秸秆生物质能源的应用现状与前景

时间:2019-05-14 00:25:40下载本文作者:会员上传
简介:写写帮文库小编为你整理了多篇相关的《秸秆生物质能源的应用现状与前景》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在写写帮文库还可以找到更多《秸秆生物质能源的应用现状与前景》。

第一篇:秸秆生物质能源的应用现状与前景

生物质能工程结课论文

题目秸秆生物质能源的应用现状与前景

学 院 机电工程学院

专 业 农业生物环境与能源工程

学生姓名 XXXXX

学 号 XXXXXXXX 指导老师 XXXXXX

撰写时间: 2015年1月11日

秸秆生物质能源的应用现状与前景

摘要:本文对秸秆生物质能源的应用现状、发展前景进行了综述,分析了秸秆生物质能源应用中的相关技术问题,并提出了相关建议,以促进生物质能源的发展和利用。

关键词:能源;秸秆生物质;技术分析

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体。农作物秸秆是生物质的一个重要组成部分,是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源[1],在世界能源总消费量中占14%,预计到本世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能源的40%以上[2],如何让秸秆生物质能源发挥最大的效益,是科学家们重点关注和研究的课题。

1秸秆生物质利用的现状

秸秆生物质具有多功能性,可作为燃料、饲料、肥料、生物基料和工业原料等。秸秆生物质利用主要有三个方面:一是种植(养殖)业综合利用秸秆:秸秆快速腐熟还田、过腹还田和机械化直接还田、生产优质饲料和食用菌。二是秸秆能源化利用:秸秆生物气化(沼气)、热解气化、固化成型、炭化、纤维素制燃料乙醇。三是以秸秆为原料的加工业:生产非木纸浆、人造板材、包装材料、餐具等产品,以及秸秆饲料加工业和秸秆编织业。1.1 国内现状

我国农民对作物秸秆的利用有悠久的历史,秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜,部分用于堆沤肥外,大部分都作燃料烧掉。但随着省柴节煤技术的推广,燃煤和液化气的普及,秸秆大量富余。我国是世界上最大的农业生产国,纤维素生物质资源丰富,总量在12亿t以上。目前,农村秸秆综合利用率仅达到28.7%,与国家《秸秆焚烧和综合利用管理办法》中的年利用率达到60%,力争2015年秸秆综合利用率超过80%的目标要求有很大差距[5]。自20世纪80年代以来,我国生物质能发展迅速,具体表现在:生物质发电从无到有;沼气建设一路高歌;燃料乙醇产量跃居世界第三;生物柴油困境中寻求突破,得以快速发展[6]。1.2国外现状

国外生物质能技术开发是从20世纪70年代末期开始的,现在已有了很大进展[7]。秸秆直燃发电的先进设备已投放市场,热解气化技术也飞速猛进,燃料乙醇等多项技术装备已进入规模化和商品化阶段。丹麦是世界上最早使用秸秆发电的国家。丹麦首都哥本哈根以南的阿维多发电厂建于20世纪90年代,是全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一,每年燃烧15万t秸秆,可满足几十万用户的供热和用电需求。在加拿大首都渥太华以北的农业区,每年在收割季节,玉米收割机一边收割一边把玉米秆切碎,切碎的玉米秆作为肥料返到田里。在日本,主要有两种秸秆处理方式:混入土中作为肥料,或作粗饲料喂养家畜。近年日本地球环境产业技术研究机构与本田技术研究所共同研制出从秸秆纤维素中提取酒精燃料的技术,向实用化发展。秸秆在美国的用途很广,可作饲料、手工制品,还用来盖房。有关秸秆与纤维素乙醇的提炼问题,则是秸秆综合回收利用在美国的最新进展[8]。

2秸秆生物质的能源化应用

国内外生物质能利用技术经过20多年的研究和发展,其能源化应用主要有:已经普及的节能灶、小沼气;处于示范、推广阶段的厌氧处理粪便和秸秆气化集中供气技术;处于中试阶段的生物质能压制成型及其配套技术;正在研究中的纤维素原料制取酒精、热化学液化技术、供热发电和燃气催化制取氢气等。可提供的能量主要有电能、热能和交通能源。

2.1电能

世界各国高度重视秸秆发电项目的开发,将其作为21世纪发展可再生能源的战略重点和具备发展潜力的产业。丹麦已建有130多座秸秆发电站,秸秆发电等可再生能源已占该国能源消耗总量的24%,丹麦BWE发电技术也在西班牙、英国、瑞典、芬兰、法国等国投产运行多年,其中英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂,装机容量3.8万kW;其它如日本的“阳光计划”、美国的“能源农场”,美国有350座生物质发电站,总装机容量达7000MW,提供了大约6.6万个工作岗位,2010年美国生物质能发电达到13 000 MW装机容量;印度有“绿色能源工厂”等,秸秆发电技术已被联合国列为重点项目予以推广。我国的秸秆发电技术虽然起步较晚,但发展较快,国内在建农作物秸秆发电项目136个,分布在河南、黑龙江、辽宁、新疆、江苏、广东、浙江、甘肃等多个省市。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标和国家发改委的要求[9],至2020年,五大电力公司清洁燃料发电要占到总发电的5%以上,生物质能发电装机容量要超过3000万kw。

2.2热能

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热,或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源,环保清洁,远远低于原煤的成本和市场价格,应用范围极为广泛,可以代替木柴、原煤、液化气,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及,还需大力宣传和推广。

2.3交通能源

秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素,有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等,用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源,同石油、天然气和煤等化石燃料相比,最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟,主要路线是:谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇一车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚,但日趋成熟,有些正形成小型规模和商品化。

3秸秆生物质能源化应用技术

秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式

3.1沼气发酵生物法(生物气化)

秸秆生物气化是秸秆在厌氧条件下经微生物发酵而产生沼气和有机肥料的技术工程,可利用稻草、麦秸、玉米秸等多种秸秆,并可与农村生活垃圾、果蔬废物、粪便等混合发酵,原料组合非常灵活,来源充足,有着广阔的发展空间和发展潜力。

秸秆沼气技术分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式。秸秆入池产气后产生的沼渣作肥料还田,提高了秸秆资源的利用效率,气化效率通常可达70%~80%[12|。秸秆沼气技术的工艺流程为:秸秆预处理一堆沤一投料一加水封池一点火试气。由于秸秆中含有大量的纤维素、木质素,导致分解速度较慢,产气周期较长。若将秸秆直接入沼气池进行发酵产气慢、气量少、不经济、难以大面积推广应用[13]引。为了提高产气量,主要应解决预处理技术和发酵菌种及适合秸秆物料特性的高效厌氧发酵反应器研制等问题。沼气发酵的优点:(1)菌种在适合的情况下,发酵及供能速度快。(2)原料简单易得,利用率较高;(3)前期投入少,不需要大型机械和复杂环境。沼气发酵的缺点:(1)建厂条件高,需要配套的小项目多,投资成本高,短期内效益低;(2)小型沼气工程存在产气不稳定及发酵速度慢、相对效率低的问题;(3)大型沼气工程技术要求高,推广难度大。

3.2秸秆气化炉气化法(热解气化)秸秆热解气化是以农作物秸秆、稻壳、木屑、树枝以及农村有机废弃物等为原料,在气化炉中缺氧的情况下进行燃烧,使秸秆在700~850℃的气化温度下发生热解气化反应,产生一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体用于工业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工业燃气锅炉、工业干燥和采暖供热等方面。秸秆热解气化的优点:(1)秸秆燃烧充分,基本没有烟熏,残余灰烬少;(2)热值高,2 t秸秆的热值相当于1 t煤,燃烧温度高,火力强节省时间;(3)燃烧的火焰温度、热能强度可控制调节,并实现开、关两位操作,使用方便;(4)不受季节约束,可实现不问断供气[14];(5)不需要辅助能源或化学添加剂。秸秆热解气化的缺点:(1)热解气化过程中挥发出多种有机化合物和焦油,若不加以回收利用,易造成环境污染和二次污染;(2)只利用了单一的可燃气,资源利用率低,且存在~定的安全隐患。经过近20年的努力,我国生物质热解气化技术日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化试验及示范阶段,形成了多个系列的炉型,可满足多种物料的气化要求,在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用。现已研发出突破性的生物质能源联产综合利用技术,即在气化炉内将生物质材料在限制供氧的条件下燃烧,发生一系列燃烧反应,同时回收产生的气、液、炭和热水。热解产生的气体主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳、氢气等可燃性气体,可将其输入燃气轮机发电或直接向用户供气;产生的液体中含有酸类、醇类、酯类、醛类、酢:凭、酚类等多种化学成分,可用作家畜、家禽饲养中的消毒杀菌液、除臭剂,或用作促进作物生长的叶面肥,在有机农作物种植中施用;产生的固体生物质炭经过处理叮作为工业用炭、生活用炭、有机复合肥、肥料缓释剂等;冷却炉体产生的热水可用于工业或民用,这项技术具有良好的推广和应用前景。

