，煤炭的使用和機(jī)動(dòng)車的迅速增加產(chǎn)生了污染問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題日趨明顯而且正在影響著中國(guó)大部分的人口。

第5篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

煤的氣化是煤炭清潔高效利用的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展煤基大宗化學(xué)品和液體燃料合成、先進(jìn)的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、氫能、燃料電池等過(guò)程工業(yè)的基礎(chǔ)，是這些行業(yè)發(fā)展的核心和龍頭技術(shù)。煤的氣化的過(guò)程實(shí)質(zhì)是將煤中的碳、氫轉(zhuǎn)化為清潔燃料氣或合成氣（CO+H2）的過(guò)程。

本書從全新的視角對(duì)工業(yè)煤的氣化科學(xué)和技術(shù)進(jìn)行了全面的論述，涉及煤的氣化工藝過(guò)程的各項(xiàng)內(nèi)容，既有工藝分析，又有理論研究。反映了煤的氣化技術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，還包含了作者自己的相關(guān)研究成果，許多重要內(nèi)容為同類專著中首次報(bào)道。

全書共有10章：1.引言。提出了全球范圍內(nèi)煤的氣化原料的劣質(zhì)化趨勢(shì)；2.煤的氣化的總論。簡(jiǎn)要介紹了煤氣化技術(shù)的背景和行業(yè)地位、最新的應(yīng)用、煤的氣化的必要性、煤氣化技術(shù)的沿革、歷經(jīng)三代的氣化爐型、原料和產(chǎn)物、技術(shù)市場(chǎng)、對(duì)環(huán)境的影響和污染排放，以及煤的氣化面臨的挑戰(zhàn)、潛在機(jī)會(huì)等；3.氣化用煤的分析表征。為使讀者意識(shí)到通過(guò)氣化技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤轉(zhuǎn)化的復(fù)雜性，本章從實(shí)用觀點(diǎn)從發(fā)，討論了氣化用原料煤樣品的分析表征，并從這些信息來(lái)決定氣化過(guò)程的適用性。必要的有關(guān)知識(shí)包括煤的標(biāo)準(zhǔn)分析（元素分析、工業(yè)分析和熱值）以及更復(fù)雜的反應(yīng)性和顯微組分的分析，特別強(qiáng)調(diào)關(guān)注煤中的礦物質(zhì)，因?yàn)檫@是所有氣化過(guò)程的極限。最后對(duì)煤的物理和流體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)做了總結(jié)；4.氣化過(guò)程的基礎(chǔ)。介紹了基本的煤的氣化反應(yīng)和化學(xué)、評(píng)價(jià)不同氣化方法優(yōu)劣的主要技術(shù)性能參數(shù)，并從多個(gè)技術(shù)層次探討了不同氣化工藝過(guò)程之間的差別：床型（移動(dòng)床/流化床/氣流床），溫度范圍（灰熔融/渣粘度），壓力等級(jí)，進(jìn)料方法（干粉/水煤漿），器壁類型（膜/耐火襯里/水夾套），合成氣冷卻（水/氣/化學(xué)激冷/熱回收），氧化劑（氧氣/空氣），排渣方式（灰渣/飛灰/團(tuán)聚），催化劑添加與否；5.煤氣化模擬。在介紹了氣化系統(tǒng)衡算概念的基礎(chǔ)上，列舉氣化模擬的熱力學(xué)模型、動(dòng)力學(xué)模型、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模型方法，比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)、主要應(yīng)用領(lǐng)域和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。為便于讀者理解這里僅涉及基本方程和科學(xué)背景；6.煤的氣化技術(shù)。煤的氣化技術(shù)是本書的中心內(nèi)容，包括一些此前未公開報(bào)道的最新和最全面的煤的氣化過(guò)程資訊。按氣化爐型的不同，分別詳述了殼牌、Uhde （即高溫溫克勒爐HTW， Prenflow）、GE、西門子、CB&I （即E-Gas）爐， Lurgi （即固定床固態(tài)排渣（FBDB）爐， 和Envirotherm/Zemag （即BGL）爐的歷史沿革、詳細(xì)工藝描述，改進(jìn)強(qiáng)化措施和現(xiàn)在的工業(yè)實(shí)施項(xiàng)目。針對(duì)典型技術(shù)，基于統(tǒng)一邊界條件，給出了通用計(jì)算模型和模擬結(jié)果，并與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照分析，著重對(duì)比高灰煤和常規(guī)煤原料對(duì)氣化性能的影響。作者還特別介紹了有關(guān)中國(guó)開發(fā)的氣化新爐型和新工藝；7.煤的氣化過(guò)程熱力學(xué)評(píng)價(jià)。本章主要論述本書作者研究出的創(chuàng)新方法：三元?dú)饣瘓D。作者給出了該方法詳細(xì)的實(shí)施步驟和應(yīng)用方法，指導(dǎo)讀者得出優(yōu)化的用戶氣化圖和關(guān)聯(lián)式，以常規(guī)的匹茨堡8號(hào)煤和南非高灰煤為例進(jìn)行了具體對(duì)比計(jì)算分析，其結(jié)果可用于解析灰份的影響規(guī)律和氣化技術(shù)潛力的分析。此方法還可擴(kuò)展用于二氧化碳?xì)饣蜕镔|(zhì)氣化；8.煤的氣化過(guò)程的有效能分析。為了考慮氣體冷卻方法對(duì)整個(gè)過(guò)程的影響，對(duì)常規(guī)煤和高灰煤的氣化過(guò)程進(jìn)行了有效能分析和對(duì)比；9.內(nèi)循環(huán)氣化爐的概念研究。鑒于現(xiàn)在市場(chǎng)上還沒(méi)有適應(yīng)高灰煤的氣化技術(shù)，作者針對(duì)高灰煤氣化提出了創(chuàng)新性的新氣化爐型：內(nèi)循環(huán)氣化爐。本章內(nèi)容全面闡述內(nèi)循環(huán)氣化爐相關(guān)的氣化過(guò)程基本原理、詳細(xì)的工藝條件、反應(yīng)室的布置、氣化劑的注入、氣體的冷卻、除灰、過(guò)程控制；10.氣化發(fā)展趨勢(shì)。這是對(duì)全書的簡(jiǎn)要總結(jié)并展望了氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

