生物质燃料的缺点范文第1篇

【关键词】生物质颗粒；燃烧特性；排放

0.前言

人类利用生物质能源已有几十万年之久，其应用之早，是最直接的一种燃料能源。然而却因为生物质自身存在的诸多问题，而不能得到广泛的利用。例如：生物质的热值比较低、缺少专用的燃烧设备、运输及存储不便等。在我国，经济社会的发展是以能源的消耗作为重要前提的，经济发展的越快，能源减少的越多。这样我们所面临的两个显著问题是：环境污染趋于严重化；另一个是能源燃料的紧缺。因此，研究燃用生物质颗粒燃料锅炉的机理，探究其燃烧及排放特性，妥善处理能源燃料紧缺问题，对提升环境质量，改善人民生活环境具有重要的指导意义。

1.燃用生物质颗粒燃料锅炉简介

生物质颗粒燃料锅炉主要采用三室的燃烧结构：即气相燃烧室、固相燃烧室和燃烬除尘室。固相燃烧室的主要作用是为生物质颗粒燃料供应大量热解的气化热量，从而产生大量的生物质燃气。这部分生物质燃气通过底部的吸式结构过滤净化，并最终被导入气相燃烧室中从而实现均相的动力燃烧。气相燃烧室的尾部主要采用旋流结构制造，这样可以让燃气的火焰进行充分的扰流，进而促进燃气的完全燃烧。而燃烬除尘室一般采用降尘、燃烬、凝渣以及辐射传热等组合结构，从而可以实现洁净燃烧和辐射换热等多重效果。下面我们给出了一个生物质颗粒燃料锅炉的简化图。

图1　生物质颗粒燃料锅炉简化图

2.生物质燃料锅炉的燃烧及排放特性

2.1生物质颗粒燃料锅炉的燃烧特性

生物质颗粒燃料一般都是经过超高压压缩形成的微粒状燃料，密度较原生物质要大的多，这样的结构和组织特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和传热速度。该种燃料的点火温度也比较高，但是点火性能存在一定程度的下降，不过仍然要好于煤的点火性能。

生物质颗粒燃料锅炉在燃烧开始阶段会慢慢进行分解，此时的燃烧主要处于动力区，但是随着燃烧进入过渡区和扩散区，燃烧的速度降低，就可以将大部分的热量挥发传递到受热面，从而使排烟的热损失大大降低。同时，挥发燃烧需要的氧气和外界扩散的氧气比例适中，从而实现充分的燃烧，并进一步减少了气体不完全燃烧造成的损失和排烟造成的热损失。

燃烧充分完成以后，留下的焦炭骨架的结构非常紧密，流动的气流无法分解骨架，从而使得骨架炭仍然能够保持完好的层状燃烧，并形成层状的燃烧核心。此时炭的燃烧比较稳定，炉温也相对较高，可以很大程度上减少固体和排烟的热损失。

2.2生物质颗粒燃料锅炉的排放特性

2.2.1清灰装置设置

生物质颗粒燃料锅炉排放过程中的清灰装置主要采用机械刮除式以及机械振动式两种主要方式。并且，在有些燃烧锅炉中配备相应的灰分压缩机，这样就可以满足进行长时间自动运行的要求。如果设计工艺良好，那么该锅炉的维护保养都会很有限，不需要进行特殊的清理。

2.2.2相关污染物排放

生物质颗粒燃料锅炉排放的烟气中包含有多种不同的物质。其中，主要的污染物有没有完全燃烧的颗粒CxHy和有害的气体CO，这些都是由于燃料的未充分燃烧而形成的，同时，也可能和生物质颗粒燃料的组成成分有关系。不过，锅炉的污染物气排放量相当低，并且由于生物质燃料中N、S等元素较少，所以最终排放的有毒气体，如NOx、SOx较燃煤排放的要低的多。

3.生物质颗粒燃烧锅炉的环境影响分析

生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少，只包括少量的大气污染物以及固体废弃物。

3.1大气污染物

生物质颗粒燃料的纤维素含量比较高，而硫的含量则比较低，因此，燃烧所长盛的大气污染物较燃煤而言要少得多。另外，生物质颗粒燃料的密度比较大，非常便于运输和储存，而热值也基本和燃煤相当，燃烧锅炉的燃烧速度要比煤快，燃烧充分且黑烟较少、形成的灰分也比较低，尤其是在采取相配套的脱硫除尘设备之后，大气的污染物排放就会大幅度减少。根据大量的数据分析可以认为，使用生物质燃料锅炉进行燃烧后所释放的大气污染物浓度要远远低于相应的国家标准。

3.2固体废弃物

生物质燃料锅炉燃烧后形成的固体废弃物主要是燃烧完后形成的灰分，这部分废弃物可以被充分的回收利用。最主要的应用就是将灰分进行回收用作农田钾肥，这样可以达到资源充分进行综合利用的目的。