3.3直接燃烧法 直接燃烧法是直接将收集的秸秆生物质原料集中、粉碎、干燥后投入锅炉中燃烧发电,可以采用锅炉一蒸汽一蒸汽轮机一发电机的工艺方式,也可以采用热电联供的方式以提高系统效率。该技术基本成熟,已经进入商业化应用阶段。对于秸秆发电厂来说,给料方式主要有两种:一种是切碎给料,一种是整包给料。以6 MW秸秆直燃发电系统为例,该系统采用汽轮机组进行发电,发电效率20%,自用电率10%,碳转化率90%,系统总供电效率18%[15]。直接燃烧法是目前在秸秆生物质能源化利用中最简单方便也是唯一实现规模化应用的方法。但缺点明显:其热效率仅为气化的三分之一,且投资大;由于秸秆燃料中碱金属以及氯元素的含量相对较高,燃烧后将产生较强的高温腐蚀,并引发床料聚团、结渣等问题;燃烧面积大,不能充分利用资源;生物质燃烧过程产生的细粒子影响城市和区域空气质量,降低大气能见度,损害人体健康,甚至影响区域和全球气候。根据国外生物质发电厂运行实绩统计以及我国权威部门测算,生物质燃烧发电成本远高于常规燃煤发电成本,约为煤电的1.5倍。尽管如此,大力发展秸秆发电,不仅可以减少由于在田间地头大量焚烧、废弃秸秆所造成的污染,变废为宝,化害为利,而且对解决“三农”问题、促进经济发展具有重要作用。截至2008年8月底,我国共上马了生物质能发电项目136个,总装机规模220万kW[16]。

3.4液化乙醇法

乙醇作为替代能源,已在巴西、美国、瑞典、中国等得到应用。传统的由玉米秸秆制备乙醇的工艺包括预处理、水解、发酵3个步骤[17]。通过预处理分离木质素等不利于发酵的成分、破坏纤维素的束状结构、提高纤维素水解效率、降低纤维素酶的成本、开发木糖发酵

用的微生物菌种和优化生产过程等,均是生产乙醇的关键。

而最近研究出的木材液化过程中,木质素首先被液化,其次是半纤维素,最后才是纤维素,这就有可能将秸秆中木质素等不利于发酵制备乙醇的成分与纤维素分离,达到秸秆预处理的目的[18]。分离的程度是制备乙醇的关键。利用农作物秸秆为原料生产生物乙醇,同时联产重要的碳四平台化合物丁二酸。丁二酸町生产新型町降解塑料PBS等新材料,有着极其广阔的投资与应用前景。据了解,我国每年约产生1.5亿t玉米秸秆,利用纤维素转化利用技术,可生产1500万t生物燃料及1800万t加工产品,相当于4500万t石油产生的价值。秸秆乙醇项目还可实现真正意义上的纯生物流程生产。其生产过程基本不消耗化学能源,每6 t秸秆纤维大约产生1 t乙醇、1 t二氧化碳,除去损耗的余渣约3.5 t,可代替煤用于锅炉。整个流程将是真正意义上的取之自然、用于自然、回归自然的纯天然过程。

随着技术的不断进步,麦秸、玉米秆、稻草经过生产加工,最终都可以变成能够替代石油的燃料乙醇,可逐步替换目前的石油制品燃料,降低中国过高的原油依赖度,对缓解我国能源短缺、提高农民收入、保护大气环境等均有重要的战略意义。国家发改委宣布:中国将在未来使用更多的非粮乙醇燃料来替代原油,具体包括2010年开始每年使用超过200万t非粮农作物提炼出来的乙醇燃料以及20万t生物柴油,而到2020年分别增加至1000万t和200万。

3.5压块固化燃烧法

植物细胞中除含有纤维素、半纤维素外还含有木质素,木质素是具有芳香族特性的结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物,其常温下不溶于任何有机溶剂,但在200~300℃时会软化液化,此时如施加一定的压力可使其与纤维素紧密粘接,并与相邻秸秆颗粒互相胶接,冷却后即可固化成型[19]。秸秆制煤、制炭技术是以玉米、大豆、棉花、水稻等农作物秸秆,以及废弃的花生壳、锯末、杂草、稻壳、树枝等为燃料,在隔绝空气的条件下,快速处理成秸秆炭,经粉碎后,再与粘土和其它粘合剂混合,压制成蜂窝煤型或炭棒型。压块固化燃烧的优点:(1)通过生物质压块机等进行短时间内的转化,非常方便省时;(2)密度大,燃烧时间长;(3)热值高,方便运输和贮藏。压块固化燃烧的缺点:成本较高,尚未能推广用于电厂,多为小范围的供热等。压块固化是极具投资价值的高回报技术。秸秆煤炭应用范围广,可以代替木柴、液化气,能广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。根据农业部的目标,2010年,结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式,全国将建成400个左右秸秆固化成型燃料应用示范点,秸秆固化成型燃料年利用量达到100万t左右;到2015年,秸秆固化成型燃料年利用量达到2000万t左右。

3.6其它方法

目前,还有将秸秆通过固态微贮水解预处理和催化产氢即利用氢能并通过氢能发电的研究。4 展望

据专家预测,如果将秸秆利用技术产业化,以50km为半径建设小型秸秆加工厂,那么按秸秆到厂价40元,农民每亩就可增收200元以上;如果我国每年能利用全国50%的作物秸秆、40%的畜禽粪便、30%的林业废弃物,以及开发5%的边际土地种植能源作物,并建设约1000个生物质转化工厂,那么其产出的能源就相当于年产5000万t石油,约为一个大庆油田的年产量,可创造经济效益400亿元并提供1000多万个就业岗位[23]。今后我国秸秆生物质能利用技术将在以下方面发展[24]:高效直接燃烧技术与设备、集约化综合开发利用、新技术开发。希望国家各级政府和部门加快推进秸秆生物质能源综合利用,促进资源节约型、环境友好型社会建设。

摘 要

[1]汝守华.生物质能产业发展综述[z].数字科技服务中心 [2]生物质能发展迅速[Z].国际能源网,2009-02-19. [3]纵瑞收,李峰,李华.农作物秸秆资源化技术与再生能源资源的可持续利用[C].2008中国作物学会学术年会论文摘要集,2008.

[4]秸秆变乙醇“驱动”中国巨轮——李荣杰代表为发展低碳经济“支招”[z].新华网,2010-03-12.

[5]国家发改委.力争2015年秸秆综合利用率超80%[N].中国能源报,2009-11-20.

[6]杜谋涛。袁晓东,郭如军.我国生物质秸秆资源利用现状及展望[J].能源与环境,2008,(2):76-78.

[7]汪亚林.北欧国家的生物质能开发及启示[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2006,11(3):72-75.

[8]国外秸秆的综合利用[N].人民日报,2007-07-16.

[9]许昌明.秸秆发电需慎行[J].安徽科技,2009,(5):22-24.

[10]同金光,粱晓云.生物质能源:最适合中国国情的可再生能源产业[z].新华社,2009.

[11]程东祥,于光。赵虹.秸秆转化为交通能源的应用概述[J].安徽农业科学,2009,37(6):2679-2680,2685.

[12]沼气的国内外开发利用进展[z].国际能源网,2010-03-23.