本書的讀者對(duì)象包括能源、煤炭、化學(xué)工程相關(guān)專業(yè)從事煤轉(zhuǎn)化和煤化工科研、設(shè)計(jì)生產(chǎn)的工程技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)的教師、高年級(jí)本科生和研究生。

第6篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

[論文摘要]焦化廢水是一種典型的難降解有機(jī)廢水。介紹了預(yù)處理技術(shù)，二級(jí)處理技術(shù)的物化法、生物法、化學(xué)法和循環(huán)利用法的應(yīng)用和研究進(jìn)展及優(yōu)缺點(diǎn)。

焦炭是高耗水產(chǎn)業(yè)，每年全國(guó)焦化廢水的排放量約為2.85億t。焦化廢水是煤在高溫干餾過(guò)程中以及煤氣凈化、化學(xué)產(chǎn)品精制過(guò)程中形成的廢水，水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。其成分復(fù)雜，毒性大，它的超標(biāo)排放對(duì)人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都可構(gòu)成很大的危害?？傊?，焦化廢水污染，是工業(yè)廢水排放中一個(gè)突出的環(huán)境問(wèn)題，也是擺在人們面前的一個(gè)急需解決的課題。

目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行生物脫酚二次處理。但往往經(jīng)上述處理后，外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標(biāo)仍然很難達(dá)標(biāo)。針對(duì)這種狀況，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了許多比較有效的焦化廢水治理技術(shù)。這些方法大致分為物化法、生物法、化學(xué)法和循環(huán)利用等4類。

一、焦化廢水的預(yù)處理技術(shù)

焦化廢水中部分有機(jī)物不易生物降解，需要采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)。

常用的預(yù)處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝，其作用機(jī)理是通過(guò)厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，生成易降解物質(zhì)。焦化廢水經(jīng)厭氧酸化預(yù)處理后，可以提高難降解有機(jī)物的好氧生物降解性能，為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造良好條件。

二、焦化廢水的二級(jí)處理技術(shù)

（一）物理化學(xué)法

（1）吸附法

吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì)，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難,不利于處理高濃度的廢水。

（2）利用煙道氣處理焦化廢水

由冶金工業(yè)部建筑研究總院和北京國(guó)緯達(dá)環(huán)保公司合作研制開發(fā)的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國(guó)家專利。該技術(shù)將焦化剩余氨水去除焦油和SS后，輸入煙道廢氣中進(jìn)行充分的物理化學(xué)反應(yīng)，煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨氣與煙道氣中的SO2反應(yīng)生成硫銨。

該方法投資省，占地少，以廢治廢，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好，環(huán)境效益十分顯著，是一項(xiàng)十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡，這就在一定程度上限制了方法的應(yīng)用范圍。

（二）生物處理法

生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機(jī)物的方法。目前，活性污泥法是一種應(yīng)用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術(shù)。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸；溶解性的有機(jī)物被細(xì)胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產(chǎn)物（主要是CO2）。非溶解性有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機(jī)物，然后被代謝和利用。

生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但是生物降解法的稀釋水用量大，處理設(shè)施規(guī)模大，停留時(shí)間長(zhǎng)，投資費(fèi)用較高，對(duì)廢水的水質(zhì)條件要求嚴(yán)格，這也就對(duì)操作管理提出了較高要求。

（三）化學(xué)處理法

（1）焚燒法

焚燒法治理廢水始于20世紀(jì)50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧完全汽化，讓廢水中的有機(jī)物在爐內(nèi)氧化，分解成為完全燃燒產(chǎn)物CO2和H2O及少許無(wú)機(jī)物灰分。

焚燒處理工藝對(duì)于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實(shí)可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是處理費(fèi)用昂貴使得多數(shù)企業(yè)望而卻步，在我國(guó)應(yīng)用較少。

（2）催化濕式氧化技術(shù)

催化濕式氧化技術(shù)是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機(jī)物氧化，最終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于其催化劑價(jià)格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運(yùn)行，對(duì)工藝設(shè)備要求嚴(yán)格，投資費(fèi)用高，國(guó)內(nèi)很少將該法用于廢水處理。

（3）化學(xué)混凝和絮凝

化學(xué)混凝和絮凝是用來(lái)處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細(xì)小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對(duì)可溶性有機(jī)物無(wú)效，常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費(fèi)用低，既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。

（4）臭氧氧化法

臭氧的強(qiáng)氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會(huì)造成二次污染，操作管理簡(jiǎn)單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點(diǎn)。同時(shí)若操作不當(dāng)，臭氧會(huì)對(duì)周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應(yīng)用于廢水的深度處理。在美國(guó)已開始應(yīng)用臭氧氧化法處理焦化廢水。

（5）光催化氧化法

目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發(fā)展?jié)摿?。但是有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些有害的光化學(xué)產(chǎn)物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對(duì)光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。所以，該方法適用于低濁度、透光性好的體系，可用于焦化廢水的深度處理。

（6）電化學(xué)氧化技術(shù)

電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。目前的研究表明，電化學(xué)氧化法氧化能力強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術(shù)。

（四）廢水循環(huán)使用

高濃度的焦化廢水經(jīng)過(guò)脫酚，凈化除去固體沉淀和輕質(zhì)焦油后，送往熄焦池以供熄焦，實(shí)現(xiàn)酚水的閉路循環(huán)。從而減少了排污，降低了運(yùn)行等費(fèi)用。但是此時(shí)的污染物轉(zhuǎn)移問(wèn)題也值得考慮和進(jìn)一步研究。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，我們應(yīng)根據(jù)焦化廢水的特點(diǎn)，深入研究先進(jìn)的處理技術(shù)，尋求既高效又經(jīng)濟(jì)的處理方法，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高達(dá)標(biāo)率，改善環(huán)境質(zhì)量，減輕焦化廢水對(duì)各地水體的污染，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。這既是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，也是未來(lái)技術(shù)攻關(guān)所需要面對(duì)的的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：初中物理;探究教學(xué);教師;學(xué)生