生物质颗粒燃烧锅炉排放的污染物很少，对环境的污染影响极低。不仅如此，该种工艺在很多方面还有及其显著的生态环境效益，例如代替煤炭资源，不经可以减少环境的污染，还解决了日益严峻的能源问题。另外，就是将燃烧后形成的固体废物回收用做钾肥，实现经济效益和环境效益的有效循环，实现我国环境事业的可持续发展。做到了变废为宝，节约资源又保护环境的目的。

4.结论

生物质颗粒燃烧锅炉主要利用废弃的农作物资源作为燃料，因此燃料资源丰富，经济环保，不仅降低了我国农业废弃物的运输成本问题和运输过程中的污染问题，还具有节约资源、保护环境、防止环境污染的作用。生物质颗粒燃烧锅炉的推广和使用符合我国建设节约型社会的基本要求和实现可持续发展战略的基本国策，具有十分突出的经济效益、社会效益和环境效益，为缓解我国以及世界范围内的能源紧张问题和环境污染问题提供了解决的思路和方法，对于环境的保护和资源的有效利用具有重要的意义。

【参考文献】

［1］王翠苹,李定凯等.生物质成型颗粒燃料燃烧特性的试验研究[J].农业工程学报,2006(10).

［2］岳峰,雷霆宙,朱金陵等.家用生物质颗粒燃料炉的研制[J].可再生能源,2005(6).

生物质燃料的缺点范文第2篇

为落实我国2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%的目标，“十二五”规划《纲要》明确提出“建立完善温室气体统计核算制度，逐步建立碳排放交易市场”。《“十二五”控制温室气体排放工作方案》（国发〔2011〕41号）也明确提出要加快构建国家、地方、企业三级温室气体排放核算工作体系，实行重点企业直接报送温室气体排放数据制度。

在国家发展改革委气候司组织和领导下，清华大学能源环境经济研究所在中国建筑材料科学研究总院和中国建材检验认证集团有限公司的协助下，借鉴了国内外有关企业温室气体核算报告研究成果和实践经验，参考政府间气候变化专门委员会（IPCC）有关国家温室气体清单编制和好的做法指南，以及国家发展改革委办公厅印发的《省级温室气体清单编制指南（试行）》，经过实地调研、深入研究和案例试算，研究完成了《水泥生产企业温室气体排放核算方法和报告格式指南》。研究过程中，国家发展改革委气候司多次组织行业协会和相关研究院所的专家，反复讨论修改，在保证科学合理的基础上，力求简明，突出可操作性。本文就该指南的核算方法要点和特色进行介绍和说明。

二、方法学的技术概要

（一）适用范围和核算边界

本方法适用于我国水泥生产企业温室气体排放量的核算和报告。核算边界是以水泥生产为主营业务的独立法人企业或视同法人单位从事生产活动的地理和物理边界。本方法所指温室气体排放仅指二氧化碳排放。

目前，我国水泥生产包括3个主要工序：原料和燃料制备、熟料制备和水泥制备。大多数水泥企业都带了余热发电装置，还有部分水泥企业开展了废弃物的处置工作，部分企业有矿山开采活动。为了方法适用的广泛性，本方法考虑了矿山开采、废弃物处置、余热发电和热力外供等部分。各企业排放核算包括哪些部分，应根据企业具体情况，说明清楚。没有的部分，可设置排放量为零。

（二）主要排放源

在水泥生产中，关键排放源包括：一是化石燃料的燃烧：水泥窑使用的实物煤、热处理设备和运输等设备使用的燃油等产生的排放。二是替代燃料和协同处置的废弃物中所含非生物质碳的燃烧：废轮胎、废油和塑料等替代燃料、污水污泥等废弃物里所含有的非生物质碳的燃烧产生的排放。三是原料碳酸盐分解：水泥生产过程中，原材料碳酸盐矿物分解产生二氧化碳排放，包括生料碳酸盐矿物分解产生的排放、窑炉排气筒（窑头）粉尘产生的排放和旁路放风粉尘中碳酸盐矿物部分分解产生的排放。目前我国水泥窑很少采用旁路放风技术，旁路放风粉尘中碳酸盐矿物部分分解产生的排放可设为零。四是生料中非燃料碳煅烧：生料中可能含有可燃碳，这些非燃料碳在生料高温煅烧过程中大部分转化为二氧化碳。五是生产过程外购电力：水泥生产需要从电网购买电力；同时生产过程有大量的余热，部分企业回收余热用于发电。发电上网的数量可用于抵消从电网购买的部分电量。六是生产过程中的外购热力：水泥生产过程中有外购的热力，也产生大量的余热，可外供给周围企业和居民，用于取暖、洗浴等，可减少取暖、洗浴等的化石燃料消耗。七是生物质碳的燃烧：水泥生产过程中，替代燃料和协同处置的废弃物中的非燃料碳可能含有生物质碳，生产过程中也可能用到生物质燃料。生物质碳燃烧产生的二氧化碳排放作为“备忘项目”报告，不计入企业总排放。