[13]张爱民,尹冰.秸秆发酵制沼气研究现状[J].农业工程技术,新能源产业,2009,(9):18-20.

[14]刘渊,罔立衡.浅谈秸秆气化供气技术[J].现代化农业,2009,(9):34-35. [15]姜述杰,赵伟英.浅谈秸秆生物质直燃发电技术[J].锅炉制造,2009,(4):40-42.

[16]司晶星,范桂侠.我国生物燃料乙醇的开发及其应用现状[J].商业文化(学术版),2009,(4):118.

[17]陈洪章,田忠厚,刘健,等.乙醇溶解汽爆秸秆木质素制备液体燃料的方法[P].106 032.5,2000-04-14.

[18]李阳,孙岩峰,张玉苍,等.玉米秸秆制乙醇预处理新工艺——液化技术[J].食品科学,2009,(9):123-125.

[19]世界各国燃料乙醇使用及发展情况[Z].中国化工信息网2010·03-11. [20]东海.生物质能源现状与政策解读[z].中国能源网,2009-06-29. [21]张华.生物秸秆固化燃料——农作物秸秆综合利用新途径[J]. [22]农机科技推广,2009,(3):39-40.

[23]几种主要生物质能利用技术[N].经济日报,2009-08-25. [24]我国生物质能源技术开发现状与展望[z].新华网,2009-05-11.

第二篇:食品安全现状与HACCP 应用前景

食品安全现状与 HACCP 应用前景

近年来,由于一些食源性疾病,如疯牛病、口蹄疫、禽流感N5H1,三聚氰胺掺入鲜牛奶或奶粉等,严重危害了人类健康,食品安全问题引起了各国政府的普遍关注。HACCP 作为一种世界公认的确保食品安全的有效措施,正被逐渐地广泛应用于食品行业的各个领域,并将成为未来食品安全控制的基础。

危害分析与临界控制点(Hazard Analysis and Critical ControlPoint,HACCP)是针对食品安全卫生的一套科学、经济、有效的管理系统,强调以预防为主,将食品质量管理的重点从依靠终产品检验来判断其卫生与安全程度的传统方法向生产管理因素转移,将不合格的产品消灭在生产过程中,减少产品在生产线终端被拒绝或丢弃的数量,消除生产和销售不安全产品的风险,被国际权威机构认可为控制由食品引起的疾病最有效的方法。1 食品安全及现状 1.1 食品安全的现状

食品的安全性是一件亟待解决的问题。随着食源性疾病的广泛分布和不断增长,食品安全已成为全球性的公共卫生问题。由于现代工业的发展,使自然环境受到相当程度的破坏,增加了农畜产品的污染;新兴的食品加工技术,有的中间环节处理不科学,成为食品安全的隐患。人口增长,对农副产品的需求量增大,为了提高产量,超量使用农药、抗生素、激素等,导致产品中的残留量超标,对人体造成危害。人口的流动及生活节奏加快,造成人们的就餐方式发生变化,经常就餐于饭店、餐馆,餐饮业操作方式的安全性不高,也对人们造成危害,并增加了不同地区间新病害源的交叉污染。科学研究证实,癌症、婴儿畸形、疾病的抗药性以及某些其他中毒现象都与畜禽产品中残留的有害物质有关。这些残留物在人体中逐步积累约15至20年后就会产生严重后果。人类的肿瘤及某些重要疾病也与食品有关,如某些食品中的黄曲霉毒素就是重要的致癌物质之一。另外,食品安全还是制约我国许多食品企业进入国际市场的重要原因之一。1.2 影响我国食品安全的因素及应对措施

我国对食品安全历来十分重视,特别是加入世贸组织后,食品安全问题已成为面临的挑战之一,主要是由于食品在生产、加工、运输、储存和销售过程中人为改变其天然性而造成,无论对农民、消费者,还是食品加工业它都至关重要。而食品安全的管理涉及到卫生、农业、工业、工商、质检等众多部门,管理重复交叉,且我国地域广阔,人口众多,受传统观念束缚,食品业发展缓慢。食品安全的法制化管理与国际水平还有一定的距离。

因此,一方面需要加强食品卫生相关法律宣传教育工作,提高全民食品卫生观念。另一方面加强食品卫生监督执法力度,改善我国的食品卫生状况,严厉打击制售假冒伪劣产品的行为。更重要的是积极学习采用国际先进的食品安全管理经验,在食品生产经营企业中实施H A C C P 管理技术,将监督管理的重点从对终产品的抽检过渡至对生产经营全过程的管理,提高企业生产经营管理水平,将全过程控制的理念应用于食品安全监督管理体制中去。

1.3 影响我国食品安全的因素及应对措施

我国对食品安全历来十分重视,特别是加入世贸组织后,食品安全问题已成为面临的挑战之一,主要是由于食品在生产、加工、运输、储存和销售过程中人为改变其天然性而造成,无论对农民、消费者,还是食品加工业它都至关重要。而食品安全的管理涉及到卫生、农业、工业、工商、质检等众多部门,管理重复交叉,且我国地域广阔,人口众多,受传统观念束缚,食品业发展缓慢。食品安全的法制化管理与国际水平还有一定的距离。因此,一方面需要加强食品卫生相关法律宣传教育工作,提高全民食品卫生观念。

另一方面加强食品卫生监督执法力度,改善我国的食品卫生状况,严厉打击制售假冒伪劣产品的行为。更重要的是积极学习采用国际先进的食品安全管理经验,在食品生产经营企业中实施H A C C P 管理技术,将监督管理的重点从对终产品的抽检过渡至对生产经营全过程的管理,提高企业生产经营管理水平,将全过程控制的理念应用于食品安全监督管理体制中去。1.4 食品安全的控制措施

随着人们生活要求的提高和现代食品工业的发展,食品中的化学物质成分越来越复杂,控制食品安全越来越迫切,各食品加工厂家及相关部门已经在积极引用、建立有效的食品安全控制方法或体系。国内外各种先进的质量控制管理方法不断涌现,有如下几种:H A C C P、GMP、SSOP、ISO9000 等等。HACCP(Hazard Analysis And Critical Control Point,危害分析与关键控制点)是目前各国食品安全领域极力推广使 用的一种食品安全控制体系。GMP(Good Manufacturing Practice,良好生产规范)是一个应用于食品生产全过程中,保证食品具有高度安全卫生性的良好生产管理系统。其基本内容是食品从原料到成品全程中各环节的卫生条件和操作规程。

SSOP(Sanitation Standard Operating Procedure,卫生标准操作程序)它是一套特殊的、与食品卫生处理和加工工厂环境的清洁程度有关的目标,及所从事的满足这些目标的活动。强调食品生产车间、环境、人员及与食品有接触的器具、设备中可能存在的危害的预防以及清洗(洁)的措施,是GMP 的中心内容,我国的《食品卫生法》和各类型食品工厂的规范都有类似国外SSOP 和G M P 的相关内容。

ISO9000族(质量管理体系标准族),是国际标准化组织质量管理和保证技术委员会制定的所有国际标准,是在总结世界各国,特别是工业发达国家质量管理经验的基础上产生的,是宝贵的软件财富,ISO9000族的核心是质量管理和质量保证标准,已被80 多个国家采用并转化为本国的国家标准。适用于广泛的工业行业和经济部门,有三种质量保证模式:设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式;生产、安装和服务的保证模式;及最终检验和试验保证模式。它是一个组织或受益者主动提出,为了竞争和保持良好的经济效益而要求使用的更加行之有效的质量管理体系。以上这几种管理控制方法,相互关联,相互促进,并有各自不同的着重点。2 关于H A C C P 2.1 HACCP的发展 二十世纪60年代,美国宇航局用“零缺陷”方法控制宇航员食物的卫生质量而开发航天食品时,形成了 H A C C P 食品质量管理体系,并证实其可靠性,在国际上也得到承认。1988 年,国际微生物学会食品微生物标准委员会报道并发表《HACCP 在确保食品品质与微生物学安全的应用》的单行本;1993 年欧联盟通过《关于食品生产运用HACCP 的决议》;1995 年12 月FDA 公布HACCP,并决定自1997 年12月18 日起实施《水产品加工与进口的安全卫生的规定》,明确规定未实行HACCP 的企业产品不准进入美国市场,引起与之相关的水产品出口国对HACCP 的极大重视。目前,在WHO/FAD 联合国食品标准中 HACCP 作为国际标准被加以应用;;英国、法国、德国、日本、韩国、比利时、荷兰、秘鲁、智利等国也在推广H A C C P,并不断加以改进和完善。2.2 HACCP的内容

