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第1篇：生物質能的特性范文

關鍵詞 生物質；生物質能；碳當量；計算模型；化石能源

中圖分類號S216，TK6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）42-0094-02

Research and Application of Biomass Energy for the Carbon Equivalent-based Criterion

MA Dejin

Anhui BBCA Chemical Equipment Co.,Ltd., Bengbu 233010，China

Abstract The development and utilization of biomass energy by human being would be turned into the inevitable trends, it had many obstacles to use bio-mass energy instead of fossil energy, key problems to be resolved was analyzed in the conversion process of bio-mass energy, meanwhile, the essence and computational modeling and of bio-mass energy for the carbon equivalent-based criterion were put forward, the suggestions related with research and development of bio-mass energy were also illustrated.

Keywords bio-mass; bio-mass energy; carbon equivalent; computational modeling; fossil energy

關于生物質和生物質能的概念界定，筆者基于前期研究曾在資料[1]中簡要闡述，生物質是與生物有關的物質的總稱，它包括所有動物、植物和微生物以及由這些有生命物質派生、排泄和代謝的許多有機質；可以作為能源利用的生物質主要有木材殘余物、農業廢棄物、動物糞便和城市固體垃圾等。生物質能是綠色植物借助于光合作用將太陽能予以轉化和儲存，將生物質資源的潛在價值轉化成生物質能，相對于化石能源和以石油為原料生產各類工業產品的綜合價值評估而言，對CO2、SO2、氮氧化物和二惡英類化學物質[2]造成的環境污染可以實現減量化，研究表明，二惡英類化學物質是一類由碳、氫、氧及鹵族元素組成的環狀分子，環境中過量的二惡英類化學物質會引起人類各種疾病，對此類污染物的控制已經引起人們的高度重視，利用生物質能無疑屬于可持續發展的有效路徑之一。將生物質轉化成生物質能時，必須充分考慮其以下主要因素：使用的便捷性、成本的經濟性、技術的可靠性和生態的安全性等。

1 生物質轉化成生物質能的運用現狀和障礙分析

可以利用的生物質中，按照來源可以分為廢棄物類生物質、未利用的生物質、資源作物和新作物四類[3]，按照資源種類可以劃分為林業生物質資源、農業生物質資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢棄物和禽畜糞便五大類[4]。生物質作為物質資源和能源，與人類的繁衍生息密不可分，以農林廢棄物作為薪柴或生物質粗放式的加工制作技術，可以枚不勝舉。隨著全球人口的持續增長和生態環境被人為破壞，引發的環境惡化問題，已經成為全球性高度關注的熱點之一，在大量的科技文獻中可以找到佐證，筆者不再贅述。僅從生物質和生物質能的轉化過程來分析，普遍存在以下問題：基于生物質資源的分布特點，對于生物質的收集、預處理、運輸、儲藏、深加工、轉化物再利用等各個環節中，由于缺乏技術數據、工業化手段、科研成果的支撐和對該區域生物質自然屬性的認識，工程項目建設完畢或運行不久后即被迫停產，諸如生物質直燃發電項目多處于此尷尬局面；對各類生物質的能源利用過程中，經常出現生物質潛在價值被嚴重浪費、生物質能利用率低、二次能源消耗增加、生態環境持續污染、能源商業化裝置造價過高等現象；生物質轉化成生物質能的工藝路線雖然成型甚至通過中小試驗收，開展工業化大規模生產后，產品沒有市場競爭力，多是依賴政府性補貼來推動生物質能利用；對關于生物質的物理特性、化學特性、生化特性和資源持續利用狀況，就局部目標區域缺乏系統的評估。

2 生物質能的價值評估預案

有效利用生物質能的基本出發點是研究和解決上述各項關鍵問題，讓人類在利用此類可再生能源逐步替代化石能源時，成為順理成章之行為，為此在物質和能量轉化的理論與實踐框架下，必須研究生物質能的形成機理、生物質能的最佳轉化方案、生物質能的有效利用形式和環境影響評價。

2.1 生物質及生物質能的本質

田宜水等在資料[4]中就生物質能的形成機理給予闡述，簡言之，自然環境中，借助綠色植物的葉綠體和太陽能之光合作用，把二氧化碳和水合成為C6H12O6并釋放出氧氣，而C6H12O6作為基本碳源的有機體，一方面可以作為動物、許多微生物和少數微生物的營養源，另一方面作為其它直接或間接依靠植物生存的生物提供有機物或能量。

基于此，生物質的本質是通過光合作用形成的各種有機體；生物質能的本質是把太陽能以化學能形式儲存于生物質中，將生物質中的這部分能量轉化出來被人類有效利用。

充分利用生物質中的能量而又減少對人類的危害是開發生物質能的根本目的。

2.2 生物質能的特性

生物質主要由C、H、O、N、S、Cl及部分金屬等元素構成，基于生物質中含有C、H、S等可燃元素，使得各種復雜的有機混合物作為可燃物質以潛在的能量被儲存，這些可燃成分和氧化劑發生強烈的化學反應，產生相應的熱量。換言之，生物質能主要以燃燒形式被釋放，C、H、S等與O發生氧化反應，表現為直接燃燒或間接燃燒兩種形式，如H直接完全燃燒時可釋放142.256MJ/Kg的熱量（相當于4.86千克標準煤的熱值），H也可能會與生物質中的C、S等在受熱過程化合成各種可燃化合物或可燃氣體，釋放出較上述熱值低的熱量，H與O化合成結晶水時，將不釋放熱量；C在完全燃燒時，可以釋放34.045MJ/kg的熱量，生物質能在轉化過程中是一個復雜的體系，除掉與生物質自身潛在熱值有關外，還與燃燒的裝置、燃燒的外在條件有關。

2.3 生物質能的計算模型

生物質自身含有的潛在熱值或理論熱值可以用熱值測定儀直接測量，也可以采用元素組成進行推論。根據生物質基質中各種可燃元素在燃燒過程中的作用和產生的熱量，將除C以外的H、S等元素折合成對應碳的熱值，筆者根據研究提出基于碳當量準則的生物質能計算模型。

按照101.325kPa、25℃標準態下的熱力學反應，生物質中各種可燃元素所產生的熱量值可以分別給出，如H2與O2完全燃燒時放出的熱量為285.830±0.042kJ/mol，故推出H的完全燃燒熱值為142.915±0.021MJ/Kg，通常取142.256MJ/kg；C與O2完全燃燒時放出的熱量為34.045MJ/kg，即使C與O2產生不完全燃燒生成CO，而CO再與O2產生燃燒時，其綜合放出的熱量幾乎等同于一次性完全燃燒形成的熱量；S與O2完全燃燒時放出的熱量為297.28kJ/mol，S的完全燃燒熱值可以表達為9.29MJ/kg；在燃燒過程中產生的水蒸氣變成液態水要吸收熱量，其抵消的熱值為44.01kJ/mol，意味著生成液態水吸收的熱量也可表達為2.445MJ/kg。

生物質熱能的產生過程很復雜，如氫在生物質中有可燃氫和化合氫之分，化合氫與氧結合成水，不能燃燒和放熱[6]；盡管有些資料中對于生物質各種元素在燃燒過程中生成的熱值給出不同的數據，本文仍以上述數據作為論證依據。

依照上述熱量生成原理以及放熱及吸熱數據，可以推斷出以碳元素為基準的生物質含有的固有熱值為如公式（1）：

Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S （1）

考慮到燃燒過程中水分從氣態到液態的變化吸熱過程，生物質在燃燒結束后，生物質中水分蒸發和氫燃燒的汽化潛熱沒有釋放出來，影響熱量的產生，故推出如下公式（2）（此公式符合學界提出的低位熱值的概念）：

Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S-k3（9H+W） （2）

式中，Ceq 代表生物質的碳當量，k1、 k2 、k3分別為H、S、H2O的熱量折算系數，C、H、O、S分別代表生物質中元素百分比組成，W代表生物質中水分的百分比。

其中，各系數分別為：

K1=142.256/34.045=4.18

k2=9.29/34.045=0.27

k3=2.445/34.045=0.07

將各系數代入上式，可以推出基于碳當量的表達式（3）：

Ceq=C+4.18（H-O/8）+0.27S-0.07（9H+W） （3）

依此可以計算出每千克生物質的固有熱值(低位熱值)為式（4）：

Qdw=34 045×Ceq% （4）

式中，Qdw每千克生物質的固有熱值（或低位熱值），kJ/kg。

2.4 生物質能計算與實際測量值對比分析

根據資料[6]中提供的數據，表1給出了典型生物質的元素測定值和對應的低位熱值，通過試驗數據和計算值對比分析，采取基于碳當量準則的計算與實測值有一定的吻合度，誤差較小。

表1 某些生物質的水分（%）、元素組成（%）及試驗熱值（kJ/kg）

生物質含氧量一般在30%~44%，含硫量大多低于0.20%，如上表中豆秸的氧含量通常為經過實測為32.15%，將數據代入式3求得Ceq=48.29%，那么1kg豆秸中含有的碳當量等于0.4829kg，可以產生的低位熱值為34 045KJ/Kg×0.4829=16 440kJ/kg，與試驗熱值16 157kJ/kg的對比誤差為1.8%。

3 結論

經過試驗研究和大量數據比對分析，認為基于碳當量準則計算生物質的低位熱值是可行的，某區域的某類生物質的C、H、O、S、N、P或K2O等組成一般是固定的，水分含量有相當大的變化，依此計算模型，在工業化生產過程中，面對不同種類的生物質，可以實現快速配料，也可以降低基礎試驗和分析成本；同時有利于規范生物質能的基礎研究。筆者曾對國外學者給出的熱能經驗性計算公式進行比對性研究，認為本計算模型具備計算簡便和準確率較高的特點。

以農林廢棄物質為主，利用秸稈類生物質開發氣化、炭化、液化和沼氣等燃料化工藝技術，與傳統的直接燃燒相比，雖然熱能利用率有所提升，但秸稈固化成型以及運輸、儲存和能源轉化裝置的成本控制、適宜的工業化或商業化規模等核心問題，仍是制約生物質能轉化技術大量使用的主要因素。生物質能轉化過程的社會效益、經濟效益和生態效益的綜合評價體系，以廢治廢的綜合能源利用技術和生物質能轉化裝置的不斷優化等，都有待進一步研究和運用。

參考文獻

[1]馬德金，孔憲迪，唐根生.生物質制沼氣的相關技術參數分析[J].科技傳播，2010(24)：135-136.

