据悉，龙力生物现有产品分三大类：一是以玉米芯为原料生产低聚木糖和木糖醇等功能糖产品；二是利用功能糖生产中产生的玉米芯废渣制造纤维素乙醇；三是以玉米为原料生产玉米淀粉或淀粉糖。其中，功能糖和纤维素乙醇业务是主要的利润来源，2012年毛利占比为85%和13%。
资料显示，燃料乙醇作为添加剂可以使汽油燃烧更为充分，有利于降低汽车尾气中污染物的排放，改善空气质量，减少雾霾天气的出现。国家能源局在2012年底的《生物质能十二五规划》中明确指出，十二五期间将加快发展非粮生物液体燃料，2015年生物燃料乙醇产量达到400万吨。按照2010年我国燃料乙醇产量187万吨计算，十二五期间燃料乙醇产量将增长1倍以上。由于国家禁止新建粮食乙醇项目，未来新增燃料乙醇产量将主要来自非粮乙醇。
安信证券指出，公司纤维素乙醇产能6万吨，2012年5月获得国家燃料乙醇定点资格，2012年10月开始向中石化供货，2012年4季度供货量7600吨左右，预计2013年供货量3至4万吨。根据国家政策，纤维素乙醇作为燃料乙醇销售可享受增值税先征后返和消费税免征政策，并可获得一定数量政府补贴。公司是国内首家实现纤维素乙醇量产并作为燃料乙醇供货的企业，由于目前政府扶持政策尚未落实，燃料乙醇毛利率不到10%。
同时，安信证券测算未来一旦政府税收优惠和补贴政策到位，公司燃料乙醇业务毛利率将达到25%至30%左右，按持股比例60%计算，每销售1万吨燃料乙醇可增厚EPS 0.04元。
关键词：生物质成型燃料 锅炉设计 双层炉排 动态评价 技术经济
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-00-01
1 双层炉排的设计依据
我国在生物质成型燃料燃烧上进行的理论与应用研究较少，然而它的确是能有效解决生物质高效、洁净化利用的一个有效途径。目前来说，没有弄清楚生物质成型燃料理论，需要将原有燃煤锅炉进行一定程度的改造升级，但是炉膛的容积、形状、过剩空气系数等和生物质成型燃烧是不匹配的，也因此导致了锅炉燃烧效率和热效率很低，污染物排放超标。所以，根据生物质成型燃料理论科学来进行设计研究专用的锅炉是目前急需解决的重要问题。
1.1 燃烧特性
以稻草，玉米秆，高粱秆，木屑为例子，对比它们的工业分析、元素分析、以及发热量的数值，我们可以得出结论：生物质成型燃料的挥发分远远高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，热值比煤要小。（1）原生物质燃烧特性，原生物质尤其是秸秆类的生物质密度较小，体积大，挥发分在60%～70%之间，易燃。热分解时的温度低，一般来说，350C就能释放80%的挥发分，燃烧速度很快。需氧量也远大于外界扩散所提供的氧量，导致供养不足，从而形成CO等的有害物质。（2）生物质成型燃料特性，生物质成型燃料密度远大于原生物质，因为其经过高压才能形成，为块状物，结构和组织的特征使得其挥发分逸出速度和传热速度大幅度降低，而其点火温度升高，性能差，但比煤的性能要强。燃烧开始的时候挥发分是慢速分解的，在动力区燃烧，速度也中等，逐渐过度到扩散区和过渡区，让挥发分所发出热量能及时到达受热面，因而降低了排烟的热损失。在其挥发分燃烧后，焦炭骨架结构变得紧密，运动气流无法让其解体悬浮，因而骨架炭能够保持住它的层状燃烧，形成燃烧核心。它需要的氧气和静态渗透扩散的一样，燃烧时候很稳定并且温度很高，也因而降低排烟的热损失。
所以说，生物质成型燃烧相比之下优点更明显，燃烧速度均匀适中，需氧量和扩散的氧量能很好匹配，燃烧的波浪比较小，更稳定。
1.2 设计生物质成型燃料锅炉的主要要求
（1）结构布置，采用了双层炉排的设计结构，也就是手烧炉排，并且在一定高度加上一道水冷却的钢管式炉排。其组成包括了：上炉门、中炉门、下炉门、上炉排、下炉排、辐射受热面、风室、燃烬室、炉膛、炉墙、对流受热面、排气管、烟道和烟囱等。上炉门是常开设计的，用作投燃料和供给空气。中炉门则可以调整下炉排上燃料的燃烧，并可以清理残渣，只打开于点火和清理的时候。下炉门用来排灰，提供少量空气，在运行时微微打开，看下炉排上的燃烧情况再决定是否开度。上炉排以上的地方是风室，上下炉排间是炉膛，墙上则设计有排烟口，不能过高，不然烟气会短路。但过低也不行，否则下炉排的灰渣厚度达不到。设计的工作原理，让一定的粒径生物质成型燃料通过上炉门燃烧，上炉排产生的生物质屑和灰渣可以在下炉排继续燃烧。经过上炉排的燃烧，生成的烟气与部分可燃气体通过燃料层然后是灰渣层而进到炉膛内，继续燃烧，并且和下炉排上燃料所生成的烟气混合，然后通过出烟口通向燃烬室，再到后面的对流受热面。下炉排可以采取低、中、高这样三个活动炉排，因为燃料粒径和热负荷的大小不同。这样就达到了让生物质成型燃料分布燃烧的目的，能够缓解其燃烧的速度，还能匹配需氧量。完全燃烧率得到提升，消除烟尘也更有效化了。锅炉受热面设计，换热面以辐射换热为主的形式叫作辐射换热面，又称作水冷壁。由计算得出其受热面的大小，为保持锅炉内的炉温和生物质燃料的燃烧，要把上炉排布置成辐射的受热面。而形式是对流的换热面则是对流受热面，也叫作对流管束，其大小能由公式计算得到。引风机选型，引风机是用来克服风道阻力以及烟道的。选择风机的时候必须考虑其储备问题，否则会造成计算带来的误差。风量和风压能由计算来确定，选择型号要依据制造厂的产品目录。
2 对双层炉排生物质成型燃料锅炉的前景分析
生产与利用实际上就是一个把生产目的、手段还有投入人力物力财力之间进行合适的结合的过程。这不是简单的经济过程，是技术与经济相互结合的过程。技术因素和经济因素要协调，才能使这项技术得到更好的推广和发展。