（三）核算方法

本方法将企业作为一个整体，按照以下步骤和计算公式核算企业温室气体排放量。

1、化石燃料燃烧排放

水泥生产中使用的化石燃料主要有实物煤、燃油等。燃烧产生的二氧化碳排放，按照公式（1）、（2）、（3）计算。

（1）

式中：Ecom为化石燃料燃烧产生的排放，单位：t；ADi为第i种化石燃料的数量，单位：TJ；EFi为第i种燃料的排放因子，单位：tCO2/TJ；i为燃料类型。

其中，

ADi=RLi×RZi （2）

式中RLi是核算和报告期第i种化石燃料的消耗量（t或万m3），根据企业生产活动的操作记录，同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。

RZi是核算和报告期第i种化石燃料的平均低位发热量，推荐采用企业检测数据，也可使用缺省值。如采用实测，可由企业自行或委托有资质的专业机构进行检测，或采用与相关方结算凭证中提供的检测值。自行检测时，应遵循《GB/T 213煤的发热量测定方法》、《GB/T 384石油产品热值测定法》、《GB/T 22723天然气能量的测定》等标准。

EFi=CCi×αi×ρ （3）

式中CCi为燃料i的单位热值含碳量 （tC/TJ），推荐采用企业统计数据，也可使用缺省值；自行检测单位热值含碳量时，应遵循《GB/T 476煤的元素分析方法》、《SH/T 0656石油产品及剂中碳、氢、氧测定法》、《GB/T 13610天然气的组成分析》等标准。

αi为燃料的碳氧化率 （%）；推荐采用企业统计数据，也可使用缺省值。

ρ为CO2与碳的分子量之比 （44/12）。

2、替代燃料或废弃物中非生物质碳的燃烧排放

替代燃料或废弃物中，含有源于化石燃料的碳，燃烧产生的CO2排放量按公式（4）计算：

（4）

式中：EMnbf为替代燃料或废弃物燃烧中，源于化石燃料碳的CO2排放量，单位为吨（t）；Qi表示各种替代燃料或废弃物的用量，单位为吨（t）；HVi为各种替代燃料或废弃物的加权平均低位发热量，单位为兆焦每千克（MJ/kg），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；EFi为各种替代燃料或废弃物燃烧的CO2排放因子，单位为千克每兆焦（kg/MJ），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；αj为各种替代燃料或废弃物中源于化石燃料碳的含量（%），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；i表示不同种类的替代燃料或废弃物。

3、原料碳酸盐矿物分解产生的排放

原料碳酸盐矿物分解产生的CO2排放量，包括三部分：生料碳酸盐矿物分解产生的CO2排放量；窑炉排气筒（窑头）粉尘产生的CO2排放量；旁路放风粉尘碳酸盐矿物部分分解产生的CO2排放量。按公式（5）计算

EMd

（5）

式中：EMd为在统计期内，原料碳酸盐矿物分解产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Qi为生产的水泥熟料产量，单位为吨（t）；Qckd为窑炉排气筒（窑头）粉尘的重量，单位为吨（t）；Qbpd为窑炉旁路放风粉尘的重量，单位为吨（t）；FR1为熟料中CaO的含量，%；FR10为熟料中非碳酸盐CaO的含量，（%）；FR2为熟料中MgO的含量，（%）；FR20为熟料中非碳酸盐MgO的含量，（%）；44/56 为CO2与CaO之间的分子量换算；44/40为CO2与MgO之间的分子量换算。i表示水泥熟料生产的不同批次。

4、生料中非燃料碳燃烧的排放

生料中非燃料碳燃烧产生的排放，可用公式（6）计算。

（6）

式中：EMmc为生料中非燃料碳燃烧产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Q为生料的数量，单位为吨（t）；FR0为生料中非燃料碳含量，%；如缺少测定数据，可取缺省值为0.1%—0.3%（干基），生料采用煤矸石、高碳粉煤灰等配料时取高值，否则取低值；44/12为CO2与C之间的分子量换算。

5、外购电力的排放

水泥生产中，净外购电力产生CO2排放。所需的活动水平是统计期内企业计量的外购电量，减去企业余热回收发电的上网电量。电力消费的CO2排放因子数值由国家统一规定来确定。净外购电力导致的二氧化碳排放量，按公式（7）计算。

EMe = （ACe –ACp）× EFe（7）

式中：EMe为在统计期内，企业净外购电力产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Ace为企业外购电量，单位为兆瓦时（MWh）。ACp为企业余热回收发电上网的电量，单位为兆瓦时（MWh）。根据供应商和水泥生产企业存档的电力流入和流出记录获得，同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。EFe是企业所在区域电力消费的CO2排放因子，单位为吨/兆瓦时（t/MWh）。企业应选用最近年份公布的区域电网平均排放因子。