HACCP 的基本概念是:为防止食物中毒或其它食源性疾病的发生,在从食品原料种植(养殖)到食品食用的全过程中,对造成食品污染发生或发展的各种危害因素进行系统和全面的分析,从而确定能有效的预防、减轻或消除各种危害的“关键控制点”进而在“关键控制点”对造成食品污染或发展的危害因素进行控制,并同时监测控制效果,随时对控制方法进行校正和补充。它是一个以预防食品安全为基础的食品安全生产质量控制的保证体系,是目前可以最大限度地保证食品安全的最好体系。其包括7 个基本组成部分: 2.2.1 危害和危害分析(HA)危害是指食品中可能造成人类健康损害的生物性污染物、化学性污染物或物理性污染物,以及影响食品污染发生发展的各种因素。生物性污染物包括:各种致病性细菌或食品腐败菌、病毒、寄生虫、霉菌、细菌各霉菌毒素或代谢产物等;化学性污染物包括:农药与兽药的残留、重金属、工业污染物、滥用的食品添加剂、杀虫剂、清洗剂等;物理性污染物包括放射性以及金属碎屑等。

危害分析是HACCP 系统方法的基本内容和关键步骤,它通过既往资料分析、现场实地观测、实验采样检测等方法,对食品生产过程中食品污染发生发展的各种因素进行系统分析,发现和确定食品中有害污染物及影响其发生发展的各种因素。2.2.2 确定关键控制点(CCP)关键控制点是指能对一个或多个危害因素实施控制措施的环节,它们可能是食品生产加工过程中的某一个操作方法或流程,也可能是食品生产加工的某一场所或设备。“关键控制点”依其产生控制作用的性质与强弱,通常分为两类,一类是能完全消除危害因素的“关键控制点”称为CCP1,如高温蒸煮工艺;另一类则是仅能减轻而不能消除危害因素的“关键控制点”即C C P2,如冷冻保藏。但需指出的是,两种类型的C C P 都是重要的,必须加以控制。2.2.3 确定关键限值

对每个CCP 需确定一个标准值,以确保每个CCP 限制在安全值以内。这些关键限制是一些常用物理参数和可快速测定的化学参数。如:温度、时间、湿度、p H 值、水分、活性有效氯、重量的测定及感官指标等。2.2.4 确定监控CCP的措施

监控是有计划,有顺序的观察或测定以判断CCP 是否在控制之中,并有准确的记录,用于未来的评价。应尽可能通过各种物理及化学方法对CCP 进行连续的监控,若无法连续监控关键限值,应有足够的频率观察测定CCP 的变化特征以确保CCP 是在监控之中。2.2.5 确定纠偏措施 当监控显示出现偏离关键限值时,要采取纠偏措施,以防万一发生偏差时能有适当的手段来恢复和纠正出现的问题,并有准确的纠偏过程的记录。

2.2.6 建立审核程序

为了确保H A C C P 系统处于准确的工作状态及其制定的H A C C P 计划适合目前实际生产过程并有效,需建立审核程序。检验措施包括H A C C P 计划的复查、关键控制点记录的复查、随机抽样及物理、化学、微生物和感官方法及依照标准进行的试验等。2.2.7 建立有效的文件记录保存程序

文件记录的保存是有效地执行HACCP 的基础,书面文件包括:HACCP 系统的各种措施,用于危害分析采用的数据,监控方法及记录,由专人签名的监控记录、偏差及纠偏记录,H A C C P 计划表,危害分析工作表,审核报告等。HACCP 的应用,意味着食品卫生管理正从以往对终产品的检验为主的方法向以制造过程为主控制管理危害因素的方法转换,这种制度的实施可确保食品的安全性,从长远角度看,在日趋激烈的市场竞争中实行HACCP 体系是大势所趋。2.3 HACCP的应用现状

大部分的先进国家已开始推动水产品及畜产品的HACCP制度,并陆续将之法制化。联合国食品标准委员会(Codex)推行HACCP 制度为食品有关的世界性指导纲要。APEC 也积极推动以HACCP 制度为基础的食品相互认证计划。总而言之,由于对食品安全的必要性,该制度已取得国际间的认同,并成为各国食品卫生管理的共同努力目标。2.3.1 国内外概况

在美国,因食品而发生的疾病中由于食用水产品而引发的占了很高比例。为保证水产品的安全性及实现快捷有效的处理,改善其相应制度,美国政府在水产品领域率先实行HACCP。为保证HACCP 的顺利实施,政府资助设置了以培训有关人员为目的的机构《海产品H A C C P 同盟》,以使制造商、检查官员、处理者等能充分理解。

日本于1995 年5 月通过食品卫生法的修正而公布《综合卫生管理制造过程》,即食品的制造、加工及其管理方法上为防止食品卫生危害所做预防性措施的综合性制造加工过程。将H A C C P 管理制度纳入法规,从乳、乳制品以及食肉制品等开始实施。

加拿大的渔业海洋部自1992 年2 月推行水产食品的登录制度,规定申请登录的必备条件为水产品工厂应施行以H A C C P 为基础的品质管理计划。关于乳肉卫生方面,农业部依据强化食品安全计划(Food Safety Enhancement Program),自1996 年起推动屠宰场、食肉制品、乳制品等的HACCP 管理制度。

法国农业部于1995 年公布《直接提供消费者的食品卫生相关法令》、《家禽屠宰场的卫生条件》、《生鲜肉加工、流通的卫生条件》并积极推动普及H A C C P 制度,作为生产者管理的指针,促进食品安全。

我国政府也很重视HACCP 体系的应用,现在在水产品、禽蛋制品、果蔬、乳制品、肉制品及饮料、调味品的加工生产中都有研究与应用,并取得了良好的效益,到目前为止,我国已有近二百家企业获得HACCP 认证,HACCP 在中国出口食品企业界中已经正式并轨。

世界各国对食品安全性的关注,消费者对食品质量的重视,使H A C C P 的应用范围日趋扩大,其对质量控制的有效性和实用性突出了它的优点,HACCP 正逐渐成为国际食品卫生管理的标准。2.3.2 HACCP与其它方法的比较

传统上,对食品卫生的预防和控制的重点是放在对成品的监督检查,显然已不能保证食品安全。虽然对成品进行监督抽查可直接反映产品的安全性,但成本大,需要抽出一定的经费单独进行抽样和试样安全性检测,且不能确保被抽检的食品的实际安全。有些指标的检测需要较长的时间,当得出结果时,被抽检的食品可能已经被食用或运走,即使发现问题也难以挽回。对于不合格产品的处理也会再次造成环境污染。传统的食品监督检验方法并不能很好的控制食品安全,所以出现了新的HACCP、GMP、SSOP、ISO9000 等生产过程的质量保证方法。

近年来,在国内认证最多的是ISO9000,主要是因为它广泛适用于工业行业和经济部门,其次是HACCP。HACCP 与ISO9000 在部分要素和控制上是类似的,相对于ISO9000 而言,HACCP 是应用于食品工业, 强调食品安全的质量保证模式,其过程控制更加强化,更具有针对性;属于质量控制范畴,强调产品的卫生质量,有明确的监控对象(有害污染物);投入小,经济效益高,文件简单;并由自愿性逐渐过渡到强制性。GMP、S S O P 是有效地应用与实施H A C C P 的基础,依据G M P、S S O P 及一些国际标准,制定出相应的CCP 的限值范围与纠正措施,保证国际市场所需的质量卫生要求。例如1996年美国农业部(FSIS)发布的关于肉禽产品法规中,要求企业在执行H A C C P 时,应采用和执行SSOP,把肉类和禽类企业生产中的卫生操作规范作为改善其产品安全状况的主要前提。2.3.3 HACCP在应用中的保证措施