2.1 技术分析
双层炉排生物质成型燃料锅炉设计的热负荷是87千瓦，热水温度95摄氏度，进水的温度是20摄氏度，热效率也能高达70%，其排烟温度200摄氏度。它在技术的性能上十分占优势，有很高的热效率和燃烧效率，也减少了有害气体和烟尘的排放量，符合我国的标准，对环境带来的损害小，所以可以考虑广泛应用于各种活动生产中来。
2.2 经济分析
在经济效益方面，因为该锅炉的燃烧效率较高，所以能很大程度燃烧燃料，因此制造的热能量等损失小，节省了不少燃料费用。对比燃煤锅炉，更为经济适用。另外，成本费里包括了固定资产的投入与运行费用。而固定资产投入费包含了设备与建设费，该锅炉的成本为一万元，安装和土建费则是五千元，运行费也含有电费、原料费、人工费以及设备维修费。而优点是简单的设备能节省人工费。如果对成型技术还有设备做进一步的研究，可以在原有成本上再降低，因此也是可取的，适合经济发展的。
3 结语
（1）在技术上，双层炉排是一个很大的进步，能很好的提高效率，而且控制了污染物的排放量，也达到了工质参数的设计要求，随着燃料能源的价格上涨，还有科研人员加强对生物质成型技术的深入研究，这种锅炉一定能占有不错的市场。（2）用技术经济学来分析锅炉，能得出一个大致结果就是，该锅炉投资较大，但是长期看来，是经济可行的，其效益也是符合投资要求的。只是和燃煤锅炉比较起来，燃煤的价格占有优势，但如果化石能源的价格上涨，并且环保力度加大，双层炉排生物质成型燃料锅炉会越来越占据优势的一面。
参考文献
[1] 刘雅琴.大力开发工业锅炉生物质燃烧技术前景分析[M].工业锅炉，1999.
[2] 林宗虎，徐通模.应用锅炉手册[J].化学工业出版社，1996（6）.
关键词 生物质固体燃料；烟叶；烘烤；现状；前景；云南景谷
中图分类号 S572；S216 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）05-0243-02
Abstract The biomass solid fuel is a new high efficience and clean fuel.Its utilization status in tobacco flue-curing of Jinggu County was introduced.The application prospect of biomass solid fuel was analyzed，and in view of the existing problems，countermeasures were proposed for further development.
Key words biomass solid fuel；tobacco leaf；curing；status；prospect；Jinggu Yunnan
生物质固化燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后送入成型器械中，在外力作用下压缩成需要的形状，然后作为燃料直接燃烧，也可进一步加工形成生物炭[1]。生物质固体燃料的主要形状有块状、棒状或者颗粒状等[2]。生物质固体燃料具有体积小、容重大、贮运方便，易于实现产业化生产和大规模使用；热效率高；使用方便，对现有燃烧设备包括锅炉、炉灶等经简单改造即可使用；容易点火；燃烧时无有害气体，不污染环境；工艺和设备简单，易于加工和销售；属可再生能源，原料取之不尽，用之不竭等特点[1，3]。
1 景谷县烟叶烘烤燃料使用情况
景谷县位于云南省普洱市中部偏西，地处东经100°02′～101°07′、北纬22°49′～23°52′，总面积7 550 km2，人均占有土地2.67 hm2，人口密度38人/km2。有热区面积48.8万hm2，占总面积的64.6%，北回归线从县城附近通过，总地势由北向南倾斜，最高海拔2 920 m，最低海拔600 m，典型的南亚热带地区。由于生态环境良好、土地资源丰富、光热水气条件优越，适合烤烟种植，烟叶清香型风格特征较明显，具有香气绵长、透发、明快，留香时间较长，饱满丰富感较好，烟气较为柔和等特点，具有较高的使用价值，深受省内外卷烟工业企业的喜爱。目前，烤烟已成为景谷县重要的农业经济作物之一，成为财政收入的重要来源和烟农脱贫致富的重要途径。2016年景谷县烟叶种植面积4 546.67 hm2，收购烟叶1.075万t，全县烟叶烘烤燃料以煤炭为主，按照1 kg干烟叶耗煤量1.5～2.0 kg[4]计算，景谷县2016年的烟叶烘烤用煤达到16 125～21 500 t，在烟叶烘烤中大量使用燃烧煤炭释放出的烟尘、SO2、NOX、Hg、F等对大气环境造成污染[5]。
2 生物质固体燃料应用现状
2.1 生物质固化成型设备研发现状
生物质固化成型技术根据不同加工工艺可以分为热成型工艺、常温成型工艺、碳化成型工艺等几种类型；根据成型压缩机工作原理不同，可将固化成型技术分为螺旋挤压成型、活塞冲压成型和环模滚压技术[6]。我国在生物质固化成型设备上也进行了较多的研究，王青宇等[7]O计了斜盘柱塞式生物质燃料成型机，可以完成连续出料，为生物质颗粒成型提供了一种新思路。张喜瑞等[8]设计了星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机，整机工作过程中噪音低，经济效益与生态效益明显，为热带地区固体燃料成型机的发展与推广提供了参考。目前，我国生物质固体成型设备的生产和应用已实现商业化，可以满足生物质燃料固化成型加工需求。