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2014）11-0094

在《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，我們大家都知道科學(xué)探究教學(xué)是一種很重要的教學(xué)方法，但又不是只有這一種。作為教師在教學(xué)中該帶領(lǐng)學(xué)生怎樣更好地完成探究?jī)?nèi)容，是擺在我們面前的一道難題，需要我們認(rèn)真思考，找出一條道路。下面，筆者就探究過(guò)程的設(shè)計(jì)來(lái)談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)。

一、提出問(wèn)題

提出問(wèn)題就是我們看到或要講解某一課題時(shí)所想到的相關(guān)問(wèn)題。學(xué)生在提出問(wèn)題時(shí)和教師所想的不一定相吻合，他們的問(wèn)題可能千奇百怪、五花八門，可能和教師所想的完全不相干。所以，教師在學(xué)生提出問(wèn)題時(shí)加以引導(dǎo)，使學(xué)生明白教師想要講什么，盡可能不要讓學(xué)生瞎提問(wèn)。比如在講解“燃料的熱值”時(shí)，學(xué)生一定知道燃料是用來(lái)干什么的，但可能只想到燃料有汽油、柴油。他們想的不完整，教師要讓學(xué)生知道燃料還有很多，比如，煤炭、酒精、木柴、煤氣等。學(xué)生只有知道相對(duì)多了才能更好的提出問(wèn)題。學(xué)生想到為什么有的汽車用汽油，有的用柴油，還有的用天然氣？在生活中為什么大家都用天然氣來(lái)煮飯？相同的天然氣和煤氣燃燒時(shí)，產(chǎn)生的熱量相同嗎？這樣就達(dá)到了目的。

二、猜想與假設(shè)

猜想與假設(shè)是下一個(gè)步驟的關(guān)鍵。學(xué)生只有把問(wèn)題的答案猜對(duì)了才能形成思維定勢(shì)，朝著問(wèn)題的答案的方向去思考。胡亂的猜想與假設(shè)只會(huì)把問(wèn)題搞的越來(lái)越復(fù)雜。所以，猜想與假設(shè)教師一定要引導(dǎo)學(xué)生朝著正確的方向去猜，這樣才能達(dá)到事半功倍的效果。比如，教師在講解“物質(zhì)的比熱容”這一節(jié)時(shí)，學(xué)生猜想“為什么海水和沙子的溫度變化的快慢不一樣呢？”學(xué)生可能猜測(cè)很多，可能有質(zhì)量、位置、狀態(tài)等等。教師要加以引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)，可能與物質(zhì)的種類有關(guān)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生，海水和沙子不同的有很多，但是它們最大的不同是什么呢？學(xué)生會(huì)聯(lián)想到是種類，這樣就達(dá)到了目的。再如，講解“探究動(dòng)能大小與那些因素有關(guān)”時(shí)，教師先讓學(xué)生理解動(dòng)能的定義，是物理由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能。教師引導(dǎo)學(xué)生物體本身那點(diǎn)不一樣，運(yùn)動(dòng)和什么有關(guān)。學(xué)生很容易猜測(cè)與質(zhì)量和速度有關(guān)，然后再讓學(xué)生帶著猜想做實(shí)驗(yàn)。這樣學(xué)生很容易做好實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的先決條件。只有將實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)制定好才能更好的進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃盡可能的讓學(xué)生小組討論，然后形成方案自己制定。教師在學(xué)生討論制定計(jì)劃的過(guò)程中，要參與到學(xué)生之中，給學(xué)生點(diǎn)撥指導(dǎo)，使學(xué)生避免走彎路。各組制定好計(jì)劃以后教師要對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行簡(jiǎn)單地評(píng)講，最后形成統(tǒng)一的試驗(yàn)方案，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己方案的不足和需要改進(jìn)的地方。教師可以提出學(xué)生不注意的問(wèn)題，比如，在“觀察水的沸騰現(xiàn)象”中，教師可以提出下列問(wèn)題：燒杯底部為什么要放石棉網(wǎng)？為什么要向燒杯中加溫水？燒杯上方為什么要加一個(gè)紙蓋？酒精燈該如何使用？溫度計(jì)的玻璃泡要放到什么位置？數(shù)據(jù)如何記錄等一些問(wèn)題。

四、進(jìn)行試驗(yàn)與收集證據(jù)

當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案確定好之后，教師應(yīng)該大膽放手讓學(xué)生在小組中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、收集證據(jù)。在此過(guò)程中教師在巡視的過(guò)程中對(duì)個(gè)別出現(xiàn)錯(cuò)誤的小組進(jìn)行指導(dǎo)，要保證每個(gè)學(xué)生都能參與到小組活動(dòng)之中，避免讓有些學(xué)生無(wú)事可做。如“探究冰的熔化特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要注意酒精燈的位置高度放的是否正確，試管中冰的多少是否適中，溫度計(jì)的用法有無(wú)錯(cuò)誤，試管距燒杯底部的距離是否適中，溫度計(jì)讀數(shù)方法的問(wèn)題，視線要與溫度計(jì)內(nèi)液柱的凹面相平，不能俯視、仰視。另外，在試驗(yàn)中也要注意是否存在不安全的隱患等問(wèn)題。如“觀察水沸騰”的實(shí)驗(yàn)中，酒精燈的點(diǎn)燃和熄滅方法，學(xué)生操作是否正確，酒精灑出點(diǎn)燃怎么辦等。