HACCP把保证食品质量的重点放在从原料的种植(养殖)开始,经过食品生产、加工、销售至最终到达消费者等的整个过程的各个环节上,而不仅仅着眼于一般生产中的原料及终产物的控制。通过危害分析,抓住影响食品质量的主要环节“关键控制点”进行控制,对影响食品质量不大的环节,只需花较少的精力。良好的、系统化的预防措施,可消除在生产过程中因质量降低而导致最终产品不合格时才纠正的现象。除了对“关键控制点”进行控制外,还监测本系统的控制效果,随时对控制方法进行校正和补充,在生产过程中及时发现和解决问题,不断完善提高体系自身的监控能力。对食品从原料到终产品的全过程的自我更新监测系统使HACCP 能有效地防止在生产及运输过程中可能存在的污染,从而保证了食品的安全及质量。HACCP 的有效性还表现在所有的过程都有文件记录保存,可以溯源找出污染源以彻底提高食品品质。2.3.4 HACCP在食品企业中的作用

作为一种新的控制模式,HACCP 体系的管理控制方式使不合格的产品消灭在生产过程中,有效的控制生物性、化学性、物理性污染物,提高食品安全性,降低生产和销售的风险,促进食品生产企业提高自身的管理水平,是一种有效的、系统的、合理的控制模式。不同的产品生产过程有不同的关键控制点,相同类型产品的生产过程有类似的关键控制点,应用推广快速简单。如H A C C P 在绿茶生产过程中的应用,通过对关键控制点的有效监控能收到良好的效果。HACCP 体系在食品工业中的应用不但提高了食品的安全性,也提高了企业的社会信誉,特别是出口企业,保证产品质量,塑造良好的企业品牌形象,参与国际竞争。监控机制和完善的记录保管,在对于生产者产品责任上最终将成为一个有效的论证,还可以恰当对待各行政和业务部门的监督指导,准确处理消费者投诉等问题。3 HACCP的应用前景和发展趋势

HACCP 不仅是一种食品安全卫生质量控制手段,更可以是一种监督检验模式和理念。我国绝大多数监督机构对企业生产许可证和产成品比较重视,但是对生产全过程的监督缺乏力度。对企业生产过程中的卫生问题总是不能及时觉察,更谈不上分析原因,寻找对策,及时采取改进措施,往往使小问题到最后表现为产品质量不合格,甚至发生食物中毒或食源性疾病的暴发。因此,执法和相关部门及其人员应充分吸收H A C C P 理念,转变监督和执法观念、工作作风、工作模式及工作方法。促使企业能进行危害分析并找出“关键控制点”及纠正措施,建立记录及反馈机制,让H A C C P 体系在企业内良好运作,提高企业自身的食品安全卫生的管理控制能力,树立企业形象,生产优质产品参与市场竞争,也有利于我国食品安全工作的顺利开展。

在发达国家H A C C P 已被广泛应用于食品和生产和管理中,在我国实施和推广H A C C P 体系的也将改善食品卫生状况,提高食品的安全和品质。H A C C P 简明、实用、有效及公认的可靠性,使其成为建立现代食品安全系统的指导性的基本准则,是保证食品安全性最为经济有效的方法,是一个动态的控制系统,对于不同的对象有不同的关键控制点,它将进一步的向制药、环保等行业发展,并更将深入到对产品的管理制度中去,同时需要政府相应的法律法规来保证其在食品安全控制中的作用与地位。

第三篇:AMT技术应用现状与前景展望

AMT技术应用现状与前景展望

整理时间:2008-9-25 10:02:37 来源:中国汽车工业信息网打印评论收藏关闭

您正在阅读的是:AMT技术应用现状与前景展望,欢迎您转贴给朋友。

近几年重型汽车发动机功率200~350kW,输出扭矩900~2200N·m,需要爬行挡速比为10~17,要求挡位间隔小,速比阶小于30%,这就需要使用更多的挡位(8~16个前进挡),而且越来越多地采用副的多挡位变速器。副变速器的采用和挡位数的增多,加大了驾驶员的操纵难度和劳动强度,变速器的故障率上升,手动机械式操纵机构已不适应当今重型汽车的发展。

AMT保留了原手动变速器总成的绝大部分机构,只是将其手动变速的操纵机构用自动操纵机构所取代,生产继承性好,改造成本低,见效快,并且通过软件的优化设计可以全面提高车辆的使用性能。因此,世界各大汽车公司和一些科研院校都在进行此项技术的研究和开发工作。表1给出了手动变速器(MT)与自动变速器的性能比较。因AMT具有较高的性价比,汽车市场对AMT的需求不断增加。

目前,AMT在美国和欧洲已实现了商品化,重型汽车上装配AMT的比例正在逐步增加。据预测,到2008年,欧洲近50%的MT将被AMT取代,部分AT市场也会被AMT占据。因此,近年来世界各重型汽车生产企业都在努力开发新一代的AMT产品。表2列出了世界著名重型汽车公司的AMT产品及主要特点。

我国从20世纪80年代初就开始了AMT技术的研究工作,并取得了一系列成果。在AMT技术理论上的研究与国际水平相当,但在产品化方面,与国外的差距较大。表3列出了国内开展AMT技术研究的单位及其产品特点。

在AMT技术理论研究取得一系列成果后,目前国内研究主要集中在提高系统可靠性、适应性和降低成本上。北京理工大学正在与国内几家汽车公司和变速器生产厂家合作开发AMT产品,这促进了AMT技术商品化、产业化。经过20余年的探索和发展,我国对AMT技术的研究已经逐步走向成熟,已具备了向商品化、产业化转变的条件。推广AMT系列化产品不仅符合我国国情,而且市场发展潜力巨大。欧洲最大的独立汽车变速器GETRAG公司在我国进行了广泛的市场调查后也认为,我国的重型汽车AMT市场前景广阔。

(1)未来10~15年内我国重型汽车技术发展的方向将是全面改善和提高重型汽车的技术性能和使用性能,这为AMT技术的发展提供了足够的空间。

(2)对于城市公交客车,在满足驾驶舒适简便和低成本的双重条件下,AMT应是其首选对象。因此,AMT技术应用于城市公交客车的发展前景广阔。

(3)目前,国内在重型车辆上开发的AMT产品,其执行机构主要采用液压驱动方案。由于大部分重型专用汽车上都具有不同用途的液压系统,本身带有液压油源,因此现有的AMT技术可以直接在其上应用。对于无液压油源但采用了气压制动的车辆,因有气源,可采用气动方案来驱动执行机构。由于专用汽车是一种具有高附加值、高利润的产品,而加装AMT系统增加的成本相对总成本来说比较小,且由此带来的整车性能及售价的提高,对于专用汽车生产厂家来说,无疑具有较大的吸引力。

第四篇:秸秆利用与现状

雾霾来源之一秸秆的综合利用现状

摘要:我国是秸秆产量大国,合理利用秸秆资源对于保护环境、缓解能源危机、促进社会发展具有重要意义。本文介绍了我国秸秆综合利用的几种方式,以及各种利用方式存在的优缺点,为我国秸秆资源的合理利用提供了一些参考。

关键词:作物秸秆;综合利用;利用方式

引言

秸秆是农作物子实收获后剩余的茎秆和残留的叶片。我国是产秸秆大国,秸秆种类有近30种。秸秆中隐藏着巨大的资源,作物吸收的养分有将近一半会留在秸秆中。高利伟等[1]研究表明2006年中国作物秸秆资源数量超过7.6亿t,其中蕴含的氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)养分资源数量分别达到776万t、249万t、1342万t。但是一直以来人们都没能充分合理的利用它,大量的秸秆被丢弃、焚烧,不仅浪费资源还造成环境污染。近年来随着化石能源的日益枯竭和环境条件的日益恶化,秸秆资源的综合利用成为人们日益关注的话题。