2.2 生物质固体燃料在烟叶烘烤中的应用现状
20世纪90年代，叶经纬等[9]在烟叶烘烤上研制了生物质气化燃烧炉，使用这种生物质气化燃烧炉能源利用率提高了50%以上，同时优质烟叶的比例也有所提高。张聪辉等[10]研究表明，使用烟杆压块的生物质燃料部分代替煤炭，可以满足烟叶烘烤的需求，并且烘烤成本比使用煤炭更低。徐成龙等[11]通过对比不同能源类型密集烤房在烘烤成本、经济效益及烤房温度控制方面的烘烤效果，认为使用生物质燃料的燃烧机烤房改造方便、空气污染小、节能环保，是最具推广价值的烤房。
3 应用前景分析
景谷县为云南省第二大林业县，全县林地总面积为595 862.4 hm2，活立木蓄积48 324 350.0 m3，每年森林采伐量约1 537 300.0 m3；全县农作物平均种植面积40 385.9 hm2，粮食平均产量为467 425.2 t，具备开发生物质燃料的潜力。路 飞等[12]研究表明，景谷县生物质理论资源量高达1 355 647.3 t，资源优势较为明显，可以加工成生物质固体燃料，满足全县烟叶烘烤需要。2014年，普洱市申报的国家绿色经济实验示范区获得国家发改委批复，为普洱市的发展提供了巨大的机遇，目前全市已开展多个生物质能源项目[13]。景谷县在烟叶烘烤中，创新烟叶烘烤模式，推广使用生物质固体燃料，降低烟叶烘烤能耗，减少主要污染物的排放，改善环境质量，符合普洱“生态立市，绿色发展”的发展需求。
4 存在的问题
4.1 认识不到位
目前，烟叶烘烤主要以燃煤作为原料，烘烤设备较为成熟且烘烤工艺较为完善；使用生物质固体燃料，可降低烟叶烘烤污染、维护农村生态环境、促进烟叶烘烤可持续发展等优势，但尚未引起广泛关注。
4.2 配套不完善，投入成本高
开发生物质固体燃料前期投入高，不确定因素较多，风险较大，收益难以控制。目前，景谷县尚无生物质固体燃料加工企业，生物质固体燃料产业配套不完善，燃料使用成本高。将传统烤房改造成生物质燃料烤房需对原有设备进行改造更换，短期内难以大量推广。
4.3 缺乏政策支持
生物质固体燃料在烟叶烘烤中具有良好的社会效益，但政府、烟草行业对生物质固体燃料的生产、传统烤房的改造等未制定明确的扶持措施和奖励办法，没有形成加工使用生物质固体燃料的长效机制。
5 对策
5.1 加强宣传力度，树立可持续发展理念
大力宣传使用生物质固体燃料在节能减排、农林废弃物循环利用、减工降本、提质增效方面的积极作用，让全社会都充分认识到使用生物质固体燃料所具有的良好的经济效益、社会效益和生态效益，为全面推进使用生物质固体燃料营造良好的舆论氛围。
5.2 开发利用生物质固体燃料，提高绿色生态烘烤能力
景谷县林产工业较为发达，农林废弃物资源丰富，目前国内生物质固体成型燃料技术和设备已较为成熟，可就地规划建设生物质固体燃料生产基地，就地消化农林废弃物，保护环境卫生，实现绿色烘烤。
5.3 加大政策和Y金扶持，调动参与积极性
在生物质固体燃料生产、废弃物回收、烤房设备改造利用等方面出台相应的扶持和补贴政策，提高社会和烟农参与使用生物质固体燃料的积极性和主动性。
6 参考文献
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[11] 徐成龙，苏家恩，张聪辉，等.不同能源类型密集烤房烘烤效果对比研究[J].安徽农业学，2015，43（2）：264-266.
1.生物燃料的概念
生物燃料是指通过生物资源生产的燃料乙醇和生物柴油，用于替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视生物燃料的发展，并取得了显著的成效。中国的生物燃料发展也取得了很大的成绩，特别是以粮食为原料的燃料乙醇生产，已初具规模。
2.生物燃料的发展现状
尽管如此，我国的生物燃料产业仍处于初级发展阶段，还有很长的路要走。而美国、巴西等国的生物燃料产业发展已经相对成熟，在美国，用生物燃料如生物柴油、乙醇和生物丁醇替代部分石油基汽油或柴油已成为较普遍的现象。美国提出的目标是到2025年通过大量使用生物燃料，替代从中东进口石油的75%以上。
巴西是世界领先的生物燃料生产国，其50%的甘蔗作物用于生产该国非柴油运输燃料的40%以上。在美国，谷类作物的15%用于生产非柴油运输燃料的约2%，乙醇生产以更快的速度在增长。据估算，巴西和美国生产的乙醇成本低于汽油。2007~2011年间巴西石油公司在可再生燃料方面投资将超过3亿美元。
生物燃料是清洁能源，发展生物燃料对促进经济可持续发展、推进能源替代、控制城市大气污染具有重要的战略意义。对许多石油公司而言，墨西哥湾漏油事故对环境造成的负面影响进一步促使他们将目光投向生物燃料。
可以看出，世界各国对于生物燃料的重视程度越来越高。但由于世界粮食危机日益严重，因此，生物燃料长期的发展潜力在于使用非食用原料，包括农业、城市和林业废弃物以及高速增长的富含纤维素的能源作物，如换季的牧草等，以此缓解生物燃料与粮食的竞争。
3.生物燃料的发展前景
进入21世纪后，随着全球环境问题的日益突出和石油价格的持续上涨以及其他一些因素的影响，生物燃料得到了进一步的重视，成为了可再生能源开发利用的重要方向。它不是一个新鲜事物，早在上世纪70年代，一些国家就已经开始尝试利用生物燃料，以减少对石油的依赖。国外在生物燃料的开发和应用上起步较早，目前已实现规模化生产和应用。
