德国生物质利用现状 文档

第一篇：德国生物质利用现状 文档

1、2011-2014年，德国联邦农业部将投入1.8亿欧元用于支持源技术研究，研究经费将来自《可再生原料研究计划》和联邦政府能源气候基金。

2、欧洲沼气发电技术以德国为典型代表。目前，德国国内沼气发电工程的数量已由1992年的139家发展到2003年底超过2000家，发电装机总量由1999年的50MW猛增到2002年的250MW。德国沼气工程技术的要点主要包括：

（1）发酵原料

发酵原料以畜禽粪便、玉米青贮秸秆，青贮饲草为主，另外还有餐饮旅馆的厨余垃圾、农副产品加工的废弃物，以及多余的粮食（如小麦、玉米）等。对有机垃圾有着严格的控制，必须在70℃的高温下经过1小时的处理才可以进入沼气池发酵，由此产生的沼渣才能作为有机肥料施用到田地去。

（2）发酵工艺

较大型的沼气发酵装置以地上USR工艺为主，中型牧场以地下池的完全混合式为主，发酵形状多数为圆柱体式，生活有机垃圾和秸秆青贮料的干发酵为地上和半地下箱式发酵装置，均采用批量式发酵工艺（见图7）。发酵滞留期一般为28～45天，少数发酵达到56天。由于发酵池都采用发电余热进行加温，发酵池内部温度一般都控制在40℃～45℃之间。

（3）进料及搅拌

沼气发酵原料根据形态的不同采取两种进料方式：一种是利用泥浆泵将液态原料输送到发酵池，一种是将固体原料，多数为切碎后青贮的玉米秸秆或牧草通过螺旋式送料器输送到发酵池内。为了出料方便，进出料管道直径都大于200毫米。为提高沼气的气量，除干发酵装置以外，多数沼气发酵池内部一般都设有搅拌装置。

（4）沼气贮存与净化

由于产生的沼气很快就转化为电力，沼气工程一般都采用橡塑气袋，有的为单独设置，有的直接设计在发酵罐的上部。这一点与我国的沼气装置不同，主要是因为对于发电机组来说不需要单独设立有一定压力的储气装置。沼气净化系统广泛应用氧化定位法，少数工程采用活性碳和生物菌去除沼气中硫化氢工艺（本文考察的Altenow大型沼气工程发电厂采用FeCl2脱硫，见图8），有一部分未经净化直接发电。大多数工程都未采取除水工艺。

（5）沼气发电系统

大型的沼气发电机组均采用纯沼气的内燃发动机，中小型的工程多数采用双燃料（柴 油+沼气）的柴油发动机，少数采用纯气体内燃机发电机机型。一般沼气发电工程的发电装置

都能满足当地上网要求，少数工程使用监控设备，检测发电气体含量、温度、产量以及pH值，有的示范工程已采用了远程自动监控系统。发电产生的余热一部分用来加温发酵池，剩余部分用于区域供热，实现热电联产。

（6）厌氧发酵的后处理

由于利用生物质生产的电力可优先上网并享受优惠价格，德国的沼气工程生产的沼气全部用作发电上网。发酵后的沼液经储液池贮存后，直接由拖拉机罐车运到田间进行喷洒。少数畜牧场沼气工程和大型沼气工程采用固液分离（见图9），将沼渣与沼液分离，脱水后的沼渣经简单堆放后可直接用作有机肥料，清液可再循环进入发酵池。

（7）沼气工程的运行管理模式

德国农场主很多，农场养殖奶牛和猪占大多数，家禽和其它特种养殖的较少，一般沼气工程都是为发电而建，大多数沼气发电工程都由农场主自己进行管理。较大的沼气工程独立运营管理。

（8）沼气工程的建设

德国农场主建设沼气池，其工程设计报告需要得到有关行政主管部门，如环保、农业、消防等部门的审查批准，一般这些工作都是由专门的技术服务公司或服务组织来完成。有的技术及设备公司采用的是“交钥匙工程”的方式为农场主建设沼气发电工程。大电网的广泛区域分布由电力公司负责完成，农场主建设沼气工程只负责连接到电网部分的投资。

3、德国是生物质柴油的最大生产国，德国对生物柴油的生产企业全额免除税收；自2004年起，无需标明即可在石化柴油中最多加入5％的生物柴油，2007年生物柴油产量达到了289万吨；然而由于德国政府取消生物柴油企业免税优惠，2008年产量出现下滑，生物柴油行业产能利用率仅为55%。在发电方面，德国使用生物质能源发电占22％，其中58％以木材为燃料发电，41％为沼气发电，3％通过液体生物质（如生物柴油）发电等。目前，德国生物质能源发电站1兆瓦以上的有350家，有超过7万户家庭使用以木材颗粒燃料为原料的供暖机、发电机。据预计，到2030年，德国生物质能源占年能源总消耗量的比例将达到17.4％。

德国相关的生物质企业及其涉及范围

4、德国鲁奇公司正在进行100MW生物质燃气联合循环（IGCC）的示范工程，成功后将是一种高效的发电系统（鲁奇公司是化工领域最著名的工程公司之一，与我国化工系统交往由来已久，该公司以煤化工专长而著称，我国引入其固定床加压煤气化技术生产城市

煤气和合成氨已有50年。鲁奇公司随时代变化，在战略上作出较大的调整。首先，鲁奇公司将煤气化技术转给南非萨索，成立了萨索-鲁奇公司。其次，鲁奇公司将关注的焦点从煤炭转移到石油和天然气领域，油、气、化学品并重，开发较高附加价值产品。现有雇员1300名，去年完成销售收入11亿美元。鲁奇集团(Lurgi Group)包括三部分，即油、气、化学品(Oil•Gas•Chemicals，生命科学(Life Sciences)和金属(Metallurgy)。鲁奇从有色金属起家，现在向油气方向发展，但中国依然是鲁奇第一大商务活动中心。鲁奇公司与中咨公司合资成立了北京鲁奇工程咨询公司，近两年已开始运作。

鲁奇公司目前从事业务包括技术研发与工程咨询、项目的可行性研究、市场开发、技术服务等。鲁奇公司引为自豪的是其研发能力，在1897年就开始申请了第一项专利。公司有完善的实验、测试装置，满足研发的需求，现有100余套试验设备，可与顾客共同研发，共享成果。对持有原料，但不明方向的客户，可协助其开发，并确保产品在国际市场上有长久竞争力。目前公司主要从事研发新工艺，现工艺改造的示范装置，催化剂的分析与评估。

鲁奇公司向油气方向发展最明显的举措是开发出以天然气为原料超大规模生产甲醇的工艺(Lurgi Mega Methanol)，其规模可达日产5000吨，目前正在特里尼达和多巴哥以及伊朗建设两套装置。该工艺过程为：天然气经脱硫、预转化后与氧气混合，经自热转化后与氢气混合合成甲醇。在甲醇应用上，鲁奇开发了以ZSM5分子筛为催化剂，用甲醇制丙烯的MTP技术，该技术值得借鉴。

鲁奇公司开发的循环硫化床(CFB)技术可用于我国小化肥气化的技术改造，鲁奇公司同意与中方合作，选择一试点进行改造示范。采用该技术生产合成气还原铁矿项目已基本开发完成，该技术也可以用于处理城市垃圾，有广阔推广前景。

