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生物燃料成分分析范文1
关键词：酸雨； 酸沉降； 形成机制； 遥感监测
中图分类号：X517 文献标识码：A
我国酸雨地区主要分布在西南、华南以及东南沿海一带，位于东北南部的辽宁省并不是全国酸雨污染主要区域，但却呈现明显的特征。自2002年酸雨普查以来，辽宁省酸雨污染呈现3个阶段，2002～2004年，污染加重阶段，酸雨频率迅速上升，由1.7%上升为10.3%，降水酸度显著下降，由6.08下降为5.27，低于酸雨pH限值；2005～2007年，污染持续阶段，酸雨频率和降水酸度稍有波动，酸雨频率在10%左右波动，降水酸度在5～5.5之间波动，且以2007年最低；2008～2012年，污染稳定阶段，酸雨频率基本保持在6%～7%之间，降水酸度在5.6上下波动。本文以2007年酸雨污染最重的年份之一为例，分析了辽宁省酸雨污染特征，并利用遥感反演对流层致酸物质的分布，初步分析了可能的成因，以期为环境管理提供技术支持。
1研究方法
1.1监测点位设置
在辽宁省沈阳、大连、鞍山、抚顺、丹东、锦州、营口、阜新、辽阳、盘锦和葫芦岛11个地级市进行降水监测，除大连市设4个测点外，其他城市按照城市人口总量选点原则布设3个点位，每个城市设2个市区测点，1个郊区对照测点，全省共设置34个测点。
1.2采样和分析方法
根据酸沉降监测技术规范（HJ/T165-2004）规定，采用自动湿沉降采样器对大气降水样品进行采集，采样时间和频次：降水时，每24h采样一次，若一天中有几次降水，合并为一个样品测定；若连续几天降水，则将上午9：00至次日上午9：00的降水视为一个样品。
采用国家标准方法对大气降水样品进行分析，分析项目包括pH、降水量，分析方法均为电极法，采用国家标准方法GB13580.4-92。
1.3遥感监测介绍
2结果与讨论
2.1降水酸度与酸雨频率
2007年，全省酸雨频率为9.7%，降水pH年均值为5.05，低于5.6的酸雨限值。与其他省市的比较结果来看，辽宁省酸雨污染年均水平与临近的河北省接近[1]，远低于浙江、江西、广西、广东、湖南、川渝[2-7]等我国南方酸雨污染重的地区。
2.2空间污染特征
空间分布极不平衡。酸雨污染主要分布在辽宁省的东南部及中西部地区。2007年全省出现酸雨的7个城市中，大连、丹东位于东南部沿海地区，沈阳、抚顺、铁岭、锦州、葫芦岛位于中西部。由图2可以看出，辽宁省酸雨污染空间格局呈现为两条近乎平行的西南―东北走向的带状分布：覆盖大连―丹东地区的东南部酸雨带；从西至东贯穿葫芦岛―锦州―沈阳―抚顺―铁岭中西部酸雨带。这种空间上分布的不平衡性与我国南方许多酸雨区省份在空间分布上比较均一的特征不同。
2条酸雨带污染特征不同。东南部酸雨带呈现区域性污染特征，主要表现在：酸雨带内大连、丹东全部点位均有酸性降水出现，绝大多数点位酸雨频率相近，如图3所示；区域降水过程中，是否为酸性降水具有高度的一致性，2007年大连、丹东两市同时发生降水的场次为19场，其中14场2市均有酸性样品出现，3场2市均无酸性样品出现，即有17场降水具有同步必，酸雨同步性达90%。
中西部酸雨带呈现局部污染特征，各点位酸雨出现不同步，且频次差异较大。此酸雨带内各城市均布设了3个降水监测点位，有部分点位未出现酸雨。由图4可以看出，出现酸雨的各点位酸性降水发生的时间比较分散，同步性差；各点位酸雨频率高低不等，最高的超过30%。
2条酸雨带污染程度差异较大。东南部酸雨带污染较重，主要表现在：降水pH值小于4.5的样品主要集中在此酸雨带。2007年全省共计67个降水pH值小于4.5的样品中，丹东和大连分别为45个和19个，2市pH小于4.5的酸雨样品之和占全省的95.5%，即几乎所有的污染严重的酸雨均发生在东南区域；酸雨频率较高，大连、丹东全年酸雨频率均在50%以上，75%的点位酸雨频率在40%以上；2007年丹东、大连2市全年酸雨样品最多，分别为78个和48个，2市酸雨样品之和占全省酸雨样品总数的84%，即全省80%以上的酸雨发生在大连和丹东2市。如果不计丹东、大连2市的降水样品，2007年辽宁省酸雨频率仅为1.6%。
中西部酸雨带污染较轻。主要表现在：此酸雨带内的5个城市酸雨频率较低，均低于15%，3个城市降水pH年均值在5.6以上；此酸雨带内的酸雨样品比东南部酸雨带样品少，2007年共24个，占全省酸雨样品总数的1.6%。
2.3时间污染特征
图5为辽宁省降水pH均值与酸雨频率月变化曲线。2007年各月辽宁省均有酸雨出现，且有9个月全省降水pH月均值低于5.6，而5月～10月的5个月期间全省共有117个酸雨样品，占全省酸雨样品总数的78%，也就是说，近80%的酸雨出现在5月～10月的降水量较大、温度较高的月份，其中8月份的酸雨频率最多，为一年中酸雨频率最高月份。这种酸雨时间污染特征同与吉林省隔渤海相望的山东省、天津市[10-12]具有高度一致性。
图6为全省降水pH均值、酸性降水pH均值和酸雨频率季节曲线。酸雨污染的季节变化规律：夏、秋季污染较重，春、冬季较轻。与我国河南、山西及南方的酸雨区秋冬季较强、春夏稍弱的季节性变化特征不同。
频率季节变化曲线
图7为全省各季节酸性样品降水pH均值分布情况。由图可见，夏季酸性降水样品的pH值出现在低值区最多，52.5%的降水样品pH≤4.5，由此造成夏季为辽宁省酸雨污染最重的季节。
2.4遥感反演分析
图8为2007年辽宁省及周边地区对流层SO2与NO2柱浓度的分布图。从辽宁省内来看，全省SO2与NO2的高浓度区在沈阳、本溪等中部地区；而最小值则出现在东部和北部的部分地区。从辽宁省外的形势来看，东南部的河北、山东、北京、天津等地SO2浓度明显高于辽宁地区。
图9是辽宁省及周边地区2007年各月对流层SO2与NO2月均浓度的分布态势。从图上可以看出，1月～4月及10月～12月在辽宁省中部SO2浓度相对较高，而5月～7月相对较低。从辽宁省外的形势来看，在省外西南和南部地区，全年各月始终存在远高于省内SO2浓度的高值区，而省外西南方向的NO2浓度也始终高于省内，尤其1月～4月及10月～12月。因此，在西南风向下，省外周边高浓度的致酸物质可能会输送到辽宁省内，形成酸性降水[13]。尤其会影响辽宁省东南沿海地区，如丹东和大连，这也是辽宁省东南酸雨带丹东和大连酸雨污染具有同步性的原因。从时间上看，从3月到9月，辽宁省的气候特征是处于西南风为主导风向的控制下，这更有利于省外东南部的高值区致酸物质的输送，也就是为什么夏秋季节辽宁省酸雨污染更严重的可能原因。
3结论
辽宁省酸雨污染虽然总体较轻，但空间分布极不平衡，呈现为2条近乎平行的西南―东北走向的带状分布：覆盖大连―丹东地区的东南部酸雨带；从西至东贯穿葫芦岛―锦州―沈阳―抚顺―铁岭中西部酸雨带；东南部酸雨带污染较重，且呈现区域性污染特征，中西部酸雨带污染较轻，且呈现局部污染特征。
酸雨污染的季节变化规律：夏、秋季污染较重，春、冬季较轻，且夏季中的8月份酸雨频率最高，强酸性降水样品出现最多。
遥感监测结果显示，辽宁省始终处于省外西南和南部致酸物质高于省内的形势中，在西南和南风为主导风向的夏秋季节，省外高浓度的致酸物质可能输送至省内，尤其辽宁省东南酸雨带受影响最大。
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生物燃料成分分析范文2
关键词:玉米芯;生物质灰;灰化温度;热解气化;灰特性
中图分类号:TK6文献标志码:A文章编号:1005－3026(2016)01－0100－05