我国从上世纪末开始发展自己的生物燃料技术，主要是利用相对过剩的粮食，开发应用生物燃料乙醇。经过5年的试点和推广使用，我国生物乙醇汽油在生产、混配、储运及销售等方面已拥有较成熟的技术。我国生物燃料发展潜力巨大，前景广阔。尽管如此，由于我国生物燃料仍处于起步阶段，未来发展受到众多因素的制约。首先是原料的问题。我国以陈化粮为原料开展生物乙醇汽油的试点，然而我国陈化粮数量有限，不具备再扩大规模生产的条件，而利用新粮则成本过高。燃料乙醇的新原料包括甜高粱、木薯、甘蔗及生产生物柴油的原料如麻风树、黄连木等油料植物，这些原料能否落实成为制约生物燃料规模化发展的重要因素；其次是技术问题。据发改委的报告称，有些技术虽较为成熟，但发展潜力有限。而另一些技术尚处于技术试验或研究阶段，距离工业化生产还有较大差距。因此，生物燃料技术产业化基础薄弱也制约着生物燃料规模化发展；此外，产品价格和国家政策等问题也是影响发展的重要因素。总的来说，我国生物燃料的发展虽然受到一些因素的制约，但未来前景广阔，我国生物燃料技术将会得到较快发展。
关键词：农作物；秸秆；固化成型；可行性研究
我国新农村建设方针是“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”。目前，大多数农村都存在秸秆、柴草垛随意堆放和乱烧荒的现象，既不卫生又影响村容整洁，同时还存在安全隐患，与社会主义新农村建设非常不协调。发展秸秆固化加工产业，既可将农作物废弃资源转化为清洁的可再生能源，又能美化净化农村环境。因此，农作物秸秆固化成型燃料产业具有非常广阔的发展前景。经过调研和论证，嘉荫县发展农作物秸秆固化成型燃烧产业有着现实而必要的意义。
1 农作物秸秆原料资源丰富
秸秆固化产业有着丰富的原料资源，所有农作物秸秆、稻壳、枝丫、木屑等农林废弃物都可作为固化产业的加工原料。嘉荫县地域辽阔，自然资源十分丰富。有林地366万亩，活立木总蓄积1900万m3，森林覆盖率达75.66 %。有耕地面积122.3万亩，粮食作物以大豆为主，兼种玉米、水稻、小麦、薯类及各种经济作物等，2012年大豆种植面积84.7万亩，玉米种植面积43万亩，水稻10万亩，是我省和国家的重要大豆产区和商品粮生产基地，每年产生大量的农作物秸秆。据统计，嘉荫县年产农林废弃物约100万吨。其中，只有很少一部分秸秆被用作燃料、饲料以及编织等，其余大部分都被废弃于田间地头，或焚烧或丢弃，燃烧产生的烟雾既污染环境又威胁交通安全，同时也极大地浪费资源。如果将这些废弃的秸秆资源进行固化加工，既实现了废弃资源的再利用，又可满足生产、生活的用能需求[1]。
2 农作物秸秆固化成型燃烧用途广泛
嘉荫县位于黑龙江省东北部，小兴安岭北段东麓，黑龙江中游右岸，与俄罗斯隔江相望，属于温带大陆性季风气候区北部。由于地理位置，太阳辐射、大气环流，海陆分布的影响，形成一年四季的气候差异很大，冬季漫长、干燥。冬季最低气温可达零下45 ℃，因此，农作物秸秆固化成型燃烧产业在嘉荫县这样的北方高寒地区具有非常广阔的发展前景。嘉荫县辖区面积6739平方公里，全县人口8.1万人，其中农业人口4.16万人，县辖3镇6乡，73个行政村、5个国营林场，农村用燃料量也相当大，所以农作物秸秆固化成型燃烧技术亟待推广。
农作物秸秆燃料首先可作为生活用能，在嘉荫县推广清洁能源，要满足炊事和取暖需求，而秸秆固化燃料就能同时满足这两种需求，完全解决农村冬季“两把火”的问题。同时，可作为生产用能，既可作为厂矿企业、住宅小区等集中供热单位的供暖锅炉燃料，也可作为生物质发电厂的发电燃料。
3 其燃烧产品污染低
我国约有70 %的煤炭未经过洗选就直接燃烧，二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70 %～80 %，而燃煤产生的二氧化碳又是我国温室气体的主要来源。据测算，燃烧1 t标煤可排放二氧化碳2.2 t、二氧化硫2.1 t、烟尘0.8 t、氮氧化物1.68 t；而燃烧1 t秸秆固化燃料可排放二氧化碳1.5 t，但根据循环原理，可认定为零，排放二氧化硫为0 t、氮氧化物0.8 t、烟尘0.2 t。因此说，应用秸秆固化燃料产生的污染远远低于燃煤产生的污染，对促进低碳农业的发展具有重要作用[2]。
2005年10月嘉荫县被正式命名为部级生态示范区。作为国家卫生城、部级园林城、国家文明城、全国特色景观旅游名镇、国家生态示范区，嘉荫富有空气清新，山川秀美的美誉，地貌特征为“八山半水半草一分田”。境内有茅兰沟森林公园、嘉荫恐龙国家地质公园，素有“恐龙之乡”、“黄金之乡”之美称，是新兴的生态旅游县份。良好的空气质量尤为重要，基于农作物秸秆固化成型燃烧产品污染低，所以在嘉荫县开发农作物秸秆固化成型燃烧产业就显得尤为重要。
4 减少对煤炭、天然气等资源的消耗
我国是世界上少数以煤炭作为主要能源的国家之一，嘉荫县境内煤炭资源并不丰富，主要以乌云煤为主，每年在生活用能和生产用能上要消耗大量的煤炭资源。如果在嘉荫县内农村生产生活用能上能逐步应用秸秆固化燃料替代燃煤，则会节约大量的煤炭资源。
5 减轻农民经济负担和劳动强度
近年来，随着煤炭资源的日益枯竭，煤炭价格不断上涨，嘉荫县内农民用于冬季取暖的支出逐年增加，经济负担日益沉重。而应用秸秆固化燃料则可有效减轻农民的经济负担。农民可用自家的农作物秸秆原料与固化燃料生产企业进行交换，既可实现农作物秸秆的充分利用，又能减少用能支出。
参考文献