鲁奇公司作为世界上老牌煤化工公司，不断开发新技术，将传统固定床气化技术转移到南非，与萨索合作成立萨索-鲁奇公司，而鲁奇开发循环流化床技术，并正在建设示范装置，将为化工与冶金等产业实现综合多联产提供了可行技术。

鲁奇公司把各种煤气化技术与环境治理相结合将生活垃圾、有害废物与原煤混合制成合成气，再生产各种化工产品，如氨、甲醇、城市煤气等。

鲁奇公司开发日产5000吨以上超大型甲醇技术，以及延伸开发了甲醇制丙烯的MTP技术，以ZSM5分子筛为催化剂已取得了技术突破，技术经济可行性评价证实，如丙烯市场售价在380-400美元时，甲醇的成本为80-100美元时，企业的内部收益可达13-25%。结合我国情况，近期评价的多套年产60万吨大型甲醇生产装置的成本均在此范围内，很

值得借鉴。）

5、德国的阿曼德斯—卡尔集团(Amandus Kahl Group，全球领先生物质颗粒成型设备生产企业)、MBE生物能源公司的生物酒精工厂、科林生物质技术公司(Choren Technologies)的生物质气化技术、卡姆帕生物柴油公司(Campa，欧洲生物质柴油之父)、斯特宾(Straubing)可再生原料开发利用技术推广中心、塔夫克勤(Taufkirchen)生物质能源公司的用于社区热电联供的生物质电厂、索尔拉赫(Sauerlach)未来能源公司的生物质电厂、慕尼黑可再生能源工程及技术服务公司(WIP)及其社区热电联产的生物质电厂、德国巴伐利亚州农业林业部。

6、德国联邦再生能源部。该部是德国农林局直属机构，主要负责再生能源领域研究项目的管理、协调和支持，及其在经济领域的应用。培训考察团主要了解了联邦再生能源部的机构、职能和主要工作等基本情况;德国再生能源和生物质能源的开发利用现状、未来1年的需求预测及展望;生物质合成液体燃料的研究情况;支持再生能源的公共政策等。

7、德国V a t n玉 1 1 能源供应公司。该公司是德国第三大能源供应公司，总部设在瑞典。主要从事发电、供暖等能源供应，公司特别注重环境保护和新能源开发，今后重点发展风能、太阳能、氢气等。培训考察团主要了解了该公司的成立、员工和发展情况;能源供应情况;公司未来发展重点和发展策略;氢气新能源的开发利用情况，以及利用木

材的发电情况等等。同时，参观了该公司下属的B i o m a s s e 一 H e i z k r a f w e r S E I 」 」 乙 S S E N发电厂及其原料林基地，了解其利用木材燃烧发电的设备及工艺流程等情况，该厂每年消耗约2.2 x104吨 一 2.5x104吨的木片(木屑)，年发电量约20x104KW· h。

8、德国勃兰登堡州策西林村供暖站。该站是一个利用林木采伐剩余物作燃料的供暖站。该站采用全程自动监控系统，燃烧设备功率为20w，年消耗原料量为10耐/，给1 所小学、1 所幼儿园及1 个室内体育场供暖，供暖面积10m Z。

9、德国特里尔应用技术大学。培训考察团参观了该校别肯费尔德环保校园，了解了该校园实现零排放环保校园的做法。重点考察了该校物质流管理研究所(f)的基本情况、物质流管理的涵义、研究方向和重点、生物质能源开发利用可行性研究以及在德国开展的有关研究项目等。另外，参观了两个使用木片(木屑)为原料的供暖站。供暖站主要给学校、幼儿园等公共场所供暖。据介绍，使用木片(木屑)为原料燃烧供暖的年均原料成本比使用油和天然气降低1 1，是最经济和环保的方法，目前正在大力推广。

第二篇：国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011)

全球生物制造市场价值

生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，具有挥发性和炭活性高，N、S含量低，灰分低，燃烧过程二氧化碳零排放的特点。

发展非粮生物质能源不仅不影响粮食安全，还能有效利用废弃资源，替代传统化石能源，促进环保和节能减排，目前各国正加紧生物能源特别是先进生物燃料上的开发与投入。

非粮生物能源原料主要来自农林有机废弃物，包括秸秆、畜禽粪便、林业剩余物等，以及利用边际性土地种植的能源植物，包括甜高粱、木薯、木本油料植物、灌木林等。在发展可再生能源对化石能源的替代上，以生物质能源担纲主角是世界潮流。

根据EL Insights于2010年9月发布的报告，从2010年到2015年，全球生物制造市场预计将从5 729亿美元增加至6 937亿美元，相当于在此期间的复合年增长率(CAGR)为

3.9%。

在今后几年，生物质在生物发电、生物燃料和生物产品部门应用领域将大幅增长，生物质发电的市场价值将从2010年450亿美元增加到2020年530亿美元。按照生物质发电发电协会(Biomass Power Association，BPA)的统计，生物质工业每年产生500万KWh的电力，为美国1.8万人创造了就业机会。

据EL Insights预测，美国对可再生能源运输的研究和开发给予的补贴，到2020年将可大幅降低对进口石油的依赖。欧盟将需要3 000万~4 000万公顷的农作物才能满足对生物燃料的需求，预计发展中国家到2020年主食价格将会上涨15%。同时，植物废弃物和城市生活垃圾转化成生物燃料有望得到更多发展。

典型国家生物质能源发展趋势

美国国会于2008年5月通过一项包括加速开发生物质能源的法案，要求到2018年后，把从石油中提炼出来的燃油消费量减少20%，代之以生物燃油。据《2010年美国能源展望》，到2035年美国可用生物燃料满足液体燃料总体需求量增长，乙醇占石油消费量的17%，使美国对进口原油的依赖在未来25年内下降至45%。2009~2035年美国非水电可再生能源资源将占发电量增长的41%，其中生物质发电占比最大为49.3%。

据欧洲EurObserv公司于2010年12月发布的统计报告，2009年欧洲从固体生物质生产的一次能源又创新高，再次达到7 280万吨油当量，比2008年增长3.6%。统计表明，欧洲成员国2008年从固体生物质生产的一次能源比2007年增长2.3%，即增长达150万吨油当量。这一增长尤其来自生物质发电，比2007年提高10.8%，增长5.6 TWh。来自固体生物质发电的增长尤为稳定，自2001年以来年均增长率为14.7%，从20.8 TWh增长到2009年62.2 TWh。2009年这一生产的大多数即62.5%，来自于联产设施。欧盟生物质基电力生产自2001年以来翻了二番，从2001年20.3 TWh增长到2008年57.4TWh。

瑞典是世界上道路交通最不依赖于化石燃料的国家之一，据报道，2009年，瑞典政府批准了一项计划，到2020年将使可再生能源达到该国能源消费总量的50%。此外，该国旨

在到2030年使其运输部门完全不依赖于进口化石燃料。根据瑞典生物能源协会(Swedish Bioenergy Association)统计，瑞典从生物质产生的总的能源消费在2000~2009年期间已从88 TWh增加至115 TWh。而在此期间内，基于石油产品的使用量已从142 TWh减少至112 TWh。至2009年，生物质已超过石油，成为第一位的能源来源，占瑞典能源消费总量的32%。据预测，生物质能的消费在2011年将继续再 增长10%。