五、分析與論證

試驗(yàn)做完之后并不能說(shuō)明整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)都結(jié)束了，我們要對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做后得出結(jié)論。當(dāng)然，分析的方法有很多種，可以用文字來(lái)描述，可以用圖表的方法。比如，在“觀察水的沸騰現(xiàn)象”中，課本中給出了一個(gè)表格和一個(gè)坐標(biāo)系，讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中標(biāo)出各個(gè)時(shí)刻的溫度，然后用平滑的曲線將它們連接起來(lái)，就得到了水的沸騰圖像。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和坐標(biāo)系可以看出，當(dāng)水的溫度達(dá)到沸點(diǎn)后，繼續(xù)給水加熱，水的溫度保持不變。說(shuō)明水沸騰后繼續(xù)吸收熱量，但溫度保持不變。再如，探究杠桿平衡時(shí)動(dòng)力和動(dòng)力臂的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)表格數(shù)據(jù)的分析可以得出結(jié)論。

六、評(píng)估

評(píng)估在探究過(guò)程中不一定必須具有。但是評(píng)估過(guò)程可以使學(xué)生有時(shí)間來(lái)回顧一下自己的實(shí)驗(yàn)探究，反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程的優(yōu)缺點(diǎn)。如“探究液體壓強(qiáng)因素”時(shí)采用框架上蒙橡皮膜的裝置，橡皮膜的凹陷程度是否能正確反映液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的關(guān)系？某同學(xué)觀察海波在熔化的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)溫度仍在持續(xù)升高，原因是什么？在全班同時(shí)探究水沸騰的特征，各小組測(cè)的水的沸點(diǎn)卻有差異，原因何在？在探究過(guò)程中，應(yīng)該保持不變的物理量是否真正做到了保持不變？通過(guò)這些問(wèn)題，有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

七、交流與合作

交流探究過(guò)程和結(jié)果是探究教學(xué)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它在探究過(guò)程中是必不可少的。交流與合作使小組內(nèi)的同學(xué)之間關(guān)系更為緊密，組與組之間能形成良好的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。比如，在講解“影響蒸發(fā)快慢因素”時(shí)，教師可以提出看看那一小組能夠舉出更多例子來(lái)說(shuō)明蒸發(fā)快慢和三個(gè)因素有關(guān)。這一句話能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使他們更團(tuán)結(jié)，達(dá)到共同進(jìn)步的目的。

第8篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

【關(guān)鍵詞】燃料電池；質(zhì)子交換膜；質(zhì)子交換膜燃料電池

0.前言

燃料電池可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60%～80%，實(shí)際使用效率是普通內(nèi)燃機(jī)的2～3倍。同時(shí)，還具有燃料多樣化、噪音低、可靠性強(qiáng)、維修性好等優(yōu)點(diǎn)。因此開發(fā)燃料電池這種潔凈能源技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高效、合理使用資源和保護(hù)環(huán)境的一個(gè)重要途徑，燃料電池技術(shù)是21世紀(jì)最具競(jìng)爭(zhēng)力的能源新技術(shù)之一。

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）是一種低溫燃料電池，除了具有一般燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境友好等特點(diǎn)外，還具有可在室溫下快速啟動(dòng)、無(wú)電解液流失、水易排出、壽命長(zhǎng)、比功率與比能量高等特點(diǎn)。

1.質(zhì)子交換膜

質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵部分，它能起到分隔燃料和氧化劑、傳導(dǎo)質(zhì)子和絕緣電子的作用，其性能和壽命直接決定電池的性能和壽命。

質(zhì)子交換膜的分類：

1.1含氟主鏈聚合物膜

C-F鍵的鍵能是485kJ/mol，高于C-H鍵的鍵能（350～435kJ/mol）和C-C鍵的鍵能（350～410kJ/mol），同時(shí)氟原子的半徑較大（0.64×10-10m），氟在C-C鍵附近形成一道保護(hù)屏障，因此含C-F鍵的聚合物具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。這類聚合物膜主要有全氟磺酸膜和部分含氟聚合物膜兩類。

（1）全氟磺酸膜。

目前PEMFC中應(yīng)用的質(zhì)子交換膜幾乎全為全氟磺酸膜，廣泛應(yīng)用的是美國(guó)Dupont公司生產(chǎn)的Nafion系列膜。在全氟磺酸膜中，磺酸根是固定離子，它與質(zhì)子結(jié)合形成的磺酸基團(tuán)既可提供反離子，又能吸引水分子。氟原子具有強(qiáng)的電負(fù)性，使磺酸基具有強(qiáng)酸性，其強(qiáng)度與硫酸相當(dāng)，因此膜中的磺酸基團(tuán)處于完全解離狀態(tài)，具有較好的質(zhì)子導(dǎo)電性。全氟磺酸膜的電導(dǎo)率強(qiáng)烈地依賴于含水量，全氟磺酸膜在含水量較低或溫度較高（>100℃）又無(wú)水補(bǔ)充的情況下，電導(dǎo)率會(huì)明顯下降[1]，很多研究者通過(guò)摻雜氧化硅等無(wú)機(jī)物來(lái)提高全氟磺酸膜在高溫下的性能[2]。全氟磺酸化合物制備困難，成本較高，全氟磺酸質(zhì)子交換膜的價(jià)格成為制約質(zhì)子交換膜燃料電池商業(yè)化的一個(gè)重要因素。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的全氟磺酸膜的替代產(chǎn)品非常重要。