12房山区 阅读下面文字，完成第18-19题。（共8分）①2011年10月28日9时30分，加载由中国石油研发生产的生物燃料的一架国航波音747客机，在空中完成包括高度、速度等多项技术指标验证后，平稳降落在首都国际机场。标志着中国航空生物燃料首次用于客机验证试飞取得成功，中国已具备提供航空生物燃料的技术条件。②生物燃料的研究已经历了漫长的过程。最初，科学家研发生物燃料时，主要是从玉米、大豆、甘蔗等富含淀粉、糖以及油脂的农作物中，通过酶转换或者发酵提纯等传统方法制备，但因存在与粮争地、与人争食等客观原因而饱受非议。于是催生第二代可再生生物燃料的研发，这种燃料是从非农作物原料中提取，不会存在与粮争地、与人争食的现象。目前适用于航空业的原料主要有麻风树、亚麻荠、海藻和盐土植物。比如中国使用的生物燃料是从小桐子（麻风树）中提炼的，而美联航的生物燃料则是由海藻油提炼而成。另外，这种燃料更加环保。生物航空燃料可减少60%-80%的碳排放，另据废气排放检测数据显示，海藻燃料排放的氮氧化物，比传统航空煤油少40％，碳氢化合物少87.5％，生成的硫化物也更低，其浓度仅为传统燃料的1/60。更重要的是，第二代生物燃料与现有飞机的兼容性非常好。作为“普适性”燃料，它既能和传统的航空煤油混合，也可完全代替传统的航空煤油，直接为飞机提供能量。同时，航空生物燃料再生植物的种植，有助于促进所在地经济发展。于是，航空生物燃料以其独特的优势受到人们的追捧。③虽然航空生物燃料被称为航油的发展趋势，但就目前而言，第二代生物燃料也存在自己的瓶颈——成本高、产业化程度不足。目前航空生物燃料的价格大约是传统航油价格的3-5倍。另外，生产生物燃料的原料供给也是个问题，因为其使用的植物种植数量有限，可靠的供给来源成为一大难题。现在生物燃料的生产成本中有85%为原料成本，所以未来如何提高种植规模、如何形成产业化都是生物燃料研发亟（jí）待解决的问题。18.阅读第②段，分条列举第二代航空生物燃料受人们追捧的原因。（4分）19.阅读材料，结合文章第③段内容，说一说我国生物燃料的发展前景。（4分）【材料】麻风树生长迅速，生命力强，可以在干旱、贫瘠、退化的土壤上生长。适宜在热带、亚热带以及雨量稀少、条件恶劣的干热河谷地区种植，是保水固土、防沙化、改良土壤的主要选择树种。它见效快，产量和含油量高，种植头年就有收成，产量逐年增加，果实采摘可达50年。目前仅四川一地的麻风树资源量即在26万亩以上，每年可产种籽17万吨，可提炼麻风树油6万吨。未来全国麻风树种植面积可达3000万亩以上，预计每年可产柴油580多万吨。答案：18.第二代航空生物燃料从非农作物原料中提取，不存在与粮争地、与人争食的现象；这种燃料更加环保；第二代生物燃料与现有飞机的兼容性非常好；航空生物燃料再生植物的种植，有助于促进所在经济的发展。（4分。“不与粮争地、与人争食”，“更加环保”，“兼容性好”，“促经济发展”每点1分。）19.生物燃料使用的主要植物麻风树生长迅速，生命力强，可以在干旱、贫瘠、退化的土壤上生长；产量和含油量高，适宜大面积种植，这样就可以解决生物燃料原料供给不足，成本高的问题。我国幅员辽阔，生物燃料的发展有着美好前景。（4分。麻风树的特点2分，每一点1分；联系第三段内容解说1分；结论1分。）
事实上，多年来，生物燃料作为一种新型能源一直被多国广为探索。不久前，中国商用飞机有限责任公司也携手波音公司进军航空生物燃料研发高地，双方成立节能减排技术中心，寻求提炼航空燃料的妙方。
而在这方面，英国算得上是佼佼者之一。早在2008年，英国的维珍大西洋航空公司就进行了首次使用生物燃料的航空飞行。这次飞行的机型是波音747，航程从伦敦到阿姆斯特丹，在一个飞机引擎中添加了20%的生物燃料，其原作物是椰子和巴西棕榈树。
生物燃料是当前全球应对气候变化讨论中的一个热点话题。如今，英国作为积极应对气候变化的国家，非常重视推动生物燃料的发展，在政策、商业、科研等方面都做了大量工作。虽然全球整个生物燃料市场的前景还面临一些争论，但英国的生物燃料产业仍在稳步发展。
1、用废弃食用油换乘车打折卡
据统计，在2009/2010财年英国车辆所使用的生物燃料中，约71%是生物柴油，约29%是生物乙醇，还有很小一部分的生物甲烷。
目前，一些英国公司正在通过国际合作发展生物燃料。例如英国石油公司与美国Martek生物科学公司签署了合作协议，共同开发把糖分转变为生物柴油的技术。英国“太阳生物燃料”公司前几年曾在非洲大量投资，购买土地种植麻风树，以便从麻风树果实中提炼生物燃料。
在英国国内，一些公司通过回收废弃食用油来生产生物燃料。例如英国最大的公交和长途公共汽车运营商STAGECOACH就有这样一个项目，该公司向居民发放免费容器盛装废弃食用油，居民以此换取乘车打折卡，所收集的废油被送到一家能源公司制成生物柴油，供STAGECOACH公司的部分车辆作为燃料使用。
虽然生物燃料现在还主要应用于车辆，但英国一些航空公司已率先进行了航空业使用生物燃料的探索。例如“维珍大西洋”公司在2008年进行了全球首次使用生物燃料的试飞，在一架波音747客机的一个引擎中加入了20%的生物燃料，从伦敦飞到了阿姆斯特丹。
2、科学界热衷生物燃料
据介绍，英国科学界非常热衷于研究生物燃料，相关研究走在世界前列。有些研究关注如何降低生物燃料的成本，如帝国理工学院等机构研究人员在《绿色化学》上报告说，用木材制造生物燃料时常需要将木材粉碎成很小的颗粒，这个过程需要消耗不少传统能源，估计每粉碎一吨木材需消耗约8英镑的能源。但如果在粉碎过程中加入某种离子液体作为剂，可以把这个环节所消耗的能源量降低80%，把粉碎每吨木材消耗的能源成本降低到约1，6英镑。据估算，最后得到的生物乙醇的价格有望因此降低1 O%。
除成本研究外，还有些研究在探索使用不同的原材料来生产生物燃料。使用甘蔗、玉米等农作物来制造生物燃料常被指责与民争粮、与粮争地，但如果使用通常废弃的秸秆等部位来制造生物燃料就可以避免这个问题。秸秆的主要成分是纤维素，如何分解纤维素一直是个难题。