在瑞典，生物质供热发电1030亿度，占全国能源消费总量的16.5%，占供热能源消费总量的68.5%。瑞典首都斯德哥尔摩清洁能源轿车约10万辆，包括使用乙醇的车、使用生物燃气车和混合动力车，占轿车总量的11%。瑞典计划到2020年在交通领域全部使用生物燃料，率先进入后石油时代。

欧洲委员会于2010年5月表示，已采取积极步骤来改善欧盟的生物废弃物管理，并以此取得大的环境和经济效益。生物可降解花草、厨房和食品废弃物等每年产生的城市生活垃圾为8 800万吨，对环境有可能造成重大的影响。但它也可作为可再生能源和循环再用的材料。来自生物废弃物主要的环境威胁是生成甲烷，它是一种温室气体。如果生物法处理废弃物实现最大化，就可大大地避免温室气体排放，估算到2020年可相当于1 000万吨二氧化碳当量。分析指出，欧盟运输业2020年可再生能源目标约1/3将可望通过使用来自生物废弃物的生物气体来得以满足。

英国生物质生产商和出口商公司非洲可再生能源公司(AfriRen)于2010年12月宣布，进军非洲大陆开发生物质能，该公司与非洲领先的农业集团SIFCA旗下的GRE公司签订长期生物质供应合同，GRE公司拥有2.1万人，营业收入为6亿欧元。AfriRen公司与合作伙伴将初期投资1 600万美元，为欧洲生物质购买商创建一个平台。欧洲目前进口的几乎所有生物质都来自于美洲，AfriRen公司将采用最新的技术在非洲开发可再生能源项目。AfriRen公司旨在成为非洲最大的生物质生产商，预计仅从其在加纳的作业，自2011年起每年就可出口12万吨木屑，木屑符合欧洲生物质规格和可持续性标准。这是AfriRen公司第一个项目，该公司已与SIFCA旗下的加纳橡胶Estates公司签约8年合同，从他们在Takoradi附近的橡胶树种植区出口木屑生物质。

丹麦正准备在全国前5大城市，逐步减少并淘汰燃煤发电站，要求发电站进行技术改造，使用生物燃料替代煤和燃油，作为城市生产和生活的主要能源来源。

巴西所有汽油中都强制加入了25%的乙醇，2010年起所有普通柴油中生物柴油的比例也达到5%，提前三年进入B5时代。凭借生物能源这张王牌，巴西政府表示有信心实现到2020年减排36%的目标。

印度于2004年开始了石油和农业领域的“无声革 命”，制订了2011年全国运输燃料中必须添加10%乙醇的法令。

中国生物质能具有突出优势

我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我国理论生物质能资源为50亿吨左右标准煤，是目前中国总能耗的4倍左右。在可收集的条件下，中国目前可利用的生物质能资

源主要是传统生物质，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾、工业有机废渣与废水等。据1998~2003年的统计数据估算(《中国统计摘要》、《中国农村能源年鉴(1998)-1999版)》，我国的可开发生物质资源总量为7亿吨左右(农作物秸秆约3.5亿吨，占50%上)，折合成标煤约为3.5亿吨，全部利用可以减排8.5亿吨二氧化碳，相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。由此可见，生物质能作为唯一可存储的可再生能源，具有分布广、储量大的特点，且为碳中性，加强对生物质能源的开发利用，有助于节能减排，是实现低碳经济的重要途径。

国家林业局植树造林司表示，国家正在组织编制《全国林业生物质能源发展规划(2011～2020年)》，规划提出到2020年，我国能源林面积将达到2 000万公顷;每年转化的林业生物质能可替代2 025万吨标煤的石化能源，占可再生能源的比例达到3%。我国现有森林面积1.95亿公顷，林业生物质总量超过180亿吨，其中可作为生物质能源资源的有三类：一是木质燃料资源，包括薪炭林、灌木林和林业“三剩物”等，总量约3亿吨/年;二是木本油料资源，我国种子含油率超过40%以上的植物有154种，麻疯树、油桐、黄连木、文冠果、油茶等树种面积约420万公顷，果实产量约559万吨;三是木本淀粉类资源，我国栎类果实橡子产量约2 000万吨，可生产燃料乙醇近500万吨。

今后我国将积极促进出台优惠政策，鼓励群众和社会各界投资发展能源林。同时鼓励林业生物质能源企业，建立一定规模的原料基地。将企业的原料林基地作为原料供应的基本保障，原料林基地供应的原料应占到企业年生产需求的50%。

我国还将与法国开发署合作开展“中法生物柴油合作项目”建设。积极推广试点示范企业建设经验，树立典型样板，大力发展林业生物质能源。

我国发展林业生物质能源目前还处于起初阶段，发展规模还较小，建设进度慢，在资金投入、鼓励政策措施、生产技术上需要完善。目前，我国共批准生物质发电项目100个左右，建成30多个，年总发电量40万千瓦;而目前美国每年生产成型燃料60万吨左右，日本26万吨左右。我国还没有生产出以林业油料作物为原料的生物柴油;美国和欧盟国家生物柴油年产量超过100万吨和250万吨。

新型原料的培育、产品的综合利用、高效低成本的转化技术将成为我国“十二五”时期生物质能技术三大发展趋势。生物质能技术发展的总趋势，一是原料供应从以传统废弃物为主向新型资源选育和规模化培育发展，二是高效、低成本转化技术与生物燃料产品高值利用始终是未来技术发展核心，三是生物质全链条综合利用是实现绿色、高效利用的有效方式。“十二五”时期生物质能科技重点任务包括：微藻、油脂类、淀粉类、糖类、纤维类等能源植物等新型生物质资源的选育与种植，生物燃气高值化制备及综合利用，农业废弃物制备车用生物燃气示范，生物质液体燃料高效制备与生物炼制，规模化生物质热转化生产液体燃料及多联产技术，纤维素基液体燃料高效制备，生物柴油产业化关键技术研究，万吨级的成型燃料生产工艺及国产化装备，生物基材料及化学品的制备炼制技术等。

第三篇：生物质锅炉管理制度

司炉工HES责任制

一、严格执行公司HSE管理的各项要求。严格执行安全生产“十 大禁令”。认真学习和严格遵守各项规章制度，遵守劳动纪律，不违章作业，对本岗位的安全生产负直接责任。

二、努力学习专业知识,钻研技术,不断提高操作水平通过培训、考核，持证上岗。

三、严格执行锅炉操作规程，做好各项记录，严格交接班制度。

四、经常检查锅炉及辅机设备温升、异响、润滑情况，特别是锅炉的“三大附件”，确保安全经济运行，发现隐患和紧急情况及时处理，解决不了的要立即上报，并积极提出处理意见。

五、按“十字”作业维护保养好设备，保持作业区环境整洁。

六、积极参加各种安全活动、岗位技术练兵和事故预演练习，会使用各种防护器具和灭火器材。

七、每天1-2次，检查高位槽油位是否与仪表一致，各运转部件按时加油以免造成设备损坏。

司炉工岗位工作制度

一、严格执行各项规章制度,服从分配,做一个有理智,讲文明守纪

律的新型工人.二、坚守岗位,集中思想,严格操作;当班时不看书,不看报,不玩手机，不打瞌睡,不随意离开工作岗位.三、交接班时应按规定,共同巡视,检查各种设备。包括压力表,循环系统,润滑系统等装置,并对运行记录进行确认，交接双方共同签字方可交接.四、努力学习专业知识,钻研技术,不断提高操作水平.确保锅炉安全