[2]馬德金.二惡英類化學物質的分類及其危害分析[J].科技傳播，2011(38)：72-73.

[3]李大寅，蔣偉忠，譯.日本生物質綜合戰略[M].1版.北京：中國環境科學出版社，2005：1-7.

[4]田宜水，孟海波.農作物秸稈開發利用技術[M].1版.北京：化學工業出版社，2009：22-39.

第2篇：生物質能的特性范文

中圖分類號： TK223文獻標識碼： A

一、生物質能的特點與發展生物質能意義 

（一）生物質能的特點

1、可再生性 

生物質屬可再生資源,生物質能由于通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用； 

2、低污染性 

生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的硫化物、氮氧化物較少；生物質作為燃料時，由于它在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應；

3、廣泛分布性 

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質能。 

4、生物質燃料總量十分豐富 

根據生物學家估算,地球陸地每年生產1000～1250億噸生物質;海洋每年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當于目前世界總能耗的10倍。

（二）發展生物質能意義

生物質能源的開發利用早已引起世界各國政府和科學家的關注。國外生物質能研究開發工作主要集中于氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。許多國家都制定了相應的開發研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等發展計劃。其它諸如加拿大、丹麥、荷蘭、德國、法國、芬蘭等國，多年來一直在進行各自的研究與開發，并形成了各具特色的生物質能源研究與開發體系，擁有各自的技術優勢。 

我國生物質能研究開發工作，起步較晚。隨著經濟的發展，開始重視生物質能利用研究工作，從八十年代起，將生物質能研究開發列入國家攻關計劃，并投入大量的財力和人力。已經建立起一支專業研究開發隊伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我國的生物質能產業。生物質能是一個重要的能源，預計到下世紀，世界能源消費的40%來自生物質能，我國農村能源的70%是生物質，我國有豐富的生物質能資源，僅農村秸桿每年總量達6億多噸。隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，環境保護意識的加強，對生物質能的合理、高效開發利用，必然愈來愈受到人們的重視。因此，科學地利用生物質能，加強其應用技術的研究，具有十分重要的意義。 

二、生物質能發電工藝 

生物質鍋爐是將生物質直接作為燃料燃燒,將燃燒產生的能量用于發電。當今用于發電的生物質鍋爐主要包括流化床生物質鍋爐和層燃鍋爐。

（一）流化床燃燒技術

流化床燃燒與普通燃燒最大的區別在于燃料顆粒燃燒時的狀態,流化床顆粒是處于流態化的燃燒反應和熱交換過程。生物質燃料水分比較高,采用流化床技術,有利于生物質的完全燃燒,提高鍋爐熱效率。生物質流化床可以采用砂子、燃煤爐渣等作為流化介質,形成蓄熱量大、溫度高的密相床層,為高水分、低熱值的生物質提供優越的著火條件,依靠床層內劇烈的傳熱傳質過程和燃料在床內較長的停留時間,使難以燃盡的生物質充分燃盡。另外,流化床鍋爐能夠維持在 850℃穩定燃燒，可以有效遏制生物質燃料燃燒中的沾污與腐蝕等問題，且該溫度范圍燃燒NOx排放較低,具有顯著的經濟效益和環保效益。但是,流化床對入爐燃料顆粒尺寸要求嚴格,因此需對生物質進行篩選、干燥、粉碎等一系列預處理,使其尺寸、狀況均一化,以保證生物質燃料的正常流化。對于類似稻殼、木屑等比重較小、結構松散、蓄熱能力比較差的生物質,就必須不斷地添加石英砂等以維持正常燃燒所需的蓄熱床料,燃燒后產生的生物質飛灰較硬,容易磨損鍋爐受熱面。此外,在燃用生物質的流化床鍋爐中發現嚴重的結塊現象，其形成的主要原因是生物質本身含有的鉀、鈉等堿金屬元素與床料(通常是石英砂)發生反應，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低溫共熔混合物，其熔點分別為870℃和760℃，這種粘性的共晶體附著在砂子表面相互粘結，形成結塊現象。為了維持一定的流化床床溫,鍋爐的耗電量較大,運行費用相對較高。

（二）層燃燃燒技術

層燃燃燒是常見的燃燒方式,通常在燃燒過程中,沿著爐排上床層的高度分成不同的燃燒階段。層燃鍋爐的爐排主要有往復爐排、水冷振動爐排及鏈條爐排等。采用層燃技術開發生物質能,鍋爐結構簡單、操作方便、投資與運行費用都相對較低。由于鍋爐的爐排面積較大,爐排速度可以調整,并且爐膛容積有足夠的懸浮空間,能延長生物質在爐內燃燒的停留時間,有利于生物質燃料的充分完全燃燒。但層燃鍋爐的爐內溫度很高,可以達到1000℃以上,灰熔點較低的生物質燃料很容易結渣。同時,在燃燒過程中需要補充大量的空氣,對鍋爐配風的要求比較高,難以保證生物質燃料的充分燃燒,從而影響鍋爐的燃燒效率。

三、國內外生物質鍋爐的開發及應用

生物質發電在發達國家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典等歐洲國家和北美，生物質能在總能源消耗中所占的比例增加相當迅速。

（一）國外生物質鍋爐的開發及應用

生物質鍋爐的技術研究工作最早在北歐一些國家得到重視，隨焉在美國也開展了大量研究開發，近幾年由于環境保護要求日益嚴格和能源短缺，我國生物質燃燒鍋爐的研制工作也取得了進展。生物質

燃料鍋爐國內外發展現狀示于表1。

美國在20世紀30年代就開始研究壓縮成型燃料技術及燃燒技術，并研制了螺旋壓縮機及相應的燃燒設備；日本在20世紀30年代開始研究機械活塞式成型技術處理木材廢棄物，1954年研制成棒狀燃料成型機及相關的燃燒設備；70年代后期，西歐許多國家如芬蘭、比利時、法國、德國、意大利等國家也開始重視壓縮成型技術及燃燒技術的研究，各國先后有了各類成型機及配套的燃燒設備。

丹麥BWE公司秸桿直接燃燒技術的鍋爐采用振動水冷爐排，自然循環的汽包鍋爐，過熱器分兩級布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預熱器。位于加拿大威廉斯湖的生物質電廠以當地的廢木料為燃料，鍋爐采用設有BW“燃燒控制區”的雙拱形設計和底特律爐排廠生產的DSH水冷振動爐排，使燃料燃燒完全，也有效地降低了煙氣的顆粒物排放量。同時，還在爐膛頂部引入熱空氣，從而在燃燒物向上運動后被再次誘入渾濁狀態，使固體顆粒充分燃燒，提高熱效率，減少附帶物及煙氣排放量。流化床技術以德國KARLBAY公司的低倍率差速床循環流化床生物質燃燒鍋爐為代表。該鍋爐的特點主要體現在燃燒技術上。高低差速燃燒技術的要點是改變現有常規流化床單一流化床，而采用不同流化風速的多層床“差速流化床結構”。瑞典也有以樹枝、樹葉等作為大型流化床鍋爐的燃料加以利用的實例。國內無錫鍋爐廠、杭州鍋爐廠、濟南鍋爐廠等都有燃用生物質的流化床鍋爐。

（二）我國生物質鍋爐的開發及應用

我國生物質成型燃料技術在20世紀80年代中期開始，目前生物質成型燃料的生產已達到了一定的工業化規模。成型燃料目前主要用于各種類型的家庭取暖爐(包括壁爐)、小型熱水鍋爐、熱風爐，燃燒方式主要為固定爐排層燃爐。河南農業大學副研制出雙層爐排生物質成型燃料鍋爐，該燃燒設備采用雙層爐排結構，雙層爐排的上爐門常開，作為燃料與空氣進口；中爐門于調整下爐排上燃料的燃燒和清除灰渣，僅在點火及清渣時打開；下爐門用于排灰及供給少量空氣。上爐排以上的空間相當于風室，上下爐排之間的空間為爐膛，其后墻上設有煙氣出口。這種燃燒方式，實現了生物質成型燃料的分步燃燒，緩解生物質燃燒速度，達到燃燒需氧與供氧的匹配，使生物質成型燃料穩定、持續、完全燃燒，起到了消煙除塵作用。20世紀80年代末，我國哈爾濱工業大學與長沙鍋爐廠等鍋爐制造企業合作，研制了多臺生物質流化床鍋爐，可燃燒甘蔗渣、稻殼、碎木屑等多種生物質燃料，鍋爐出力充分，低負荷運行穩定，熱效率高達80％以上。浙江大學等也開展了相關研究工作。下面介紹兩種國產的代表性鍋爐。

1、無錫華光鍋爐股份有限公司

鍋爐為單鍋筒、集中下降管、自然循環、四回程布置燃秸稈爐。爐膛采用膜式水冷壁,爐底布置為水冷振動爐排。在冷卻室和過熱器室分別布置了高溫過熱器、中溫過熱器和低溫過熱器。尾部采用光管式省煤器及管式空氣預熱器。爐膛、冷卻室和過熱器室四周全為膜式水冷壁,為懸吊結構。鍋筒中心線標高為32100m。鍋爐按半露天。布置進行設計。