英国约克大学等机构的研究人员在美国《国家科学院学报》杂志上说，他们从真菌中发现了一种名为G H61的酶，它能够在铜元素的帮助下以较高的效率分解纤维素，使其降解为乙醇，然后用以制造生物燃料。
此外，树木枝干和许多植物的茎秆中还含有许多通常难以分解的木质素，英国沃里克大学等机构研究人员在《生物化学》杂志上说，一种红球菌能分泌一种具有分解木质素能力的酶。这种红球菌可以大量培养，因此也可以用于分解植物茎秆制造生物燃料。
3、民众自制生物燃料
尽管生物燃料在英国获得商界及科学界人士的“全方位”支持，但对于大部分英国民众来说，是否在开车时使用生物燃料仍取决于它的价格，单纯出于环保目的而使用生物燃料的人群毕竟还是少数。
对于使用柴油发动机的汽车来说，许多车辆不需要改装就可以烧生物柴油，而现在英国一些加油站出售的柴油价格在每升1.4英镑左右，有公司出售的生物柴油售价在1.25英镑左右，但每升生物柴油能驱动车辆行驶的距离通常低于传统柴油，因此消费者往往会随着油价的波动和性价比的变化，选择是否使用生物燃料。
有意思的是，有些具备相应知识的英国民众还自制生物燃料，这样会比买油便宜得多。
根据英国《每日电讯报》报道，萨默赛特郡的詹姆斯。莫菲就是这样一个例子。他从两家餐厅购入废弃食用油，每升只需1 O便士；在筛去渣滓后，向其中加入甲醇和氢氧化钠等化学物质，经过加热和沉淀等过程，就能得到自制的生物柴油。
他说，自己开车每月消耗150升生物柴油，制造这些生物柴油的成本是每升约18便士，这比市场价格要便宜得多。根据英国税务海关总署的规定，民众每年自制生物柴油2500升以下无需交纳任何费用。因此，像莫菲这样自制生物柴油的民众可以给自己省下一大笔钱。
4、政府稳步推进
在英国能源与气候变化部201 1年的《英国可再生能源路线图》中，有关机构专门列出了有关生物燃料的目标。其中提到，在2009/201 0财政年度，英国道路上行驶的车辆使用生物燃料的比例占道路交通所用总燃料的3，33%，这个比例在近几年一直处于增长之中，英国计划到2014年将其提高到5%。
由于生物燃料主要用于供给车辆，英国交通部也参与了相关管理工作，负责《可再生交通燃料规范》的实施。根据这项法规，英国每年销售量在45万升以上的燃料供应商必须使生物燃料等可再生能源在其销售量中达到一定比例，如果自身销售的生物燃料达不到相应比例，则需要花钱从其他超额完成任务的燃料供应商那里购买相应份额。
这个比例是逐年上升变化的，目前的指向是前面提到的在2014年5%的目标。客观地说，这是一个稳健的目标，每年的上升幅度不大，显示出英国政府稳步推进生物燃料发展的态度。
此外，英国政府还对生物燃料的标准进行了规定，即与传统化石燃料相比至少能减排温室气体35%以上，并且原料产地的生物多样性不能因为生产生物燃料而受到影响。这是为了让生物燃料能够切实起到保护环境的效果。
5、前景还不明朗
需要说明的是，英国的生物燃料虽稳步发展，但仍称不上达到“快跑”的程度。
一方面，英国商界虽然在发展生物燃料方面做出了诸多探索，但并没有出现特别明显的增长，一些项目还遇到了问题。比如有报道称太阳生物燃料公司在非洲某些国家的项目已经终止，维珍大西洋公司虽然率先探索在飞机上应用生物燃料，但现在全球已有多家航空公司实现了使用生物燃料的商业化飞行，而维珍大西洋公司却没有太多进一步的消息。这可能与联合国气候变化谈判结果波动和全球生物燃料市场本身的前景也还面临一些争论有关。
[摘要]本文分析了氢氧化镁的几种典型的制备方法,并比较了其中的优劣。论述了氢氧化镁阻燃剂的应用前景及国内外的主要应用现状。
[关键词]氢氧化镁 制备 应用前景
[中图分类号]O69[文献标识码]A[文章编号]1009-5349(2010)04-0121-01
一、前言
随着高分子合成材料的广泛应用,其可燃、易燃性逐渐引起人们的注意。为了消除塑料等合成材料的火灾隐患,人们将目光投向了阻燃剂和阻燃材料。传统的阻燃材料多为卤素和卤一锑系阻燃剂,然而卤系等阻燃剂面临着很大的环保压力。随着环保意识的深入人心,由于新型无卤阻燃剂的环境友好,因而逐渐成为了阻燃剂研究领域的热点。氢氧化镁具有很强缓冲性能,以及无腐蚀、无毒、无害,是一种集阻燃、消烟、降温性能于一体的新型阻燃剂。
二、氢氧化镁阻燃剂的制备方法
氢氧化镁的制备方法主要有物理法和化学法两大类。物理法是指使用天然水镁石,通过对其研磨得到。化学法是指通过化学反映的方法,通过溶液发生沉淀而得到。常见的化学法有:(1)氢氧化钙法。这种方法是指以卤水或其他可溶性镁盐为原料,使之与石灰乳发生反应,从而得到Mg(OH)2沉淀剂的方法。这种方法的优点在于,原材料廉价,原料比较容易得到,工业价值高;缺点在于此原料粒度很小,很难过滤,并且还容易吸附到铁,钙之类的杂质离子上,产品纯度很低,用途狭窄,常用于制造氧化镁耐火材料的中间体,制备高纯度氢氧化镁一般不采用这种方法。(2)氨法。这种方法的原材料与氢氧化钙法基本相同,但是以氨水做沉淀剂的方法。这种方法得到的氢氧化镁产品纯度相对较高,但其产物的粒径分布一般较宽,而且反应比较容易控制。但是由于氨水的挥发性比较强,操作环境比较恶劣,因而环保问题十分突出。(3)可以用卤水或者其他可溶性镁盐与氢氧化钠反应制得氢氧化镁。这种方法的优点在于,操作简单,产品的形貌、结构、粒径以及纯度都比较容易控制,附加值较大。缺点在于NaOH是强碱,如果条件不当,会使生成的氢氧化镁粒径偏小,产品的性能不好控制,粒度较小,且用这种方法得到的氢氧化镁的纯度相对于氨水法要低。 用以上化学方法制备氢氧化镁时,应考虑颗粒粒度不均匀、团聚问题和过滤性能差等方面的问题。
三、氢氧化镁阻燃剂的应用前景