（2）部分含氟聚合物膜。

部分含氟聚合物膜的制備可采用全氟或偏氟材料為基膜，通過(guò)電子或等離子輻射，產(chǎn)生活性點(diǎn)后與帶有質(zhì)子交換基團(tuán)（如-SO3H）的單體發(fā)生共聚反應(yīng)，將其接枝到基膜上；或先接枝上不帶有功能團(tuán)的單體側(cè)鏈，再通過(guò)磺化等反應(yīng)在側(cè)鏈上引入離子交換基團(tuán)[3]。聚合物基膜一般采用偏氟乙烯（PVDF）、交聯(lián)聚四氟乙烯（PTFE）以及乙烯-四氟乙烯的共聚物（ET-FE）等，從而保證膜在電池中具有足夠的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。側(cè)鏈多為含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物單體，如苯乙烯，以便于磺化。用ETFE的磺化接枝膜組裝的直接甲醇燃料電池在90～130℃下的性能與Nafion膜相當(dāng)。但是，電池陰極產(chǎn)生的HO、HO2等自由基易于進(jìn)攻輻射接枝膜支鏈上的芐基，導(dǎo)致聚苯乙烯磺酸支鏈脫落使膜降解，尤其在高溫下降解更容易發(fā)生。

1.2元素有機(jī)聚合物膜

元素有機(jī)聚合物是指高分子主鏈沒(méi)有碳原子，完全由Si、O、S、N和P等組成。該類聚合物中用于制備質(zhì)子交換膜的主要有硅氧聚合物膜和聚膦腈膜。

（1）硅氧聚合物膜。

Si-O鍵的鍵能為445kJ/mol，因此含有該鍵的聚合物具有較高的穩(wěn)定性。通常無(wú)機(jī)Si-O網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（即陶瓷）在高溫下形成。在常溫下，該結(jié)構(gòu)的聚合物可通過(guò)溶膠-凝膠過(guò)程在有機(jī)溶劑或水溶液中生成。有機(jī)基團(tuán)可以通過(guò)化學(xué)鍵連接到氧化硅上，這樣得到的產(chǎn)物叫作有機(jī)改性硅酸鹽（ORMOSIL）或有機(jī)改性陶瓷（OR-MOCER）。將芳基磺酸或烷基磺酸陰離子[4]接枝到與硅原子連接的甲基上，得到一系列可用于燃料電池的質(zhì)子導(dǎo)電聚合物膜。聚苯磺酸硅烷膜在室溫下的電導(dǎo)率為10-2S/cm，具有無(wú)定型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，200℃以內(nèi)可穩(wěn)定存在，是一種化學(xué)穩(wěn)定性良好的透明膜材料。該類材料還可用于全氟磺酸膜的改性，或者制備無(wú)機(jī)復(fù)合膜。但至今還沒(méi)有聚硅氧烷用于燃料電池測(cè)試的報(bào)道。

（2）聚膦腈膜。

聚膦腈是一類具有特殊性能的無(wú)機(jī)高分子功能材料，磺化和磷酸化聚膦腈主鏈?zhǔn)怯山惶娴腜、N原子以及交替的單雙鍵組成的-（P=N）-長(zhǎng)鏈，共軛雙鍵使主鏈具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，但雙鍵的存在并不影響鍵的旋轉(zhuǎn)，因此主鏈又具有較高的扭轉(zhuǎn)柔順性。聚膦腈主鏈的P上可以連接2個(gè)相同或不同的側(cè)鏈，合成多種具有不同功能的新材料。這類材料具有較好的機(jī)械和熱穩(wěn)定性，且甲醇透過(guò)率大大低于Nafion膜。

1.3芳香族碳?xì)渲麈溇酆衔锬?/p>

碳?xì)渲麈湹幕衔镒鳛橹颇げ牧现饕幸韵聝?yōu)點(diǎn)：有多種材料已經(jīng)商業(yè)化，價(jià)格便宜；其中包含的極性基團(tuán)在很寬的溫度范圍內(nèi)具有較好的持水性；可以從分子設(shè)計(jì)的角度減少其使用過(guò)程中的降解；與含氟的材料相比，更容易回收利用，環(huán)境友好。

（1）苯環(huán)的碳?xì)渲麈溇酆衔铩?/p>

含有苯環(huán)的碳?xì)渲麈溇酆衔锞哂休^好的氧化穩(wěn)定性，主要是由于苯環(huán)上的C-H鍵的鍵能為435kJ/mol，高于脂肪鏈上的C-H鍵的鍵能350kJ/mol?；腔郾揭蚁┠さ闹旅毕菔侵麈溨腥〈腃-H鍵不能耐受氧氣和電池反應(yīng)產(chǎn)生的自由基的強(qiáng)氧化性，材料的使用壽命較短。完全由苯環(huán)組成的聚合物聚苯（PP）具有很好的氧化穩(wěn)定性，但其軟化點(diǎn)為500℃，通常狀態(tài)下該聚合物非常堅(jiān)硬，不易加工。商業(yè)化含苯環(huán)聚合物含有為聚合物提供一定柔性的X原子或基團(tuán)。

（2）磺化改性的碳?xì)渲麈溇酆衔锬ぁ?/p>

為了使聚合物具有一定的導(dǎo)電性，必須對(duì)它進(jìn)行改性，最常見的方法是磺化。磺化反應(yīng)為親電反應(yīng)，反應(yīng)容易在電子云密度較大的位置上發(fā)生。直接與有供電子作用的官能團(tuán)連接的苯環(huán)具有較大的電子云密度，更易于磺化。目前研究的磺化碳?xì)渲麈溇酆衔锬ぶ饕谢腔垌浚⊿PSF）膜、磺化聚醚醚酮（SPEEK）膜或磺化聚醚醚酮酮（SPEEKK）膜、磺化聚苯并咪唑（SPBI）膜、磺化聚酰胺（SPI）膜、磺化聚（4-苯氧苯甲?；?1，4-亞苯）（SPPBP）膜以及磺化雜萘聯(lián)苯聚醚酮（SPPEK）膜和磺化雜萘聯(lián)苯聚醚砜（SPPES）膜等[5]。

（3）無(wú)機(jī)酸摻雜堿性聚合物膜。

有些聚合物中含有如醚、醇、氨基、酰胺、亞酰胺等具有堿性的基團(tuán)，可與磷酸、硫酸等強(qiáng)酸作用。由于磷酸和硫酸具有自質(zhì)子化和自脫水的獨(dú)特性能，即使在無(wú)水條件下它們?nèi)跃哂幸欢ǖ馁|(zhì)子傳導(dǎo)性。在堿性聚合物中，聚合物和酸通過(guò)氫鍵或質(zhì)子化相互作用，酸的解離度比無(wú)水時(shí)增大，對(duì)質(zhì)子的傳導(dǎo)能力增強(qiáng)。