2、濟南鍋爐集團有限公司

濟南鍋爐集團有限公司在采用丹麥BWE技術生產生物質鍋爐的同時,也開發出循環流化床生物質鍋爐,其燃料主要為生物質顆粒。其燃料主要通過機械壓縮成型,一般不需添加劑,其顆粒密度可達到1～017t/m3,這樣就解決了生物質散料因密度低造成的燃料運輸量大的問題。但顆粒燃料的生產電耗高,一般每生產1t顆粒燃料需耗電30～

55kW,因而成本較高,大約在300元/t。循環流化床鍋爐爐內一般需添加粘土、石英沙等作為底料已輔助燃燒。由于燃料呈顆粒狀,因而上料系統同輸煤系統一致,很適于中小型燃煤熱電廠的生物質改造工程,在國家關停中小型燃煤(油)火力熱電政策和鼓勵生物質能開發政策下有廣闊的市場前景。

四、我國生物質直燃發電政策

我國具有豐富的新能源和可再生能源資源，近幾年在生物質能開發利用方面取得了一些成績。2005年2月28日通過了《可再生能源法》，其中明確指出“國家鼓勵和支持可再生能源并網發電”，它的頒布和實施為我國可再生能源的發展提供了法律保證和發展根基。隨后，與之配套的一系列法律、法規、政策等陸續出臺，如《可再生能源發電有關管理規定》(發改能源[2006]13號)、《可再生能源發電價

格和費用分攤管理試行辦法》(發改價格[2006]7號)、《可再生能源電價附加收入調配暫行辦法》(發改價格[2007]44號)、《關于2006年度可再生能源電價補貼和配額交易方案的通知》(發改價格[2007]

2446號)、《關于2007年1—9月可再生能源電價附加補貼和配額交易方案的通知》(發改價格[2008]640號)等的。與此同時，國務院有關部門也相繼了涉及生物質能的中長期發展規劃，生物質能的政策框架和目標體系基本形成。2012年科技部日前就《生物質能源科技發展"十二五 "重點專項規劃》、《生物基材料產業科技發展"十二五"專項規劃》、《生物種業科技發展"十二五"重點專項規劃》、《農業生物藥物產業科技發展"十二五"重點專項規劃》等公開征求意見。表示將建立政府引導和大型生物質能源企業集團參與科技投入機制，推進后補助支持方式向生物質能源科技創新傾斜，形成政府引導下的多渠道投融資機制。這些政策的出臺為生物質發電技術在我國的推廣利用提供了有力的保障。

四、高效潔凈生物質鍋爐的開發應用建議

（一）重點開發適用于秸稈捆燒的燃燒設備

目前對生物質直接燃燒的研究，比較多地集中在生物質燃燒特性、燃燒方法和燃燒技術等方面，而對各種燃燒技術的經濟性研究較少，更缺乏對不同燃燒方法、燃燒技術經濟性的比較分析。實際上，由于生物質(尤其是農作物秸稈)原料來源地分散，收集、運輸、貯存都需要一定的成本，有些燃燒技術需先對生物質燃料進行干燥、破碎等前期加工處理，真正適用的、值得推廣的是能源化利用總成本最低、從收集到燃燒前期加工處理過程耗能最少、對環境影響最小的技術。例如，對于秸稈類生物質，捆燒將會是最有市場競爭力的燃燒方法，所以，應針對我國農村耕種集約化程度較低的現狀，開發各種秸稈的小型打捆機械，并重點開發適用于秸稈捆燒的燃燒設備。農林加工剩余物(如甘蔗渣、稻殼、廢木料等)則宜就地或就近燃燒利用，如剩余物數量較大且能常年保證供應，則可作為熱能中心或熱電聯產鍋爐燃料，熱電聯產的鍋爐型式應優先采用循環流化床鍋爐，數量較少或不能保證常年供應的，則可采用能與煤混燒的燃燒設備。

（二）加大科技支撐力度,加強產學研結合,突破關鍵技術和核心裝備的制約

加大科技支撐力度,盡快將生物質能源的研究開發納入重大專項,開發低成本非糧原料生產燃料乙醇和高效酶水解及高效發酵工藝,研究可適用不同原料、節能環保的具有自主知識產權的生物柴油綠色合成工藝,開發適宜中國不同區域特點的高效收集秸稈資源、發展成型燃料的關鍵生產技術與裝備。

（三）做好技術方面控制

生物質鍋爐的開發過程中應當克服以下技術問題：

1、粉塵控制與防火防爆 

目前生物質電廠的燃料儲運是在常壓下進行的，由于生物質燃料自身的特點，在其粉碎過程中或者在運輸過程中出現落差的情況下，會產生大量的粉塵，導致了上料系統合鍋爐給料系統的粉塵含量高，粉塵濃度甚至進入爆炸極限范圍，存在極大的安全隱患。 

針對這種情況，需要我們根據國內燃料供應情況，在燃料粉碎、運輸及上料環節上對生產工藝做相應修改，如采用封閉式負壓儲運；在落差較大的位置設置除塵裝置；增設粉塵濃度傳感器對粉塵進行實時監測；保持料倉的通風性良好，監測并控制料倉的溫度、濕度。 

2、燃料輸送系統的簡化 

目前燃料輸送系統和鍋爐給料系統環節較多，工藝復雜，螺旋和斗式提升機經常堵塞的現象。燃料輸送系統故障會導致爐前料倉斷料，不能滿足鍋爐負荷下的燃料供應。 

為了避免這種現象發生，可以考慮改進現有的給料工藝，減少給料環節，不采用斗式提升機，改用棧橋、皮帶，直接將料倉的料輸送到爐前料倉。同時嚴格控制燃料濕度和粒度，防止燃料結團、纏繞，并改進自動化控制手段，保證輸料系統連續穩定運行。 

3、結焦和腐蝕 

生物質燃料的成分和煤粉存在極大差異，尤其灰分中含有大量堿金屬鹽，這些成分導致其灰熔點較煤粉的灰熔點低，容易產生沾污結焦和腐蝕。因而生物質鍋爐產生結焦、腐蝕的工況參數與普通燃煤爐不同，應該根據燃料性質及燃燒特性的不同，對鍋爐及其輔助設備的工藝設計提出不同要求，并改進相關自動化控制使工藝運行環境符合現有設備要求。

隨著國家大氣污染排放標準的提高，因重視對廢氣排放的控制，爐內脫硫技術是控制空氣污染的有效方法。循環流化床是我國燃煤發電重要的清潔煤技術。歷經二十余年的發展，我國掌握了300MW亞臨界循環流化床鍋爐設計制造運行的系統技術，發展超臨界參數循環流化床鍋爐已經勢在必行。國家發改委自主研發超臨界600MWCFB鍋爐是當前技術的典范。

參考文獻

[1]劉強,段遠源,宋鴻偉.生物質直燃有機朗肯循環熱電聯產系統的熱力性能分析[j].中國電機工程學報,2013年26期.

第3篇：生物質能的特性范文

一、生物質產業發展現狀

（一）農作物秸稈的綜合開發利用

為認真貫徹落實《國務院辦公廳關于加快推進農作物秸桿綜合利用的意見》文件精神，建設資源節約型、環境友好型社會，實現節能減排總目標，我縣在農作物秸桿綜合利用方面做了大量的工作，對農村秸桿露天焚燒、亂堆亂棄、污染環境、破壞土壤表層有機質、影響交通安全等問題進行了綜合治理，科學系統地制定了農物作秸桿綜合利用發展規劃。2009年，我縣秸桿綜合利用總量約53萬噸，其中用于養殖21萬噸(青貯飼料占16萬噸)，全縣食用菌主要利用玉米秸桿，轉化秸桿總量25萬噸，農作物秸桿資源得到了有效、合理的綜合利用和發展。

1、結合配方施肥項目，大面積極推廣秸桿還田技術

在該項目的核心區率先推廣大面積的秸桿還田技術，同時制定出秸桿還田的技術規程，包括還田方式、秸桿數量、施氮量、土壤水分、還田時間以及防治病蟲害、防止雜草方面的技術要求，并分析秸桿還田增產效果的作用機理。

2、秸桿飼料化處理

隨著農業、畜牧業的發展需要，擴大飼料來源，開發新的飼養資源，提高飼料質量和飼料效率已日趨重要，具體處理一般有微生物處理和飼料化加工兩類，秸桿中都含有碳水化合物、蛋白質、脂肪、木質素、醇類、醛酮和有機酸等，所以要科學地開發利用秸桿飼養。

3、秸桿在農村沼氣池中的綜合利用

隨著我縣農村戶用沼氣池項目的建設發展，農作物秸桿經粉碎加工處理后，與人畜糞便等有機物在沼氣池的厭氧環境中通過微生物分解轉化，即可產生沼氣、沼液、沼渣，俗稱“三沼”，根據它們各自的特性，在生產、生活領域中廣泛應用，既有降本增效的功能，又能改善環境，保護生態。

（二）畜禽糞便的綜合開發利用

目前，我縣畜禽糞便的綜合利用開發主要是通過一定的技術處理，將其變成資源，即變成農業肥料、飼料和燃料。

1、用作肥料

畜禽糞便經發酵后就地還田作為肥料使用，是減輕環境污染、充分利用農業資源最經濟有效的措施。從我縣畜禽糞便利用的情況來看，不同畜禽糞便使用有一定差異。雞肥含有的營養成分較高、含水量較低，大中型雞場、養雞專業戶、專業村的雞肥都充分供給農民作為肥料和沼氣池原料，使雞肥得以充分利用。而牛糞和豬糞含水量較高，運輸不方便以及與農業使用存在季節性差異，豬牛糞的還田利用率較低。根據調查，個別地方的豬牛糞還田利用率僅達30％～50％，除做為沼氣池原料外，還有一部分沒有得到充分利用，造成了資源的浪費。