目前,阻燃剂的种类众多。就用量来说,欧洲目前用量最大的是无机系阻燃剂,亚洲、美国、日本为溴系阻燃剂。由于溴系阻燃剂存在的环境问题以及相关法律法规的不断完善,低烟无卤阻燃技术的开发在国际上已成为一种潮流。通常所说的无机氢氧化物阻燃剂是指氢氧化镁、氢氧化铝等。相比较氢氧化铝氢氧化镁则有着更大的发展优势。主要表现在:(1)氢氧化镁具有更好的抑烟能力,实验数据显示,氢氧化镁的添加量只要达到9%就会产生明显的抑烟作用。(2)氢氧化镁在发挥作用的过程中不会产生有害气体,属于绿色产品。(3)氢氧化镁的热分解温度比氢氧化铝高,添加氢氧化镁以后的塑料能承受加工温度会比氢氧化铝的高出很多,如此优点有利于加快挤塑温度,同时缩短了模塑时间。同时氢氧化镁的分解能比氢氧化铝的分解能高,比热容高7%,这有助于提高阻燃效率。(4)氢氧化镁粒度比氢氧化铝小,对设备的磨耗小,有利于延长加工设备的使用寿命。(5)氢氧化镁制备所需的原材料比较容易得到,成本相对而言较低,有着较强的市场竞争力。正是由于氢氧化镁的以上诸多优点,无毒、抑烟型的环保无机阻燃剂氢氧化镁逐渐成为了目前研究的热点。
四、氢氧化镁阻燃剂的现状
关键词： 生物柴油 环境保护 发展前景
柴油作为一种重要的石油炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，已成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会愈来愈大。而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，尤其是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。
西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。我国生物柴油的研究与开发起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。现阶段各方面的研究都取得了阶段性成果，这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。中国“十一五”规划中明确规定，要大力发展可再生资源，扩大生物柴油的生产能力。可以预计，在未来几年内，我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。
我国生物液体燃料目前主要以燃料乙醇和生物柴油为主。理论上讲，我国生物液体燃料的发展潜力巨大。麻疯树、黄连木等油料植物可满足500万吨生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，我国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。预计到2010年，我国生物柴油需求量将达2000万吨，生物柴油行业投资前景将非常乐观。
一、生物柴油的优越性
生物柴油是清洁的可再生能源，它是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境的污染压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。生物柴油的优越性主要体现在以下几个方面：（1）原料易得且价廉。用油菜籽和甲醇为生产原料，可以从根本上摆脱对石油制取燃油的依赖。（2）有利于土壤优化。油菜可与其他作物轮种，改善土壤状况，调整平衡土壤养分，挖掘土壤增产潜力。（3）副产品具有经济价值。生产过程中产生的甘油、油酸、卵磷脂等一些副产品市场前景较好。（4）适用性广。除了做公交车、卡车等柴油机的替代燃料外，还可以做海洋运输、水域动力设备、地质矿业设备、燃料发电厂等非道路用柴油机之替代燃料。（5）保护动力设备。生物柴油较柴油的运动粘度稍高，在不影响燃油雾化的情况下，更容易在汽缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的性，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。（6）具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品，在运输、储存、使用等方面更安全。（7）具有良好的燃料性能。十六烷值高，燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。（8）具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，它是以农作物为原料，可供应量永远不会枯竭。（9）具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。（10）减排温室气体。欧洲目前第一代生物燃料的全生产循环所排放的温室气体比其所替代的常规燃料的排放减少约35%―50%，第二代生物燃料预计将可减少约90%的温室气体排放。（11）巨大的社会效益。“地沟油”是生物柴油的主要原料之一，因此可以到饭店集中收购“地沟油”用来炼制生物柴油，实现真正意义上的变废为宝。如此一来，既可以实现“地沟油”本身所具有的价值，创造客观的经济效益，又可以很大程度上控制“地沟油”流入不法分子手中，杜绝“地沟油”回流到餐桌，保障消费者的生命健康和饮食安全。可以集中回收废弃橡胶、塑料的有机制品作为炼制生物柴油的原料，避免对这些有毒有害垃圾进行焚烧造成严重的环境污染――主要是土壤污染和空气污染，从而实现环境和经济效益的双丰收。总之，“生物柴油”对落实以人为本的科学发展观有着举足轻重的作用，是构建资源节约型、环境良好型社会的重要环节，是建设社会主义新农村与和谐社会的创举。