6、外购热力的排放

水泥生产中，热力消耗产生CO2排放。所需的活动水平是统计期内企业计量的外购蒸汽和热力的数量，减去外供蒸汽和热力的数量。外购蒸汽和热力导致的二氧化碳排放量，按公式（8）计算。

EMh =（ACh -ACs）×EFh （8）

式中：EMh为在统计期内，企业外购蒸汽和热力产生的CO2排放量，单位为吨（t）；ACh为企业外购的蒸汽和热力量，单位为吉焦（GJ）。ACs为企业外供的蒸汽和热力量，单位为吉焦（GJ）。根据供应商和水泥生产企业存档的热力流入和流出记录获得，同时相关的计量器具应符合《GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求。EFh为企业外购/供的蒸汽和热力的排放因子，单位为吨/吉焦（t/GJ）。由国家统一规定确定，现可采用0.12 t/GJ。

7、生物质碳的燃烧排放

替代燃料或废弃物中，含有源于生物质的碳。源于生物质碳的燃烧产生的CO2排放量按公式（9）计算：

（9）

式中：EMbf为在统计期内，替代燃料或废弃物中，源于生物质碳燃烧所产生的CO2排放量，单位为吨（t）；Qi为各种替代燃料或废弃物的用量，单位为吨（t）；HVi为各种替代燃料或废弃物的加权平均低位发热量，单位为兆焦每千克（MJ/kg），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；EFi为各种替代燃料或废弃物的燃烧CO2排放因子，单位为千克每兆焦（kg/MJ），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；βi 为各种替代燃料或废弃物中源于生物质燃料碳的含量，（%），推荐采用企业统计和检测数据或缺省值；i表示不同种类的替代燃料或废弃物。

8、水泥生产企业温室气体总排放量

企业温室气体总排放量按公式（10）计算。

（10）

式中：EM为企业温室气体排放总量；EMi为企业核算边界内某排放类型的温室气体排放量；i为排放类型，包括燃料燃烧、工业生产过程、外购电力和热力等。

三、本核算方法的特点

（一）本方法具有中国特色

我国水泥生产企业数量和种类很多，在生产工艺流程、能源和原材料的使用等方面，差别较大。本方法综合考虑了不同区域的企业、企业产品级别的差别、生产规模的不同、生料中非燃料碳的含量、有无旁路放风、是否使用替代燃料、是否处理垃圾、是否有余热回收发电、是否有热力外供（企业外）、是否有矿山开采、是否外购熟料和磨细混合材、是否外购矿渣等不同的生产条件。

（二）核算边界与统计体系接轨

我国现行统计和计量制度采用的是企业级别的报告边界。本方法以企业为核算边界，符合我国目前的统计和计量水平，在数据获取方面不增加企业的负担，得到了业内企业和专家认同。

（三）量化方法与国际接轨

采用国际通用的活动数据法，即按照不同排放机理识别温室气体排放源，选择各类能源的消耗量、原材料消耗量或主要产品产量等作为分排放源的活动水平数据，排放量等于活动水平与排放因子的乘积。量化方法原理具有国际权威性。

（四）核算方法力求简明，突出可操作性

1、水泥生产企业窑燃烧温度很高，水泥窑中甲烷（CH4）的排放量相当少。甲烷排放以二氧化碳当量法计算通常是水泥窑二氧化碳排放量的0.01%﹝见IPCC（1996）， 表1-17 ﹞ 。同样，世界可持续发展工商理事会水泥可持续性倡议行动（CSI）工作小组编制的数据显示，水泥窑中一氧化二氮（N2O） 的排放量相当少，在现阶段考虑到普遍结论的范围，这些数据很有限。因此，本方法只考虑二氧化碳排放。

2、在水泥生产过程中，生料碳酸盐矿物分解、窑炉排气筒（窑头）粉尘碳酸盐矿物分解、旁路放风粉尘碳酸盐矿物部分分解产生的CO2排放的排放因子是有差异的，但是我国只有极少数企业有旁路放风技术，因此本方法忽略这种差异，以求简明。

3、本方法只考虑外购电力和热力所产生的二氧化碳排放。对于有的水泥企业外购熟料、磨细的混合材料等中间投入，不考虑其在生产过程中所产生的二氧化碳排放。

4、本方法核算的排放，是企业生产的排放，不包括企业职工生活排放，如企业职工食堂、企业通勤车等方面的排放。

生物质燃料的缺点范文第3篇

【关键词】生物质电厂；输送系统；设备选型

前言

勉县凯迪生物质电厂1×30MW机组工程是利用当地林业废弃物、农作物秸秆和稻壳等燃料发电的项目，电厂性质为可再生能源项目。本工程一次建设1×30MW高温超高压供热机组。对于生物质电厂来说，其燃料系统的性能优劣直接影响到机组运行的安全和经济性，本文就其燃料输送系统的设计特点进行介绍和总结。