2、用作飼料

畜禽糞便用作飼料，是其綜合利用的主要途徑，根據各種動物糞便的營養成分，畜禽糞便的營養最適合于反芻動物。

畜禽糞便飼料化處理的方法，當前我縣主要采取干燥法：主要以自然干燥、塑料大棚自然干燥為主；其次是青貯法，即單獨或與其他飼料一起青貯，該方法處理費用低，能源消耗少，產品無毒無味，適口性強，蛋白質消化率和代謝率都能顯著提高，間接的節約了飼料費用；再者就是發酵處理，主要采取自然發酵和酒糟發酵兩種方法。

3、用作燃料

隨著我縣農村戶用沼氣和大中型沼氣的蓬勃發展，畜禽糞便已成為沼氣池的主要原料。實踐證明，畜禽糞便經過厭氧發酵不僅可產生沼氣做為燃料，而且對處理大中型畜禽養殖場的污染和使糞便資源化方面，是一項切實可行的綜合利用途徑。同時農村戶用沼氣有效的改善了農村公共衛生臟、亂、差的現狀，促進了農民傳統生活方式的改變，使廣大農民走向清潔、衛生、健康的生活道路。

（三）農村沼氣建設情況

1、大力實施農村戶用沼氣池建設項目

為加快我縣農村可再生能源的開發利用，盡快解決能源資源緊張結構不合理、利用率低下和環境污染等問題，我縣積極爭取能源項目。2008年實施了省農村戶用沼氣池項目。上半年已全部完成，共建沼氣池1600個。項目區主要分布在我縣的西湖鄉、七級鎮、大布鄉、阿城鎮、閆樓鎮等鄉鎮。2009年實施了新增50億元農村戶用沼氣池項目。我縣計劃任務為3000戶，截止2009年年底已完成1100戶，占任務的36.6%，預計2010年上半年全部完成。項目區主要分布在我縣的僑潤、獅子樓、博濟橋三個辦事處，及西湖、定水、大布、高廟王、阿城、閆樓、七級、郭屯等鄉鎮。

目前，已建成的沼氣池運行正常，給農民帶來的好處是多方面的，也是實實在在，顯而易見的。一方面可以產生很可觀的經濟效益。經統計，我縣所建“一池二改”或“一池三改”沼氣池，使用年限為20—25年，每戶每年可節約增收1600元左右，其中沼氣用于做飯、照明一年可節約800元，養殖增收500元，用沼液、沼渣做肥料，可節省化肥、農藥費用300元，有蔬菜大棚的農戶利用沼液沖施、噴施蔬菜效益更可觀，每個大棚每年可節約增收2000—3000元；另一方面，改變了農村傳統的生產、生活方式，農村環境臟、亂、差的狀況得到治理，提高了生活質量。同時促進農業和農村經濟的良性循環，實現經濟效益、社會效益、生態效益的統一，為優化環境，保護水、土、大氣等自然資源，奠定了良好的基礎。

2、大型沼氣建設工程

2009年度我縣新建兩處大型沼氣工程。一是華鑫養殖有限公司（年出欄3萬頭豬）大型沼氣工程，計劃投資199.6萬元，其中中央投資50萬元，省投資13萬元，縣配套37萬元，政府債券貸款企業自籌99.6萬元，已全部完成投資。09年10月已竣工運行，目前運行良好，對沼氣、沼液、沼渣進行科學合理的利用。二是綠源牧業有限公司（年出欄3.2萬頭豬）大型沼氣工程，總投資為420萬元，其中中央投資100萬元，地方配套100萬元，項目單位自籌220萬元，09年11月份已竣工完成，目前處于調試和試運行狀態。

二、存在的主要問題

盡管我縣在生物質能源的開發利用方面取得了一些成效，但由于生物質能源發展還處于起步階段，面臨許多困難和問題，歸納起來主要有以下幾個方面。

1、技術嚴重落后

由于資源分散，收集手段落后，我縣的生物質能利用工程的規模很小。為降低投資，大多數工程采用簡單工藝和簡陋設備，設備利用率低，轉換效率低效。

2、投入嚴重不足

生物質能屬于高新技術和新興產業，其技術研發和市場培育需要大量資金投入，但目前投融資渠道較為單一，投入嚴重不足，產業化程度低，大規模生物質能源生產產業化的格局尚未形成。

3、發展思路不夠明確

我縣近幾年生物質能產業有了一定的發展，并且也取得了一定的成效，但是總體看，如何根據不同地區的情況來發展生物質能產業，思路還不夠清晰，認識還不夠成熟；對于生物質能資源的區域分布、發展潛力等基礎情況，掌握得還不夠清楚，分析得還不夠深入；還缺乏通盤考慮和科學規劃。

4、扶持政策力度不夠

民眾對于生物質能資源缺乏足夠的認識，宣傳和普及工作不到位。政策和市場環境不完善，缺乏足夠的經濟鼓勵政策和激勵機制。生物質資源的利用項目初始投資高，在一定程度上制約了生物質資源的開發利用。

三、加快促進生物質產業發展的意見和建議

1、健全促進生物質能發展的法規政策體系

根據國家頒布的《可再生能源法》等法律政策，研究制定適合生物質能發展的法規和政策措施，出臺財政補貼、投資政策、稅收優惠、用戶補助等經濟激勵政策。加大對生物質能產業的補貼力度，對從事生物質能技術研發和設備制造等企業給與所得稅優惠。另外，盡快完善生物質能標準體系，并組織做好標準宣貫工作。

2、建立穩定的投入機制，引導多種經濟主體的參與

充分發揮政府在投入中的引導作用，通過財政直接投入、稅收優惠等多種財政投入方式，增強政府投入調動全社會科技資源配置的能力，調動企業自籌資金投入生物質能建設的主動性。創造良好的投資環境，積極爭取金融部門、國際組織等的資金支持，廣泛吸引社會、個人和外資的投入。設立生物質能發展專項資金，用于支持技術進步、人才培養、產業體系建設和新技術示范項目的建設。充分發揮政府投資的引導作用。

3、開展教育、宣傳和培訓工作

充分利用網絡、電視、報紙、雜志等多種媒體，采取多種形式，廣泛宣傳加快生物質能開發利用的重要意義，宣傳先進典型和成功經驗，形成全社會關心、支持生物質能開發利用的良好氛圍。重點抓好技術培訓和職業技能鑒定工作，建立生物質能技術培訓基地，組織開展不同形式、不同層次、不同內容的技術培訓，對從事生物質能利用的技術工種實行職業準入和持證上崗制度。

4、開展調查研究，做好資源評價

要想更好地發展生物質能產業，就應該清楚資源分布以及產量。并且制定生物質能資源評價技術規范，提出生物質能資源評價方法和指標體系。深入開展能源作物普查工作，摸清主要能源作物品種的性能、適宜的邊際性土地等資源數量、區域分布現狀，科學制訂能源作物的種植規劃。在種植基礎好、資源潛力大的地區，規劃建設一批能源作物種植基地，為生物燃料示范建設和規模化發展提供可靠的原料供應基礎。在摸清畜禽養殖數量、分布和發展趨勢的基礎上，對畜禽糞便的可獲得性及未來供應潛力等進行評價。

第4篇：生物質能的特性范文

關鍵字：生物質能應用生物質發電

中圖分類號：P754.1文獻標識碼： A

一、發展生物質能意義

目前，世界上使用的能源主要為礦物能源，主要包括煤炭、石油、天燃氣。礦物能源的不斷開發將最終將導致能源的短缺，也造成了全球環境污染嚴重等問題。人類在經濟持續發展過程中正面臨著人口、資源和環境的巨大壓力，如何使能源、社會、經濟、環境協調和可持續發展是當前需要解決的核心問題。

生物質能是一個重要的能源，預計到下世紀，世界能源消費的40%來自生物質能，生物質作為新能源早已引起世界各國政府和科學家的關注。國外生物質能研究開發工作主要集中于液化、氣化、固化、熱分解和直接燃燒等方面。如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等發展計劃。其它諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國，多年來一直在進行各自的研究與開發，并形成了各具特色的生物質能源研究與開發體系，擁有各自的技術優勢。隨著社會經濟的發展，生活水平的提高，環保意識的加強，對生物質能的高效合理的開發利用，必然愈來愈受重視。科學利用生物質能，加強其應用技術的研究，具有十分重要的意義。

我國現有森林、草原和耕地面積41.4億公頃，理論上生物質資源可達65億噸/年以上。以平均熱值為15,000kJ/kg計算，折合理論資源最為32.5億噸標準煤，相當于我國目前年總能耗的3倍以上。我國生物質能研究開發工作起步較晚。隨著近年經濟的飛速發展，政府開始重視生物質能利用研究工作，現今已建立起一支專業研究開發隊伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我國的生物質能產業，我國現階段生物質能源主要用于秸稈發電。

二、秸稈發電工藝

農作物秸稈發電在發達國家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典、美國、加拿大等國。目前我國秸稈發電主要工藝分三類：秸稈鍋爐直接燃燒發電、秸稈～煤混合燃燒發電和生物質氣化發電。

1、生物質鍋爐直接燃燒發電

目前國內外廣泛應用的生物質直燃技術為振動爐排直接燃燒鍋爐，該技術在國外已經有成熟經驗，并已大量投產。目前國內一些鍋爐廠家也擁有這項技術，向在國內遼寧、吉林、黑龍江、山東等省陸續建成投產。

振動爐排秸稈直燃爐的工藝流程：粗處理后的燃料經給料機送入爐堂，燃料自然落入爐排前部，在此處由于高溫煙氣和一次風的作用逐步預熱、干燥、著火、燃燒。燃料邊燃燒邊向爐排后部運動，直至燃盡，最后灰渣落入爐后的除渣口。