二、生物柴油的应用前景分析
（一）生物柴油的自身竞争力不断提高
目前全球炼油厂加工的原油平均相对密度是0.8514，平均含硫量是0.9%；近期，平均相对密度已上升到0.8633，含硫量已上升到1.6%。炼油厂要在现有基础上，使柴油含硫量低、有良好的安定性及性、较高的十六烷值和清净性，必须在装置调整上投入大量资金，并由此带来油品生产成本的提高，在这方面，各发达国家的炼油厂均投入了重金。从美国的情况看，美国从20世纪90年代初启动油品清洁化，已累计投入了300多亿美元。由此造成的油品成本提高使目前美国炼油厂吨毛利仅在每桶1美元左右，维持微利状态，有的企业甚至亏损；从欧洲的情况来说，欧洲炼油厂要达到2000年欧盟燃油规格，估计需要投资200亿―300亿美元。欧洲石油工业协会估计的投资更高，该组织认为要达到2000年和2005年的柴油规格，需要投资440亿―500亿美元。
随着生物柴油生产工艺的改进，使用生物柴油的发动机即可使用普通柴油的发动机（对有些机型仅需换密封圈和滤芯），无需作任何改动，生物柴油可与普通柴油在油箱中以任何比例相混，并对驾驶动力无任何影响，驾驶者根本无法区分两者的驾驶动力差别。加之柴油替代燃料所用原料随着规模种植价格日趋低廉，使柴油替代燃料的生产成本逐步下降，与常规柴油的价格正在缩小，如美国生物柴油的价格已从每升1.06美元降到0.33―0.59美元，这个价格与普通柴油的价格差不多。
（二）政府对生物柴油的开发应用采取扶持政策
目前许多国家如美国、德国、法国、丹麦、意大利、爱尔兰和西班牙等对生物柴油采取了相应的扶持政策。为了进一步鼓励使用生物柴油，美国农业部决定今后两年每年拿出1.5亿美元补贴生物柴油等生物燃料的使用，目前美国至少有5个州正在考虑制订税收鼓励政策。在欧洲生产生物柴油可享受到政府的税收优惠政策，其零售价低于普通柴油。据Frost & Sullivan企业咨询公司最新发表的“欧盟生物柴油市场”报告，为实现“京都协议”规定的目标（在2008-2012年，欧盟将减少8%的二氧化碳排放量），欧盟即将出台鼓励开发和使用生物柴油的新规定，如对生物柴油免征增值税，规定机动车使用生物动力燃料占动力燃料营业总额的最低份额。新规定的出台不仅有助于欧盟生物柴油市场的稳定，而且生物柴油营业额将从2000年的5.035亿美元猛增至24亿美元，平均年增25%。
我国对可再生能源生产企业采取了减半征收增值税的优惠措施。自《可再生能源法》颁布以来，国家对可再生能源的政策支持框架已经初步确立，并出台了一系列配套政策和细则。2006年1月，国家发改委颁布了《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源发电有关管理规定》等法律。2006年6月，财政部出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建［2006］237号文件），生物柴油、燃料乙醇等可再生能源的开发利用项目被列为专项资金重点扶持对象，可再生能源的发展已经迎来了政策的春天。6月7日国务院总理主持召开国务院常务会议，审议并原则通过了《可再生能源中长期发展规划》。国家和地方从“十五”起就对可再生能源生产企业在资金和财税两个方面加以大力支持。
（三）现代柴油机促使汽车车型柴油化的趋势加快
在欧洲，1999年新购柴油轿车比例约为30%，法国甚至达到48%。2000年，欧洲市场上柴油轿车的销售量达到440万辆，比1995年翻了一倍。现在经济型轿车主要生产厂商如大众、雷诺、欧宝和福特的顾客中，几乎有一半需要柴油车。目前，在欧洲轿车市场上，新型柴油轿车购买率达30%，专家预言：到2009年，欧洲每2辆新车中就有1辆是柴油车。在美国市场上，商用车（即我国所称的卡车、客车）的90%为柴油车；在日本，将近10%的轿车是柴油轿车，38%的商用车为柴油车。美国、日本及欧洲的重型汽车全部使用柴油机为动力。许多国家在税收、燃料供应等方面予以政策上的倾斜，敦促柴油发动机的普及和发展。我国柴油汽车生产比例已由1990年的15%上升到1998年的26%。1997年我国生产的重型载货汽车和大型客车全部采用柴油发动机；65.9%中型载货汽车采用柴油发动机，53.5%中型客车采用柴油发动机；55.4%和29.4%的轻型载货汽车、轻型客车也开始采用柴油发动机。我国1994年颁布的《汽车工业产业政策》明确提出，总重量超过5吨的载客汽车、载货汽车在2000年后主要采用柴油为燃料。未来的几年，是中国汽车工业腾飞的时代。因此，我国柴油车产量的增长趋势还将继续下去，汽车柴油化是中国汽车工业的一个发展方向。
汽车车型柴油化趋势的加快主要是由于现代柴油机采用了电控发动机控制系统、高压燃油直喷式燃烧系统以及废气排放控制装置，已完全克服了传统柴油机的缺点，能够满足现行的国际排放标准，而这些装置和技术要求柴油含硫量低，有良好的安定性及性，较高的十六烷值和清净性等。随着现代柴油机使用生物柴油燃料技术的成熟，目前在世界范围内出现的这种汽车车型柴油化趋势会进一步加快。据专家预测，在2010年以前，柴油需求年均增长3.3%，到2010年，世界柴油的需求量将从目前的38%增加到45%。而世界范围内柴油的供应量严重不足，给生物柴油留下了广阔的发展空间。
参考文献：
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