经济运行.五、锅炉体及辅助设备定期进行检查,作到文明生产。

六、发现锅炉有异常情况危及安全时,应采取紧急停炉措施并及时报告单位负责人

七、对任何有害锅炉安全运行的行为,应立即制止。

巡回检查制度

一、为了保证锅炉及其附属设备正常运行以班组长为主按下列顺序

每两小时至少进行一次巡回检查.二、锅炉房内要列出巡回路线图，明确巡回检查的范围和项目内容，司炉人员应了解锅炉设备的安全状况和运行要求。

三、巡回检查内容：

（1）检查锅炉及各种附属设备的运行情况。（2）检查各参数是否按生产指令要求。

（3）检查各种电器、控制仪表、安全附件使用情况及排污阀是否泄漏、法兰是否漏油（渗油）。

（4）检查设备各传动、转动部位连接情况、各润滑点润滑情况和设备固定、震动情况。

（5）检查排烟、除尘、除渣情况。

（6）检查碱液池存水量、水质情况，确保PH值在规定范围内。

（6）检查生物质料燃烧、生物质料存量情况。

（7）检查锅炉房、设备、环境卫生清洁情况。

四、巡回检查结束后，做好巡检记录,巡回检查发现的问题要及时处

理，并将检查结果记入锅炉及附属设备的运行记录内。

五、遇有下列情况，司炉班长应决定增加巡回检查次数：

（1）当设备存在某些暂时不影响安全运行的一般缺陷时；（2）新装，长期停运或检修后的设备投入运行时；（3）设备运行中有可疑现象时。

设备维护保养制度

一、锅炉设备的维护保养是在不停炉的状况下，进行经常性的维护处理。

二、结合巡回检查发现的问题应当向有关部门申请维修。对不影响锅炉运行的小故障应及时检修，并密切关注运行状态。

三、维护保养的主要内容：

(1)压力表的损坏时按正常停机,待泄完压后更换。(2)跑、冒、滴、漏的阀门按正常停机,待泄完压后更换。(3)转动机械润滑油路保持畅通，油杯保持一定油位。(4)检查维修二次仪表和保护装置。(5)清除设备上的灰尘。(6)各按键进行检查灵敏度。

四、根据锅炉运行时间制定和落实锅炉及其辅机的例保、一级保养、二级保养工作。同时对上料系统、除渣系统、除尘系统、油路循环系统进行检修和保养。不能单纯为了抢生产进度而随意缩短检修期限，影响检修质量，甚至挤掉检修时间。