直燃爐易存在的問題：由于秸稈灰中堿金屬和氯的含量相對較高，因此，煙氣在高溫時(450℃以上)對過熱器具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔點較低，易產生結渣的問題。如果灰分變成固體和半流體，運行中就很難清除，就會阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸。嚴重時甚至會完全堵塞煙氣通道，將煙氣堵在鍋爐中。針對這些問題各鍋爐廠家在鍋爐設計上，在鍋爐結構、鍋爐材料等方面采取了相應措施來解決這些問題，效果仍需實際運行中不斷檢測改進。

2、生物質～煤混合燃燒發電

循環流化床是一種新型的環保鍋爐，它主要采取了爐內物料循環、低溫燃燒、可進行爐內脫硫的新技術。由于它采取了爐內物料循環，對燃料的適應性強，它可以燃用低位發熱值2000～7000kcal/kg的矸石、原煤、煤泥和洗中煤等；還可以燃用熱值比較低的糖渣、木霄、各種生物質秸稈及各種垃圾等。

該爐雖然有燃用各種燃料的特性，但是在燃燒的過程中卻有不同的效果，或多或少對鍋爐都有一定的影響。摻燒糖渣、木屑、各種生物質秸稈及各種垃圾，需要重新計算風量等，并有穩定的燃料來源，相對固定的摻燒比例。循環硫化床鍋爐對燃料的適應性非常強，無論燃燒哪種燃料首先要核算經濟性，而后計算摻燒量、最后再進行人員培訓、注意事項、運行調整等。

根據國家關于可再生能源的相關法律規程規定，生物質發電項目主要為農林生物質直接燃燒和氣化發電、生活垃圾焚燒發電和垃圾填埋氣發電及沼氣發電項目。 現階段，采用流化床焚燒爐處理生活垃圾的發電項目，因采用原料熱值較低，其消耗熱量中常規燃料的消耗量按照熱值換算可不超過總消耗量的20%。其他新建的生物質發電項目原則上不得摻燒常規燃料，否則不得按照生物質發電項目進行申報和管理。國家鼓勵對常規火電項目進行摻燒生物質的技術改造，當生物質摻燒量按照熱值換算低于80%時，應按照常規火電項目進行管理。

3、生物質氣化發電

生物質氣化發電技術的基本原理是把生物質轉化為可燃氣，再利用可燃氣推動燃氣發電設備進行發電。它既能解決生物質難于燃用而又分布分散的缺點，又可以充分發揮燃氣發電技術設備緊湊而污染少的優點，所以是生物質能最有效最潔凈的利用方法之一。氣化發電過程包括三個方面，一是生物質氣化，把固體生物質轉化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃氣都帶有一定的雜質，包括灰份、焦炭和焦油等，需經過凈化系統把雜質除去，以保證燃氣發電設備的正常運行；三是燃氣發電，利用燃氣輪機或燃氣內燃機進行發電，有的工藝為了提高發電效率，發電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機。

目前國際上采用的生物質氣化發電技術有生物質整體氣化聯合循環（B/IGCC）和CAPS-II/250MT型熱分解系統。

傳統的B/IGCC技術包括生物質氣化，氣體凈化，燃氣輪機發電及蒸汽輪機發電。由于生物質燃氣熱值低，爐子出口氣體溫度較高（800℃以上），要使IGCC具有較高的效率，必須具備兩個條件，一是燃氣進入燃氣輪機之前不能降溫，二是燃氣必須是高壓的。這就要求系統必須采用生物質高壓氣化和燃氣高溫凈化兩種技術才能使IGCC的總體效率達到較高水平（>40%），否則，如果采用一般的常壓氣化和燃氣降溫凈化，由于氣化效率和帶壓縮的燃氣輪機效率都較低，氣體的整體效率一般都低于35%。

從純技術的角度看，生物質IGCC技術可以大大地提高生物質氣化發電的總效率。目前國際上有很多先進國家開展這方面研究，但由于焦油處理技術與燃氣輪機改造技術難度很高，仍存在很多問題，如系統未成熟，造價也很高，限制了其應用推廣。以意大利12MW 的IGCC示范項目為例，發電效率約為31.7%，但建設成本高達25000元/kW，發電成本約1.2元/kW.h，實用性仍很差。

CAPS-II控氣型秸稈燃料熱分解系統，由熱分解系統+余熱（燃氣）鍋爐+蒸汽輪機+尾氣處理設備組成。

CAPS-II熱分解系統的熱分解氣化反應室在缺氧和微負壓狀態下工作。熱分解過程中所釋放的熱量可通過調整熱分解氣化反應室供風量對其進行控制，使其少于完全燃燒所釋放的熱量。在這種亞化學當量的條件下，農作物秸稈燃料燥、加熱和高溫分解，釋放出水氣和可揮發性組分。秸稈燃料中不可分解的可燃部分在熱分解氣化反應室末端中燃燒，同時為熱分解氣化反應室提供熱量直至成為灰燼。在熱分解氣化反應室中所釋放出的可燃氣體通過一個紊流混合區后進入燃氣鍋爐燃燒室，點火器位于紊流混合區內，附加的助燃空氣使氧化反應過程得以完全、徹底地實現。

余熱鍋爐與CAPS-II熱分解氣化反應室連接形成一個整體，對熱分解氣化反應室產生的可燃氣體的完全氧化燃燒，并通過熱交換將煙氣中的熱量轉化成過熱蒸汽。過熱蒸汽推動汽輪發電機組發電。

當控制工況允許在熱分解氣化反應室中出現過載狀態時，污染控制作用被降低并造成兩個不良后果。首先，氣體流速將增大到一定范圍，使長鏈的化合物無法完全氧化分解并送入燃氣鍋爐。大量的煙塵流入燃氣鍋爐將超過其燃燒容積，使未反應的煙塵由煙囪排入大氣。其次由于農作物秸稈在熱分解氣化反應室的停留時間可能會被縮短，使排放的灰渣含碳量增加，無法達到環保要求。所以當用戶有過載燃燒的要求時或用戶經常需要過載燃燒，將會加重尾氣處理系統的負荷，同時也不能保證排放灰渣中的含碳量。

三、結束語

生物質能源在未來將成為可持續能源重要部分。我國幅員遼闊，但化石能源資源有限，生物質資源豐富，發展生物質能源具有重要的戰略意義和現實意義。合理開發生物質能源將涉及農村發展、能源開發、環境保護、資源保護、國家安全和生態平衡等諸多利益。隨著我國國民經濟的高速發展和城鄉人民生活水平的不斷提高，既有經濟、社會效益，又能保護環境的生物質發電技術的利用前景將會越來越廣闊。

參考文獻：

[1]《可再生能源中長期發展規劃》中華人民共和國發展和改革委員會，2007年9月.

第5篇：生物質能的特性范文

[關鍵詞]生物質 能源使用現狀 參考數據 燃燒

[中圖分類號]U676.3 [文獻碼]B [文章編號]1000-405X（2013）-6-187-1

1 生物質資源概述

1.1 生物質燃料的概念

生物質的原料主要為玉米等農作物的秸稈、稻草、稻殼、木屑、蘆葦、蒿草、樹枝、樹葉等生物質廢棄物。這些農林剩余物經粉碎、混合、擠壓、烘干等工藝，最后制成顆粒狀燃料，可直接作為生物質燃料熄滅，具有熄滅時間長、爐膛溫度高、經濟實惠等特性，因而能夠作為煤炭、自然氣、電、油等能源的補充以至是替代能源。

1.2 我國能源使用現狀

如今我國大力倡導能源的利用效率，以高新技術開發低污染、可再生的新能源，逐步取代石油，煤，天然氣等不可再生能源，是解決能源危機和環境問題的重要途徑。在我國冬季采暖常用的方式就是應用煤炭、燃油供暖。耗能高、污染大，是這些供暖方式是有很大的弊端的。一到冬季，礦物質燃料在供暖中的大量運用，嚴重地污染著我們身邊的空氣環境。國內能源專家普遍以為：生物質燃料是很好的清潔性可再生能源，在環保形勢日益嚴峻的今天，應該依據實踐，以生物質燃料取代煤、油燃料。

據調查，采用生物質燃料的取暖鍋爐，1小時耗費生物質顆粒約8kg，依照冬季取暖時節5個月計算，共需求耗費生物質顆粒約124噸，以每噸650元計，需求消費近9000元，相比過去燃煤的破費，每個冬季可儉省1612元，并且無污染，有利于維護環境。此外，當前采用電、油、燃氣的供暖及供氣企業，由于各類清潔燃料價錢的上漲，迫切需求清潔、經濟的替代燃料。因而物質燃料鍋爐的推行具有重要意義。

2 鍋爐生物質能技改項目概況

2.1 鍋爐工況的分析

減少和防止鍋爐四管漏泄要從備件的運行操作和檢修工藝等最基本方面人手，堅持預防為主，質量第一的方針。組織由鍋爐檢修、鍋爐運行、熱工、電氣、化學、金屬和熱力試驗人員組成的攻關小組，做好基礎工作，分析原因，提出合理的措施，開展長期、經常性的防止受熱面漏泄的工作。進行了較為全面的工業性試驗。根據鍋爐生物質料層的高度和布置要求，對燃煤鍋爐的前墻水冷壁管進行重新設計制作，增加前鍋爐的排表面的距離，增大其空間，對生物質粉料噴口和二次風，增加鏈條爐排長度并在爐前新設片狀生物質小料斗，根據熱力計算工況增大省煤器受熱面，以適應生物質燃料燃燒特性。