生物质能是一种可再生的清洁能源，生物质经过热化学转化技术可获得气、液和固态的多种能源产物，经热化学转换利用后，残留的无机物质就是生物质灰，生物质灰是生物质热解气化的副产物，对生物质能利用过程产生重要影响．例如，常见生物质燃料灰的软化温度都非常低，生物质灰中的Na，K，Ca等碱金属和含氯成分，很容易对锅炉造成积灰、磨损、腐蚀、结渣等危害［1］．目前，国内外学者在生物质灰方面的研究取得了一定的成果，Scala等［2］利用SEM－EDX方法研究了生物质在流化床燃烧后的飞灰形貌及灰分组成;Labbe等［3］利用近红外光谱分析对红橡木、黄杨木和胡桃木的灰分和含碳量进行了快速测定;Teixeira等［4］研究了秸秆、橄榄枝和木材等与煤共燃飞灰的结渣特性;Vassilev等［5］对多种生物质灰的矿物组成进行了分析．米铁等［6］采用灰成分分析及X射线衍射对甘蔗渣、松木屑、花生壳等生物质灰特性进行了研究;欧阳东等［7］对稻壳灰的显微结构及形态进行了研究．玉米是中国主要的农作物之一．在以玉米芯为燃料的生物质气化系统中，玉米芯气化灰很容易与焦油黏结，造成生物质气化设备堵塞，腐蚀管道，可能引起燃气泄漏，进而引发火灾、爆炸和中毒等．本研究以玉米芯气化灰为例，研究玉米芯灰的理化特性，以期为优化除灰降尘技术、提高燃气净化率和设备利用率奠定基础，也为热化学转化后的玉米芯灰的综合利用提供指导．
1实验部分
1.1实验原料
选用沈阳辽中县黄土坎村生物质气化站的玉米芯为原料制取生物质灰，并于生物质气化站现场旋风除尘器底部采得玉米芯气化灰．为了确定不同灰化温度对生物质灰理化特性的影响，参照国家煤灰分量分析标准(GB/T212—2001)和美国ASTM制定的生物质灰分标准中的规定温度，将玉米芯置于马弗炉中，分别在600℃和815℃下制取玉米芯灰，保温时间对应相应标准要求的时间．试样的工业和元素分析如表1所示．
1.2实验设备和实验内容
采用德国蔡司公司的UltraPlus型场发射扫描电镜和X射线能谱仪分析灰形态和元素组成;采用济南微纳公司的Winner99显微颗粒图像分析仪分析灰粒度;采用日本理学公司的ZSX100e型X射线荧光谱仪进行成分分析;采用荷兰帕纳科公司的X’PertPro型X射线衍射仪研究灰的微晶结构;利用江台市双宇电炉厂的SX2－15－12型马弗炉灼烧制灰．
2结果及讨论
2.1气化站玉米芯飞灰的微观形态及能谱分析
利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)联用技术直观地观察了气化站玉米芯飞灰微观形态特征，分析了其主要组成元素及其质量分数，所测得谱图如图1所示，元素分析结果见表2．结合图1和表2得出以下结果:1)玉米芯在气化炉内经热解气化后的飞灰样品中的主要元素为K和Cl，其余为C，O，Na，Mg，Si和P．由此推测玉米芯飞灰表面可能含有大量KCl，玉米芯飞灰中含较多的K元素，因而可以考虑其灰分的综合利用，如制作肥料，玉米芯灰中含量较高的氯元素还可以促进含钾化合物的流动性．2)碱金属元素Na的含量远低于K的含量，这与Wigmans等［8］研究碱金属固留问题时得出的结论一致．这可能是因为在焦炭燃烧过程中，大量的K和C相结合，造成K元素较难挥发，而Na2O，NaCl等含Na的化合物则较易挥发．3)玉米芯灰中含有大量的碱金属和氯元素，而碱金属含量和氯含量越高，其生物质灰熔点越低，致使燃料更易积灰结渣．通过实验观察了玉米芯灰粒的表面扫描电镜图像，如图2所示．从图2看出，玉米芯灰粒的形态各异，以不规则形态居多，而且电镜扫描图像显示，玉米芯灰中存在明显的大颗粒渣块，说明部分玉米芯燃烧不充分，灰中仍有少量可燃物成分，如未燃尽的炭粒等，这在能谱分析玉米芯灰元素组成时也检测到了部分碳元素的存在．
2.2灰化温度和保温时间对灰分量的影响
为了研究不同灰化温度和灼烧时间对灰分量造成的影响，将适量玉米芯试样分别在600℃下灼烧2和4h，在815℃下灼烧2，4和6h，灼烧完毕后取出称重，并对其进行拍照观察，得到不同灰化温度和保温时间下的灰分量，见表3．由表3可知，相同保温时间下，600℃的灰分量明显比815℃时高，这是因为600℃的灰化温度太低导致生物质燃烧不充分，灰中还含有一定量的可燃物成分;而且相同灰化温度下，保温时间越久，生物质燃烧越充分，并且许多以有机物形式存在的无机元素更容易挥发，说明灰化温度越高，保温时间越久，玉米芯灰的灰分量越低．不同条件下玉米芯灼烧后的形貌对比如图3所示．从图3看出，在815℃下灼烧2h的玉米芯灰的结渣现象比600℃下灼烧2h得到的玉米芯灰的结渣现象明显，而且随着保温时间的增加，灰分越来越少，这可能是高温下无机盐蒸发所致．2.3灰化温度对玉米芯飞灰粒度的影响先将玉米芯置于马弗炉中，分别在600℃和815℃下制取玉米芯灰，保温时间对应相应标准要求的时间．将灰样经0.174mm筛子过筛，利用Winner99显微颗粒图像分析仪分别对600℃和815℃玉米芯灰进行粒度分析，结果如表4所示．分析表4可知，815℃的玉米芯灰的中位径为8.2μm，而600℃灰的中位径为14.3μm，且815℃灰总体的比表面积远大于600℃灰，这说明灰化温度越高，颗粒的粒度越小，在气化设备中越容易积灰，对于除灰降尘工作更难．
2.4灰化温度对灰分组成的影响
利用X射线荧光谱仪分别对600℃灰和815℃灰进行成分分析，结果见表5．由表5可知，不同温度下的玉米芯灰的无机物质的含量不同．600℃灰和815℃灰成分中主要的碱金属元素是钾和钠，热解过程中钾和钠都具有很高的移动性。进一步分析表5得出:1)碱金属K和Na的含量随着灰化温度的升高而降低，且815℃灰化温度下K的蒸发量高于Na，这是由于Na可与SiO2反应生成Na2SiO4，降低了Na元素的蒸发量．2)灰化温度升高，氯元素含量明显降低，这与Scott等［9］得出的结论一致．氯在植物生长中主要以氯离子形式存在，具有高度挥发性，热解过程中，氯会优先与钾、钠等构成活泼的碱金属氯化物，如氯化钾、氯化钠等．3)Ca，Si的含量在不同灰化温度下未见明显变化，这是因为生物质中的含钙化合物具有很高的稳定性，在热解过程中不易挥发，而硅为惰性元素，经过热解几乎全部在残留物质中．
2.5灰化温度对灰晶相结构的影响
采用荷兰帕纳科公司生产的X’PertPro多晶X射线衍射仪对灰样进行测试，衍射参数如下:Cu靶Kα射线源，Ni滤波，衍射波长λ=0.1540598nm，扫描角度2θ=5°～90°，扫描步长0.033°，工作电压40kV，电流40mA，扫描速度4°/min．X射线衍射分析结果如图4所示．从图4看出，在玉米芯灰的XRD图中主要存在如下结晶相:KCl(2θ=28.32°，38.67°，40.46°，43.28°，50.16°，66.36°);K2SO4(2θ=29.12°，30.88°，32.65°);KHCO3(2θ=29.58°，34.32°，58.77°);Na2CO3(2θ=50.20°，54.87°);KAlSiO4(2θ=15.37°，36.89°);SiO2(2θ=22.36°，27.45°，60.02°，68.20°);KAlSi2O6(2θ=24.56°，33.67°);CaCO3(2θ=21.30°)．对于600℃的灰，815℃灰的XRD形状与其基本相同，但结晶相的强度减弱，说明灰化温度不同，物相转移对于灰中矿物质组分性质的影响也不同．KCl的衍射峰强度明显减弱，说明600℃以上，玉米芯气化过程中排放K的主要形式是KCl，高温蒸汽压升高是造成KCl进入气相的主要途径，这对设备造成的腐蚀不容忽视．
2.6玉米芯灰的结渣特性研究