1 燃料设计资料

1.1 燃料分析资料

本项目燃料分析资料见下表：

检测项目 符号 单位 设计燃料 校核燃料

固定碳 Fcar % 11.2 11.2

收到基水分 Mar % 28.69 40.8

收到基灰分 Aar % 7.3 3.408

收到基挥发分 Var % 52.81 45

可燃硫 St，ar % 0.052 0.048

收到基低位发热量 Qnet，ar MJ/kg 10.69 9.55

1.2 燃料消耗量

燃料消耗量见下表：

燃料 小时耗量（t/h） 日耗量（t/d） 年耗量（104t/a）

设计燃料 30.228 665.016 24.18

校核燃料 33.945 746.79 27.156

注：日运行小时数按22小时计，年运行小时数按8000小时计。

2 燃料系统设计特点

本项目燃料系统设有四个干料棚，干料棚内的燃料通过组合式给料机或螺旋给料机送到皮带机上，然后通过皮带直接输送至锅炉。由于炉前料仓存在堵料、蓬料的风险，为了保证锅炉的运行稳定性，本项目采用的是物料通过皮带直接输送至锅炉的方案。

2.1 卸料系统

燃料全部通过汽车运输进厂，进厂燃料分为两大类，一类为整包料，主要是玉米、小麦秸秆等软质秸秆燃料；另一类燃料为成品料，主要是破碎好的林木废弃物等其它硬质秸秆。

对于软质秸秆，考虑采用整包进厂，大部分物料采用桥式抓斗起重机或移动卸料设备卸至破碎机料斗内经破碎直接输送至锅炉进行燃烧，这样可以减少倒运环节，降低运行成本，超过破碎机破碎能力部分整包料堆放在燃料棚内。

对于硬质秸秆，部分成品料直接由自卸汽车卸到干料棚内，通过给料机、带式输送机直接输送至锅炉进行燃烧。对于不是采用自卸汽车进厂的成品料，可以采用移动机械进行卸料，辅助以人工清扫车厢的残料的卸料方式。

2.2 给料设备

除锅炉燃烧外，生物质发电的另一个设计难点就是给料系统。由于生物质燃料供应的多样性，不同种类燃料的分份、比重、外形都有较大的不同：即使是同种燃料，其物理性质受外界的影响会很大；另外燃料供应的季节性也较强，不同时间段内可能将燃用不同的燃料。因此，给料系统在方案设计时要充分考虑以上因素的影响。

目前，用于生物质电厂给料设备主要包括以下几个方面：板式给料机，活底料仓给料机，无轴螺旋给料机，有轴螺旋给料机。

板式给料机，一般安装在汽车卸车沟中，为满足来料变化的要求，启动平稳，对破碎后的燃料给料能力强，缺点是造价偏高，带负荷启动能力差。

活底料仓给料机，适用于破碎后硬质燃料，对于粒度≤50mm的燃料输送效果较好，但是存在给料不均匀，出力不稳定的问题。

无轴螺旋给料机适用于缠绕性不强、物料粒度大的燃料，由于本项目设计燃料有小麦秸秆类软秸秆，同时螺旋体刚性不够，易断裂损坏。由于此类设备存在问题较多，目前在新建电厂中此类给料设备基本已经不再应用。

有轴螺旋给料机是目前使用最多最普遍的生物质燃料给料设备，应用非常广泛。针对本项目，由于主要燃料为包含树皮、林业丢弃物以及小麦玉米秸秆等，种类各异，软硬质秸秆均有，所以本工程破碎后的燃料采用有轴螺旋给料机。

2.3 破碎设备

目前在国内生物质发电项目中，不同规格不同出力的破碎机产品比较多，使用效果是各不一样，价格差别很大，主要是两类产品。

第一类，小出力的破碎机，这种设备以国产为主，设备性能较好，产品比较成熟，缺点是刀具易钝化，基本每天要求磨刀几次，不适宜长期稳定运行。

第二类，大出力的破碎设备，这类产品国内市场上厂家较少。

在进口破碎机产品上，在中国市场上在生物质发电领域有应用业绩目前有2家，一个是丹麦的M&J破碎机，一个是美国的威猛破碎机，此类产品的特点是价格昂贵，产品性能好，能够长期稳定运行。

针对该项目，根据选定的燃料技术方案，在本工程中，厂内破碎设备使用进口破碎机作主要破碎机型；厂外使用国产破碎机作为补充备用。这样能保证机组的稳定运行，又节约了工程投资。

2.4 输送设备

根据对国内大部分的生物质发电项目进行调研和收资，燃料输送系统一般都能满足使用要求，输送设备主要包括以下几种：普通带式输送机、大倾角带式输送机、挡边带式输送机、链式输送机、管状带式输送机等。