目前研究的用于制備無(wú)機(jī)酸摻雜膜的堿性聚合物主要有PEO、PVA、PAAM和PEI等，近年來(lái)對(duì)硫酸與殼聚糖復(fù)合膜的研究也有報(bào)道[6]。磷酸摻雜PBI膜的研究受到人們的廣泛重視。該膜的電導(dǎo)率隨酸的摻雜量、溫度及相對(duì)濕度的改變而變化。

（4）酸堿聚合物共混膜。

酸性聚合物和堿性聚合物可以通過(guò)交聯(lián)形成柔韌的離子網(wǎng)絡(luò)，在保證膜的較高電導(dǎo)率的前提下可提高膜的穩(wěn)定性，若用于直接甲醇燃料電池時(shí)，膜的阻醇性能也得到提高。磺酸基團(tuán)與堿性聚合物以氫鍵P-SO3…H…N-P′的形式結(jié)合。研究所選用的酸性聚（下轉(zhuǎn)第137頁(yè)）（上接第22頁(yè)）合物有SPSF、SPES或SPEEK，堿性聚合物有商業(yè)化的PBI、PEI、聚4-乙烯基吡啶（P4VP）以及通過(guò)NH2-或N（CH3）2-改性PSF得到的胺化聚砜（PSF（NH2））。Kerres等[7]制得了SPEEK/PBI膜、SPEEK/P4VP膜、SPEEK/PSF（NH2）2膜、SPSF/PBI膜和SPSF/P4VP膜。研究表明，相同條件下，SPSU/PBI和SPEEK/PBI共混膜的甲醇透過(guò)系數(shù)分別是Nafion117膜的13%和7%。同時(shí)，這類膜具有很好的熱穩(wěn)定性和較高的質(zhì)子電導(dǎo)率。將這類膜用于氫氧PEMFC性能測(cè)試時(shí)，70℃下與Nafion112膜的電池性能相當(dāng)；用于直接甲醇燃料電池時(shí)，70～110℃下與Nafion105膜的電池性能相當(dāng)。

2.結(jié)語(yǔ)

目前，質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）領(lǐng)域的研究廣泛采用Dupont公司的Nafion膜或其它全氟磺酸聚合物膜。但是，現(xiàn)有的全氟磺酸膜在溫度超過(guò)100℃時(shí)，由于膜內(nèi)水的過(guò)分蒸發(fā)，造成其質(zhì)子傳導(dǎo)速率急劇下降，質(zhì)子傳導(dǎo)性能極差。另外全氟磺酸膜還存在環(huán)境污染嚴(yán)重、膜成本高及制備工藝復(fù)雜等問(wèn)題，不是最理想的質(zhì)子交換膜材料。未來(lái)質(zhì)子交換膜的發(fā)展會(huì)朝著“低成本、高溫高導(dǎo)電率、吸水保水性”方向進(jìn)行開發(fā)和改性。

【參考文獻(xiàn)】

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第9篇：生物燃料的優(yōu)缺點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：生態(tài)足跡；模型；可持續(xù)發(fā)展；缺點(diǎn)

中圖分類號(hào)：F062.2　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A　文章編號(hào):1673-291X(2009)06-0110-02

一、生態(tài)足跡及模型簡(jiǎn)介

可持續(xù)發(fā)展生態(tài)評(píng)估的實(shí)質(zhì)，就是篩選、界定和度量人類生態(tài)影響和地球生命系統(tǒng)吸納這些影響的能力[1～2]，生態(tài)足跡分析就是對(duì)這一概念框架的有益嘗試,雖然提出來(lái)時(shí)間并不長(zhǎng)，但是在近年內(nèi)迅速得到了廣泛的應(yīng)用。

生態(tài)足跡這一概念是由Wackernagel于1996年提出的[4]，它通過(guò)測(cè)定人類為了維持自身生存而利用自然的量來(lái)評(píng)估人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。所謂生態(tài)足跡，是支持一定地區(qū)的人口所需的生產(chǎn)性土地和水域的面積，以及吸納這些人口所產(chǎn)生的廢氣物所需要的土地之總和。生態(tài)足跡的計(jì)算基于如下基本假定[4～5]：（1）人類能夠估計(jì)自身消費(fèi)的大多數(shù)資源、能源及其所產(chǎn)生的廢氣物數(shù)量；（2）這些資源和廢氣物流能折算成生產(chǎn)或消納它們的生態(tài)生產(chǎn)性面積；（3）將不同類型的生態(tài)生產(chǎn)性面積按照其生產(chǎn)力折算之后，可以用同一單位表示，即每英畝耕地、草地、森林和漁場(chǎng)可以折算成世界平均生產(chǎn)力下的等值面積；（4）各種土地的作用類型是單一的，每標(biāo)準(zhǔn)英畝代表等量的生產(chǎn)力，并能夠相加，加和的結(jié)果表示人類的需求；（5）人類需求的總面積可以與環(huán)境提供的生態(tài)服務(wù)量相比較，比較的結(jié)果也用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)力下的面積表示。由此，得出生態(tài)足跡的計(jì)算公式[4～5]：

EF=N*ef=n*rj*∑（aaj）=N*rj*∑（ci/pi）

式中，EF為總的生態(tài)足跡；ef為人均生態(tài)足跡；N為人口數(shù)；i為消費(fèi)品和投入的類型；Pi為i種消費(fèi)品的平均生產(chǎn)能力；ci為i種消費(fèi)品的人均消費(fèi)量；aai為人均i種交易商品折算的生物生產(chǎn)地域面積；ri為均衡因子，因?yàn)閱挝幻娣e耕地、化石燃料土地、牧草地、林地等的生物生產(chǎn)能力差異很大，為了使計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)化為一個(gè)可比較的標(biāo)準(zhǔn)，有必要在各類生物生產(chǎn)面積前乘上一個(gè)均衡因子，以轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的、可比較的生物生產(chǎn)地域面積，j為生物生產(chǎn)性土地類型。