五、在断电的情况下检查电箱干净，必要时用干毛刷清扫干净。

六、各种应急随时更换的安全附件、易损件及专用检修工具要分门别类固定存放，以供急用。

七、安全附件试验校验情况要详细做好记录，锅炉房管理人员应定期抽查。

交接班制度

一、接班人员必须提前15分钟到达岗位，一件一件按品种和数量交接工具，交接设备运行情况。做到：听到、看到、摸到、闻到。

二、交班者提前做好准备工作，进行认真全面的检查和调整保持锅炉

运行正常。

三、接班人员未到岗，交班人员在任何情况下不得擅自离开岗位

四、交班者，需做到“五交”和“五不交”。(1)五交是:①锅炉燃烧、压力、油位和温度正常。

②锅炉安全附件、报警和保护装置，灵敏可靠。

③锅炉本体和附属装备无异常。

④锅炉运行记录资料、备件、工具、用具齐全。

⑤锅炉房清洁卫生，文明生产。(2)五不交是:①不交给喝酒和有病的司炉人员；

② 锅炉本体和附件设备出现异常现象时不交；

③ 在处理事故时不进行交班；

④交接人员不到时不交、不交给无证司炉；

⑤锅炉压力、油位、温度和燃烧不正常时不交；

五、交接班时，由双方按规定巡回检查路线逐点逐项检查，要将交接的内容和存在的问题认真记录在案。

六、交接班人员要按生产指令操作。

七、交接者在交接记录中签字后又发现了设备缺陷，应由交接者负责。

安全保卫制度

一、锅炉房是使用锅炉单位的要害部门之一，除锅炉房工作人员、有

关领导及安全、保卫、生产管理人员外，其他人员未经有关领导批准，不准入内。

二、夜间注意加强锅炉房防偷、防盗。门口应注明锅炉房重地闲人免进的字样。除主管科室人员、安全监察部门外，其他人员联系工作时，应经当班负责人许可方可入内。

三、当班人员要监守岗位，提高警惕，严格执行安全技术操作规程和巡回检查制度。

四、非当班人员，未经带班长同意，不准开关锅炉房的各种阀门，及电器开关。无证司炉工不得单独操作。

五、禁止锅炉房存放易燃易爆物品，所需装用少量润滑油、清洗油的

油桶、油壶、要存放在指定地点，并注意检查燃烧中是否有爆炸 物。

六、锅炉房内所有管道要按规定涂颜色标志，并表示出介质流动方向，管线名称，各阀门要表示开关方向、状况，应设置锅炉房平面布置图，油管线图。

六、锅炉在运行期间，房门不得锁住或闩住，运行期间要有人监视。

七、锅炉房要配备有消防器材，积极开展有关安全、消防方面的演习，增强职工处理突发事件的能力，确保锅炉房安全，不要随便移动或挪做他用。

八、锅炉一但发生事故，当班人员要准确，迅速采取措施，防止事故扩大，并立即报告有关领导。

清洁卫生制度

一、锅炉房不准存放与锅炉操作无关的物品、备品备件、操作工具应放在指定地点，摆放整齐。

二、锅炉房内地面卫生每班拖扫一次，做到无灰、无结油、无积水，地面无烟头、果壳、纸屑等。

三、锅炉房地面、设备、仪表、煤场及灰渣场，每班必须随时清扫。做到无积水、无杂物。生物质料场堆放整齐，料堆、料渣堆苫盖到位。

三、操作间、锅炉房、泵房内清洁整齐，不准堆放杂物。

四、操作间、控制台等有关设备，每班应清理打扫一次，做到清洁、明亮、无积灰。将废纸、废物等垃圾及时放置于垃圾桶内，垃圾应及时处理。

五、每周对锅炉房及所管区域进行一次大扫除，做到无杂草，无垃圾，无积水，无结油，各种工具、用具摆放整齐，窗明地净。

六、每班交接相互检查，互相督促，保持锅炉房设备和环境卫生长期良好。

六、主管领导要经常组织有关人员，对锅炉房的清洁卫生进行检查评比，要奖勤罚懒，做到清洁卫生、文明生产。

导热油管理制度

一、加热炉必须是导热油专用锅炉，导热油炉及加热设备必须符合HG27004-43规程。

二、使用导热油和炉之前，要去除炉内杂质及锈，确保使用设备清洁。

三、加热设备须加装高低位槽，高位温度必须在70°c以下并充分利用低位槽的功能以延长导热油使用寿命。

四、定期观察油品粘度闪点、酸值、残炭观察油品的变化情况。

五、当油品的运动粘度变化大于1 5％，闪点变化大于粘度变化达到15%,闪点变化达到20%，残碳（质量分数）达到1.5%时，做好导热油报废工作，更换新油。

六、根据使用情况一般每年检验一次，三年以后每半年检测一次，主要检测闪点、残碳、粘度等，做到安全运行。

七、导热油严格按照SHO164-92《石油产品包装、储运及交货验收规则》进行储存和运输，避免混入水及其他杂质，做好仓库和运输车的清洁。

锅炉及其辅机操作规程

为确保锅炉安全运行，操作人员必须经过技术学习培训，具备必要的安全操作知识，经过考试合格持操作证并熟悉锅炉热油循环系统方可操作。司炉工必须严格遵守下列操作规程：

一、加热炉在点炉前必须认真检查各部件是否正常和安全附件确认良好，自控系统灵敏、准确后，方可操作。未点炉先开启循环泵，点炉时，严禁带有铁钉的木柴进入炉膛。

二、新油必须经脱水排气后方能投入正常使用，煮油时应严格控制温度（以每小时10度缓慢加温），严格超温超压加温运行，煮油温度不超过150度。

三、加热炉投入正常运行时按先开引风机后开鼓风，先停鼓风后停引风机顺序操作。

四、加热炉在运行中突然停电，应立即打开炉门，湿料压火，冷油置换确保炉管，此过程应在三分钟内操作完毕。

五、计划停炉，应待油温下降至80度以下，且无回升时，方可停止循环泵的运行。

六、意外故障紧急停炉时，循环泵继续运行，停止送料送风，炉排快速排出燃烧生物质料。

七、坚决杜绝违章操作。

第四篇：生物质工程总结

通力生物质发电工程总结

山东丰源通力生物质发电工程工作总结

山东丰源通力生物质发电有限公司发电工程规模规划为一炉一机，公司充分本着可持续发展、节约能源，利用可再生资源，改善环境，服务民生等国家相关政策要求，利用沃当地丰富的秸秆资源，建设了1*25000MW生物质发电机组及其配套设施。该工程经可行性研究报告后由济南煤炭设计研究院有限公司设计，从2010年7月正式开工，至2011年九月圆满发电，现已全面投入正常使用。现将有关情况总结如下：

一、工程项目前期情况

生物质发电项目由于为利用可再生资源项目，加上国家发电优惠政策补贴，效益较高。公司委托了济南设计院编制了项目申请报告，并经省环评、省发改委审核批准通过。

该工程成立了以张景峰为总指挥、贾广金、尨慎伟为副总指挥的项目筹建指挥部。筹建部严格按照公司要求和省批文件要求对项目进行了委托代理招标，办理办全了各项手续，直至施工许可证。项目手续十分完善。

生物质项目设计上采用先进可靠的技术，采取了布袋除尘工艺，先进的直线螺旋上料系统，成熟的杭汽设备，以及先进的DCS操作控制系统。

该项工程项目估算总投资1.7亿元。其中土建投资2800万，安装投资3600万，设备投资9000万元，其他费用约1000万元。费用由丰

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源公司自己贷款投资。

二、工程的组织实施

按照公司要求，筹建部先后对项目的施工单位、设备、材料进行了公开的招标。通过招标，工程监理由济南煤炭院中标，土建工程由枣建集团公司中标施工，安装工程由迪尔安装集团公司中标施工。在项目实施中，完善了项目管理流程、制订了现场管理规定。规范科学的系统运作。精心组织与规划，确保了工程质量，实现了工程项目的投产。在组织实施中，筹建部主要抓了以下工作：

（一）招投标管理

为保证项目工程健康的开展，筹建部委托山东晨旭进行了招投标代理。大型招投标均在枣庄新城公开招标随机调专家评委，同时公司审计现场跟踪，保障了招标的公平、公正。施工、设备、材料合同的签订，严格按照招标报价执行和管理。并认真接受公司领导的指导和监督，确保了工程招投标的顺利进行。

（二）抓好工程质量和工期

为抓好工程质量和工期，筹建部始终坚持跟踪一线施工现场，有问题现场解决。在空间小、工序多、作业开展困难甚至设备现场存放困难的情况下，尽心的履职，积极地调拨、协调。在施工中根据实际情况，在不影响工程结构和质量的前提下，本着现场实际、成本节约、布局合理、节减工期的施工理念，大胆的对图纸一些不合实际的地方进行了变更。另外在施工管理上，通过加强现场管理，实行甲方、监理工程师现场代表负责制，确保按审定设计施工图及变更进行施工，报验时必须持报验申请表方可验收，隐蔽工程必须经签字认可才能进入下步工序。且每道工序报验必须报审计现场跟踪把关，共同收方签字认可。把好材料验收关。每批次材料按照材料审批计划以及价格单，甲方、施工和监理共同验收鉴定，按照材料验收规范的要求、标准、第2页

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类型和规格进行验收，确保了材料质量。通过加强资金审核，严格按照合同约定和工程已完成的、甲方监理签字认可的工程量进度产值月报审核，并及时反馈给审计部门。把好工程进度关。筹建部制定目标并落实责任人、监督人，并在一线及时督促，严把进度风向标。公司筹建部仅在工程进度上对施工单位经济处罚落实就10万元，管理考核力度之大是历来公司筹建项目最大的。同时对设备进场筹建部也实行了专员负责督促，必要时派人到设备厂家蹲点催货。

（三）协调关系、做好安全文明施工

搞工程，就离不了安全。安全工作是工程“天子号” 工作。筹建部领导高度重视，每周现场由甲方组织，监理、施工单位对现场进行安全大检查，发现问题立即要求整改，同时对检查问题出现的大小结合管理规定进行整改与处理，必要时进行罚款停工整改，整个工程到结束没有出现一个轻伤及以上的安全问题。在施工文明上，筹建部落实了文明卫生施工考核制度。

（四）加强合同和档案资料管理。

一是严把合同管理关，把合同管理作为施工管理的重要环节来抓，既保证工程质量，节约投资，又避免纠纷。象后期施工单位交叉污染以及损坏的部分成品修补费用问题，甲方有理的根据合同的约定，通过开会协调，各施工单位最终认可了自行处理。二是严把档案资料管理关，全面认真收集、甄别、整理、归档合同签订、变更、补充和签证等相关资料，确保了项目工程的资料完整。

三、项目投资计划及资金到位、使用情况

根据工程进展情况结合投资控制情况，加强工程计量。审查施工图纸及资料，对已完工程及时进行有效的工程计量，为工程价款的支付提供资料。控制工程预付款，严格审查承包商申请工程预付款的条件：签字生效的施工承包合同；严格控制工程进度款，审核承包商统

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通力生物质发电工程总结

计并填写的有关资料，核实工程进展的实际情况。做好工程结算控制，承包商按照承包合同规定的内容全部完工移交之后，监理工程师严格以合同为依据，核查无误后方可签证。

四、加强生产准备、确保机组安全经济运行

为不断提高劳动生产率和科学管理水平，公司深挖内部潜力，科学合理地进行岗位和人员的优化配置，实行集控运行，上岗人员全能值班。生产技术人员要一专多能，一岗多责，真正实现减人增效。生产准备的主要任务是：前期组织运行人员集中培训，后期组织部分人员消化图纸及资料，熟悉自己的设备和系统，做好资料存档、整理，编写上岗培训教材；随工程进度，编写并审定各专业规程，参与安装、调试；配合公司主管部门完善定岗、定员、定编，建立班组，报出物资需求计划；建立健全各项规章制度，加强生产准备管理，为试生产做好准备。