基于灰成分的灰结渣特性的判别指标主要有碱酸比、硅铝比(m(SiO2)/m(Al2O3))、硅比和碱性指数等［10］，这些判别指标在一定程度上预示了灰的结渣倾向．参照文献［10］中的积灰、结渣特性判别指标的计算公式，基于灰成分对600℃和815℃的玉米芯灰的结渣特性进行研究，判别结果见表6．从硅比判别指标来看，600℃灰大于66.1且小于78.8，属于中等结渣，815℃灰小于66.1，结渣程度严重;而从碱金属含量、碱酸比、硅铝比和灰玷污指数Hw指标来看，600℃和815℃下的灰的结渣特性相似，这说明灰化温度对玉米芯灰的结渣特性影响不明显．
2.7不同灰化温度下玉米芯灰的灰形态分析
利用UltraPlus型场发射扫描电镜对灰的形态进行观察，结果如图5所示．对比观察图5a和图5b得出:1)不同灰化温度下玉米芯灰的表面形态存在显著差异．灰形态各异反映出生物质中无机元素存在形式的复杂性．从图5a看出，玉米芯灰中有许多凸起，这主要是因为组成生物质灰的硅铝元素主要以玻璃体形式存在生成石英结构．2)玉米芯在600℃低温灰化时，灰表面存在大量熔点较低的碱金属盐，使灰表面易发生黏结，吸附小颗粒，形成一些较大的团聚体或絮状物，而观察图5b发现，在815℃时玉米芯灰发生软化变形，絮状物减少，冷却后的灰粒表面呈现许多规则的近似圆球状的熔融小颗粒．
3结论
1)生物质气化站玉米芯飞灰中存在明显的大颗粒渣块，说明玉米芯气化燃烧不充分，灰中仍有少量可燃物成分，如未燃尽的炭粒等．2)灰化温度越高，保温时间越长，灰分量越低;815℃和600℃灰的中位径分别为8.2μm和14.3μm，且815℃灰的比表面积远大于600℃灰，说明灰化温度越高，灰粒的粒度越小．3)灰化温度升高，碱金属和氯含量明显降低．X射线衍射谱图表明，815℃玉米芯灰的KCl的衍射峰强度明显减弱;灰化温度对玉米芯灰的积灰、结渣特性的影响规律不明显．4)600℃玉米芯灰的表面存在较多凸起，而815℃时灰表面发生软化熔融，絮状物减少，呈现许多形状规则的近似圆球状的熔融小颗粒．
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生物燃料成分分析范文3
关键词：生物质锅炉；水冷壁；高温腐蚀
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.003
1 前言
某公司锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司设计生产的秸秆直燃炉排炉，为国内第一台高温高压秸秆炉排炉。烟气流向采用四回程“M”型，锅炉布风由两部分组成：一次风从二侧墙炉排下各分三个风管送入风室，再经过炉排上的风孔进入炉膛。风室中有隔板分隔成六个独立的风室，进风管上设有调节挡板，可根据燃料和燃烧情况进行调节。二次风布置在前、后墙炉拱处，在炉排的上方，前墙布置了三层二次风，后墙布置了三层二次风。二次风管上装有可调风门。锅炉自2008年6月投入商业运行，经过5年多的运行，锅炉受热面已有不同程度的减薄。
2 锅炉腐蚀情况
从锅炉历年生产情况可以看出，随着机组利用小时的增加，锅炉满负荷运行的时间越来越长，炉膛温度长期850℃--950℃之间运行，火焰中心正对着后墙水冷壁。2012年6月后墙水冷壁第一次出现泄漏，检查发现壁厚在3.0mm左右，已接近水冷壁管的极限值。
从后拱拱尖水冷壁测厚记录看出，后墙水冷壁中间区域腐蚀速度较快，两侧腐蚀速度较慢，2012年更换以后，2年内管壁减薄了大约2mm，腐蚀速度大约为1mm/年，但在后拱三通向上，正对火焰面处最薄只有2.3 mm左右，腐蚀速度达到1.3mm/年。
2014年对水冷壁检查时发现水冷壁腐蚀减薄严重，同时检查发现炉膛火焰中心区域四周水冷壁均存在严重减薄现象，水冷壁表面覆盖一层坚硬的腐蚀产物，有的如琉璃状，有的铁锈状，水冷壁管表面可以看到腐蚀层成片剥落的明显痕迹。
对水冷壁测厚发现，炉膛火焰中心四周部位水冷壁管减薄严重，各墙角部位减薄稍低，即减薄中间多两侧少的特点。自炉排面向上至屏过人孔门处均有不同程度的减薄，高度从炉排面上方2m（标高8m）至屏过人孔门处（标高17m），在左右侧墙拱尖上下4米区域尤为严重，最薄处仅有3.0mm，而屏过上方水冷壁高温腐蚀不明显；而侧墙水冷壁管原始厚度为7mm。
3 原因分析
水冷壁外壁腐蚀有三种类型，一种类型是硫酸盐型，一种类型是硫化物型，一种类型是氯化物型。水冷壁的高温腐蚀通常是由这三种类型腐蚀复合作用的结果。
生物质燃料的成分复杂，通过对燃料化验分析得出，燃料可燃成分中硫分较低、Cl含量较高，还含有K、F等。灰成分中K、Na含量高，Mg含量高，铝成分较低。对管外腐蚀垢样进行了元素成分分析，腐蚀垢样中铁含量为53.11%，钾18.97%，氯18.58%，由此判断管外腐蚀垢样的主要成分为氧化铁和氯化钾。铁被通过某种方式从管子往管外垢层输送，垢样中氯化钾是由烟气中夹带的熔化或半熔化状态下的碱金属氯化物灰粒接触到水冷壁凝结下来，并在水冷壁上不断生长、积聚而成，沉积物对管子造成严重的腐蚀。
对水冷壁腐蚀的垢样成分进行分析，可确定为碱金属氯化物的熔融腐蚀。水冷壁腐蚀外观表现外壁氧化膜破裂剥落，腐蚀沿着晶界向内延伸。受热面的腐蚀主要为沉积物中碱金属氯化物的高温熔融腐蚀，氯在腐蚀过程中并未被消耗，而是起到催化剂的作用在高温沉积物中循环作用，造成比较严重的高温腐蚀。
在生物质燃烧过程中，大量的氯、硫元素与挥发性的碱金属元素以蒸气形态进入到烟气中，通过反应形成微米级颗粒的碱金属氯化物，凝结和沉积在温度较低的高温受热面管壁上。凝结和沉积在管子外表面的碱金属氯化物与金属表层的氧化膜发生氧化还原反应，氯化铁在管壁垢层温度高于315℃时发生气化，向烟气侧扩散，导致金属表层的氧化膜脱落；暴露出来的管壁金属铁和烟气中的氧进行氧化反应，生成新的氧化膜。反应过程周而复始，使得受热面管壁的厚度不断减少。
碱金属硫酸盐化学反应中会产生氯气的过程发生在积灰层，在靠近金属表面会聚集浓度非常高的氯气，其浓度远高于烟气中的氯气。在整个腐蚀过程中，氯元素起到了催化剂的作用，将铁元素从金属管壁上置换出来，金属氧化物连续沉积，形成多孔疏松的腐蚀膜，最终导致了严重的腐蚀。
硫化物型腐蚀主要发生在火焰冲刷管壁的情况下，这个腐蚀过程在350℃及其以上温度时进行得很迅速，这恰是高压锅炉水冷壁的温度范围。受炉型限制，在炉拱下方区域为火焰中心，烟气温度较高，软化的灰粘度加大，极易吸附在周围的水冷壁管上，形成强碱性灰垢，使周围烟气温度居高不下，烟气里的灰周而复始的黏附，形成大片腐蚀焦挂在水冷壁上，管壁表面的Fe2O3氧化膜被复合硫酸盐破坏，更加剧了腐蚀速度。
4 目前已采取的措施
针对水冷壁腐蚀严重的现象，公司邀请专家们现场查看，通过取样分析，认为要完全消除高温腐蚀还不太可能，只能采取一些措施延缓高温腐蚀的速度。
（1）维持薄料层，对炉排振动速率进行优化调整，适当增大振动频率，减轻炉排振动幅度；（2）对炉膛出口烟气O2浓度控制进行适当优化，提高燃料的燃尽率，降低炉膛烟气温度水平；（3）提高一、二次风气流速度，破坏氯气的高浓度聚集；（4）对明显存在高温腐蚀区域的水冷壁管更换为合金钢管；（5）提高水冷壁材质，将前后墙、侧墙水冷壁腐蚀段水冷壁材质由20G提高至15CrMoG。
5 计划采取的措施
（1）对向火面进行防磨防腐喷涂；（2）添加碱金属阻垢剂，抑制低熔点的碱金属氯化物（KCl和NaCl）的生成，形成高熔点的碱金属复合盐，减少碱金属氯化物和碱金属氧化物向烟气中析出；（3）在燃烧室前后墙向火面敷设耐火浇注料，避免高温烟气与水冷壁管直接接触，降低水冷壁管表面温度。
参考文献：
[1]江苏国信如东生物质发电有限公司编著.《集控运行规程》，2014修订版[S].
[2]祝燮权编著.实用五金手册[K].上海：上海科学技术出版社（第7版），2006.
[3]孙风平编著.生物质锅炉燃烧技术及案例[M].北京：中国电力出版社，2014.