生態(tài)足跡理論中涉及的另一概念是生態(tài)承載力。它的計(jì)算公式為[4～5]：

EC=N*aj*rj*yj（1%～12%）

式中，EC為區(qū)域總?cè)丝诘纳鷳B(tài)承載力（hm2?人-1），aj為人均生物生產(chǎn)面積，rj為均衡因子，yj為產(chǎn)量因子，N為人口數(shù)。12%的土地面積是用于生物多樣性保護(hù)的，所以予以扣除。

二、生態(tài)足跡分析方法的優(yōu)點(diǎn)

生態(tài)足跡作為現(xiàn)今世界運(yùn)用最廣泛的分析可持續(xù)發(fā)展的方法，有其他方法所不具有的優(yōu)點(diǎn)：（1）生態(tài)足跡是基于土地面積的量化指標(biāo)，直觀明了，形象地反映了人類對(duì)地球的影響，且資料相對(duì)容易獲取、計(jì)算方法的可操作性和可重復(fù)性強(qiáng)，并可進(jìn)行橫向和縱向?qū)Ρ萚5～7]，可以較好地揭示自然資本和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的互補(bǔ)關(guān)系；（2）生態(tài)足跡方法提出了生物生產(chǎn)性土地的概念，對(duì)各種人類消費(fèi)和自然資源進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的處理，生物生產(chǎn)性土地的概念有效地表達(dá)了支持人類生活所必需自然資源和土地面積的有限性[3]；（3）生態(tài)足跡方法通過(guò)引入平衡因子和產(chǎn)出因子進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了各國(guó)各地區(qū)各類生物生產(chǎn)性土地的可加性和可比性。它通過(guò)測(cè)量人類對(duì)自然生態(tài)服務(wù)的需求與自然所能提供的生態(tài)服務(wù)之間的差距，提供了一個(gè)核算個(gè)人、企業(yè)、地區(qū)、國(guó)家和全球自然資本利用的簡(jiǎn)明框架，可以使政策制定者和公眾知曉人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的利用狀況和自然資本的承載量，衡量人類發(fā)展對(duì)可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的偏離程度[6～7]；生態(tài)足跡突出了人類消費(fèi)的增加及其后果、可持續(xù)發(fā)展所依賴的關(guān)鍵資源、可獲得資源的分布狀況、貿(mào)易對(duì)可持續(xù)發(fā)展的影響以及環(huán)境壓力下區(qū)域資源的重新分配等與可持續(xù)發(fā)展有關(guān)的主題[4]。這使得將生態(tài)足跡計(jì)算過(guò)程制作成一個(gè)軟件包成為可能,從而可以推動(dòng)該指標(biāo)及方法的普及[6～7]。

三、生態(tài)足跡分析方法的缺點(diǎn)及改進(jìn)方案

（一）全球平均生產(chǎn)力的相對(duì)性，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果的非絕對(duì)性

針對(duì)全球平均生產(chǎn)力的不足，為了更真實(shí)地反映同一國(guó)家不同省、市生態(tài)負(fù)荷及生態(tài)容量現(xiàn)狀，一些專家提出采用以“國(guó)家公頃（nha）”代替“全球公頃（gha）”的計(jì)量單位的計(jì)算方法。其計(jì)算公式為[9]：

Ak=∑aki=∑cki/yki（k=1，2，3……，6）

式中：cki表示占用第k類土地在第i類消費(fèi)項(xiàng)的消費(fèi)量，yki表示第k類土地在第i類消費(fèi)項(xiàng)國(guó)家平均生產(chǎn)力（t*hm2*a-1）。

采用gha方法計(jì)算的生態(tài)足跡結(jié)果出現(xiàn)較高生態(tài)足跡赤字，采用nha方法計(jì)算的生態(tài)足跡結(jié)果出現(xiàn)較小生態(tài)足跡赤字，兩者的差異性說(shuō)明了按照“國(guó)家公頃”等量化的土地具有更高的生態(tài)生產(chǎn)力。同gha相比，一個(gè)nha生態(tài)足跡單位的土地可以為人類提供更多的消費(fèi)。nha計(jì)算模型可以較為準(zhǔn)確地把握不同國(guó)家的國(guó)情和各地區(qū)差異性，各項(xiàng)土地生態(tài)性面積的選取、均衡因子和產(chǎn)量系數(shù)的計(jì)算所用到的統(tǒng)計(jì)資料和口徑也可以保持真實(shí)性、一致性和完整性，通過(guò)nha法計(jì)算的區(qū)域生態(tài)足跡可以更好地反映出國(guó)家內(nèi)各區(qū)域生態(tài)環(huán)境壓力和可持續(xù)性現(xiàn)狀[9]。

不過(guò)，nha方法也存在一些需完善之處：（1）能源足跡數(shù)據(jù)選取得是世界平均能源足跡而不是地區(qū)能源足跡，這會(huì)給計(jì)算造成一定誤差；（2）生態(tài)供給面積選取標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，由于對(duì)生態(tài)性土地的概念的內(nèi)涵與外延難以統(tǒng)一，各種資料收集得到數(shù)據(jù)是否需要標(biāo)準(zhǔn)化是一個(gè)疑問(wèn)；（3）由于市場(chǎng)流動(dòng)性較大帶來(lái)了統(tǒng)計(jì)資料不足的問(wèn)題，這很容易造成誤差。

（二）土地“空間互斥性”假設(shè)很難實(shí)現(xiàn)