五、实现机组调试、试运并移交生产

为更好的完成完成机组调试、试运工作，成立调试、试运生产组，由我公司自己人员进行调试、试运工作，迪尔配合。机组从分部试运开始，使用正式的设备控制系统进行操作，禁止设置临时系统进行控制操作。严格按新启规要求认真编写好调试规划，并应满足下列调试指标：保护、自动和仪表的投入率须满足《验标》要求。在移交生产的过程中，规划措施齐全，试验规范，数据真实可靠，结论明确，报告完整，实现平稳移交。

六、生产管理和生产运行情况

1、生产管理

生物质发电坚持以“安全第一、预防为主、综合治理”的指导方针和“以人为本”的管理理念。凡事有法可依、凡事有章可循、凡事有人负责、凡事有人监督。实行“按系统、分层次、程序化、责任制、监督制”的管理体系，编制了《安全生产管理制度》、《现场文明生

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产管理制度》、《岗位交接班管理制度》、《设备巡回检查管理制度》、《工作票、操作票管理制度》、《设备定期切换试验管理制度》、《设备缺陷管理制度》、《档案、资料管理制度》、《经济运行分析管理制度》等各项管理制度，要求各生产岗位人员认真学习，严格执行。运行生产情况生物质自发电截止到11月11日，机组已累计运行700小时，设备完好，各项指标符合设计和行业标准。

山东丰源通力生物质筹建办公室

二〇一一年十一月

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第五篇：生物质复合材料综述

生物质复合材料的研究进展

摘要：生物质炭复合材料是一种原材料价格低廉,制造成本合理,性能独特,具有广阔的开发应用前景的新型炭复合材料。本文综述了生物质资源状况、竹炭的特性及研究现状,着重对多孔固体和生物质炭复合材料的结构与性能的研究进展进行了分析,并对生物质炭复合材料目前存在的问题进行了分析,对多孔固体材料和生物质炭复合材料的发展方向进行了展望。

关键词：生物质，复合材料，研究进展

我国有比较丰富的生物质资源,据联合国粮农组织资料,我国每年有1.1亿吨麦秸,居世界第一位。具体到林业可利用生物质方面,我国目前拥有用材林7 862.58万公顷,薪炭林2139万公顷,竹林484.26万公顷。每年约有1.5亿吨森林采伐剩余物和木材加工产生的废弃物,每年约有1亿吨疏伐树木整枝生物质[1]。这些林业生物质资源为我国林产工业发展生物质产业提供了丰富的原料,展现了林化行业发展生物质产业的良好前景。同时,在我国石油资源短缺、能源严重依赖进口、“白色污染”严重的背景下,作为可循环利用天然资源的生物质及其废弃物的资源化利用,具有良好的经济、社会和生态效益,已逐渐成为21世纪主要的新材料和新能源之一。推动物质材料的应用,乃至催生一个新的生物质材料产业已成为我国新材料发展的一个重大方向。

1生物质资源概述

生物质是指任何可再生的或可循环的有机物质，包括专用的能源作物与能源林木,粮食作物和饲料作物残留物,树木和木材废弃物及残留物,各种水生植物、草、残留物、纤维和动物废弃物、城市垃圾和其它废弃材料。2003年11月在日本召开的第一届生物基聚合物国际会议上提出了可持续发展的生物基聚合物全新概念,对生物基聚合物定义为:生物基聚合物是由可再生资源(如淀粉、秸秆等)、二氧化碳等为原料生产的聚合物。生物质资源在中国主要包括农业废弃物和能源生物资源(能源/化工专用动植物和藻类)。目前,能源生物资源主要是指能源农业、能源林业种质资源,包括现有种质资源的挖掘、保护和开发及专用品种的培育。同时也包括利用高效能源植物进行的规模化、商品化的生物质原料生产[2]。从国外研究情况来看,生物质能源为主的生物质资源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势[3-6]。在国内,国家中长期科技发展规划(2005～2020)中,“农林生物质工程”被列为重大专项之列,并作为国家能源战略的重要组成部分。通过走农业工业化之路,解决农民的增收和“三农”问题。生物质产业可望在未来15～20年内为解决21世纪中国面临的能源短缺、环境污染、食品安全等重大社会经济问题,乃至全面建设“小康”社会作出重大贡献。同时,在由中国工程院主办的2005年中国生物质工程论坛上,活跃在生物质工程技术前沿领域的专家指出,我国发展生物质产业的时机已经成熟,要不失时机地利用我国在资源、技术、人才等方面的优势发展这一朝阳产业。田野里不仅生产粮食,还能提供优质原料生产清洁能源和化工产品,显著改善生态环境。但是,现实与远景还有很大差距。生物质产业为我国提供了一次历史机遇,生物质产业使农林废弃物和污染物无害化、资源化,这是继传统农业由初级农产品生产向农产品加工领域拓展之后,为农业和农民增收开辟的第三战场[7]。

2复合材料概述

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各组元材料的优点，克服单一组元的缺陷[8]。复合材料按用途可分为结构复合材料和功能复合材料，根据基体种类可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料和炭基复合材料等，按增强（韧）相可分为颗粒增强、晶须增强或纤维增强复合材料。复合材料已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、体育器材、医疗器械等领域，近几年更是得到了突飞猛进的发展。

复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草或麦秸增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。

现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。进入21世纪以来，全球复合材料市场快速增长，亚洲尤其中国市场增长较快。2003～2008年间中国年均增速为15%，印度为9.5%，而欧洲和北美年均增幅仅为4%。

2007年中国（大陆）行业中，复合材料玻璃纤维产量160万吨，其中115.5万吨用于玻璃钢（FRP）工业；不饱和聚酯树脂（UPR）产量135万吨，其中68.8万吨用于玻璃钢领域、占51%；乙烯基树脂产量12640吨，胶衣树脂产量15870吨。2008年我国复合材料整个行业全年经济运行平稳，产量增长达12%左右。行业规模以上企业全年实现工业增加值86.7亿元，工业总产值258亿元，新产品产值11.6亿元，销售产值253亿元。现阶段，我国玻璃钢、复合材料行业面临一个新的大发展时期，如城市化进程中大规模的市政建设、新能源的利用和大规模开发、环境保护政策的出台、汽车工业的发展、大规模的铁路建设、大飞机项目等。在巨大的市场需求牵引下，复合材料产业的发展将有很广阔的发展空间。从2010年年初起，国家发改委、科技部、财政部、工信部四部委联合制定下发了《关于加快培育战略性新兴产业的决定》代拟稿，经过半年的意见征求，主要领域从7个扩为9个，其中“新材料”中分列了特种功能和高性能复合材料两项。在“十大产业振兴规划”之后，“战略性新兴产业”已经被认为是振兴经济的又一重大举措，此后的政府大规模投资也被市场普遍期待，所以这也被认为是继国家“4万亿”投资计划之后又一个大型产业投资计划。