2.2 爐內壁溫

鍋爐內壁溫隨負荷的變化。從爐內壁溫曲線上可以看出，爐內壁溫隨著負荷的增加而增加，同時總體壁溫水平偏高。處于水平煙道右側和入口在三通渦流區中的管壁溫水平最高。這是熱偏差與水利偏差相疊加的結果，實際運行證明了這一點，該管在管材提高檔次前常發生爆管。爐內壁溫測點采用金屬噴涂法安裝熱電偶，測量值是正誤差，曾做過標定，試驗值偏高10℃-15℃。熱偏差在通過調節爐膛火焰中心位置以達到調節再熱氣汽溫的目的。燃燒器下擺，爐膛出口煙溫下降，各級受熱面的壁溫也隨著下降，對改善對流受熱面的運行條件，作用是非常明顯的。調整好噴嘴角度，由于噴嘴角度檢修不當，使火焰沖刷水冷壁及爐墻而結焦。應根據結焦規律和爐膛結構調整噴嘴方位，一般是將火焰盡可能調向爐膛中心中心切圓附近以減少結焦。在此使用優質生物質在鍋爐內燃燒，在穩定燃燒區域比較集聚。生物質燃燒得很干凈，不留過多灰燼。同時在大量增加燃燒量的情況下，加大鼓引風至最大保證其壓力平衡，可以降低其燃燒熱度。并且能源節省也很明顯。

2.3 鍋爐燃燒生物質與煤的燃料特性對比及燃燒特點

生物質中硫的含量極低，基本上無硫化物的排放。所以，利用生物質作為替代能源，對改善環境，減少大氣中的CO2含量，在“溫室效應”都有極大的好處。因此，將生物質作為化石燃料的替代能源，便能向社會提供一種各方面都可被接受的可再生能源。下面表2典形生物質成型燃料和煤的工業分析及元素分析

分析表2生物質成型燃料的特點：

（1）灰分少，燃燒得充分，殘余量極少，利于減少鍋爐排熱損失。

（2）相比與煤炭生物質含量很高，一般超過50%，它的含氧量也多于煤炭，容易燃燒火勢旺。然而，碳的含氧量較低，因此它的發熱值較相對低，要想達到鍋爐的熱力，必須加大燃料供給量，同時還要滿足完全燃燒的條件。

（3）生物質的硫的含量極低，對環境的保護的相當有益的，污染空氣指數小。

從礦物能源資源有限和因大量使用會造成環境狀態惡化的戰略觀點出發，結合我國擁有豐富生物質資源的現實，逐步發展工業鍋爐生物質的燃燒技術，對節約常規能源、優化我國能源結構，將有積極意義。

常規熱電聯產業配備的燃煤鍋爐進行改燃生物質的改造，取得了成功，為我國家節能減排工作作出了貢獻。對新能源的開發利用做好榜樣，起到了較好的實踐示范作用。同時為各企業今后的發展開啟先導。

3 結語

在發展中國家中，好的鍋爐能提高效率減少燃料垃圾的收集的排放，使得生活環境得到提升，新的先進技術替代陳舊的工業市場中的燃燒技術。在生物能源項目和市場規模不斷擴大。在各類市場應用大規模的轉換裝置的趨勢將會持續。增加燃料適應性，降低風險，使得費用最小化，并通過將燃煤鍋爐改造為生物質能鍋爐其節能減排的功效較為明顯，同時也將生物質能利用效率大大提高。采用規模經濟對生物質能整體來說非常重要。能源系統的發展是個整體，生物質的使用將日漸成為人們生產運輸燃料或生物材料的重要工具。

參考文獻

第6篇：生物質能的特性范文

關鍵詞：流化床生物質氣化燃氣熱值

中圖分類號： TK6 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）01（b）-0000-00

隨著社會發展，我國的煤炭、石油、天然氣等化石能源日益減少，環境問題同時變得更加嚴峻。生物質能作為一種不受天氣條件約束的能源，相對于風能、太陽能而言，具有獨特的特點。由于生物質能源中，揮發分含量所占比例高達60%～80%，對生物質原料進行氣化是生物質能開發中較為重要的一個利用方式。溫度不但對物料的氣化產物也產生一定的影響[1]，合適的氣化溫度可使生物質燃氣中的焦油進行分解[2]。

1實驗物料及實驗裝置

本試驗中，所用的實驗物料為常見的稻殼，稻殼的物理特性見表1，稻殼的灰成分分析見表2。實驗裝置為循環流化床實驗裝置，系統簡圖見圖1。該流化床氣化裝置高為3000m，氣化爐爐體直徑為200mm。

表1物料的物理特性及灰熔點

物料 平均粒徑

/mm 堆密度

/Kg?m-3 變形溫度/℃ 軟化溫度/℃ 流動溫度/℃

稻殼 1.6 115 1140 1219 1308

河沙 0.36 1460 - - -

表2稻殼灰成分分析

灰成分 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 K2O CaO TiO2 Fe2O3

稻殼/% 0.57 1.58 8.12 79.98 2.401 0.862 4.957 4.82 0.584 1.44

1-風室；2-布風裝置；3-進料斗；4-氣化爐爐體；5-旋風除塵器；6-返料裝置；7-風機；

1.1實驗過程與結果

本實驗以河沙為床料，以天然氣為加熱熱源，首先對床料進行加熱，床料加熱到400℃以上時，向爐內加入原料稻殼。隨著爐內溫度逐漸上升，當爐內各溫度測點溫度穩定時，逐漸調整燃料與空氣的比例將氣化爐由燃燒狀態向氣化狀態切換。適當調整空氣和燃料的比例，依次對稻殼在600～700℃、700～800℃、800～900℃、900～1000℃的溫度范圍內進行氣化實驗。

當爐內氣化溫度為800～900℃時，燃氣熱值為1050～1100kcal，燃氣熱值有所提高。當爐內氣化溫度為900～1000℃時，由于距離稻殼的變形溫度較近，實驗過程中發生床料板結及結渣現象。不同氣化溫度下燃氣熱值及燃氣組分見表3。

表3不同溫度下燃氣檢測組分及熱值表

溫度（℃） 熱值（kcal） CO2/% CO/% CH4/% CnHm/% H2/% O2/% N2/%

600～700 941 15.12 14.51 3.75 0.5 4.82 0.72 60.58

700～800 981 14.64 15.34 3.81 0.5 5.11 0.67 59.94

800～900 1070 16.89 16.62 3.98 0.63 5.96 0.68 55.24

由表3對比氣化爐內不同的氣化溫度下的氣化效果，可以看出稻殼的氣化溫度對燃氣品質有呈現出的關系為正相關性，燃氣熱值隨著爐內氣化溫度的升高而逐漸升高，即溫度越高，稻殼的氣化效果也就越好。

3結論

本文對稻殼在循環流化床中不同的氣化溫度下進行氣化實驗，通過實驗可以得出以下結論：

1）氣化溫度為600～700℃時，燃氣的熱值較低，同時爐內物料的料層阻力不斷增加，排灰中含有大量的殘炭，此溫度范圍內不利于物料進行氣化。

2）氣化溫度為700～800℃、800～900℃時，爐內存在的殘炭比較少，同時燃氣中的焦油得以進行分解，燃氣的品質得到提高，氣化溫度為800～900℃時所得到的燃氣的品質要優于氣化溫度為700～800℃時燃氣的品質。

3）氣化溫度為900～1000℃時，在氣化過程中由于氣化溫度接近于稻殼的變形溫度，爐內物料流化過程中會產生局部溫度過高的現象，這使得爐內物料發生板結而導致結渣，此溫度范圍不利于氣化。

參考文獻

第7篇：生物質能的特性范文

關鍵詞：可再生;能源;棗莊市

Abstract: the application of the renewable energy work, to the region in renewable energy resources detailed assessments, grasps the area of renewable energy resource types, distribution, reserves and other information, is the precondition of the development application work and security, also be the basis of planning. According to the weather, hydrology geology, look, the industrial and agricultural information, according to the research methods of recognition at home and abroad, to look in the territory of the solar energy, geothermal energy, sewage heat energy, shallow coal mine water heat and biomass energy and other renewable energy resources situation assessment.

Keywords: renewable; Energy; look

中圖分類號：P754.1文獻標識碼：A 文章編號：

1 概述

目前，能源緊張及環境污染是困擾世界的難題，尋找可再生、無污染的能源是實現可持續發展的重大課題。可再生能源是指在自然界中可以不斷利用、循環再生的一次能源，主要包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能和海洋能等，對環境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發利用。另外，礦井水和城市污水水量大、熱容量大，冬暖夏涼，可以作為新型的可再生能源用于作熱泵的冷熱源為建筑供暖與制冷。

但是，可再生能源并非是“取之不竭，用之不盡”的，如果未進行廣泛深入的資源分布、儲量等調查，就盲目地進行規模應用，可能會導致應用項目得不到足夠的冷熱源，效率低下，嚴重的會對自然環境的造成破壞，將可再生能源變成了不可再生能源。因此，對棗莊市范圍內可再生能源進行評估具有重要意義。依據相關規范要求與計算方法，利用統計、計算相結合的方法，對棗莊市范圍內的太陽能、淺層地能、礦井水熱能和污水熱能等資源能源儲量進行分析評估如下。

2 太陽能資源

2.1太陽能資源概況

太陽能一般是指太陽光的輻射能量，是基礎性的自然資源，淺層地能、風能、生物質能等形式的可再生能源，都可歸集到太陽能。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。為了按照各地不同條件更好地利用太陽能，20世紀80年代中國的科研人員根據各地接受太陽總輻射量的多少，將全國劃分為4類地區：資源豐富區、資源較富區、資源一般區、資源貧乏區。

2.2太陽能資源評估結果

1.棗莊市屬我國內陸城市，緯度為中國中緯度地區，全年日照時數達2345h, 年平均太陽總輻射量5233.6 MJ(m2.a)，為太陽能資源一般的Ⅲ類地區，接近Ⅱ類太陽能資源較富地區。

2.棗莊市年日照輻射量受氣候影響較大，同時還受其它因素影響如空氣質量等。根據歷年統計棗莊市可日照時數大于6h的天數為208天，其太陽能資源具有較好的利用價值。

3.棗莊市的太陽能資源相對較穩定，長期統計顯示只是在季節方面有明顯的日照輻射量差異，在太陽能利用方面應考慮太陽能在少數年份不穩定性所產生的問題，對于使用要求嚴格的地方需要相應的解決措施，如加大蓄熱量與貯電量、使用節能設備、預留輔助設施等采用合適方案解決。