我国各类农作物秸秆资源的综合利用方式,可归纳为4个方面:肥料、饲料、燃料、其它。秸秆还田

1.1 秸秆还田的方式

一般来说,秸秆还田的方式主要有以下几种: 1.1.1秸秆机械化还田

农作物秸秆机械化还田技术就是利用秸秆粉碎机将摘穗后的小麦、水稻、玉米、大豆、油菜、高粱等农作物秸秆就地粉碎,均匀地抛洒在地表,随即耕翻入土,使之腐烂分解,达到大面积培肥地力的一项农机化适用技术。1.1.2堆沤还田

堆沤还田就是指将农作物的秸秆制成堆肥或者是沤肥等,等待农作物的秸秆发酵到一定的程度以后,再将其施入土壤之中。1.1.3过腹还田

过腹还田,顾名思义,就是指借助于牛、马、猪或者羊等这些常见的家畜作为特殊的“中介”,将小麦、玉米、水稻秸秆等进行简单如切割之类的处理之后,作为饲料喂给家畜,然后将这些家畜的粪便施入种有农作物的土壤之中。这种方式最大的优点优点就是省时、简单,而且也是目前发现的最为科学和最具生态性的秸秆还田方式。

1.2 秸秆还田的优缺点

秸秆还田具有一定的优势,但是如果在实际应用中不注意的话,效果可能不明显,甚至会对农作物造成不良影响。1.2.1对土壤肥力的影响

秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素,这些正是农作物生长所必需的营养元素。李继福[2]等研究表明,短期秸秆还田条件下,高钾和中钾土壤田块,秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用。张静[3]等研究表明, 玉米秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失。陈冬林[4]等研究表明,秸秆还田显著提高土壤有效磷和速效钾含量,对土壤碱解氮含量的提高体现在水稻生育后期。秸秆还田不均匀,易引发由秸秆转化来的微生物与农作物之间的争夺养分现象,应及时补充施加相应肥料。秸秆直接还田的时候,一定要适当补充施加氮肥和磷肥,以保证农作物幼苗的健康成长。1.2.2对土壤结构的影响

秸秆还田可以增加土壤的孔隙度,改良土壤结构。同时可形成地面覆盖,具有抑制土壤水分蒸发,储存降水和提高地温的作用。李传友[5]等研究表明,粉碎并氨化秸秆施入土壤后, 能显著降低耕层土壤的体积质量, 增加土壤孔隙度, 但对耕层以下土壤体积质量及孔隙度改善效果不明显。张鹏[6]等研究表明,在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤团聚体含量具有明显作用。田慎重[7]等研究表明,免耕秸秆还田措施能显著提高土壤的水稳性团聚体的比例和稳定性。秸秆翻压或者压碎还田以后,就会导致土壤松弛,土壤孔隙的大小不均匀,尤其以大孔隙居多。土壤孔隙的增大往往会导致种子与土壤间的接触减少,从而在很大程度上会影响到种子的发芽与生长,尤其会对农作物根系的生长产生影响,严重的话会出现吊根现象。

1.2.3对土壤中微生物的影响。

秸秆中含有大量的能源物质,还田后生物激增,土壤生物活性强度提高,接触酶活性可增加47%。随着微生物繁殖力的增强,生物固氮增加,碱性降低,促进了土壤的酸碱平衡,养分结构趋于合理。杨滨娟[8]等研究表明,秸秆还田配施化肥各处理能够增加根际土壤总细菌、放线菌、真菌、氨氧化细菌、好气 性自生固氮菌、亚硝酸细菌、磷细菌和好气性纤维素分解菌的数量。秸秆还田后,由于秸秆本身吸水和微生物分解吸水,会降低土壤含水量,因此要做好的秸秆还田后的水分补充工作。由于秸秆还田会在一定程度上增加土壤微生物的活性,这种活性的增加不仅会对农作物的生长发挥积极的效用,同时也会大大加快除草剂等在土壤中的降解速度,最终导致除草剂有效期的大大缩短。秸秆直接还田,秸秆中携带的虫卵、菌体、杂草种子等就会留在土壤里,导致杂草和病虫害的发生。秸秆作饲料

秸秆中的粗纤维含量高,粗蛋白、粗脂肪、糖类含量低,直接饲喂期消化率低且营养价值差。一般在饲喂动物前要进行一定的处理,一般的处理方式主要分为物理法、化学法和生物法。

2.1物理法 秸秆的物理处理主要是通过机械、水、热等的作用,使饲料变碎、变柔软,便于家畜咀嚼和采食,同时清除其中混杂的泥土、沙、石等物质。目前常用的物理方法主要有切碎与粉碎、浸泡、蒸煮、碾青等。随着农业机械化程度的增加,近年来利用机械压粒(压块)和热喷处理在秸秆上的应用越来越多。还看到一些利用辐射来处理秸秆的报道。然而, 利用物理方法将秸秆颗粒的减小, 加快了秸秆在动物肠胃通道内通过的速度, 以致动物肠胃没有足够的时间去 收秸秆中的养分, 造成秸秆中养分的白白流失。因此, 要在秸秆颗粒的大小与其通过动物肠胃的速度之间寻求平衡, 以使秸秆中的营养物质被动物高效吸收利用。而利用机械处理秸秆又会增加投入,在小型的养殖户中不适用。

2.2 化学法

秸秆的化学处理主要包括碱化处理、氨化处理等。2.2.1秸秆的碱化处理

碱化处理主要是利用碱性化合物处理秸秆,打开纤维素、半纤维素与木质素之间对碱不稳定的酯键,溶解半纤维素和一部分木质素,使纤维素膨胀,从而使瘤胃液易于渗入。这样处理,可以提高秸秆的适口性,增加家畜的采食量,同时也提高了秸秆的消化率和含水量。

常用的碱化剂有:熟石灰、KOH、NaOH、NaHCO3等。湿法碱处理需要大量的水冲洗,会造成养分流失。干法碱处理更易应用于实践,但处理的秸秆中钠离子含量高,家畜饮水量大,且排除的粪尿中含有大量钠离子会污染环境。2.2.2 秸秆的氨化处理

氨化可提高秸秆的消化率、营养价值和适口性。常用的氨化剂有:氨水、液态氨、尿素、硫酸铵、碳酸氢铵等。由于氨有毒, 饲喂前应充分挥发, 以免产生毒害作用。但挥发氨会造成氨的损失和一定的环境污染。

2.3 生物法

生物处理是利用乳酸菌、酵母菌等有益微生物和酶,在适宜的条件下,分解秸秆中难于被家畜消化吸收的部分,增加菌体蛋白、维生素及其它对家畜有益的物质,并软化秸秆,改善味道,提高适口性。张立霞[9]等研究表明,用合理的微生物组合处理玉米秸秆可以有效提高其利用率。秸秆的生物处理法主要包括青贮、酶解和微生物分解等。青贮除了具有上诉优点外,还可以解决饲料作物和牧草季节性生产与全年稳定供应的矛盾,在生产中已经得到广泛的应用。秸秆能源化

农作物秸秆纤维中的碳占绝大部分,主要粮食作物小麦、玉米等秸秆的含碳量约占 40 % 以上。秸秆中的碳使秸秆具有燃料价值,目前对秸秆这一特性的应用主要集中在如下方面。3.1 秸秆直接燃烧。

我国农村长期以来利用秸秆做生活燃料。直接燃烧具有经济方便、成本低廉、易于推广的特点,可以为中小型企业、政府机关、巾小学校等提供生产、生活热水和用于冬季供暖。秸秆还可以替代部分煤来发电。

3.2 秸秆气化。

秸秆气化是在气化炉内完成的。秸秆是由碳、氢、氧等元素组成,其中含有一定量的水分。当秸秆被燃烧后,随着温度的升高,燃烧产生的气体通过还原区赤热的炭层反应,转换成含CO、H2、CH4等组分的可燃气体。秸秆气化经济方便、清洁卫生,但也存在着投入较高、燃气热值偏低和燃气中氮气和焦油含量偏高等问题。

3.3 秸秆发酵制沼气。

秸秆发酵制沼是多种微生物在厌氧条件下,将秸秆降解成沼气,并产生副产沼液和沼渣的过程。沼气含有50%—70%的甲烷,为清洁燃料。秸秆可直接投入沼气池,也可用做牲畜饲料转化成粪便投进沼气池。秸秆发酵后的沼渣可以用作肥料,产生的沼气无色无味且抗爆性能好。但是前期需要先修筑沼气池,并且常常后期的维护也跟不上。