生物燃料成分分析范文4
生物质热解液化制取液体燃料
成果介绍及技术指标：生物质主要指秸秆、谷壳、速生林和林业加工废弃物等，据估计我国资源总量不低于10亿吨/年，其中各类秸秆和谷壳的年产量不低于7亿吨，约合2～3亿吨石油当量。生物质能源的特点是可再生和与环境友好，它除了直接使用之外，还可以采用热降解和生物降解的措施转化为液体燃料。
生物质热解液化是在完全缺氧或有限供氧的情况下使生物质受热主要降解为液体产物生物油的一种技术。影响生物质热解液化四个主要参数分别是加热速率、反应温度、气相滞留时间和冷凝收集。
该项目采用快速流化的方式使生物质与热载体在反应器内实现良好的热量交换，并通过特殊的结构设计和自制的催化剂，使生物质能够高效洁净地转化为生物油，生物油产率按质量计算最高可达70%。
该生物油呈棕褐色，是含氧量很高的复杂有机混合物，其有机物种类有数百种之多，从属于数个化学类别，几乎包括了所有种类的含氧有机物诸如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。不同生物质制取的生物油在主要成分的含量上大都比较相近，因而可以容易地混合在一起。生物油的密度比水大，约为1.2×103kg/m3。生物油的粘性与热值与其含水率的高低有很大关系，当含水率为25%时，其动力粘性系数和高位热值分别约为60cP和18MJ/kg。
生物质气气化合成二甲醚液体燃料
项目简介：在固定床或循环流化床中将生物质气化，变成H2、 CO、 CO2等组分，然后经过气体净化，在重整反应器中和沼气一起在催化剂的作用下进行重整来调整H2、 CO的比例，同时降低二氧化碳的比例，使之适合于合成二甲醚。然后气体经过压缩进入二甲醚反应器。在催化剂的作用下合成二甲醚。该套技术已经申请了国家发明专利。
二甲醚（简称DME,CH3OCH3）是一种清洁的燃料与化工产品，有很大的市场。液化二甲醚可以完全替代液化石油气（LPG），与LPG相比具有无毒无臭、不易爆炸、热效率高、燃烧彻底、无污染等特点，因此，DME作为LPG的替代品在中国特别是农村有巨大的潜在市场。作为清洁燃料DME可以替代柴油用作发动机燃料，十六烷值达55，与柴油热效率相同，DME不会产生黑烟和固体颗粒，NOx排出量大大减少，是很有前途的绿色环保型发动机燃料。
该项目采用的以生物质废弃物（包括木粉、秸秆、谷壳等）作为原料，通过催化裂解造气作为气头的新工艺，目前还未见报道。DME的合成也采用先进的一步法合成工艺，该方法作为应用基础研究最近几年才在国际上展开。广州能源研究所在世界上首先实现了在小型装置上由生物质一步法合成绿色燃料二甲醚的连续运行。将该技术进行产业化推广可以解决缓解广东省液化气日益紧张的形势。
生物柴油
技术(产品)用途介绍：生物柴油，又称燃料甲酯，是由甲醇或乙醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应，利用甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基，将甘油基断裂为三个长链脂肪酸甲酯，从而减短碳链长度，降低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，达到作为燃料使用的要求。生物柴油的主要成分是软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和与不饱和脂及酸同甲醇或乙醇所形成的酯类化合物。由于可再生，无污染，因此生物柴油是典型“绿色能源”。其性能与0#柴油相近，可以替代0#柴油，用于各种型号的拖拉机、内河船及车用柴油机。其热值约1万大卡/Kg，能以任意比例与0#柴油混合，且无需对现有柴油机进行改动。
目前，生物柴油的主要加工方法为化学法，即采用植物油（或动物油）与甲醇或乙醇在酸、碱性催化剂作用下酯交换，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。但化学法合成生物柴油有以下缺点：
（1）工艺复杂，醇必须过量8倍以上，后续必须有相应的醇回收装置，能耗高；
（2）色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下，容易变质；酯化产物难于回收，成本高；
（3）生成过程有废碱液排放；
（4）不能处理废油脂,因为废油脂含有大量的游离脂肪酸，容易和催化剂碱形成皂角，很难分离皂角。
为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即动植物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小，无污染物排放等优点。目前酶法主要问题：
（1）脂肪酶成本较高，酶使用寿命短；
（2）副产物甘油和水难于回收，不但形成产物抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。
生物质制取液体燃料技术
技术简介:生物质是一种CO2零排放的可再生能源。传统的生物质利用方式不仅低效而且排放的未完全燃烧碳氢化合物有害健康，例如秸秆就地焚烧严重污染环境。开发高效清洁的生物质利用技术至关迫切。生物质的特点为能量密度低、挥发分含量高、氧含量高。从生物质制备液体燃料可缓解中国日趋紧张的汽车油料。由于组成生物质的纤维素、半纤维素和木质素转化特性不同，单纯的生化或热转化工艺均难以高效利用生物质。将这两种方法结合在一起的工艺可望得到良好效果。根据生物质的组成和成分特点，利用分级转化原理，我所已开发出生物质生化－热转化综合工艺。
生物质生化－热转化综合工艺思路为：秸秆经过汽爆先得到木糖，汽爆残余再经固体发酵转化为乙醇，发酵残渣在循环流化床中快速热解制取生物油，半焦燃烧供热。本课题组与本所生化国家重点实验室合作，利用快速热解从生物质发酵渣获得生物质热解油品。由于生物质发酵过程中脱掉了大量的成灰元素，生物油的产率明显提高。本项目利用小试装置和5kg/h循环流化床快速热解反应器，进行了不同生物质、发酵渣、脱灰生物质的快速热解制备生物油的试验；利用TG-FTIR进行灰分对热解动力学影响的实验。
该项目研究了生物质种类、成灰元素对生物油产率、性能的影响；研究了循环流化床热解生物质的流体动力学；利用能量最小和多尺度模型研究了生物质热解反应器的流动结构；在5kg/h 规模的循环流化床中进行了生物质快速热解实验。结果表明，生物热解油的产率随灰分减少而增加；利用生物质综合处理工艺可大幅度提高生物油产率，产率达65%左右。
未来应用领域的初步预测：
生物质热解油可与化石柴油混合作燃料油；生物质热解油可和氨反应生产缓释肥料；生物质热解油可和石灰反应生成生物石灰，用于脱硫脱硝；生物质热解油可和醇反应生产燃料助剂或风味化学品；此外，生物质热解油可制成粘结剂，可制氢和气化生成合成气。
生物质能高效利用
项目研究内容介绍：中国科学院百人计划项目。从生物质制备清洁燃料为目标，从生物质的组成与结构分析到研究生物质制备清洁燃料的工艺和催化剂，进行生物质能高效利用的应用基础研究，为进一步开发提供理论指导。
具体包括以下几个方面：1．生物质组成与结构的研究；2．生物质制差工艺与催化剂的研究与开发；3．生物质组分分离方法研究；4．生物质直接液化工艺及产物分离方法的研究；5．生物质间接液化制甲醇、二甲醛及燃类的工艺与催化剂研究；6．以上过程涉及性的反应工程分离过程的研究。
生物质制取液体燃料技术
研究内容:生物质是一种CO2零排放的可再生能源。传统的生物质利用方式不仅低效而且排放的未完全燃烧碳氢化合物有害健康，例如秸秆就地焚烧严重污染环境。开发高效清洁的生物质利用技术至关迫切。生物质的特点为能量密度低、挥发分含量高、氧含量高。从生物质制备液体燃料可缓解中国日趋紧张的汽车油料。由于组成生物质的纤维素、半纤维素和木质素转化特性不同，单纯的生化或热转化工艺均难以高效利用生物质。将这两种方法结合在一起的工艺可望得到良好效果。根据生物质的组成和成分特点，利用分级转化原理，我所已开发出生物质生化－热转化综合工艺。
生物质生化－热转化综合工艺思路为：秸秆经过汽爆先得到木糖，汽爆残余再经固体发酵转化为乙醇，发酵残渣在循环流化床中快速热解制取生物油，半焦燃烧供热。本课题组与本所生化国家重点实验室合作，利用快速热解从生物质发酵渣获得生物质热解油品。由于生物质发酵过程中脱掉了大量的成灰元素，生物油的产率明显提高。本项目利用小试装置和5kg/h循环流化床快速热解反应器，进行了不同生物质、发酵渣、脱灰生物质的快速热解制备生物油的试验；利用TG-FTIR进行灰分对热解动力学影响的实验。
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太阳能风能光能助阵奥体中心做节能文章
据介绍，济南奥体中心“一场三馆”采用独具特色的东荷西柳造型，“柳叶、荷花”的建筑理念在让奥体中心美观独特的同时，也形成独具特色的外遮阳系统，遮阳系数约为0.4―0.7，不仅能够大大减少空调能耗，还可防止眩光的产生。
此外，充分应用自然采光也是奥体中心节能的主要方式之一。通过围护结构控制进入内部光线的强度，达到理想的照明效果，并有效防止眩光。在各场馆立面、屋顶设置了大量采光窗，并根据地势设置了大量通风采光天井，尽量增大自然采光的面积。
游泳馆的淋浴用水由太阳能热水系统供应，在屋顶设有约670平方米的承压式热管太阳能集热器，通过高位冷、热水箱保证热水的稳定供给。太阳能光电技术也融入景观设计中。路灯、景观照明的庭院灯、草坪灯利用太阳能光伏发电技术提供电源，安全、环保，节省电力资源。
与此同时，节能专家建议采用CFD（流体力学分支）的数值分析，确定合理的通风口位置及开口大小，有利于形成较好的自然通风效果。在天气适宜的时候，利用自然通风把场馆内的热负荷带走，从而提高室内舒适度，有效减少能源消耗。
过渡季节奥体中心可尽量利用新风，进行全新风运行，减少空调的运行。冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源――新风，减少能源的浪费。
分层空调置换通风大空间冷热两重天
奥体中心内“一场三馆”承担多项室内比赛任务，如篮球、游泳等。如何让这些大空间室内场馆既温度适宜，又不会过于消耗能源，专家也提出了针对性方案。
所有空调设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。
水蓄冷技术也在考虑之中，采用水蓄冷的集中能源中心方式，可在用电低谷期利用水作为介质制冷储存能量，然后在用电高峰期释放能量，缓解用电紧张，提高能源利用效率，充分利用峰谷电价，节省运行费用。经测算，水蓄冷运行费比常规制冷可节约203.45万元／年。