2.3太陽能資源的合理利用及建議

棗莊市太陽能利用現狀與我國的太陽能利用有相似之處，戶式太陽能熱水器使用已比較廣泛，目前棗莊市城區太陽能熱水器普及率達到90％以上。太陽能照明方面也有了良好的開端，目前棗莊市已在部分交通路口設置了太陽能照明和太陽能信號設施，安裝庭院燈、草坪燈、指示牌等，與太陽能熱水器比較用量要少的多，其利用存在廣闊的空間。

3淺層地熱能資源

3.1淺層地熱能資源概況

淺層地熱能是指地表以下一定深度范圍內（一般為恒溫帶至200m埋深），溫度低于25℃，在當前技術經濟條件下具備開發利用價值的地球內部的熱能資源。本次評估對棗莊地區內淺層地熱能賦存的巖土體，進行調查研究、搜集整理相關資料，查明區域內淺層地熱能熱儲條件、分布及特點，對主要巖土體結構類型進行適宜性分類區劃。并根據市內已有的淺層地熱能利用深度情況，確定巖土體的調查深度為120.0m，采用體積法估算淺層巖土體中的地熱容量，通過對淺層地熱容量匯總分析，為棗莊市淺層地熱能可持續利用及發展規劃提供依據。

3.2淺層地熱能資源評估結果

棗莊市地理位置處于北溫帶季風氣候區，日照充足，四季分明，年平均氣溫13.6℃，地下水溫度16-17.8℃，多年平均降雨量815.8mm，地下水地熱能可利用量為每年6.31×109kw•h，相當于77.46 萬噸標準煤的總發熱量，地熱能儲存量十分可觀。巖土體全年溫度相對比較穩定，波動小，一般為14.5～16.5℃，溫度高于當地的平均氣溫3～5℃。為此，評估區域內采用淺層地熱能進行冬天采暖，夏季空調制冷，非常適宜。

3.2.1地表水蘊含熱能

地表水資源量一般是指河流、湖泊等地表水體的動態水量，即天然河川徑流量。棗莊市地表水屬淮河流域，共分布有24條河流，全市地表水資源量10.49億m3，多年平均降水量在750～950mm之間，補給充足，是山東省降雨量最充沛的地區之一。該區域水溫度適中，夏季水溫一般不超過30℃，可以作為水源熱泵的冷源，較深的河流、湖泊或水庫冬季可以作為水源熱泵的熱源。

3.2.2地下水蘊含熱能

棗莊市屬于魯西北平原松散巖類水文地質區沖積洪積平原淡水水文地亞區和魯中南中低山丘陵碳酸鹽巖類為主水文地質區鄒城－棗莊單斜斷陷水文地質亞區。棗莊市多年平均地下水資源量7.68億m3（含山前側滲），山丘區多年平均地下水資源量4.81億m3，平原區多年平均地下水資源量2.87億m3。全市大部分區域單位涌水量大于500m3/(d.m)，局部富水區域大于1000m3/(d.m)，水質條件較好，比較適宜采用水源熱泵系統。

3.2.3土壤及巖石中蘊含熱能

棗莊市處于山東地臺南緣，地層屬華北陸臺型，地質體條件較好，大部分地區第四系較厚，巖層以石灰巖為主，可鉆性較強，成孔工藝簡單，成本低，換熱情況較好，大部分區域較適宜地埋管（垂直）換熱形式。

3.3淺層地熱能的合理利用

近幾年棗莊市淺層地熱能開發利用發展較迅速，先后完成了棗莊監獄、棗莊四十四中學、鄒塢鎮中學等一大批淺層地熱能項目，到目前開發利用和在建的建設項目建筑面積近50萬m2。但在淺層地熱能開發利用上存在盲目性，缺乏規范性和專項研究，對地下巖土體結構、熱儲條件缺乏地質技術方面的研究沒有形成很好的合理開發利用方案，沒有系統的淺層地熱能利用的環境評價和經濟評價。

4 礦井水資源

4.1礦井水資源概況

礦井水是礦井開采過程中產生的地下涌水。為了保障礦井生產和安全，礦山企業投入大量人力物力將礦井水排出地面，礦井水在開采過程中會受到粉塵和巖塵的污染，是煤礦和其他礦山具有行業特點的廢水，這部分廢水經過處理后，可作為生產生活和生態用水。

4.2礦井水資源評估結果

1.水量穩定、溫度適宜、水溫在應用季節相對穩定，能夠很好的滿足水源熱泵的使用要求，用作水源熱泵的冷/熱源是完全可行的。

2.目前，棗莊市境內煤礦年排放礦井水3040萬噸，每天8.33萬噸。每天礦井水中賦存的可利用冷量為1.08×106kw•h，可供冷面積為22.5萬m2礦井水中賦存的可利用熱量為1.75×106 kw•h，冬季可供暖面積27.65萬m2。

3.棗莊市煤礦礦井水冬季熱能利用總量約為9.0×107kw•h，即每年僅冬季利用就可節約標準煤1.1萬噸以上，減少CO2的排放量2.5萬噸以上，減少SO2的排放量70噸以上，減少NOx的排放量60噸以上，節能減排效益顯著。

4.3礦井水資源的合理利用

為更好地開發利用礦井水資源，國內外均開始采用水源熱泵系統開發地熱資源，使礦井水循環利用。礦井水水溫恒定，受外界環境變化幅度小，作為一種穩定的熱源，礦井水的特性可以很好地滿足水源熱泵系統的穩定、高效運行的需要。礦井水水量穩定，流量大，可使水源熱泵機組運行穩定，正常發揮機組的工作性能，有較好的節能效果。

5 城市污水資源

5.1城市污水資源概況

城市污水是排入城鎮污水系統的污水的統稱，在合流制排水系統中，還包括生產廢水和截留的雨水。近年來，城市污水因一年四季溫度變化較小、數量穩定，具有冬暖夏涼的溫度特征，且賦存的熱量較大、易于通過現有的城市污水管道進行收集，而且隨著城市規模的擴大而呈逐年遞增的趨勢，引起了人們的廣泛關注。將水源熱泵系統技術與城市污水結合起來回收污水中的熱能，不僅是城市污水資源凈化的新方法，更是改善我國供暖以煤為主的能源消費結構現狀的有效途徑，同時也為可再生能源的應用和發展拓展了新的空間。

5.2城市污水資源評估結果

1.棗莊市城市污水水量穩定、溫度適宜、水溫在應用季節相對穩定，能夠很好的滿足水源熱泵的使用要求，用作水源熱泵的冷/熱源是完全可行的。

2.目前，棗莊市城市污水處理廠處理量按33萬噸/天計算，在夏季賦存的可利用冷量為3.27×106kW•h，可供冷面積為68.1萬m2。在冬季，每天城市污水中賦存的可利用熱量為3.67×106kW•h，可供熱面積為57.99萬m2。

3. 棗莊市城市污水在整個冬季可提供熱能為1.888×108kW•h，即每年冬季利用就可節約標準煤2.3萬噸，減少CO2的排放量5萬噸以上，減少SO2的排放量200噸以上，減少NOx的排放量150噸以上，節能減排效益顯著。

6 生物質能

6.1生物質能概況

生物質能，就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一的可再生的碳源。依據來源的不同，可以將適合于能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。

6.2生物質能評估結果

棗莊市可利用的生物質能資源主要為作物秸稈、人畜糞便和城市垃圾和廢水等。棗莊市每年秸稈資源實物量約205萬噸，充分利用后，可相當于標煤55萬噸，可用于發展沼氣；人畜糞便量可以供給約60萬個沼氣池，充分利用后每年可相當于標準煤 12萬噸；污水排放總量為每年15000萬噸。計算可產生的理論沼氣量為4080萬m3，折合標煤28560噸。

6.3生物質能利用

第8篇：生物質能的特性范文

關鍵詞 麻瘋樹；生物質能源；扦插；育苗

中圖分類號 S792.99；ST23.1+32 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）10-0141-02

High Efficient Cutting Seedlings Technology of Jatropha curcas（A Biomass Energy Tree）

YU De-cai 1 WU Jun 2 *

（1 Agriculture and Animal Husbandry Bureau of Ningnan County in Sichuan Province，Ningnan Sichuan 615400； 2 Life Science College of Sichuan University）

Abstract Jatropha curcas is one of the most potential biomass energy tree species.Establish efficienting cutting seedlings technology will be able to prepare lots of seedlings keeping good plant traits during the production.The cutting seedlings made by this technology have these characters with great roots，high survival rate and fast growth after transplanted.This paper introduced the cutting seedling technolody of Jatropha curcas for references.