目前国内采用普通带式输送机的生物质电厂用的较多；管带机在节约占地、密封输送等方面有一定的优势，但由于在给料段和卸料段需要一定的展开距离，本项目输送系统距离较短，管带机无优势；链式输送机只能整包上料，不应用于燃用多种燃料的电厂。大倾角带式输送机一般适用于场地受限的情况。针对本项目的具体特点，输送设备采用普通带式输送机，通过加大一级带宽和降低带速，来防止运行过程中撒料现象的发生。

2.5 其它辅助设备的选型

燃料系统其它辅助设备主要包括汽车衡、计量装置、喷雾抑尘设备、除铁器等，都是厂用设备，是比较成熟的产品。由于目前还没有适合生物质电厂的采样设备，目前投产的生物质电厂均采用人工采样，因此本项目也按人工采样考虑。

3 总结

生物质发电工程中燃料输送系统是一个极其重要的环节，由于煤与秸秆在物理特性方面有很大差异；每个生物质电厂受地域影响，导致燃料特性差异较大；受气候的影响，燃料的处理和储存工艺差异较大；受燃料收集影响，导致实际燃料和设计燃料的差异较大，多方面的原因导致燃料输送系统的设计方案多样化。本项目在设计时，考察和调研了国内众多的生物质电厂及燃料设备制造厂家，进行了多次技术交流。在以后进行生物质电厂设计时，根据项目的具体特点和燃料特性来选择合适的相关设备，从而保证燃料输送系统的设计是安全可靠性和经济性。

生物质燃料的缺点范文第4篇

关键词：医用高压氧舱 致火原因 防火措施

中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0248-01

作为现代医疗的高压氧舱，因其对厌氧菌感染、CO中毒、气栓病、减压病、缺血缺氧性脑病、脑外伤、脑血管疾病及术后血运不良等综合治疗中，有着不可替代的治疗作用，正在各级医院得到广泛使用，但随着氧舱火灾事故的频发，死伤人数的增多，造成社会的负面影响极坏。针对这种情况，我们必须彻底弄清氧舱发生火灾的原因，积极采取必要措施杜绝此类事故的再次发生。

1 氧舱火灾发生的原因

1.1 氧舱运行环境更能引起火灾

氧舱一般工作压力为0.1～0.2MP（表压），氧浓度为25%左右。在这种高压高浓度氧环境中，火灾极容易发生，原因如下。

（1）改善了物质的燃烧性能。如高浓度氧使可燃物的临界着火温度降低、最小点火能减小；高压和高浓度氧使可燃气的爆炸浓度极限范围变宽；高浓度氧使物质燃烧的火焰温度升高，从而加快了燃烧速度等。

（2）扩大了物质的可燃范围。氧舱中的高浓度氧使很多在空气中难燃的物质，在舱中变得可燃甚至易燃。如聚氯乙烯塑料在空气中的燃烧特点是难燃自熄（硬质）或缓燃缓熄（软质），但在氧舱中却很容易燃烧。

（3）增强了物质的自燃能力。氧舱中的湿度一般较大，使其中一些易发生氧化自热反应的物质蓄积热量，升高温度到一定程度就可能自燃着火。一般物质的自燃点随着氧浓度的提高而下降。

1.2 氧舱中存在容易燃烧的物质

（1）易挥发性物质。医务人员使用的各种药品如酒精、消毒剂等均含有可燃性气体，这些挥发出来的气体与氧舱中高含氧空气混合形成了易燃易爆性气体。

（2）易燃固体物质。舱内装修材料近年使用的材料多采用非阻燃材料，如非阻燃型聚乙烯或聚氯乙烯塑料及各种木质材料，这些固体物质在高浓度氧环境下易产生大量的强腐蚀性和极毒性烟气。