在大空间的节能上，专家也有高招，采用分层空调和置换通风，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满足有效区域的舒适度。
譬如，专家通过CFD方法对大空间的空调气流组织进行了分析，游泳馆空调比赛区空间温度可以被控制在28℃到29℃之间。室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度达到40℃以上，“冷热两重天”。
三种方式取暖首选集中供暖
济南奥体中心在设计时，就考虑到了建筑的节能。由于冬天有很多比赛，奥体中心用集中供暖、太阳能和地热三种方式来取暖。其中，集中供暖将是最主要的取暖方式。
根据计划，济南市将在燕山新区A地块，建设奥体中心的配套服务中心，来为整个奥体中心服务。这里将安装大型的采暖设备，该设备将接收市区供来的蒸汽，转换成热水，集中送到济南奥体中心各场馆内。各场馆也将全部采用地板供热，暖气设备都安装在地板下面，这种取暖方式不仅节能，而且节约建筑空间，节省采暖成本。
为了节能，济南奥体中心“一场三馆”的供暖都是单独控制的，用时打开阀门，不用时就可关掉。目前，济南市正在对奥体中心地板供热系统进行招标，待确定施工单位后，就可随着内外装饰进行全面施工。
在体育馆、游泳馆内，还安装了太阳能，这些太阳能可直接转换成热量，供给两大场馆，游泳馆的部分热水也可以用太阳能来转换。在体育场内还设计了地热取暖，这种方式造价比较高，主要是用来保证草皮的生长。
新型能源布满奥运场馆
据悉,奥运工程采用新型能源项目共有34项,先进热回收空调技术13项,先进能源利用技术22项。奥运工程采用新型清洁能源利用项目共69项,包括光电、光热、各种地热能、污水热能,风能等可再生能源的利用。
网球中心、北京大学体育馆等9项工程均采用了地热、地源或水源热泵系统。仅在奥运村,热泵技术的应用就将比普通中央空调节约电能15％至20％,每年节电34万度；国家体育场、五棵松篮球馆、奥林匹克森林公园中心区等7个工程采用了太阳能光伏发电技术；北京射击馆、老山自行车馆、奥运村和媒体村等10个工程采用了太阳能光热技术。
北京是水资源严重紧缺的城市。充分利用中水(污水经处理后获取的非饮用水)、高水平处理污水、尽量收集雨水……北京市在场馆建设中通过一系列工程措施和技术手段节约水资源。北京市"2008"工程建设指挥部负责人介绍,所有奥运场馆都采用了中水利用技术,国家游泳中心、奥运村、奥林匹克森林公园等5项工程建设了高水平的污水处理系统,国家体育场、丰台垒球场、国家会议中心等15项新建工程建设了高水平的雨洪利用系统,将充分利用雨洪水资源回灌和涵养地下水。
奥运村太阳能热水系统在奥运会期间可以为16800名运动员提供洗浴热水,奥运会后,将供应全区1868户6000名居民的生活热水需求,年节电达到1000万度、节煤2400吨。
奥运工程采用的61项先进空气处理技术,涵盖了热回收空调、自然通风、室内空气节能处理与净化等；绿色节能照明技术48项、节能建筑维护结构38项。这些都将在一定程度上节约能源,体现了"绿色奥运"的理念。
清洁能源包括地热能、风能、太阳能、生物质能、水能、海洋能等多种能源,北京市目前主要利用的是太阳能和地热能。其中地热能更是以其具有清洁环保、高效节能、可再生、技术成熟等优点,成为了北京2008年奥运会大力发展能源之一。在北京市出台的一系列规划、计划、发展纲要和补贴政策中,均重点提出了大力发展地热能,根据《北京奥运行动规划》提出的目标和任务,为实现"绿色奥运"的理念,提高城市可持续发展能力,北京市政府制订的《生态环境保护专项规划》中提出:要大力发展可再生能源,开发地热资源,2007年全市地热、地温供暖制冷面积达到500万平方米。《北京城市总体规划(2004年~2020年)》中第124条提出:因地制宜地发展新能源和可再生能源；积极发展新能源,推广热泵技术,推进浅层地热、风力发电、太阳能发电等能源新技术产业化进程；鼓励利用垃圾、污泥进行发电和制气。
北京08年奥运会将用上风电绿色能源
截止2007年年底，张家口市风电装机容量将新增20万千瓦。张家口市风电总装机容量达到42万千瓦，成为全国最大风力发电市，为北京奥运会提供充足的绿色能源。
张家口市位于华北平原与内蒙古高原之间，常年劲风不断，是全国少有的风能集中区，具有建设700至800万千瓦的风电场资源，坝上可建2至3个百万千瓦的风电场。在当地人印象里，坝上的风一直是一大公害。如今，张家口市变劣势为发展优势，紧紧抓住北京办绿色奥运的时机，把开发风电资源作为建设北方能源基地和增强县域经济实力的重要举措，科学充分利用风力资源，大力开发绿色清洁能源。
据悉，全国各地的客商也看到了风电的发展前景，纷纷抢滩“风电”资源项目，目前，北京、天津、河北、山东、湖北等19家客商累计签约的风电项目总装机容量达1200多万千瓦，占全国2020远景规划的60％多。到2010年，张家口市将累计投资180亿元，新增风电装机容量200万千瓦。这些项目建成后，不仅将大大缓解华北地区用电紧张的局面，而且将为北京输送大量绿色能源。
我国研制出系列燃料电池车服务08北京奥运会
在科技部的支持下，我国燃料电池车取得长足进展，已研制出具有自主知识产权的燃料电池大客车、小轿车、自行车和助力车等。
据中国可再生能源学会氢能专业委员会主任委员毛宗强教授介绍，我国最新的燃料电池大客车造价已经下降到300万元人民币，不到国外同类产品价格的五分之一，初具竞争力；我国自行研制的“超越3号”氢燃料电池小轿车，去年在巴黎举行的“清洁能源汽车挑战赛”中，取得了4“A”、1“B”的优异成绩，并完成了120公里的拉力赛；2008年北京奥运会期间，我国自制的燃料电池汽车将参与服务运营。
大力发展氢能燃料电池汽车是我国汽车工业不可多得的机遇。目前，国际汽车界投入氢燃料汽车的资金已超过100亿美元。
太阳能技术为青岛奥帆中心供能
青岛奥林匹克帆船中心根据青岛地区的光源、光辐射特点，结合帆船中心建筑特点和建筑使用功能要求，充分考虑太阳能与建筑的完美结合，将国际上先进高效的太阳能技术与区域市政热力管相结合，将板式集热器分别与弧形屋面、平面屋顶相结合，运用可靠的控制系统，在后勤保障中心和运动员中心设计应用了两套太阳能系统。
后勤保障中心建筑面积5800平方米，采用太阳能吸收式空调系统，使用集热器面积638平方米，成功实现了夏季制冷、冬季采暖和全年提供生活热水，系统预计每年可节电47.3万度。运动员中心建筑面积16613平方米，使用集热器面积666平米，利用太阳能为其所拥有的300平方米游泳池和洗浴提供热水。预计节电每年44万度。同时，由于集热器为后勤保障中心屋顶提供了阴凉，也减少对制冷量的需求。两套太阳能系统建设投资约1100万元，一年节电约90万度，按每度电0.78元计，一年可节省70万元，十五年即可收回投资。这在全国也属于领先位置。
太阳能景观灯和风能路灯是奥帆中心的又一大景观。这里共安装了168盏太阳能灯和41盏风能路灯，不仅绿色环保，到了夜间更是青岛海岸线上一道耀眼的风景。在风能资源丰富、独特的主防波堤建设安装了41盏风能灯，每盏灯14000元，总投资57400元，每盏可供55瓦钠灯每天照明8小时，每年节电6570度。以上项目建设完成后，在取得显著的节能效益的同时，还具有良好的环保效益。有趣的是，按照设计，风速达到每秒3米时，风能路灯顶部的风车就会转起来，而开展帆船比赛的风速下限也是每秒3米，当风车转起来的时候，观众就知道可以进行比赛了。
生物质废弃物催化气化制取富氢燃料气
近年来，关于生物质废弃物的热化学处理已引起了越来越广泛的注意。氢气是生物质热化学处理中得到的高品位的洁净能源。由于氢在燃料电池及作为运输燃料在内燃机中的广泛应用，从生物质气化中制取氢气已引起了很多国家的研究兴趣.在生物质气化制氢过程中，低温下焦油的生成是影响燃气质量和氢含量的一个重要因素，因此高温、水蒸气气化以及加催化剂等气化工艺是改善燃气质量的有效措施.生物质气化技术在国内外已得到了相当广泛的研究，而对生物质气化过程中使用催化剂的研究还比较少.在生物质气化过程中使用催化剂，可以有效改善气体品质，促进焦油裂解，本文就目前生物质催化气化在国内外的研究情况作一些讨论。
1. 生物质催化气化制氢概况
从总体上来说，生物质催化气化制氢的研究在国内外还处于实验室研究阶段，我国在这方面的研究比较薄弱，国外的研究主要集中在美国、西班牙、意大利等国家。
意大利L'Aquila大学的Rapagna等利用二级反应器(一级为流化床气化反应器，一级为固定床催化变换反应器)进行了杏仁壳的镍基催化剂催化气化实验，其制得的产品气中氢气体积含量可高达60%。美国夏威夷大学和天然气能源研究所合作建立的一套流化床气化制氢装置在水蒸气/生物质的摩尔比为1.7的情况下，可产生128g氢气/kg生物质(去湿、除灰)，达到了该生物质最大理论产氢量的78%。
2. 生物质催化气化典型流程
生物质催化气化系统主要包括两大部分，一是生物质气化部分，在流化床气化炉(或其它形式的气化炉)内进行;一是气化气催化交换部分，在装有催化剂的固定床内进行。生物质废弃物由螺旋进料器进入预热过的流化床，在流化床内发生热解反应产生热解气和焦炭等，热解产物再与从底部进来的空气或水蒸气等发生化学反应产生气化气，气化气从流化床上部进入旋风分离器，将炭粒分离，然后进入焦油裂解床(通常为白云石)，进行焦油的初步催化裂解，经焦油裂解后的气化气再进入通常装有镍基催化的固定床内进行进一步的催化裂解及变换反应。
3. 生物质气化过程中发生的主要化学反应
生物质在气化过程中发生热解反应、燃烧反应及气化反应，在热解反应中，生物质被裂解为焦炭、焦油和燃气，部分焦油在高温条件下继续裂解为燃气.在燃烧反应中主要发生碳氢化合物和CO的氧化反应。在气化反应中主要发生碳氢化合物和CO的水蒸气气化反应，显而易见，这是增加燃气中氢气含量的一个重要途径。
可以看到，在生物质气化过程中发生的化学反应复杂，研究其中每个化学反应的发生程度及其相互影响关系，进而设计催化剂，促进目的产物的产生是比较困难的，目前国内外大多是采用商业蒸汽重整催化剂及天然矿石等。
4. 影响燃料气组成和焦油含量的主要因素
（1）气化介质生物质。气化介质一般为空气(氧气)、水蒸气或氧气和水蒸气的混合气。气化介质的选择可以影响燃料气的组成和焦油处理的难易。Corella等认为在其它条件相同且采用白云石作催化剂时，以水蒸气或水蒸气和纯氧的混合物作为气化介质与以空气作为气化介质相比，前者在气化过程中产生的焦油更容易裂解。
焦油的成分非常复杂，可以分析出的成分有100多种，还有很多成分难以确定;主要成分不少于20种，大部分是苯的衍生物及多环芳烃;其中含量大于5%的大约有7种，它们是:苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚，其它成分的含量一般都小于5%，而且在高温下很多成分会分解。对大部分焦油成分来说，水蒸气在其裂解过程中起到关键的作用，因为它能和某些焦油成分发生反应，生成CO和H2等气体，既减少炭黑的产生，又提高可燃气的产量。