3.4 秸秆固化成型及炭化。

将秸秆粉碎后,送入成型机械中,在外力作用下,压缩成块状、棒状或颗粒状等需要的形状,即可直接用作燃料直接燃烧。也可再利用炭化炉将其进一步加工处理便成为具有一定机械强度的“生物煤”秸秆成型燃料。

秸秆固化成型燃料比重大、热值高,可替代部分煤炭。同时其硫含量低、灰分小且可再生,是一种清洁能源。其还具有体积小便于储存和运输,应用范围广等优点。但其缺点也很明显,生产设备价格高,配件使用寿命短,缺少专用高效户用炉具等。

3.5 秸秆液化。

秸秆液化是指通过物理、化学或生物学方法,使秸秆中的木质素、纤维素等转化为醇类、可燃性油或其他化工原料。根据生物质液化方式的不同,主要分为直接液化、高温高压液化、微波液化3种形式。

直接液化是指在中低温、高压并有催化剂参与情况下,将生物质转化为液体的热化学反应过程,通常有还原性气体参与反应。根据液化目的不同,可将直接液化细分为两大类: 一类是反应产物保留植物纤维原料的大分子结构,主要目的是制备天然高分子材料;另一类是破坏原料的大分子结构,将植物纤维原料转化成小分子后再加以利用,如生产乙醇等。高温高压液化是指在高压下发生热化学反应的过程,典型的液化工艺是在较高的压力和温度以及在催化剂存在下进行的。此方式需要消耗大量的能量,同时对设备耐压要求较高,目前研究较多的主要有秸秆制柴油等技术。

微波液化是指利用微波辐射使小分子极性物质产生物理效应,从而加速反应、改变反应机理或启通新的反应通道的一项技术。

秸秆液化优点明显,但缺点也同样显著。目前国内外对秸秆液化机理和数学模型的研究还很欠缺,秸秆预处理技术有待发展,高效催化剂的筛选方面有待提高,液化产物的分离、提纯技术有待发展。其它应用

秸秆除被用作肥料、饲料、燃料之外,还有很多其它用途,如用作工业原料、用作基料、用作生产和建筑材料等。

4.1工业原料。

秸秆用作工业原料,主要利用了如下几个原理。利用微生物分解秸秆中的纤维素等大分子物质,并转化成小分子物质再加以利用,如生产乙醇、丁二酸等物质;还可以利用微生物分解秸秆但保留秸秆中的大分子结构,如利用麦秆制聚氨酯多元醇和利用玉米秸秆制备高吸水树脂等;也可以直接利用秸秆中的纤维素等结构物质,如造纸等。

4.2用作基料。

将秸秆粉碎并添加其它原料可以作为部分微生物的营养基质。目前生产中最常见的是栽培食用菌。除此之外,秸秆还可以作为其它一些微生物的基料,王月明[10]等利用玉米秸秆制备饲用乳酸菌培养基。

4.3生产和建筑材料。

人类使用农业秸秆纤维建造房屋至少有上百年的历史,近年来随着人们环保意识的不断加强,秸秆作为生产和建筑材料应用再次被重视。传统的秸秆利用,一般作为墙体和屋面的建筑材料。现在对秸秆的利用方式更加多样,周定国[11]报道了关于稻秸人造板的一些问题,郑凤山[12]等进行了关于玉米秸秆制造刨花板的实验研究。这些秸秆人造板具有无醛环保的,但是也存在成本高、价格高的缺点。,可以制造无醛家具、建筑和室内装饰。陈海涛[13]等研究了秸秆纤维地膜覆盖栽培作物性能,发现秸秆纤维地膜覆盖栽培哈椒的植株高度和产量显著高于裸地,与传统塑料地膜无显著差异。李霞[14]等总结了秸秆绿色环保餐具与传统的一次性餐具的比较优势。无论是秸秆纤维地膜还是秸秆绿色环保餐具,都具有无毒无害、绿色环保、易被环境降解的优点,可减少生产和生活中白色污染的产生。结语

中国是世界第一秸秆大国,由于人们的认识不足和秸秆综合利用成本高等原因,我国的秸秆表现为过剩,造成秸秆的焚烧污染环境和资源浪费的现象。近年来随着人们对秸秆资源关注度的日益提高,我国的秸秆资源综合利用工作开始全面展开。随着工作的深入,我们一定会做到既有效利用资源,又保护好环境,实现经济和环境的双丰收。

参考文献

[1] 高利伟,马 林,张卫峰,等,中国作物秸秆养分资源数量估算及其利用状况[J].农业工程学报,2009,25(7):173-178.[2] 李继福,鲁剑巍,任 涛,等,稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果[J].中国农业科学,2014,47(2):292-302.[3] 张 静,温晓霞,廖允成,等,不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响[J].植物营养与肥料学报.[4] 陈冬林,易镇邪,周文新,等,不同土壤耕作方式下秸秆还田量对晚稻土壤养分与微生物的影响[J].环境科学学报.[5] 李传友,杨立国,熊 波,等,秸秆还田方式对农田土壤结构及冬小麦产量的影响[J].中国生态农业学报.[6] 张 鹏,贾志宽,王 维,等,秸秆还田对宁南半干旱地区土壤团聚体特征的影响[J].中国农业科学,2012,45(8):1513-1520.[7] 田慎重,王 瑜,李 娜,等,耕作方式和秸秆还田对华北地区农田土壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响[J].生态学报,2013,33(22):7116-7124.[8] 杨滨娟,黄国勤,钱海燕,等,秸秆还田配施化肥对土壤温度、根际微生物及酶活性的影响[J].土壤学报,2014,51(1):150-157.[9] 张立霞,屠

焰,李艳玲,等,不同微生物菌株及其组合处理对玉米秸秆瘤胃降解率的影响[J].动物营养学报2014,26(8).[10] 王月明,刘宇峰,张正海,等,玉米秸秆制备饲用乳酸菌培养基的研究[J].安徽农业科学,2015,23.[11] 周定国,关于稻秸秆人造板的几个问题[J].林产工业,2008,35(1):3-6.[12] 郑凤山,李月芬,丁占来,玉米秸秆制造刨花板的实验研究[J].人造板通讯,2002,12:9-10.[13] 陈海涛,张 颖,陈泓睿,等,秸秆纤维地膜覆盖栽培哈椒试验研究[J].东北农业大学学报,2014,45(11):1-6.

第五篇:生物质能源工程调研报告

亭下水库生物质能源工程项目研究

宁波原水集团有限公司 邬文明

生物能源储量

亭下水库林场拥有15000亩山林,2011年、2012年在奉化市农林局的补助下(补助额度为200元/亩),分别对800亩、1200亩山林的林下物进行了清理,根据亭下水库林场工作人员测算,林下物(蕨类枝叶及各种枝柴)的拥有量达到1吨/亩以上。

产业政策及形势

2005年世界生物质固体成型燃料产量已经超过了420万吨。美洲地区110万吨,欧洲地区300万吨。现有大型生物质固体燃料成型厂285个。瑞典生物质燃料的产量约141.1万吨,消耗量约为171.5万吨,位居世界首位;除定点供应发电和供热企业外,还以袋装方式在市场销售,已经成为许多家庭首选生活用燃料。目前,国外生物质固体成型燃料技术及设备的研发已经处于成熟,相关标准体系也比较完善,主要以木质生物质为原料生产颗粒燃料,形成了从原料收集、储藏、预处理到生物质固体成型燃料生产、配送和应用的整个产业链的成熟技术体系和产业模式。

2006年8月,国家发改委提出了生物质开发利用的主要目标:到2010年生物质固化成型燃料达到100万吨,2020年,生物质固化成型燃料达到5000万吨,同时,压块成型加工设备已列入国家农业机械购置补贴产品目录,对购置压块设备可获得一定的资金扶持。