此假設(shè)的前提條件是一種土地利用類型可以按照當(dāng)量因子轉(zhuǎn)換成另一種土地利用類型，它對(duì)各類土地功能單一化的處理使土地的功能多樣性和一定程度的功能替代被忽略，導(dǎo)致不同地區(qū)之間生態(tài)足跡的橫向?qū)Ρ冉Y(jié)果產(chǎn)生偏差。比如，在計(jì)算林地生態(tài)足跡供給時(shí)，只有基于其木材產(chǎn)出功能，但實(shí)質(zhì)上，林地還具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、維持大氣水分循環(huán)、防止土壤流失等諸多生態(tài)功能，其吸收CO2的能力更不容忽視，這些能力被忽略過(guò)后，導(dǎo)致林地的生態(tài)供給面積計(jì)算結(jié)果大幅減小[6～7]。

針對(duì)這一缺陷，有人提出這樣一種方法：舍去當(dāng)量因子不用，只計(jì)算生態(tài)足跡模型中六類生物生產(chǎn)性土地面積，分別將這六類生物生產(chǎn)性土地面積與該區(qū)的實(shí)有生物生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行對(duì)比分析，則可以保留不同地區(qū)不同生物類型生產(chǎn)性土地的生產(chǎn)潛力及其不同結(jié)構(gòu)比例，從而達(dá)到更加全面和準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)生態(tài)資源和環(huán)境容量的目的[10]。

（三）生態(tài)足跡分析法是靜態(tài)的

生態(tài)足跡分析法是一種基于靜態(tài)指標(biāo)的分析方法，它假定人口、技術(shù)、物質(zhì)消費(fèi)水平都是不變的[10]，但實(shí)際上這些都是隨時(shí)在變化的，所以它只能反映某一時(shí)刻的可持續(xù)性程度，不能預(yù)測(cè)未來(lái)的可持續(xù)趨勢(shì)，也不能提供改進(jìn)目前不可持續(xù)狀況的方法。所以，我們必須將它變成動(dòng)態(tài)分析法，目前主要有兩種方法：

1.動(dòng)態(tài)生態(tài)足跡

計(jì)算動(dòng)態(tài)生態(tài)足跡使用了動(dòng)態(tài)的均衡因子和產(chǎn)量因子[10]，其計(jì)算公式為：

EFij=（DEij+IMij-EXij）/Yglobij（i=1，2……n;j=1，2……n)

式中，EFij為第i種資源j年的生態(tài)足跡；DEij為第i種資源j年的生產(chǎn)量；IMij為第i種資源j年的進(jìn)口量；EXij為第i種資源j年的出口量；Yglobij為第i種資源j年的世界平均生產(chǎn)能力。由此，總生態(tài)足跡為[10]：

EF=∑（EFij*EQjk）（k=1，2……p）

式中EQjk為第k類土地j年的均衡因子。

這個(gè)方法增加了計(jì)算結(jié)果的縱向可比性，解決了靜態(tài)分析這一問(wèn)題，結(jié)果更接近實(shí)際，更適合測(cè)度可持續(xù)發(fā)展。

2.運(yùn)用長(zhǎng)時(shí)間序列計(jì)算生態(tài)足跡

此方法的具體步驟是[11]：

（1）把某一長(zhǎng)時(shí)間段分為幾個(gè)時(shí)間段，在每一時(shí)間段里增長(zhǎng)或減少的比例都基本相同，然后用這些比例推算出整個(gè)長(zhǎng)時(shí)間段粗略的生態(tài)足跡；（2）對(duì)這一時(shí)間段粗略的生態(tài)足跡與實(shí)際的生態(tài)足跡做相關(guān)的誤差分析，建立動(dòng)態(tài)模型：Y=a+b*X，a，b是可以確定的系數(shù)，Y為實(shí)際數(shù)據(jù)的擬和值，X為推算的數(shù)據(jù)，若此模型的擬合度不錯(cuò)，模型擬合的數(shù)據(jù)可以代替實(shí)際值；（3）應(yīng)用上述模型推算出精確的生態(tài)足跡。

（四）生態(tài)足跡法不能完整測(cè)量人類可持續(xù)發(fā)展水平

可持續(xù)發(fā)展包括經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境三個(gè)方面，而生態(tài)足跡強(qiáng)調(diào)的是人類發(fā)展對(duì)環(huán)境系統(tǒng)的影響及其可持續(xù)性，卻沒(méi)有涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)方面的可持續(xù)性，不考慮人類對(duì)現(xiàn)有消費(fèi)模式和生活方式的滿意程度[6～8]。

對(duì)于這種生態(tài)偏向性，有的專家建議將生態(tài)足跡指標(biāo)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相結(jié)合來(lái)綜合反映更完整意義上的可持續(xù)程度。比如：我們結(jié)合考慮萬(wàn)元GDP生態(tài)足跡、技術(shù)水平指標(biāo)、企業(yè)其他環(huán)境會(huì)計(jì)指標(biāo)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等。

四、結(jié)論與展望

生態(tài)足跡分析法自1996年提出以來(lái)雖然已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但它仍處于發(fā)展階段，有很多缺點(diǎn)和不足需要加以改進(jìn)，以上的四點(diǎn)只是需要完善的其中一部分。

針對(duì)以上的不足，再結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)[4～8]，以下幾方面應(yīng)成為生態(tài)足跡研究的方向：（1）對(duì)各種能源足跡計(jì)算方法精確性的比較和對(duì)方法的進(jìn)一步改進(jìn)；（2）對(duì)計(jì)算區(qū)域的生產(chǎn)潛力的研究；（3）自然對(duì)廢棄物、CO2吸收的生態(tài)足跡計(jì)算；（5）生態(tài)足跡分析法中時(shí)間序列的應(yīng)用及其完善；（6）各種與生態(tài)足跡有關(guān)的指數(shù)的提出及研究，如生態(tài)占用指數(shù)等；（7）區(qū)域公頃計(jì)量單位的運(yùn)用；（8）提取和分析生態(tài)足跡賬戶中所包含的大量信息。

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