（2）催化剂应用及催化转化反应机理研究。将催化剂用于生物质热解气化主要有三个作用:一是可以降低热解气化反应温度，减少能耗;二是可以减少气化介质，如水蒸气的投入;三是可以进行定向催化裂解，促进反应达到平衡，得到更多的目的产物.在催化剂应用过程中，考虑到催化剂的机械强度及使用寿命等问题，一般将生物质气化和催化交换设在不同的反应器。但另设一固定床催化反应器，既增加了系统阻力，又增加了投资成本;如将生物质气化和催化交换设在同一反应器，就对催化剂的活性、耐温性能、机械强度及使用寿命等提出了比较高的要求.同时由于焦油催化裂解的附加值小，其成本要很低才有实际意义，因此人们除利用石油工业的催化剂外，主要使用一些天然产物。
目前用于生物质催化气化的催化剂有白云石、镍基催化剂、高碳烃或低碳烃水蒸气重整催化剂、方解石和菱镁矿等。
Delgado通过实验对白云石、方解石、菱镁矿的催化活性进行了比较，从实验结果分析，在裂解焦油方面，这三种矿石的活性顺序为:白云石(CaO-MgO)>方解石(MgO)>菱镁矿(CaO)。Delgado等认为这是由于在白云石中，两种氧化物的混合改变了Ca和Mg原子的排列顺序所致.关于焦油的催化裂解机理，Corella等认为在水蒸气重整生物质气化气消除焦油的反应过程中，同时可以发生CO2干重整反应，即CO2会与焦油及部分低碳烃发生反应，促进焦油的分解。
（3）气化炉。用于生物质气化的反应器主要有上吸式气化炉、下吸式气化炉及循环流化床(CFBG)等，上吸式气化炉结构简单，操作可行性强，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少.下吸式气化炉在提高产品气的H2含量方面具有其优越性，但其结构复杂，可操作性差；CFBG具有细颗粒物料、高流化速度以及炭的不断循环等优点，因而相对于其它气化炉来说，无论是在产品气的氢气含量方面还是操作性方面，都是一种较理想的气化制氢形式。
5. 结论
（1）生物质定向催化气化制氢的研究在国内外还处于实验室研究阶段，在我国的研究尤其薄弱。
（2）对生物质催化气化及焦油裂解的机理的研究还远远不够。
生物燃料成分分析范文5
关键词:生物柴油柴油清洁应用展望
柴油作为一种重要的石油连炼制产品，在各国燃料结构中占有较高的份额，以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。
1环境保护推动柴油标准的不断提高
目前世界每年新车产量大约5000万辆，全世界汽车保有量大约7.5亿辆（含摩托车）。随着汽车工业的快速发展，汽油和柴油的用量随汽车保有量的增加而增加，同时也带来了汽车尾气污染等问题。近20年来，虽然在改善油品燃烧过程、尾气净化等方面都取得了很大进展，但仍然不能满足要求。为了改善汽车的运行性能和降低汽车尾气中害物质的排放量，美国、欧洲和日本汽车工业协会1998年6月4日提出了汽车燃料质量国际统一标准即"世界燃油规范"Ⅲ类标准。柴油"世界燃油规范"Ⅱ类、Ⅲ类标准（见表1、表2）。由表1、表2可以看出，Ⅱ类标准在目前基础上，提出了芳烃含量的限制，对硫含量、十六烷值等提出了更高的标准，Ⅲ类标准则在各项指标上比Ⅱ类标准都有更严格的规定。
表1柴油"世界燃油规范"Ⅱ类标准
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项目质量指标
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十六烷值≥53
硫含量（质量分数），%≤0.03
总芳烃含量（质量分数），%≤25
多环芳烃含量（体积分数），%≤5
95%馏车温度/℃≤355
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表2柴油"世界燃油规范"Ⅲ类标准
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项目质量指标
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十六烷值≥55
硫含量（质量分数），%≤0.003
总芳烃含量（质量分数），%≤15
多环芳烃含量（体积分数），%≤2
95%馏车温度/℃≤340
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随着我国汽车拥有量的急剧上升，大量的燃油被消耗，汽车尾气中污染物的排放量越来越大，汽车尾气已成为我国大气污染重要的原因。为保护环境，改善大气质量，我国国家质量技术监督局最近颁布了柴油机排放控制新标准（见表3）。新标准采用了联合国欧洲经济委员会汽车排放法规体系，使我国对新柴油机车的排放要求达到欧洲20世纪90年代初期的水平。
表3我国柴油机排放新控制标准g/kW.h
实施阶段实施日期COHCNOXPA
≤85kW＞85kW
011997-10-0111.22.414.41.100.92
022000-10-014.51.18.00.610.36
032005-10-014.01.17.00.150.15
我国目前的车用无铅汽油和柴油标准介于世界燃油规范Ⅰ类油和Ⅱ类油水平之间，要满足汽车达到欧洲Ⅰ类排放标准都困难，更无法满足入世及举办奥运会的要求。为此，中国石化集团公司要求在清洁油品生产方面作出更大努力，以满足国家标准的要求。
2生物柴油的主要特性
炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求，需要采取以下三种措施：一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂，以脱除难以加氢脱硫的4，6-二甲基苯并噻吩等芳香基硫化合物；二是要有抗硫的贵金属芳烃饱和催化剂，能使芳烃加氢饱和在较低压力下进行，以节省投资；三是要有提高十六烷值的工艺。而生物柴油以其优异的环保性能可很容易达到"世界燃油规范"的柴油Ⅱ、Ⅲ类标准要求。
众所周知，柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则一般又14～18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用油彩籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的[1]。与常规柴油相比，生物柴油下述具有无法比拟的性能。
（1）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。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患碍率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%（有催化剂时为95%）；生物柴油的生物降解性高。
（2）具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。
（3）具有较好的性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。
（4）具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。
（5）具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，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。
（6）具有可再声性能。作为可再生能源，与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。
生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
3生物柴油的应用现状
在国际市场上，生物柴油根据等级和纯度的不同，价格在250美元/t以上。目前在美国、欧洲、亚洲的一些国家和地区已开始建立商品化生物柴油生产基地，并把生物柴油作为代用燃料广泛使用。
生物柴油使用最多的是欧洲，份额已占到成品油市场的5%。目前在欧洲用于生产生物柴油的原料主要为菜籽油，目前的生物柴油标准也主要是参照菜籽油的生物柴油标准品质作出的，表4为现阶段生物的德国标准。1999年，欧盟共生产出3.90*105m3生物柴油。2000年初德国的总生物柴油生产量已达450kt，并有逐年上升的趋势。德国凯姆瑞亚.斯凯特公司自1991年起开发研制了用植物油如菜籽油生产生物柴油的工艺和设备。目前利用该公司的工艺和设备已在德国和奥地利等欧洲国家建起了多个生物柴油生产工厂，最大产量达300t/d。表5是德国凯姆瑞亚.斯凯特公司开发生产的生物柴油与普通柴油主要性能比较，可以看出，生物柴油在冷滤点、闪点、燃烧功效、含硫量、含氧量、燃烧耗氧量、对水源的危害方面优于普通柴油，而其他指标与普通柴油相当。
在美国，生物柴油的产量由1999年的1892.5m3猛增到2000年的18925m3。目前已有纯态形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料，在汽车上实际使用超过1.6*107km的实验基础。纯态形式的生物柴油又称为净生物柴油，已经被美国能源政策法正式列为一种汽车替代燃料。依据原料和生产商的不同，目前美国净生物柴油的价格不及0.515～0.793美元/L；含80%生物柴油成分的混合生物柴油的市场价格，每升比传统柴油要贵7.93～10.57美分。
日本1995年开始研究生物柴油，在1999年建立了259L/d用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置，该装置可降低原料成本。目前日本生物柴油年产量可达400kt。
4生物柴油的生产方法
目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温（230～250℃）下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，在经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。
目前生物柴油的主要问题是成本高，据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物。日本采用工业废油和废煎炸油。欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。