Key words Jatropha curcas；biomass energy；cutting；seedlings

麻瘋樹適應性強，耐干旱瘠薄，環境友好，種子含油量高、品質好，是目前最有發展潛力的生物質能源樹種之一[1-2]。其產業的發展得到了國際上一些政府、國際組織、研究機構和企業的廣泛關注和重視。其生物燃料生產的主要原料是種子油[3-4]，因此規模化種植麻瘋樹是相關生物質能源產業發展的關鍵環節之一，而提供大量、優質種苗是規模化種植的基礎。

扦插育苗是從植物母體上切取莖、根和葉的一部分，在適宜的環境條件下促使成為獨立的新植株的育苗方法，是一種無性繁殖育苗，相比播種育苗繁殖，扦插育苗具有保持母株優良遺傳特性、苗木生長更迅速、結實性較早等特點，是經濟林木、果樹和用材林木良種繁育的主要育苗方法[5]。不同基質、外源激素及扦插時間會對扦插育苗產生一定影響[6]。相對其他麻瘋樹育苗技術[7-8]，本研究利用麻瘋樹枝條無性繁殖特點，同時針對麻瘋樹的生理特點，通過預處理中麻瘋樹枝條切口先形成愈傷組織，再扦插于特殊配制的營養土中促進根的形成，這種方法有利于枝條基部大量根的快速形成，扦插苗移栽成活率高達99%。因此，利用該技術可以規模化培育出品質優良的保持母株遺傳特性的麻瘋樹苗木，為相關農戶、公司及科研組織提供所需麻瘋樹苗木。

1 扦插枝條的選擇

根據母株遺傳特性或種植需求，采集進行扦插育苗的麻瘋樹枝條。采集母株樹齡2年以上、樹葉已自然脫落的麻瘋樹枝條，枝條直徑為2～4 cm，無病蟲害及物理損傷。

2 枝條預處理

麻瘋樹枝條依次進行修剪、浸泡、愈傷化。對枝條的修剪方法為：剪切枝條，使其長度保持在20～30 cm；扦插枝條兩端修剪成約45°斜面（圖1），這樣有利于枝條入土端形成較大的發根面，而另一端有利于利水，避免在其平面積水，引起腐爛。對枝條的浸泡方法為：將枝條兩端修剪好后，放置在空氣中約30 min，使流出的液體自行干燥，不需要采用高錳酸鉀等溶液進行消毒；枝條浸泡部位為將插入營養土的一端，浸泡所用溶液為吲哚丁酸溶液，所用吲哚丁酸溶液濃度為5～10 mg/kg，浸泡時間為3～5 h；對浸泡后枝條的愈傷化方法為：按50株一捆，28～30 ℃處理3～5 h后，每捆枝條用塑料薄膜包好欲扦插端，26～28 ℃下避光放置3～5 d，中途每12 h打開薄膜5 min，該處理可以促進愈傷組織形成。

3 營養土的配制及裝填

營養土配制使用的原料是椰糠、砂粒和腐熟牲畜糞便，砂粒粒徑為0.1～1.0 mm，原料的使用比例是椰糠∶砂粒∶腐熟牲畜糞便=1∶1∶1。配制好營養土之后，將營養土填入底部帶小孔的營養缽，營養缽大小為直徑10 cm、高15 cm。本發明中配制的營養土裝填的營養缽保持了透氣、疏松、持水性能好，肥效溫和、營養適合麻瘋樹苗生長的特點。

4 枝條扦插

以枝條切口處愈傷形成與否作為判斷依據，適時將麻瘋樹枝條扦插到營養缽里。待有愈傷組織在切開處形成即可以用于扦插（圖2），此時扦插的成活率可達99%，相對沒有愈傷形成時扦插大大提高了成活率。扦插時枝條插入營養土深度7～10 cm，并保持枝條上有3～6個腋芽暴露在空氣中（圖3）。

5 扦插苗管理

將扦插好的營養缽放置在利水、陽光充足的地方，環境溫度為25～35 ℃，開始用遮陽網遮擋10 d，之后去除遮陽網；不同生長期，澆水方式不同，在扦插完成后，前5 d采用早上澆水1次，之后在移栽前早晚各澆水1次。

6 適時移栽

根據扦插枝條根的生長情況判斷移栽時期，當根生長到一定量時可將營養土包住，可輕松將扦插苗提出營養缽，根在營養土外表面可見時，即可進行移栽（圖4）。在適宜種植的環境下，此時移栽存活率可高達99%，而且生長快，通常在移栽后12個月內能開花結果2～4次。移栽時，連同營養缽一起運輸，去掉營養缽進行帶土種植。

7 參考文獻

[1] 吳軍，王勝華，唐琳，等.麻瘋樹油脂含量遺傳性與CSC高油63品種的選育[J].種子，2008，27：100-102.

[2] 陳麗，吳軍，曾妮，等.用GC-MS 分析不同采收和貯存時期的麻瘋樹種子油的脂肪酸[J].熱帶亞熱帶植物學報，2007，15（5）：443- 446.

[3] WU Jun，GUO Yi-ran，LIU Yuan，et al.Rapid Determination of Oil Content in Seed of Jatropha Curcas by NMR[J].Journal of Biobased Materials and Bioenergy，2010（4）：436-439.

[4] KING A J，HE W，CUEVAS J A，et al.Potential of Jatropha curcas as a source of renewable oil and animal feed[J].J Exp Bot，2009（60）：2897-2905.

[5] 劉兆祥.扦插育苗的撫育管理[J].中國林業，2007（20）：56.

[6] 仲兆清，潘春香.不同基質、外源激素與扦插時間對油茶扦插育苗的影響[J].南方農業學報，2014，45（4）：623-627.

第9篇：生物質能的特性范文

2010年6月，他獲得美國聯邦環保署頒布的“總統綠能化學挑戰獎學術獎” （Presidential Green Chemistry Challenge）；2013年，他當選美國工程院院士；2015年4月，他成為了美國科學院院士。

他就是，美籍華人廖俊智。

從業界到學界

20世紀80年代，在臺灣地區出國留學是很普遍的事情，在眾多的留學生中，大約有60%-70%的人是理工科畢業，廖俊智也是其中之一。

“我1980年從臺大化工系畢業，當完兵后，1982年到美國威斯康星大學念博士，大概四年半畢業。畢業后去柯達（Eastman Kodak）公司在紐約Rochester總部當生化方面的研究員，那是我第一份工作，也是我唯一一份業界工作，待了幾年后我到德州農工大學當助理教授，然后1997年就到加州大學洛杉磯分校了。”

據廖俊智回憶，他從業界轉換跑道到學界，更多是要做自己想做的研究。業界更加強調實用價值，講究團隊合作，所以限制必然也很多。而學術界則不同，它更加重視基礎研究且自由度高，沒有那么多的限制，“命運”可以完全掌握在自己的手中。

在廖俊智眼里，美國的高等教育很成功，尤其是在研究所以上的層級，許多方面的研究都處于世界領先地位。然而這也是競爭意識所決定的，因為如若領先，必定是站在一定的高度上才能夠俯視全局，才能夠做到世界的前沿。

一個人處于這種競爭機制中，不僅要能夠存活，甚至還要能超越其他優秀的人，那這個人所付出的心力是外人難以想象的。廖俊智作為一名學術界的新人、一個外來人，他所付出的辛苦就更不用說了。

千里馬需要伯樂，廖俊智的學術發展當然也離不開導師的引導與指點。“學術上影響我最多的人是我的博士導師Edward Lighfoot教授，他亦師亦友，讓我受益良多。他作研究喜歡看大方向，鼓勵我見樹又見林，就是有大的一個研究架構，但同時要我扎根基本理論。他以前常常說‘think out of box’，一直強調科研的創意，嘗試不同方法去解決困難，我從他身上學到很多，也常常跟學生這樣說。”

在導師的影響下，廖俊智開始了生物質能源的研究。

人類科技的進步，離不開石油的貢獻。石油經過加工提煉，成為了我們生活中離不開的燃料、油、瀝青、溶溶劑，保證了人類生產和生活的正常運轉。盡管石油在生產過程中會產生高度污染，而且石油供應不穩定，很容易受國際政治經濟局勢波動的影響，但在沒有找到更好的替代品的時候，石油仍然是常用化學品材料來源，即使它并不那么理想。全球每年消耗約120億噸石油當量的能源，原油終有開采枯竭的一天。人類在面臨能源日漸匱乏之際，急需找尋替代能源。

生物質能源不僅具備風能、太陽能、地熱等能源取之不盡、用之不竭的特性，同時它還是一種可再生能源，比如林業薪炭林和農作物秸桿等都是生物質能源。

“我不是一開始就想作生物質能源，是一路走來不斷修正、調整的結果，不是說我是環保分子。原來一般人講到化學工業就會聯想到石化工業，但我想扭轉這個現象，想要將化學工業和石化工業脫鉤，減少人類對石油的依賴。”

一些人認為廖俊智所從事的生物質能源研究是屬于環保的范疇，但是廖俊智認為，他現在所做的事情與環保有本質上的區別。“環保是清除污染物，我想做的是從根本上減少污染物，是一項很浩大的工程，不見得在短期看得到成果，對業界來講短期內也沒有商業利潤可言。”

廖俊智曾這樣為他的研究定義“將細菌里的物質轉化成化學品”，他舉例說：“這幾年生物質能源研究很熱門，玉米變成制造生物質能源的主要材料。不過你去想想，玉米不是解決能源危機的好方法，因為未來人類會爆發糧食危機。那我是用生物取代石油，來生產同樣的化學品。方法很簡單，是向大自然取材，直接將二氧化碳轉化為化學品，這樣能間接避免糧食不足。”

科學“狂熱分子”

“我在辦公室工作，在家里工作，在外演講工作，連看個電視、雜志也會聯想到跟研究有沒有關系，能不能解決我的問題，工作時間說長不長，說短不短，我也不知道怎么算，所以科學研究不只是一份工作，它是我生命的一部分。”廖俊智曾說。

處在美國這樣一個充滿開拓與競爭的環境中，廖俊智自然也被這種意識與氛圍所感染，“狂熱”地投身于科學研究工作中。

廖俊智對科研的堅持與“狂熱”自然收到了相應的回饋。他因為直接從藻類中將二氧化碳轉換為燃料，獲得了2010年美國聯邦環保署頒發的“總統綠色化學挑戰獎學術獎”。美國國家工程學院認為，廖俊智在代謝工程和合成生物學應用于生質能源和減少溫室氣體排放方面取得重大進展，因此在2013年授予廖俊智美國工程院院士。

而當這位科研“狂熱分子”談到自己屢獲肯定時，十分謙虛地將榮譽歸功于學生、同事和家人的支持，對自己像空中飛人一樣忙著四處演講的現狀，他說“完全沒想過如此”。榮譽對于廖俊智來說也許只是歷史、是一段光鮮的回憶，但他的終極目標還是希望通過自己的研究，能夠扭轉現代文明對石化重工業的高度依賴。