（3）易自燃物质。供气系统过滤器内的吸附剂是活性碳、棉纱、泡沫等，它们在吸附油类物质并放出吸附热。这类物质容易受热自燃，极大的增加了发生火灾的可能性。

1.3 氧舱中容易出现引火源

（1）火花火源。

①静电火花。进舱人员着化纤衣料服装；舱内装饰材料选用非抗静电材料；接地电阻不符合要求等。

②电气火花。舱内置的照明用具、空调、通讯装置未达到防火防爆要求等。

③撞击火花。穿带铁钉鞋入舱，小孩的金属玩具入舱等。

（2）明火火源。病人在舱内用打火机点火吸烟。

1.4 氧舱设计制造存在隐患

（1）设计上使氧舱的制冷驱动及电气部分布置在舱内，容易在舱内引起电气火花。

（2）国产氧舱内照明多采用舱内节能型日光灯（约60.9%）照明（有少数日光灯外加一普通玻璃罩）。

（3）吸氧面罩密合不严，氧气泄漏造成舱内氧浓度过高，形成富氧助燃条件。

（4）测氧仪失效，对舱内富氧状况没有报警。

1.5 其它因素

（1）安全使用医用高压氧舱的各项规章制度及防范措施不健全，氧舱使用单位未能严格遵守医用氧舱安全技术规范。

（2）操作人员是否经过培训合格后上岗，能否保障安全运行。

（3）很多医院将高压氧舱挂靠在神经内科、康复科或理疗科的门下，而没有单独建制。

2 氧舱防火的安全措施

（1）应将氧舱的制冷驱动及电气部分在设计上移出舱外，在舱壁上开孔预焊管件，连接载冷管路固定于氧舱内壁，形成回路，从而避免在舱内引起电气火花。

（2）应在氧舱舱外设发光体，通过透光性良好的导光体，将光线导入舱内。导光体下方一定范围内光照度较强，可满足一般医疗要求，其他部分光线则柔和宜人。根据其原理建议采用外置式照明。

（3）应采用头罩式面罩，减少氧气向舱内泄漏。

（4）应保持测氧仪的有效性，对舱内含氧浓度进行有效监控，超标时进行报警。

（5）应严格控制氧舱内的可燃物。氧舱内的一切器皿、用具和设备等尽量采用不燃或者难燃材料制造；舱体内壁要喷涂无毒防火漆，禁止使用普通漆；不得用聚氯乙烯薄膜等材料做椅面、椅套或台布；除座椅或卧床等治疗用设施外，其它装饰装修均不宜采用；凡用于舱内的任何材料（被褥、服装等）必须为阻燃耐燃材料；严禁舱内带入易燃可燃物品（油脂、松香、硫磺、汽油等）。

（6）应严格消除氧舱内的点火源。舱内电气设备应采用封闭型或防爆型。操作开始时，应先开电源后加压；操作结束后时，应先减压后关电源。这样可以使接通或切断电源时所产生的电火花只在常压下出现。

（7）应检查舱内设备及各连接处必须紧固，防震动，防撞击，以确保不产生火花。

（8）应定期检测舱体和电器系统的绝缘电阻值，确保消除静电，接地保护安全可靠。

（9）应健全安全使用医用高压氧舱的各项规章制度及防范措施，氧舱使用单位必须严格遵守医用氧舱安全技术规范。

生物质燃料的缺点范文第5篇

引言

国际能源界预测，本世纪氢能将得到广泛的应用，而燃料电池将成为利用氢能的重要途径。燃料电池是继水力、火力、核能之后的第四电装置，它是可以替代内燃机的动力装置。燃料电池具有安全、高效、无污染、适用广、无噪声等特点，已成为当今世界能源领域的开发热点。

1 基本原理

普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过化学反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料。

燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电化学反应。氢在负极分解成正离子H＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。

2 燃料电池的种类及其特点

2.1 质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells—PEMFC)

该电池的电解质为离子交换膜，薄膜的表面涂有可以加速反应的催化剂（如白金），其两侧分别供应氢气及氧气。由于PEM燃料电池的唯一液体是水，因此腐蚀问题很小，且操作温度介于80℃～100℃之间，安全上的顾虑较低；其缺点是，作为催化剂的白金价格昂贵。PEMFC是轻型汽车和家庭应用的理想电力能源，它可以替代充电电池。22碱性燃料电池(AlkalineFuelCells—AFC)

碱性燃料电池的设计与质子交换膜燃料电池的设计基本相似，但其电解质为稳定的氢氧化钾基质。操作时所需温度并不高，转换效率好，可使用的催化剂种类多且价格便宜，例如银、镍等。但是，在最近各国燃料电池开发中，却无法成为主要开发对象，其原因在于电解质必须是液态，燃料也必须是高纯度的氢才可以。目前，这种电池对于商业化应用来说过于昂贵，其主要为空间研究服务，包括为航天飞机提供动力和饮用水。

2.3 磷酸型燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cells—PAFC)

因其使用的电解质为100％浓度的磷酸而得名。操作温度大约在150℃～220℃之间，因温度高所以废热可回收再利用。其催化剂为白金，因此，同样面临白金价格昂贵的问题。到目前为止，该燃料电池大都使用在大型发电机组上，而且已商业化生产，但是，成本偏高是其未能迅速普及的主要原因。

2.4 熔融碳酸盐燃料电池((Molten Carbonate FuelCells—MCFC)

其电解质为碳酸锂或碳酸钾等碱性碳酸盐。在电极方面，无论是燃料电极还是空气电极，都使用具有透气性的多孔质镍。操作温度约为600℃～700℃，因温度相当高，致使在常温下呈现白色固体状的碳酸盐熔解为透明液体。此型燃料电池，不需要贵金属当催化剂。因为操作温度高，废热可回收再利用，其发电效率高达75％～80％，适用于中央集中型发电厂，目前在日本和意大利已有应用。

2.5 固态氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells—SOFC)