但化学法合成生物柴油有以下缺点：工艺复杂、醇必须过量，后续工艺必须有相应的醇回收装置，能耗高；色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质；酯化产物难于回收，成本高；生产过程有废碱液排放。
为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和，醇用量小、无污染排放的优点。但目前主要问题有：对甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为40%～60%，由于目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效，而对短链脂肪醇如甲醇或乙醇等转化率低。而且短链醇对酶有一定毒性，酶的使用寿命短。副产物甘油和水难于回收，不但对产物形成抑制，而且甘油读固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。
5生物柴油的应用前景分析
生产和推广应用生物柴油的优越性是显而易见的：（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。种植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）环保效益显著。生物查燃烧时不排放二氧化硫，排出的有害气体比石油柴油减少70%左右，且可获得充分降解，有利于生态环境保护。此外生物柴油由于竞争力不断提高、政府的扶持和世界范围内汽车车型柴油化的趋势加快而前景更加广阔。
5.1生物柴油的竞争力不断提高
从世界范围来看，目前世界上含硫原油（含硫量0.5%～2.0%）和高硫原油（含硫量在2.0%以上）的产量已占世界原油总产量的75%以上，其中含硫量在1%以上的原油占世界原油总产量的55%以上，含硫量在2%以上的原油也占30%以上。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%；在2000年以后，平均相对密度将上升到0.8633，含硫量将上升到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。
5.2政府对生物柴油的扶持政策
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。目前在欧洲生产生物柴油可享受到政府的税收政策优惠，其零售价低于普通柴油（如在德国加油站生物柴油的零售价格目前为约1.45马克/L，而柴油为1.60马克/L）。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，欧盟将减少二氧化碳排放量8%），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%。
5.3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2006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5t的载客汽车载货汽车在2000年后主要采用柴油为燃料。在未来的几年，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，是柴油需求年均增长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，给生物柴油留下广阔的发展空间。
6我国发展生物柴油的原料分析及发展建议
柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出，到2005年，随着我国原由加工量的上升，汽油和煤油拥有一定数量的出口余地，而柴油的供应缺口仍然较大。我国柴油产量到2005年预计可达到80.5Mt，仍缺口600～2400kt。预计到2010年柴哟的需求量将突破100Mt，与2005年相比，将增长24%；至2015年市场需求量将会达到130Mt左右。近几年来，尽管炼化企业通过持续的技术改造，生产柴汽比不断提高，但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前，生产柴汽比约为1.8，而市场的消费柴汽比均在2.0以上，云南、广西、贵州等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快，随着国民经济重大基础项目的相继启动，柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此，开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构提高柴汽比的方向相契合，而且意义深远。
国内也已研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠油脚料、工业猪油、牛油及野生植物小桐籽油等作原料，经预酯化、再酯化射干难产生物柴油的工艺。高品质的原料是生产高品质生物柴油和取得高收率的基本保证。由于双低菜籽油生产的生物柴油含硫量低，从而使该菜籽油生物柴油具有好的排放标准，因此目前在欧洲普遍栽种双低菜籽。就目前而言，每公顷土地可生产约30t菜籽（含油量约40%）。我国有很多地区油菜籽种植面积很大，在加工传统的食用油的同时不失时机地开发生产生物柴油燃料是油菜籽利用的一个重要方向。另外，研究发现棉籽油与双低菜籽油的脂肪酸组成相似，因此在我国采用棉籽油作为生物柴油的原料还是可行的。当然，此时的棉籽油生物柴油标准需要按照中国的实际作相应的调整。
1t油菜籽可制取约160kg生物柴油，同时可副产16kg甘油。而纯度高达99.7%的特级甘油价格为2000美元/t。因此，制取生物柴油与精致甘油工艺联产，将能取得较为理想的经济效益。若能建年产100kt具有一定工业化生产规模的生物柴油装置，其经济效益更为可观。近几年来，生物柴油燃料已被越来越多的重视，在美国和欧洲已开始建立商品化生产，市场很有吸引力，原料也不会存在问题，因此，有很多大公司纷纷开拓这一业务，期望在开始时就能占领市场。南斯拉夫在五、六年前已研制成功这项技术且已生产，后因经济困难而停产，测试数据表明，南斯拉夫的技术水平同德国、意大利等国的相同，可探讨与南斯拉夫合作帮助我国发展这一技术。
生物燃料成分分析范文6
关键词：低碳城市；低碳经济发展评价；南昌；主成分分析法；层次分析法
自工业革命以来，人类贪婪地追求经济发展和物质享受，无休止地使用化石能源，使得CO2排放量剧增。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的统计资料显示：地球大气中的CO2含量从第二次工业革命开始迅速上升，到1950年前后，上升曲线几乎已成直线态势，以至于导致了温室效应、气候紊乱、海平面上升等一系列严重后果。面对种种环境威胁，各国开始思考如何从传统的“高碳”发展路径中解脱出来，寻找人类可持续发展的未来道路。2003年2月24日英国政府的能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》，该白皮书中首次提出了“低碳经济”这一概念，这种以“低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益”为核心的经济模式迅速受到了广泛关注。低碳经济是一种兼顾经济发展和环境承载能力的“低碳高增长”的经济发展模式，它与资源禀赋、技术水平、消费模式和发展阶段四个因素密切相关。衡量一国或地区是否达到低碳经济，主要看这四个方面是否具备向低碳经济发展的潜力。
然而，目前国内外对低碳城市的研究尚处于探索阶段，更没有一套可操作、可推广的低碳经济发展评价指标体系来指导城市低碳转型和发展。文章正是基于此现实需求，在理解低碳经济内涵的基础上，借鉴国内外城市构建低碳经济评价指标体系的研究成果，以南昌市为切入点，从资源禀赋、技术水平、消费模式和发展阶段四个方面构建出城市低碳经济发展评价指标体系，提出一套科学的并可操作的评价方法，以实现城市低碳经济的有效评价。
南昌属典型的中部城市，其“高碳”经济发展模式带来的是每年成倍增长的能源和资源消耗以及大量“三废”的排放，导致经济社会发展与资源环境的矛盾日益突出。我国许多城市面临着与南昌类似的发展困境，以南昌为典型进行指标体系的检验，具有较强的可推广性和适用性。此外，鄱阳湖生态经济区国家战略的实施与其城市群建设的日益推进不仅给南昌市的发展带来新的契机，也带来生态转型的压力。本研究对南昌市进行低碳经济发展评价，可以为衡量南昌市低碳经济的发展状况提供有效途径和工具，以期为南昌的经济转型提供理论依据以及政策建议，使南昌成为鄱阳湖生态经济区国家战略的先行实验区。
一、城市低碳经济发展评价指标体系设计
低碳经济发展评价指标体系的设计和建立是评价城市低碳经济发展水平的核心环节，必须按照科学性和实用性、系统性和层次性、稳定性和动态性、定性分析和定量计算相结合的原则，构建起科学合理的评价体系。
根据对低碳经济内涵的理解，本文建立起包含三层的城市低碳经济发展评价指标体系，如下表1所示：①目标层：本文设计的目标层为城市低碳经济发展综合评价，该评价值是资源禀赋、技术水平、消费模式和发展阶段的综合反映；②为了进一步反映城市在发展低碳经济的过程中各准则层对低碳经济发展的综合评价值的影响，本文设计了四个准则层，包括：资源禀赋、技术水平、消费模式和发展阶段，资源禀赋反映城市社会和自然资源的丰裕度，技术水平用于反映城市整体的科学技术实力，以及对于环境治理以及提高能源效率的投入；消费模式反映城市市民的生活消费方式以及市政府的施政理念，发展阶段反映城市社会经济发展状况。③本文通过查阅文献，在指标层共设置了28个指标，其中资源禀赋准则层共6个指标，技术水平准则层共8个指标，消费模式准则层共6个指标，发展阶段准则层共8个指标，通过这些指标，对准则层的各个准则层进行分析，找出准则层对于目标层的影响。
二、数据计算处理和评价模型
1.数据计算处理
文章数据参考《南昌市统计年鉴》、《江西省统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》以及《中国能源统计年鉴》等，大多数指标数据能直接从年鉴中获取，少部分可参照统计年鉴的数据计算得出（见表1）。通过查阅年鉴和综合计算，得出2000-2010各年份的指标数据。由于该评价体系选取了一些负指标，且这些指标数据都不可能为0，所以采用倒数法对数据进行正向化处理：
三、南昌市低碳经济发展综合评价
1.南昌市资源禀赋评价