3复合材料领域的国际前沿热点及进展

3.1金属基复合材料

金属基复合材料是包括颗粒、晶须、纤维增强金属基体的复合材料。金属基复合材料兼具金属与非金属的综合性能，材料的强韧性、耐磨性、耐热性、导电导热性及耐候性能适应广泛的工程要求，且比强度、比模量及耐热性超过基体金属，对航空航天等尖端领域的发展具有重要作用。在该类材料中，所用基体金属包括轻合金（铝、镁、钛）、高温合金与金属间化合物，以及钢、铜、锌、铅等；增强纤维包括炭（石墨）、碳化硅、硼、氧化铝、不锈钢及钨等纤维；增强颗粒包括碳化硅、氧化铝、氧化锆、硼化钛、碳化钛、碳化硼等；增强晶须包括碳化硅、氧化硅、硼酸铝、钛酸钾等。以上各种基体和增强体可组成大量金属基复合材料，但目前多数处于研发阶段，只有少数得到应用。如硼、石墨纤维增强铝（镁）用于卫星、航天飞机结构、空间望远镜部件，碳化硅纤维与颗粒增强钛合金用于大推比飞机压气机部件，颗粒增强铝基复合材料（PRA）广泛用于航空、航天及汽车、电子领域。在金属基复合材料中颗粒增强铝基复合材料最具发展潜力。该材料具有比强度和比模量高，耐磨性、阻尼性及导热性好，热膨胀系数小等优异性能。其主要应用领域一是航空、航天和军事领域，二是汽车、电子信息和高速机械等民用领域。发展目标是代替铝合金、钛合金、钢等用于制造高性能的构件，减重并提高性能和仪器精度。电子器件用金属基复合材料使用性能要求高、用量大，将成为金属基复合材料最主要的发展方向之一。汽车、高速列车和高速机械用金属基复合材料是当前及今后另一个重要研究方向。铝基复合材料（如 SiCp/Al）具有重量轻、导热性好和耐磨的特点，是一种新型的刹车盘、活塞、连杆材料，成为汽车及高速列车轻量化的关键新材料。3.2 陶瓷基复合材料

陶瓷基复合材料(CMC)的增韧材料主要有碳纤维（CF）、碳化硅纤维（SiCf）、玻璃纤维、氧化物纤维，以及碳化物和氧化物颗粒等，基体材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。CMC种类繁多，由于其“耐高温和低密度”特性优于金属和金属间化合物，因而美国、英国、法国、日本等发达国家一直把 CMC列为新一代航空发动机材料的发展重点，而连续纤维增韧的CMC是重中之重。Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/Al2O3等连续纤维增韧的 CMC 具有耐高温、密度低、耐腐蚀、类似金属的断裂行为、对裂纹不敏感和没有灾难性损毁的特点。目前，Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/Al2O3等连续纤维增韧的CMC已在推重比 9～10一级的多种型号军用发动机和民用发动机中等载荷静止件上试验成功，主要试验应用的部位有燃烧室、燃烧室浮壁、涡轮外环、火焰稳定器和尾喷管（矢量喷管）调节片等。实践表明，航空发动机采用 CMC 构件大大节约了冷却气量，提高了工作温度，降低了结构重量并提高了使用寿命。美国、英国和法国在推重比5～20 发动机的研制中，CMC更成为不可缺少的材料，应用部位显著增加，目前已进行了大批试验和应用。在 CMC 中碳化硅陶瓷基复合材料还是一种新型制动材料。

3.3 聚合物基复合材料

聚合物基复材料（PMC）是以热固性或热塑性树脂为基体材料和另外不同组成、不同性质的短切的或连续纤维及其织物复合而成的多相材料。常用的增强纤维材料有玻璃纤维、碳纤维、高密度聚乙烯纤维等。聚合物基复合材料密度低、比强度高，耐腐蚀、减振性能好，模量高和热膨胀系数低，是一种高性能工程复合材料，广泛应用于汽车、航空航天和军事等领域。聚合物基复合材料应用于汽车，可显著减轻汽车自重，降低油耗，提高汽车安全舒适性，降低汽车的制造与使用综合成本。另外聚合物基复合材料在交通、建筑、环保体育用品等方面的应用也日趋广泛，已占复合材材料天地47料用量的90%以上。在民用领域，某些功能性聚合物基复合材料具有防静电、抗菌除臭的效果，市场上出现的抗菌冰箱，无菌塑料餐具等便是这种技术的应用。

自20世纪90年代以来，纳米技术和纳料材料得到飞速发展，科学家将具有纳米尺寸（小于100nm）的金属或金属氧化物材料采用填充、共混、增强等技术分布于聚合物基体中，利用纳米材料独特的小尺寸效应、界面效应及量子效应引起的一系列特异的声、光、热、电等性能，开发出具有特殊功能的聚合物基纳米复合材料，能吸收和衰减电磁波、减少反射和散射，用于隐形飞机、隐形军舰等其他需要电磁波屏蔽场所的涂敷。3.4 炭/炭复合材料

炭/炭（C/C）复合材料是以碳纤维增强炭基体的复合材料，其使用温度高达 2000℃以上，密度低于 2.0g/cm3，比强度是高温合金的5倍，是一种优秀的轻质高温结构材料。从 20 世纪60年代美国 NASA的Apollo登月计划实施以来,C/C 复合材料已成为航空航天领域不可替代的热结构材料。当今,无论是火箭发动机喷管、导弹的再入防护，还是航空刹车副，C/C 复合材料都是首选材料。C/C 复合材料早在20世纪70年代末80年代初已成功用于航天飞机的鼻锥帽和机翼前缘，满足了航天飞机多次往返飞行的需求。C/C 复合材料在高温非结构方面因能够很好地满足各种苛刻技术要求而崭露头角，其应用正向多个方向发展，其中最重要的应用对象有：①火箭喷管；②导弹鼻锥（端头帽）。更具有挑战性的应用是在多次重复的高温氧化环境下长期工作初级或次级承力结构，这是当前C/C研究的重点和热点。C/C 复合材料还是一种优异的航空刹车材料，它不仅重量轻、寿命长、热容大，而且工作更加可靠。因此，国内外新一代的飞机（无论是民航机还是军用机），其刹车副已大多采用 C/C 复合材料，它代表了新型航空刹车材料的发展方向。

4功能性生物质炭复合材料的研究进展

利用生物质生产一些材料的替代品也是将来材料发展的一个方向,如利用生物质热压成板材,中国林科院木材工业研究所对利用农业剩余物秸秆作原料生产人造板重大课题进行了研究,并获得了国家专利。1200万吨可供作人造板生产原料,生产约2000万方人造板,可代替6000万方木材。目前,世界人造板产量的15%～20%是利用农业剩余物生产的。秸秆热压板材具有质轻、强度高、剖面密度均匀等特点,并且经特殊处理后还可阻燃、防火、防虫[9]。利用生物质炭本身具有的吸附性、研磨性、吸光性、隔热性和较强的反应性,再加上复合的其它材料的性能,制成新的具有特殊用途的功能材料,是开发生物质炭的新用途的重要途径。目前国内生物质炭化复合材料的研究非常有限,且主要集中于对木陶瓷和C/C复合材料的研究。在日本岗部敏弘于1990年首次提出木陶瓷后,李淑君等[10]、李坚等[11]对木陶瓷的生产工艺、力学性能进行了研究,并采用低温氮吸附法对比木炭研究了木陶瓷的孔隙结构。林铭等[12]对不同材料制造木陶瓷得炭率和硬度进行了研究,结果表明:试样的得炭率和硬度随升温速率升高而减小;材质不同,硬度差异显著;该研究结果为木陶瓷的生产和利用提供了科学的理论依据。谢志勇等[13]对毡体密度对C/C复合材料增密和结构的影响进行了研究,研究表明,化学气相渗透工艺增密速度随毡体密度的增加呈下降趋势,而较高的毡体密度有利于获得较高石墨化度的高结构的粗糙层结构(RL)热解炭。韩红梅等[14]对C/C复合材料高温力学行为进行了研究,研究表明,界面在C/C复合材料中起着重要作用,界面状态的改变会直接影响材料的破坏方式及力学性。陈腾飞[15]对基体炭结构对C/C复合材料的界面结合强度的影响进行了研究,结果表明:基体炭的结构和类型影响炭纤维,基体炭间的界面强度,粗糙层热解炭与炭纤维间的界面强度比光滑层热解炭的高,而树脂炭和沥青炭由于与炭纤维间存在化学键合,因而界面强度较高。曹伟等[16-17]对C/C复合材料CVI工艺的各种结构模型进行了研究,指出对C/C复合材料CVI工艺的精确数值模拟必须建立在完备的、精确的动力学描述的基础上,需对热解炭的沉积机理以及沉积过程有清楚的认识,对预制体结构的变化有准确的描述;而目前这两方面都还有待于进一步探索。

随着科学技术的发展,竹炭已不再是一种简单的能源性材料,对其利用的范围和领域将会更加宽广。尤其是纳米技术和高新材料制备技术的发展使竹炭的应用范围扩大到整个材料领域,其作为环保材料和功能性材料将会取得更为广泛的应用。把导电性的竹炭粉和助剂混合后装入衣物、织物、蒲团、枕头、帽子、垫子和宠物用具等物品中缝合或黏合,具有空气清净、按摩、消臭、抗红外线、调温调湿、抗菌和抑制毒性的作用。因此由竹炭开发的上述保健炭枕、床垫、坐垫等生活用品十分有利于健康[18]。张齐生等成功地把不具催化性能的纳米材料负载到竹炭上,使竹炭的性质发生根本的变化,得到了纳米改性竹炭光催化吸附、杀菌剂,使竹炭的吸附作用和纳米材料的优异性能得到了完善的结合。纳米改性竹炭催化吸附、杀菌剂材料除了具有较强的吸附能力外,同时具有很好的抑菌、杀菌能力,能将吸附过来的有毒、有害物质分解为无毒、无害的二氧化碳和水,也能将吸附过来的细菌杀死,起到杀菌的作用。利用纳米技术将竹炭粉化,再通过熔融纺丝程序把竹炭均匀地融入聚酯纤维中,从而制成竹炭纤维,竹炭纤维在日本市场有“黑钻石”的美誉,不仅具有自然和环保特性,更有抗菌、负离子等多种功能,适用于生产贴身衣物和防护型纺织品[19]。目前日本正在进行大型的研究计划,利用竹炭极好的电磁特性开发可用于磁悬浮列车的超导体材料。

5展望

生物质炭复合材料研究还处于初始阶段,因其具有耐火、防腐防霉、热膨胀系数低、吸振性好等一系列优点,开始引起科技工作者的关注。目前国内在生物质炭化复合材料领域的研究非常有限,大量的资源得不到利用,更谈不上相关的新材料开发。目前主要存在的问题和发展方向有以下几点：

1)国内外在生物质固化成型方面进行了大量的研究,“八五”期间,我国重点对生物质固体成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,其螺杆使用寿命达500h以上,属国际先进水平。但粉体炭化材料的固体成型工艺和设备的研究尚未成熟,离实现工业化生产炭化复合材料还有较大距离。

2)对竹炭等生物质炭的物理性质、力学性能、特殊功能等方面进行了一定的研究,表明竹炭等生物质炭是环境友好型的多功能材料,为其精深加工提供了一定的依据。但各种添加剂对其成型后所具备的功能及其影响机理尚未可知。

3)生物质炭化复合材料的耐火、防腐、防霉等功能已较明确,但缺少从化学成分、微观结构、加工工艺3个方面进行理论研究,使得生物质炭复合材料无法产业化。

4)金属、聚合物、玻璃和陶瓷等发泡体多孔固体作为一种优秀的工程材料,具有功能和结构的双重属性,是一类广为使用而又具有巨大应用潜力的功能结构材料,其结构与性能的研究已达到较高水平。而作为天然改性多孔固体的生物质炭复合材料,其结构和性能相关性研究还处于初始阶段,结构和性能模型化将是其发展方向。参考文献: [1]周义德,王方,岳峰.我国生物质资源化利用新技术及其进展[J].节能,2004,10:8-11.[2]孙振钧.中国生物质产业及发展取向[J].农业工程学报,2004,20(5):1-5.[3]Steininger K W, Voraberger H.Exploiting the medium term biomass energy potentials in Austria:a comparison of costs and macroeconomic impact[J].Environmental and Resource Economics, 2003,24(4):359-377.[4]Lin D A I.The development and prospective of bio-energy technology in China[J].Biomass and bio-energy, 1998,15(2):181-186.[5]Demirbaş A.Energy balance,energy sources,energy policy,future developments and energy investments in Turkey[J].Energy Conversion and Management,2001, 42(10):1239-1258.[6]Cook J, Beyea J.Bio-energy in the United States: progress and possibilities[J].Biomass and bioenergy,2000,18(6):441-455.[7]见闻.生物质资源开发大有可为[J].北京农业,2005(4):41-41.[8]Byrne C E, Nagle D C.Carbonization of wood for advanced materials applications[J].Carbon,1997,35(2):259-266.[9]范建,林群.麦秸秆:绿色家具好材料[N].科技日报,2000:3-4.[10]杨小翠,吴庆定,杨越飞.木质陶瓷复合材料的制备与性能分析[J].林业机械与木工设备,2011,39(1).[11]李坚,李淑君.木陶瓷的孔隙结构研究[J].林产化学与工业,2002,22(4):27-30.[12]林铭,谢拥群,唐兴平,等.不同材料制造木陶瓷得炭率和硬度的比较[J].福建林学院学报,2005,25(1):77-79.[13]谢志勇,黄启忠,苏哲安,等.毡体密度对C/C复合材料增密和结构的影响[J].湖南科技大学学报:自然科学版,2005,20(2):41-44.[14]韩红梅,张秀莲,李贺军,等.炭/炭复合材料高温力学行为研究[J]新型炭材料,2003,18(1):21-25.[15]陈腾飞.基体炭结构对炭/炭复合材料的界面结合强度的影响[J].矿冶工程,2004,24(1):77-79.[16]曹伟,李克智,李贺军,等.炭/炭复合材料CVI工艺的数值模拟现状[J].材料导报,2005,19(5):58-60.[17]顾正彬,李贺军,李克智.C/C复合材料等温CVI工艺Mandani模糊系统建模[J].材料研究学报,2003,17(4):375-379.[18]张东升,王戈,张新萍,等.竹炭利用综合评述[J].世界竹藤通讯,2004,2(1):1-3.[19]竹林.日本的竹炭纤维问世[J].世界竹藤通讯,2005,3(1):45-45.