2010年7月,甬财政工(2010)752号印发宁波市推广应用生物质固体成型燃料试点示范项目暂行办法,在生物质固体成型燃料制造环节:收集利用农林废弃物等生物质原料,生产加工成型燃料产品,并向市场推广的企业实行“以奖代补”,对年实际销售生物质固体成型能源产品达1000吨及以上企业,经市环保局、市财政局认定为试点示范企业(附:2012年试点示范企业名单),凭相关手续,给予100元/吨的奖励,每家企业最高奖励不超过50万元。据宁波市环保局法规处夏宁(***)透露,第一期以奖代补已经结束,以后补助政策未定。

2012年10月,奉化市人民政府印发了奉化市划定禁止销售使用高污染燃料区域的实施方案,到2015年底,在划定的区域范围内全面淘汰煤炭、重油、直接燃烧的生物质等高污染燃料,改用天然气、液化石油气、电及成型生物质燃料,减少大气污染物排放,改善城区大气环境质量。2012年1月至2013年底需淘汰的锅炉为80.05蒸.吨,2014年1月至2015年6月需淘汰的锅炉为145.71蒸.吨。据业内有关专家推算,1蒸.吨锅炉一天需要燃烧4吨的生物质固体成型燃料才能满足生产需求。

生物质固体燃料前景

开发利用生物质固体燃料是保护水质的现实需要,提高上游生态环境,减少污染物的流入,极大地提高生态涵养程度;减少林下物,极大地降低森林防火隐患,健全生态公益林建设;开发利用固体生物质燃料对节能减排,推进低碳发展,减少大气污染,优化能源结构将作出一定的贡献,又废物利用,变废为宝,为社会创造价值,又为社会提供了就业岗位;又生物质燃料燃烧后的有害物质排放远低于石化燃料,二氧化碳是零排放,二氧化硫的排放仅为燃煤的1/5,氮氧化物的排放是燃煤的1/2;使用生物质固体燃料替代原煤,相当于安装了脱硫效率为80%,脱硝效率为50%的减排设备。产生的环境效益不可限量。

存在的问题

1、根据相关专家预测,生物质固体成型燃料的生产和使用成本至少要高于原煤20%以上,但环境成本要远远低于原煤;现行政策性补贴标准过低,或者难以落实;

2、绿色环保机制没有真正建立,据宁波市环保局夏宁介绍,第一期以奖代补已结束,以后可能就没有了。

3、财政补助政策门槛太高。

4、政策整合协同作用不够。

生物质能源工程预算

一、我们根据实际情况,对生态能源工程的厂址进行了调研,仍确定在亭下水库大竹斑,根据现有道路情况,大竹斑厂址与浒溪线大晦岭路口相距750米,道路需要拓宽3米才可以双向通行,这样需要征用山地2亩左右,有2支坟墓需要迁移,暂估造价在180-200万元;

二、生物质能源工程的主要原材料是亭下水库林场的林下物,以2011、2012年林下物清理情况,据林场工作人员测算,蕨类枝叶和各类枝柴的拥有量在1吨/亩以上,还可以联系集团公司下属的分、子公司,与林业部门联系挂钩,可以收集周边的死树及枝柴,但需要加强与林业部门的沟通和联系,枝柴的砍伐,需要经林业部门批准,发放砍伐证。另外还可以种植美国竹柳。是速生物种,生长快,又吸附有害物质,净化水质,是两全其美的物种。

三、原料的价格和产品销路

根据现在锅炉在燃烧的直接生物质燃料,一般在350元/吨,林业部门批准的收购点的收购价格也在0.17-0.18元/斤,加工成生物质固体成型燃料的价格在950元/吨,据相关专家测算,比燃煤成本高20%,这需要政府的引导和扶持;奉化对禁燃区锅炉的改造补助为0.5蒸吨及以下的5万元,0.5蒸吨以上1蒸吨及以下的10万元,1蒸吨以上的10万元/蒸吨;

四、目前国内各类固体成型技术:

1、环模压辊,适用于农林生物质,燃料成颗粒、块状,维修成本高,适合大规模生产;

2、平模压辊,适用于农林生物质,燃料成颗粒、块状,设备简单,适宜小规模生产;

3、机械活塞,适用于农林生物质,棒状,噪音大,润滑污染,适宜工业锅炉;

4、液压活塞,适用于农林生物质,棒状,易“放炮”,生产能力低,适宜工业锅炉;

5、螺旋挤压,木质生物质,空心棒状,套筒、螺杆磨损严重,维修成本高,适宜中小规模,加工成机制炭。

根据嘉兴市新角机械制造有限公司提供的每月60吨机制木炭企业投资可行性报告,单从原来价格来说毛利润就要减少一半,他们把原料定为200元/吨,现实中350元/吨是真实的。新角公司提供的制棒设备报价为98.6万,属于螺旋挤压技术,我们希望新角公司能提供过硬的制棒设备。我们在调研中发现新角公司制造的设备中螺杆技术不够成熟。

五、效益分析

1、原材料:市场采购价350元/吨,湿干比1.5:1,成本525元/吨,2、水电费:1.0元/KW.H,成本为115.0元/吨;

3、制造费用:维修、易耗件,成本约100.0元/吨;

4、人工费:15.0元/H,成本为42.0元/吨,5、包装费用:约16.0元/吨,6、销售费用:以销售额4%计,950*4%=38.0元/吨,7、管理费用:暂按25.0元/吨,8、财务费用:按20.0元/吨计,成本合计:(1+„„+8)=881元/吨,销售价按950.0元/吨计减成本881.0元/吨,利润为69.0元/吨。

六、结论:生态能源工程前途是光明的,但是有很多困难是需要解决的。是低碳项目,需要得到政府的扶持。

2013年1月6日

参考文献:宁波市生物质固体燃料资料汇编宁波市环保局

下载秸秆生物质能源的应用现状与前景word格式文档
下载秸秆生物质能源的应用现状与前景.doc
将本文档下载到自己电脑,方便修改和收藏,请勿使用迅雷等下载。
点此处下载文档

文档为doc格式


声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:645879355@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关范文推荐

    邳州市生物质能源协会议事规则(范文)

    邳州市生物质能源协会议事规则 2012年6月8日 为规范本协会各级各类会议,根据本协会章程制订本协会会议制度。 一、会议召开的时间 1、会员大会或会员代表大会通常每年召开一......

    木质材料应用的现状和前景(汇编)

    木质材料应用的现状和前景 木质材料应用的现状和前景 [摘 要]木材由裸子植物和被子植物的树木产生,具有丰富的生物多样性。树木生长是一个复杂而协凋的生物化学过程,通过光能......

    我国林业生物质能源发展潜力大(精选5篇)

    我国林业生物质能源发展潜力大 国家林业局:我国林业生物质能源发展潜力大新华网北京8月18日电(记者刘羊旸)国家林业局植树造林司总工程师吴坚18日说,我国现有森林面积1.95亿公顷,......

    仿生材料在环境保护中的应用现状与前景

    仿生材料在环境保护中的应用现状与前景 摘要:仿生材料是材料学科的一个新的研究领域,本文介绍了环境材料的研究现状,指出环境材料的合理应用在环境保护中发挥的重要作用,并从仿......

    秸秆利用现状

    秸秆就其物质属性来说,是属于很好的可利用物质,从古至今,被广泛利用,可归纳为“五料”,即燃料、饲料、肥料、基料、原材料。 1.作燃料,是秸秆的主要用途。目前,就全国来说,秸秆仍然......

    智能制造现状与前景

    智能制造的发展与前景展望 (南京航空航天大学机电学院,南京市,210016) 摘要:简述了智能制造形成的原因及智能制造的概念;分析了智能制造国内外的发展现状;指出了智能制造的发展......

    职业规划师前景与现状

    职业规划师前景与现状职业规划师是针对个人的性格、天赋、兴趣爱好、所受教育、工作经验等具体情况,通过测试、咨询、诊断、规划等方式,运用科学的测评工具,提供全面的信息、策......

    家电维修现状与前景 -

    调研家电维修行业现状与前景 ---xxxx家电维修部实践过程 xxx (浙江xxxxx学院,电气电子工程系11级) 摘要:本文就关于家电维修行业中行业的现状与前景以及家电售后发展相关信息进......