根据南昌市2000-2010年的统计数据，运用SPSS18.0软件对资源禀赋指标进行了相关分析，发现：非化石能源占能源消费的比例（X1）与人口密度（X2）、非化石能源占能源消费的比例（X1）与可开发水力资源所占全市水力资源蕴藏量比重（X4）、人口密度（X2）与可开发水力资源所占全市水力资源蕴藏量比重（X4）、森林覆盖率（X5）与水资源总量（X6）的相关系数绝对值均在0.8以上，分别为：0.8319、0.8508、0.8575和0.8925，适合进行主成分分析。计算的结果提取出两个主成分，且累积贡献率达到了86.72%，说明提取的主成分已涵盖了大部分信息，基本满足了解释需要。据此计算相应的主成份得分系数，分别命名为“社会资源因子”与“自然资源因子”，根据各因子得分与方差贡献率可以得出：
社会资源因子的得分函数：
从图1可以看出，社会资源因子一直呈现持续上升的态势，这说明南昌市水电等清洁能源比重上升，人力资源不断提高，社会经济呈现出良性发展的趋势。而自然资源因子，一直处于剧烈波动的状态。究其原因，是受水资源总量的波动影响，从图1可以发现，2009年自然资源因子得分一度探底，但在2010年急剧攀升至2000年以来的历史最好水平，通过查阅《江西省水资源公报》发现：2010年属于丰水年份，与2009年相比，降水量增幅达71.8%，高出历史平均水平29.41%，降水形成的地表及地下水总量也随之剧增，自然资源丰裕度也相应得到提高。这说明南昌市水资源在一定程度上具有潜在的稀缺性，虽然南昌自然条件优越，水资源储量丰富，但是也不能掉以轻心，要杜绝滥采地下水、污染地面水，浪费生活工业用水的行为。
总体上看来，资源禀赋综合得分一直处于持续上升的态势，这说明南昌市社会、自然资源整体上不断发展。
2.南昌市技术水平评价
与南昌市资源禀赋水平评价方法一致，运用SPSS18.0对数据进行主成分分析，提取出整体科学技术因子和节能减排技术因子，并通过准则层评价模型计算出南昌市技术水平的综合得分，据此绘制出南昌市技术水平主成分及综合得分示意图（图2）：
由图2可知：整体科学技术因子得分在逐年提升，说明近些年来，南昌市政府通过加大科研投入，建立高新开发园区等方式，有效地提升了南昌市的整体科学技术水平。节能减排技术因子得分，在2000-2003年处于快速增长时期，但在2003-2007年期间，却陷入了停滞，2007年以后甚至迅速下滑至低谷，到了2010年有所回升。究其原因：2000-2003年，南昌市政府逐步转变发展思路，意识到节能减排的重要性，财政逐步加大了对高新低碳科技发展以及工业三废处理的投入，在接下来的三年中，引入了大量低碳产业，并建设了一系列的污水处理等配套设施，使南昌市的节能减排水平得到很大的提高，在2003年，南昌市的整体节能减排已经达到较高水平，于是，2003-2007年便陷入了停滞。但是随后的2007-2009年，随着南昌市城区面积迅速扩张，工业企业大量入驻，相关的节能减排基础设施没有跟上工业企业扩张的步伐，所以整体节能减排因子出现了急剧下滑。到了2010年，南昌市政府意识到问题所在，于是采取了一些补救措施，继续加大对节能减排等环境基础设施的投入，使得节能减排因子得分在2010年有所回升。由以上分析可以看出：环境基础设施的建设要与城市建设和工业发展相协调。
从技术水平综合得分看来，2000-2010年南昌市科学技术水平呈现不断上升的态势。这说明南昌市整体科技实力是在不断提升的，但需要继续保持对科学技术产业的持续投入，促使南昌市高新科技产业良性发展。
3.南昌市消费模式评价
运用SPSS18.0对数据进行主成分分析，提取出居民低碳生活因子和政府低碳施政因子，并通过准则层评价模型计算出南昌市消费模式的综合得分，据此绘制出南昌市消费模式主成分及综合得分示意图（图3）：
从图3中可以看出：居民低碳生活因子得分持续上升。这表明近几年来南昌市交通基础设施不断完善，政府宣传到位，低碳生活理念开始深入人心，南昌市居民出行等生活方式不断向低碳化靠拢，呈现良性发展态势。而政府低碳施政因子得分先从高位下降，于2006年触底后逐渐上升，这说明在2000-2006年期间，政府单纯追求经济效益，采用了粗放型的招商模式，高新科技产业和高能耗高污染的产业一并引进，虽然加大了对环境基础设施的建设，但是能耗增长是不争的事实，导致了低碳施政水平的下降，到了2006年，政府开始着力于可持续发展战略，注重对企业污染的控制和治理，低碳施政水平才得到提高。由此可以看出，政府的施政方针关系到一个城市能否持续健康发展，政府应当及时转变发展思路，树立起低碳环保的理念，坚持低碳经济不动摇，环境与经济的大旗并举，真正做到可持续发展。
从图3中可以发现，南昌市消费模式的综合得分是在不断提高的。这说明自2000年以来，南昌市整体的消费模式是朝着低碳消费模式靠拢的。
4.南昌市发展阶段评价
运用SPSS18.0对数据进行主成分分析，提取出社会发展因子和经济发展因子，并通过准则层评价模型计算出南昌市发展阶段的综合得分，并据此绘制出南昌市发展阶段主成分及综合得分示意图（图4）：
从图4中可以看出：社会发展因子得分持续上升，很好地契合了南昌市的发展现状，这说明，2000年-2010年，南昌市社会不断发展，正朝着一个成熟的现代都市发展。而经济发展因子先快速上升，于2004年达到高位之后，出现了持续下滑的态势，这与南昌市产业结构调整滞后，城市化进程延缓有关，南昌市产业结构已经难以适应经济社会的发展，调整迫在眉睫。
从图4看出，南昌市发展阶段综合得分呈现持续增长态势，这说明尽管存在着一些问题，但南昌市社会经济整体是不断向前发展的。
5.南昌市低碳经济发展综合评价
本文选用层次分析法对资源禀赋、技术水平、消费模式和发展阶段四个准则层因子进行分析，用科学客观的方法求出各个准则层的权重，最后计算得出2000-2010年南昌市低碳经济发展目标层的综合得分。
（1）确定准则权重
根据层次分析法，在层次分析软件yaahp0.5.2软件中建立起城市低碳经济发展综合评价层次结构模型（图5）：
CR=0.0132
从而得到准则层的资源禀赋、技术水平、消费模式和发展阶段的权重分别是：0.1622、0.2811、0.2301、0.3266。
（2）低碳经济发展综合评价
将层次分析法确定的准则层权重和各准则层的得分，进行线性加权，即：
图6中细点线分别为资源禀赋、技术水平、消费模式以及发展阶段四个层次的评价线，粗黑线是南昌市低碳经济发展水平综合评价线。可以看出，南昌市低碳经济发展综合评价得分不断提高。这说明：尽管南昌市在环境基础设施建设以及产业调整等方面存在着一定的问题，但是瑕不掩瑜，南昌市低碳经济仍然呈现出一个持续发展的良好态势。
四、结论与政策建议
1.结论
从南昌市低碳经济发展评价的分析结果可知：南昌市低碳经济取得了长足的发展，同时也存在不少问题。评价的结果与南昌市低碳经济发展现状是相契合的，这说明本文建立的城市低碳经济发展评价体系在一定程度上是科学合理有效的。
2.政策建议
通过对各准则层的分析，发现南昌市在发展低碳经济的过程中面临较多问题。从现存的一些问题出发，结合南昌市发展低碳经济的实际情况，本文提出一些可行的对策和建议：
（1）建设“节水南昌”，塑造“绿色南昌”
通过对南昌市资源禀赋水平的分析，可以看出：南昌市水资源总量具有潜在的稀缺性，“靠天吃饭”的现象严重。这就要求政府重视水资源保护，加强水资源管理，从根本上防止水污染的发生。一是要大力推进节水型社会建设，提高水资源的利用效率和效益，并尽快修订出台南昌市工农业和城市生活用水定额标准，加强计划用水和节约用水管理；二是要按照最严格的水资源管理制度的要求，严格取用水的管理，严禁私采地下水，严格水资源论证和排污口设置的审核，强化水功能区的监督管理。此外，南昌市政府应当通过对鄱阳湖周边湿地的保护，建立湿地保护区，大力植树造林，绿化城区等措施，来切实提高南昌市的“绿色面积”，增强碳汇能力，建设一个“绿色南昌”。
（2）加大环保投入，加强监管力度
通过对南昌市技术水平的分析，可以看出，南昌市节能减排等环境基础设施的建设较为滞后，赶不上工业企业扩展的速度，所以加大对环境基础设施建设的投入势在必行。在城区积极建设生活污水及生活废物处理设施，将生活污水进行处理后排放，并提高废旧物资循环利用水平，以减少环境污染。在工业企业要建设工业三废循环清洁系统，全面推行清洁生产，从源头和全过程控制和减少污染物的产生和排放。此外南昌市政府还应采取相关措施来切实加强监管力度，制定切实可行的节能降耗计划，促进重点企业的节能降耗，对不能按照计划节能减排的企业进行惩处。
（3）发展清洁能源，扶植低碳产业
通过对南昌市资源禀赋和技术水平的分析可以看出：清洁能源以及低碳产业对于南昌市低碳经济发展具有促进作用。故南昌市政府要研究制定扶持新能源的优惠政策，加大对洁净能源生产企业的扶持力度，积极开展对风能、太阳能、水电能以及地热能的研究和开发。与此同时，在城市有序地推进清洁能源的利用，推动小汽车主要燃料向压缩天然气转化，推广汽车利用醇类燃料、合成燃料、生物柴油、替代燃料及电动汽车技术；在农村应地制宜、科学合理地推广能源作物种植，大力推广沼气，提升清洁能源占农村能源消费的比重。
（4）宣传低碳理念，推广低碳生活
通过对南昌市消费模式中居民低碳生活因子的分析，发现南昌市居民的低碳生活消费理念对于低碳城市的推进具有积极影响，低碳经济与每个市民的生活息息相关，低碳经济能否顺利推行，关键要靠广大市民的积极参与和配合。因此政府要积极宣传提倡市民的低碳生活方式，让市民知道什么是低碳，如何更加低碳。政府在政策层面上要发挥导向作用，比如：选择有条件的社区作为南昌市低碳生活示范区，在建筑节能、绿化建设、垃圾利用、资源再生等方面进行试点工作，让市民广泛地参与进来。
（5）转变发展思路，坚持“低碳施政”
通过对南昌市消费模式中政府低碳施政因子的分析可知：政府的发展思路是否正确决定了政府的决策效用，更决定了一个地区社会经济能否持续健康发展。所以南昌市政府要积极转变发展思路，坚持走“生态立市、绿色发展”的崛起之路，抛弃以往以“高消耗、高污染来换取GDP的高增长”的传统发展观念，树立起“低碳促发展”的绿色发展理念，以科学协调的发展观，处理好经济建设和生态保护两者之间的关系。
（6）优化产业结构，加快城市化进程
通过对南昌市发展阶段的分析，可以看出：南昌市产业结构升级较为滞后，城市化进程迟滞，如果不加以重视，会给南昌市低碳经济的持续健康发展带来隐患。所以，南昌市要加快产业结构调整的步伐，积极扩大第三产业所占比重，淘汰传统高耗能、高污染工业，促进新型环保产业的发展。与此同时，南昌市政府要改革户籍管理制度，进一步放宽在城区投资、兴办实业、购买商品房和各类人才的落户制度，促进人口向城镇有序转移，加快城市化进程，由此来吸纳更多的劳动力进入第三产业，这样能创造出一个城市化和产业结构优化双管齐下、相得益彰的局面。
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