其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵。

2.6 直接甲醇燃料电池（Direct Methanol FuelCells—DMFC）

直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，然后如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢再与氧反应。这种电池的工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约在40％左右。其使用的技术仍处于研发阶段，但已成功地显示出可以用作移动电话和笔记本电脑的电源。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。

2.7 再生型燃料电池（Regenerative FuelCells—RFC）

再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（NASA）正在致力于这种电池的研究。

2.8 锌空燃料电池(Zinc－air Fuel Cells—ZAFC)

利用锌和空气在电解质中的化学反应产生电。锌空燃料电池的最大好处是能量高。与其他燃料电池相比，同样的重量，锌空电池可以运行更长的时间。另外，地球上丰富的锌资源使锌空电池的原材料很便宜。它可用于电动汽车、消费电子和军事领域，前景广阔。目前MetallicPower和PowerZinc公司正在致力于锌空燃料电池的研究和商业化。

2.9 质子陶瓷燃料电池(Protonic Ceramic FuelCells—PCFC)

这种新型燃料电池的机理是：在高温下陶瓷电解材料具有很高的质子导电率。Protonetics InternationalInc.正在致力于这种电池的研究。

3 燃料电池的研发和应用现状

燃料电池技术在全球的开发极为活跃。全世界约有20多个国家的上千家公司和机构投入巨额资金从事燃料电池的研究和商业化工作。目前，已有2500多个燃料电池系统安装在世界各地，为医院、托儿所、宾馆、办公楼、学校、机场和电厂等提供基本的和备用的电力供应。

美国是研究燃料电池最早的国家，处于该领域的领先地位。早在上世纪60年代初，NASA为解决航天飞机中普通电池过重的问题而开始研究新的动力装置。之后的几十年中，能源部（DOE）、电力研

究所（EPRI）和气体研究协会（GRI）等部门都投入了大量的人力和财力进行研发。目前，碱性电池长期被NASA采用；磷酸型电池技术也相当成熟，已有广泛的商业化应用。2MW的熔融碳酸盐电池已投入运行，西屋（Westinghouse）公司100kW固体氧化物电池也已在荷兰安装。日本在30多年前就开始燃料电池的研究，近年来成果尤为显著。开发重点集中在磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型3大类。容量达11MW的磷酸盐发电装置也已在东京电力公司投运，效率达43.6％，熔融碳酸盐型已经运转的有2MW级装置。另外还建立了许多宾馆、医院用的100kW级的磷酸型现场发电电池系统。

欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kW、100kW、280kW级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kW和10kW级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1MW级磷酸型电池装置。

由于石油短缺和汽车尾气污染等环境问题日益严重，目前燃料电池研发生产的一个重要方向是能够给汽车提供动力。几乎所有大的汽车制造商都在研发使用燃料电池的电动汽车，并已有示范车型。目前，丰田和本田公司已经在日本和美国开展电动汽车的租车业务。现在已有一些使用充电电池的电动汽车，但使用燃料电池的电动汽车市场仍处于培育阶段。专家们预测到2010年前后才能实现商业化。应用于便携式设备（手机、笔记本电脑、掌上电脑等）的微型燃料电池的研发竞争也在激烈地进行。

我国燃料电池的研制开发起步并不晚，然而发展缓慢。上世纪70年代，为配合航天事业的发展我们在碱性燃料电池领域取得了一些进步，但到上世纪80年代由于资金原因研发放慢了，直至上世纪90年代末才又开始新一轮的研发及商业化尝试。

在国内燃料电池研发工作中具有代表性的大连化学物理研究所，已经从事燃料电池的研究近50年，早年曾成功研制了500W的碱性型燃料电池，近年来致力于质子膜、熔融碳酸盐和固体氧化物型电池的研究。该所在2001年至2003年间，将30kW的质子膜电池组用在小型汽车和大型公共汽车上示范成功，并成立了新源动力公司，开始了产品的商业化进程。2003年春，该所与清华大学合作将75kW的质子膜电堆应用在公共汽车上。在直接甲醇燃料电池方面，大连化物所、韩国三星公司、南孚电池公司建立了合作实验室。目前，中国科技大学无机膜研究所已成功研制了新型中温固体氧化物燃料电池。6种燃料电池的应用及技术状态见表1。

表16 种燃料电池的应用及技术状态

电池种类

可用燃料

应用

技术状态

质子膜

氢气、重整气

电动车、潜艇电源

研发、改进、已有商业化产品

磷酸盐

重整气

现场集成能量系统

已有商业化产品

熔融碳酸盐

净化煤气、天然气、重整气

电站、区域性供电

在日本和意大利有示范电站

固体氧化膜

净化煤气、天然气

电站、联合循环发电

示范、测试

碱性

纯氢气

航天、空间站

在航空航天领域长期应用

直接甲醇

甲醇、乙醇

移动电源

研发

4 结语

由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛。