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生物燃料制备技术范文1
关键字：生物质热解乳化燃料，马尔文粒度分析仪，平均直径，粘度
中图分类号：G633 文献标识码： A 文章编号：
1 前言
生物质热解乳化燃油具有很多特点，如酸性强、粘度高、制备灵活等等，它还具有柴油的一些特性，制备资源丰富，作为替代燃料，将其应用到动力装置中却存在一定的难度。目前，众多国内外内燃机界学者一直通过各种途径对其研制并进行发动机特性实验，已经取得了一定的成果。Valentin Soloiu[1]等人对制备出的生物质碳浆-柴油乳化燃料的喷雾特性和燃烧特性进行了实验研究，发现该乳化燃料属于非牛顿流体，雾化后的索特平均直径在40 μm左右，是柴油（25 μm）的1.6倍；乳化燃料产生的NOx排放比柴油的高，但烟度较柴油的低。Jay[2]在一台共轨柴油机上进行了物质热解燃油实验，发现发动机仍能稳定运转。加拿大CANMET能源中心的Ikura[3]等人利用乳化技术制备出的乳化燃料在腐蚀性、着火性能和粘度等指标上都符合使用要求，稳定时间可达42天以上。国内很多高校和学者也在开展生物质热解燃料的实验研究。黄亚继[4]等人使用司班-80（Span-80）/吐温-80（Tween-80）复合乳化剂制备出由生物质热解燃油/柴油混合而成的乳化燃料，并研究了HLB值、掺和量对乳化燃料稳定性的影响，结果表明乳化剂HLB值在7.0~8.0之间，生物质热解油不超过15%时的乳化燃料稳定性较好，NOx、CO排放也优于纯柴油。孙书生[5]等人使用中国科技大学安徽省生物质洁净能源重点实验室自制的生物质热解燃油和柴油进行乳化燃料的配制，并在一台R180型单缸柴油机上燃用，结果则显示乳化油的燃油效率比柴油高，热效率比柴油低，并且在燃用B20燃料时，柴油机HC、CO的排放增大，NOx排放减低。在燃用乳化燃料时，还存在着起动性能变差等问题。当前，众学者的对生物质热解燃料的研究偏重于它的稳定性及排放特性，很少人对它的雾化性进行实验研究，然而，乳化燃料雾化的好坏程度直接影响着它的燃烧特性以及排放特性。因此，在保证生物质热解乳化燃料各项物化指标符合要求的前提下，对其雾化特性进行深入研究是必不可少的。
1 实验设备
本文利用孔径为0.26 mm、0.315 mm、0.366 mm的三个喷嘴、马尔文粒度分析仪及附属软件测得BPO0、BPO5、BPO10、BPO100三种生物质热解乳化燃料分别在16 MPa、20 MPa、24 MPa三个启喷压力下的液滴雾化平均直径。由于生物质热解燃油的英文名称为Biomass Pyrolysis Oil, 为方便起见，用BPO-XX表示生物质热解油在乳化燃料中所占的质量比例。马尔文粒度分析仪对喷雾场的测量技术基于大量运动粒子对单色平行光的多源弗琅荷费衍射，其原理如图1所示。
图1马尔文粒度分析仪光学系统原理图2 马尔文粒度分析仪实物图
由激光发生器产生的单色激光经过相关处理使之形成平行光，再将其垂直照射喷雾场。由于粒子大小的同，光束发生弗琅荷费衍射，呈现出多散射性，从而在检测器面板上出现众多弗琅荷费衍射的同心条纹光环，每个光环的条纹间距对应某一直径下的一组粒子。检测器上安装有光敏环，可测得不同粒径下干涉条纹的能量谱分布。系统经光电信号转换后统计出粒子的尺寸分布和平均粒径，图2为马尔文粒度分析仪实物图。
2 乳化燃料雾化的平均直径
由于喷雾液滴雾场中的粒子大小不均，测量时需要取平均值才能比较出雾化的好坏。雾场中液滴平均直径有很多种，如长度平均直径D10、表面平均直径D20、体积平均直径D30等，每个平均直径的含义是不同的，则其应用领域也就不同，表1给出了平均直径所代表的不同含义及其应用领域。
表1平均直径及其应用
喷雾液滴平均直径的概念是由Mugele和Evans提出的，他们也曾推出液滴平均直径的表达通式，如（2.1）
（2.1）
式中，p + q称为平均直径的阶数，p、q根据研究的需要可以为任何值。
燃油喷雾常用索特平均直径D32评价雾化质量[6]，它是雾化特性的重要指标。D32反映的是雾场中的容面比，可表征出真实液滴的蒸发条件。对柴油机而言，索特平均直径D32可反映出每循环喷入缸内的全部油滴体积所占全部表面积数。在不考虑燃油热膨胀情况下，当每循环喷入缸内的全部油滴体积不变（即循环供油量不变）时，D32越小，意味着雾场中全部油滴的表面积越大，缸内液滴雾化质量越好，燃油蒸况越好；反之，则雾化质量越差，燃油蒸况越差。D32的表达通式为：
（2.2）
式中，Ni指的是液滴直径为Di的数目，通常D min=0。
图30.26 mm孔径下D32变化情况图416 MPa启喷压力下D32变化情况
图3和图4是三种乳化燃料在不同启喷压力和不同孔径下的索特平均直径曲线图。相同孔径下乳化燃料的索特平均直径D32随启喷压力的增加而减小；同一启喷压力下乳化燃料的索特平均直径D32随孔径的增大而增大；相同喷嘴孔径和启喷压力下三种乳化燃料的索特平均直径D32随着乳化比例的增加而增大。
由于雾场中大颗粒油滴所占比重随着乳化比例的增加而增加，从而使雾化质量变差；此外，雾化了的油滴由于多次碰撞、粘合，形成更大的油滴。索特平均直径D32也与燃料粘度有关。对于BPO0、BPO5和BPO10，其粘度随着乳化比例的增加而增大，这使得乳化燃料在雾化的过程中不易碎裂成为细小油滴。因此，粘度的增大造成了乳化燃料雾化后索特平均直径D32的增大。对于BPO100，理论上讲，其粘度在相同温度下应为BPO0的一半左右，雾化后的D32应该偏小，而图中所示其值反而更大。这种反差可能由于燃料的粘度较低使得油泵内的泄漏损失和喷油器内部损失过大，最终导致喷射压力降低。总之，燃料的粘度必须控制在一个合理的范围：一方面若粘度过大，液体不易碎裂，雾化质量会变差，而且高粘性的大颗粒油滴还可能改变喷雾形态；另一方面若粘度过小，燃油喷射泵内的泄漏损失会导致其运行性能降低。由于乳化剂的用量和乳化燃料的粘度几何呈线性关系，因此，在确定乳化油的乳化比例及乳化剂的用量时，乳化燃料的粘度可以作为一个重要的考察指标。
3 结论
利用生物质热解制备成的乳化燃料是目前众多学者研究和探索新型替代燃料的热点。本文通过实验发现, 相同孔径下乳化燃料的索特平均直径D32随启喷压力的增加而减小；同一启喷压力下乳化燃料的索特平均直径D32随孔径的增大而增大；相同喷嘴孔径和启喷压力下三种乳化燃料的索特平均直径D32随着乳化比例的增加而增大。索特平均直径D32除受大颗粒油滴比例的影响外，还受燃料粘度的影响，所以燃料粘度应该控制在一个合理范围，粘度过大，液体不易碎裂，雾化质量会变差，并且高粘性的大颗粒油滴还可能改变喷雾形态；粘度过小，燃油喷射泵内的泄漏损失会导致其启喷压力太小，雾化质量下降。
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生物燃料制备技术范文2
关 键 词：污泥 ，资源化
Abstract: the sludge is the urban sewage treatment plants associated products, contain a variety of pollutants, but it is also a kind of secondary resources. In this paper the present situation of urban wastewater treatment plant sludge, the sludge reuse technologies are classified, sludge technical of material, technical of energy, building materials, technology, using technology compost were summarized and analyzed, and puts forward some factors restricting the sludge reuse.
Keywords: sludge, comprehensive utilization
中图分类号：F062.1文献标识码：A 文章编号：
1 前言
随着城市规模的不断扩大和人口的增加，城市污水处理厂的负荷迅速加大，而污水处理产生的大量固体废弃物——污泥的处置也日益成为一大难题。污泥是污水处理厂对污水进行处理过程中产生的沉淀物质以及污水表面漂出的浮沫所得的残渣。一座二级污水处理厂产生的污泥量约占总处理污水量的0. 3%～0. 5% (体积) ，如进行深度处理，污泥量还可能增加0. 5～1. 0倍[1] 。以广东省为例，至2010年6月底，广东省共建成城镇生活污水处理设施268座，日处理能力达1474.8万吨，污泥日产生量已达7000吨（含水率80%）[2] 。作为废水处理过程的副产品，污泥是包含水、泥沙、纤维、动植物残体及各种絮体、胶体、有机质、微生物、病菌、虫卵等的复杂多相体系[3]。中国的污水处理厂多采用二级生化处理工艺，污泥主要产自初沉、二沉及其他固液分离工序，含水率高( > 98 %) ，体积庞大，有机质含量约为 40～50 %，总氮含量 4～5 %，磷( P2O5 ) 含量 1～5 %，钾( K2O) 含量 0. 5～1 %[4]；对于生活污水和工业废水混排的场合,污泥中还常含有激素类物质( E1、E2 等) 、毒性有机物(苯、氯酚等) 、重金属 ( Cd、Cr 等) 以及各种无机盐[5]。但由于污泥含有大量有机物、氮、磷等营养物质，若经过适当处理，可以作为优质的“二次资源”[6]。
当前污泥普遍采用的处理与处置方法是焚烧与填埋,然而这两种方法的缺点是： ①处理费用高。污泥的处理费用可高达一个污水处理厂的建设与日常管理总费用的50%左右[7]。②浪费了污泥中的氮、磷及植物生长所需要的多种其它元素。③在污泥焚烧过程中形成的含有多种重金属的烟雾和飞灰有造成二次污染的可能性。④填埋污泥不但需要占用大量土，且有可能污染地下水源。降低污泥处理成本的有效手段之一是通过适当资源化处理使其获得附加经济效益，反补到污水处理总成本之中；而此过程的直接环境效益是避免了污泥二次污染。可以说，污泥资源化处理是未来污泥处理的主流发展方向[8]。
2 污泥资源化利用的定义及分类
2.1 污泥资源化利用的定义
污泥资源化的定义：根据不同使用场合，通过各种物理、化学和生物工艺，提取污泥有价组分，将其重组或转化成其他能量形式，获得再利用价值，并消除二次污染[8]。
2.2 污泥资源化利用的分类
按照所获产品种类不同，可将污泥资源化技术分成：材料化技术、能源化技术、建材化技术、堆肥利用技术。
3 材料化技术
污泥材料化主要包括制备活性炭、制备生物膜载体填料、制备微生物灭蚊剂、蛋白质提取利用等。
3.1 污泥制活性炭
活性炭是以含炭物质为原料，经高温炭化活化制成.目前活性炭的制造方法大体上可分为药品活化法和气体活化法。由于污泥含有一定的有机碳源,根据污泥的组成，适当添加锯末、果壳、果核等副料，提高炭含量，采用在污泥中添加无机盐等活化剂(如 ZnCl2、FeSO4、K2S 等) 浸渍活化处理，在一定温度下炭化，再经活化即可获得活性炭。制备污泥活性炭时，活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间这4个影响因素的控制对污泥活性炭的吸附性能起决定性作用[9-10]。以城市污泥为主要原料制备活性炭符合固体废物污染控制的减量化、资源化、无害化原则，利用现有的活性炭制备技术路线和设备即可满足其生产要求，可以制备出用于去除污水中污染物的吸附剂，体现以废治废，化害为利的原则，对污泥资源化有一定的指导作用。
3.2 污泥制生物膜载体填料
曹凤云和单舒曼等研究了以污泥代替天然原料，在一定条件下可以烧制成填料，并能用作污水处理中生物膜载体。以脱水污泥为主料，添加适量粉煤灰和粘土，制备生物膜载体填料是实验研究的主要内容。实验表明，污泥使用量为70%、 粉煤灰和粘土各15%时，烧成温度为1000±25℃、保温时间为 40 min,烧制的填料抗压强度能达到25mpa、吸水率17%；用于药厂废水处理测试，在常温下的化学需氧量 (CODcr)的平均去除率为74.0%、 悬浮物 ( SS)的去除率为54 . 1%[11]。
3.3 污泥制微生物灭蚊剂
污泥中含有大量可被微生物利用的碳、氮、磷以及其它营养物质。已经证实，可以利用污泥为唯一发酵原料生产苏云金杆菌生物杀虫剂[12]。罗刚和周顺桂等以活菌数、芽孢数和毒效为参数，通过摇瓶发酵试验探讨了污泥为原料制备微生物灭蚊剂的可行性。其研究表明，在含固率适宜的条件下，污泥是微生物灭蚊菌株Bacillus thuringiensis subs p. israelensis 187 (Bti 187 )和Bacillussphaericus 2362 (Bs 2362)的优良产孢产毒培养基. Bti 187和Bs 2362在污泥中发酵42h,活菌数、抗热性芽孢数均显著高于常规培养基.毒力测定表明,在污泥中发酵 42h后，Bti 187发酵液、Bs 2362发酵液对淡色库蚊和白纹伊蚊的48h的半致死浓度与常规培养基相比，杀蚊幼虫毒效显著提高。采用污泥发酵制备微生物灭蚊剂可降低生产成本，且发酵性能优良，为污泥资源化开辟了新途径[13]。
3.4 污泥蛋白质提取利用
作为一种微生物絮体，污泥中的微生物胞内、胞外酶及其他代谢产物含量较高，从中可提取微生物絮凝剂，在水处理中可替代化学絮凝药剂，且不对后续水处理无不利影响[14]。同时，由于污泥含蛋氨酸、胱氨酸、苏氨酸和缬氨酸等粗蛋白氨基酸28. 7%～40. 9%，可利用剩余污泥制备符合国家公共安全行业标准的蛋白质泡沫灭火剂[15]。而赵顺顺等以某污水处理厂剩余活性污泥为材料，采用加热水解法从中提取细胞蛋白，纯度较高，可检测7种必需氨基酸和8种非必需氨基酸且含量很高，可作为很好的饲料添加剂[16]。.
4 能源化技术
污泥能源化主要包括厌氧消化制沼气、污泥燃料燃烧发电、合成燃料、低温热解制油等。
4.1 污泥厌氧消化制沼气
污泥处理过程中可以直接利用厌氧消化产生的沼气燃烧产生的热量加热消化污泥，也可以利用沼气内燃机驱动发电机发电与厂内供电并网，并利用余热回收装置回收沼气内燃机的余热加热消化污泥。资源化利用污泥厌氧过程中产生的沼气，不但可以解决污泥出路问题，而且对节能和降低污水厂运行费用都有很大意义[17] 。
4.2 污泥燃料燃烧发电
由于含有大量有机质，污泥的热值高达12. 56MJ ·kg – 1，略低于煤饼。污泥可作为替代/辅助能源[18]。脱水污泥的含水率直接影响到污泥处理规模以及干化焚烧的热量平衡，理论上越低越好，但是脱水程度越高，设备投资会增加，能量消耗也会增加，处理成本随之提高，因此，合理选择设计含水率非常重要[19]。根据苏丹等人的计算，污泥燃烧最高限含水率为 67.7%，高于一般污泥机械脱水设备的水平，直接以脱水污泥为燃烧处理对象的焚烧炉，大多需要使用辅助燃料。污泥燃料燃烧所释放出的热能通过热回收系统和发电系统实现能量的转化[20]。
4.3 污泥合成燃料
生物污泥中可燃成分较多，通过掺加适当比例的煤、添加剂等，可制成新型合成燃料。陈瑞军等人经研究，在原料煤粉中加入干化污泥制备民用蜂窝煤，当干化污泥的加入量为25%时，蜂窝煤的热值为20.25MJ/kg，符合国家的有关标准[21]。
4.4 污泥低温热解制油
污泥低温热解是利用污泥有机质在加热条件下的部分热裂解过程产生污泥衍生燃料的技术。经此过程，污泥转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气[22]。国外的污泥低温热解已经开始用于生产实践设备多，主要有流化床反应器、旋转炉热解器。目前国内的污泥低温热解还停留在实验阶段，工艺流程简单，设备也较为简单[23]。
5 建材化技术
污泥的建材化目前主要包括制转、制水泥、制陶粒等。
5.1 污泥制砖
目前与污泥混合制砖的原料主要有黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰，而研究表明烧结砖的原料还可以是黄金尾矿、硬质钢渣、河沙、建筑垃圾［24~26］等。污泥制砖国内外有4种制法：污泥+土、污泥+页岩、污泥+土+页岩、污泥+土+砂[27］。利用污泥制砖，实现了污泥的资源化，具有良好的社会效益。在煅烧过程中将有毒重金属封存在砖坯中，杀死了有害细菌。污泥砖质轻、孔隙多，具有一定的隔音、 隔热效果等优点；但在污泥制砖的过程中，因污泥中含有大量的有机物，无论是污泥灰的制作过程还是污泥砖的烧制过程，会产生恶臭，应考虑二次污染的控制问题。另外污泥制砖对污泥的预处理要求高，烧制砖的成本比一般的黏土制砖要高，这些问题还有待于进一步的探索研究。
5.2 污泥制水泥
一般情况下，污泥中的灰分和化学特性与粘土接近，因此从理论上污泥可替代30%的粘土原料参与水泥的生产[28]。广州市某水泥厂利用水泥窑尾热烟气干化城市污泥，污泥水分由80% 烘干至低于30%，分解炉使污泥快速完全燃烧，检测结果表明烟气重金属污染浓度、恶臭污染浓度及二恶英排放浓度均达标[29］。日本利用污泥焚烧灰为原料生产 “生态水泥”。 这种类型水泥的原材料中约60％为废料，水泥烧到温度为1000～1200 ℃，因而燃料用量和CO2 的排放量也较低[30]。
5.3 污泥制陶粒
生产陶粒的传统原料为粘土，而粘土的来源绝大部分取自耕地，不符合可持续发展战略污泥陶粒以污泥为原料，掺加适量辅料，经成球、焙烧而成。利用污泥制备陶粒不仅可以解决污泥的出路问题，还可以获得明显的环保效益、经济效益，作为绿色建材产品势必会越来越受到重视[17]。
6 堆肥利用技术
污泥堆肥就是将污泥与调理剂（锯末、秸秆、树叶、粪便、垃圾）及膨胀剂（木屑、秸秆、花生壳、玉米芯等)在一定条件下进行堆沤，利用细菌、放线菌、真菌等微生物作用，促进可被生物降解的有机物可控制地向稳定的腐殖质转化的生物学过程。污泥堆肥除可施用于农田、园林绿化、草坪、废弃地等外，还可用作林木、花卉育苗基质，能降低育苗成本[31]。.
6.1 农田施用
污泥堆肥施入土壤后,能改变土壤的理化性质，增加土壤 N、P、K含量，调节土壤 pH值，促进团粒结构的形成，改善土壤透水性、蓄水保肥性、通气性及耕作性。张桥等研究表明：污泥堆肥产品施用于土壤中，可促进土壤有机质和养分含量增加，增强微生物活动性,增加微生物数量，但作物和土壤中的重金属含量也有不同程度的提高[32]。污泥堆肥的农田施用应防止有害重金属含量超标。
6.2 园林绿地施用
将污泥堆肥使用在森林土壤中， 一方面污泥中的营养成分和微量元素可促进树木生长，另一方面污泥林地使用不进入食物链，不会对人类造成危害。一般林场、森林等地区在非人口密集区并且面积较大，使用也较安全。在城市园林绿化中施用污泥，绿化效果相当显著，树高、灌木的花期、开花量等明显增加。
7 结语
随着社会的发展，我国污水处理率不断提高，随之产生的污泥量不断加大。作为一种二次资源，污泥含有丰富的营养物质和可用的无机组分，应在兼顾环境效益、社会效益和经济效益的前提下，尽可能地加以资源化利用。
污泥的资源化利用将成为符合我国国情的污泥处置的发展方向。不过，鉴于我国目前部分地区工业废水和生活污水混合处理以致污泥重金属含量较高、出厂污泥含水率较高、且欠缺污泥利用相关的标准的指引及要求等实际情况，选择何种污泥资源化技术，应综合考虑该地区污水处理的工艺特征、污泥性质以及行业需求，才能将污泥科学合理的资源化。
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生物燃料制备技术范文3
摘 要：研究前两年围绕3个关键科学问题开展，取得的进展如下：（1）针对关键科学问题1，围绕解析能源高粱等能源植物能源物质组成和结构，能源物质生物合成及抗逆相关基因的功能和作用机制开展研究，提出了高粱等能源植物中次生细胞壁生物合成调控网络的解析机理；阐明了抗逆性相关基因的功能和作用机制；建立了检测技术平台以及种质遗传多样性的评价体系与方法。（2）针对关键科学问题2，揭示了生物质大分子水热解聚为糖类衍生物的反应机理及产物选择性调控规律；深入解析了酸/碱处理木质素的结构特征，构建了碱溶出木质素过程的动力学模型；提出了微波在木质素氧化与液化解聚过程中的协同促进机制，获得较高的单酚收率。（3）针对关键科学问题3，围绕解聚产物制氢、糖类衍生物制液体烃类/含氧燃料和酚类衍生物制液体烷烃燃料，进行了深入系统地研究。根据Gibbs自由能最小化原理建立了模拟流程，阐明了葡萄糖水溶液的水热气化模型与反应途径。设计制备了高效的Ni/CeO2-Al2O3和Ni/TiO2催化剂，并对其结构与化学性质进行深入分析，该类催化剂在葡萄糖水热制氢反应中的产氢率超过90%，具有较好的稳定性。首次发现了mdtB基因对细菌的抗逆性、生长速率和产氢速率具有重要的影响。创制了强化水相传质与相转移的微液膜反应体系，实现糖类衍生物一步高效转化为平台化合物HMF与C5/C6糖醇；研制了高水热稳定的功能化纳米碳及金属酸性盐催化体系，提高了选择性断键性能；研制了高效过渡金属/介孔-微孔固体酸复合催化体系，揭示了糖醇水相催化合成液体烃燃料的转化机理与产物控制规律；初步建立了糖类衍生物水相催化合成液体烃类燃料的中试验证系统。发展了多种新型的催化剂体系，可协同转化纤维素和半纤维素，实现了糖类衍生物到平台分子（糠醛，HMF和乙酰丙酸）的高效转化，揭示了上述转化过程的反应机理与产物控制机制；设计制备了新型双功能加氢催化剂，研究了水相平台分子HMF加氢氢解为含氧化合物2，5-二甲基呋喃的反应机理、选择性控制规律；制备了高效的氧化催化剂K-OMS-2，阐明了该催化剂上HMF到2，5-呋喃二甲醛的转化规律。发展了从酸水残渣中提取甜高粱木质素的方法，并对其结构进行了表征；在实验室合成了木质素二聚体模型；制备了高效负载型金属催化剂体系，研究了木质素低聚物解聚反应和酚类衍生物制备液体烷烃的反应机理；发展了含钒杂多酸在水/醇混合溶剂体系中催化氧化解聚木质素，获得了含有芳香醛类化合物，研究了Aldol缩合、频哪醇偶联和傅克反应的增碳反应机理，通过催化剂加氢脱氧，实现了由木质素制取C13-C17的液态烃类燃料。
关键词：能源植物 培育 化学催化 先进燃料 基础研究
Abstract：With aiming to the three key scientific issues， this project conducted the production advanced liquid fuels from biomass， and the development is listed as follows： （1） So as to the first key scientific issue， this project conducted the investigation on the the component and construction， and the function and mechansim of the stress-inducible gene during biosynthesis of energy plant such as energy sorghum. The net mediation mechanism of secondary cell wall formation in energy sorghum by biosynthesis was elucidated. The measurement platform and evaluation system for the genetic diversity of plasm germ was established. （2） For the second key scientific issue， this project clarified the decompolymerization mechanism and product controlling pathway of biomass macro-molecules in hydrothermal condition. The structure properties of acid/alkali treated lignin were explained and the dynamical model of the alkali dissolved lignin was built. For obtaining the yield of high phenolic monomers， the cooperative promotion mechanism of lignin decompolymerization by oxidation and liquifaction was investigated under microwave irradiation. （3） For the third key scientific issue， the study focused on the H2 production by decomposed products of biomass， the liquid alkane fuels and oxygen contained fuels from sugar derivatives by catalysis， and the liquid alkane fuels by phenol derivatives. The stimulated process was established based on the principle of Gibbs energy minimization and the hydrothermal gasification model and conversion pathway of glucose aqueous solution. The catalysts contained Ni/CeO2-Al2O3 and Ni/TiO2 were prepared， characterized and their performance was tested in H2 production by glucose aqueous solution， which obtained the H2 yield of more than 90% and good catalytic stability. For the first time，we found that the mdtB gene significantly affects the stress resistance and growth rate of the fungus， and thus influences the H2 production rate. The mass transfer enhanced micro- liquid layer system was developed to achieve high yielded HMF and alditol by one-pot conversion of sugar derivatives and the effective catalysts included functionalized nano-carbon and metal sulfates and phosphates were designed to the selective cracking of bonds in sugar derivatives. To obtain the high yield of liquid alkanes from sorbitol conversion in aqueous phase， the highly active metal supported on micro-/meso-porous zeolite was fabricated and the detailed reaction mechanism and pathway for products formatiion were researched. The pilot scaled apparatus for liquid alkanes production from sugar derivatives has been built up on the basis of scientific investigation in lab. To achieve the simultaneous conversion of cellulose and hemi-cellulose to platform （furfural， HMF and levulinic acid， etc.）， the new catalysts were developed and the formation mechanism and product controlling pathway was clarified. The effective duel functioalized catalyst and K-OMS-2 catalyst were prepared and their performance was evaluated in hydrogenation of HMF to 2，5--dimethyl furan and partial oxidation of HMF to furan-2，5-di-aldehyde， respectively. We developed the new method for obtaining lignin from the residue produced by acid-hydrolysis of sweet sorghum. The structure of the lignin was characterized in detail. For better understanding the decomposed mechanism of real lignin， we synthesized dimer models of lignin in lab. We prepared the supported metal catalysts for hydrodeoxygenation of lignin derived oligo-mers and phenolic derivatives to liquid alkanes and the detailed mechanism was investigated. The vanadium contained heteropolyacids was prepared to achieve oxidative decomposition of lignin to aromatic aldehydes in alcohol-water system. The C-C coupling mechanism for Aldol condensation， Pinacol coupling and Friedel-Crafts alkylation of phenol derivatives was studied， followed by hydrodeoxygenation to C13-C17 alkanes by supported metal catalysts.
Key Words：Energy plant；Breeding；Chemical catalysis；Advanced fuel；Basic research
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生物燃料制备技术范文4
关键词：凯泰固定化脂肪酶；火锅废油；生物柴油；酶催化
中图分类号：Q55；O643文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）12－2529-03
Study on Preparation of Biodiesel from Waste Cooking Oil of Hot Pot
by Kete Immobilized Lipase
ZHENG Xu－xu1a，1b，ZHU Jun－ren1a，2，YIN Zhong－yi1a，1b，LI Qiang1a，ZHANG Yu－jing1a
（1a．College of Environment and Bioengineering； 1b． Engineering Research Centre for Waste Oil Recovery Technology and Equipment， Ministry of Education， Chongqing Technology and Business University， Chongqing400067， China； 2．Institute of Urban Construction and Environmental Engineering， Chongqing University， Chongqing400045， China）
Abstract： Using waste oil of Chongqing hotpot as raw material，methanol as acyl acceptor，kete immobilized lipase as catalyst， the preparation process of biodiesel from waste cooking oil of hot pot was studied by orthogonal test． The results showed that after pretreatment of the raw oil， when the molar ratio of methanol to oil was 4.0∶1.0， adding methanol for 3 times， the 20.0％（m／m） of lipase consumption，10％（m／m） of n－hexane amount， 10％（m／m） of water consumption， water bath at 50 ℃，shaking at a speed of 100 r／min in shake flask system for 24 h，the bio－diesel yield would be 83．75％． When the molar ratio of methanol to oil was 3.0∶1.0，adding methanol 3 times，lipase dosage 25.0％（m／m），11％（m／m） of the amount of n－hexane，10％（m／m） of water consumption， water bath at 48 ℃， reacting in the column with a height to diameter ratio of 12．5∶1.0 at a flow rate of 0．6 mL／min in the fixed bed unit for 24 h， the yield of bio－diesel would be 80．95％． The physical and chemical indexes of the obtained biodiesel after vacuum distillation meet the standard of domestic 0＃ diesel oil， thus was replicable.
Key words： kete immobilized lipase；waste cooking oil；biodiesel；enzymatic
据称中国每年有上千万吨的地沟油、潲水油被随意倾倒，严重污染环境，甚至每年有300万t的地沟油返回餐桌，长期食用将严重损害人体健康。重庆火锅闻名世界，但一些火锅店的最大缺点是将火锅油反复使用，俗称“口水油”。火锅油经过多次反复高温煎煮，不仅导致游离脂肪酸含量升高，而且还将产生上百种醛、酮及聚合物等氧化产物［1］。受经济利益的驱动，要彻底禁止“口水油”的使用是比较困难的。有效回收火锅废油的剩余价值的方法之一是以火锅废油为原料生产生物柴油，这不仅可以减少废油排放对环境的污染，而且可以生产可替代燃料，增加国家的能源储备。
生物柴油（Biodiesel）是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油，通过酯交换反应制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料［2，3］。现阶段，按所使用催化剂的不同，酯交换法制备生物柴油的方法可分为生物酶催化法、超临界酯交换法、碱催化法和酸催化法等。生物酶催化法制备生物柴油具有操作方便、反应条件温和、醇用量小、无三废等优点，具有环境友好性，日益受到人们的重视［4］。本文选用重庆特有的火锅废油作为餐饮废油，首次利用凯泰固定化脂肪酶作催化剂［5］，研究其催化餐饮废油制备生物柴油的工艺条件。
1材料与方法
1．1材料
原料：餐饮废油（取自重庆火锅企业）。试剂：凯泰固定化脂肪酶LS－20（北京凯泰新世纪生物技术有限公司，凯泰脂肪酶固定在无纺布上）；甲醇、正己烷、石油醚 （市售，分析纯）；活性白土（自制）、工业级植物油脱胶剂（武汉达铭科技发展有限公司）；棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、十三碳酸甲酯（色谱纯，Sigma公司）。
仪器：固定床反应器（自制，玻璃材质，外部为可通热水的夹套，内径28 mm，高度350 mm）；CS501－SP超级数显恒温器（重庆慧达试验仪器有限公司）；DDHZ－300台式回旋恒温振荡器（太仓市实验设备厂）；HL－2D定时数显恒流泵（上海精科实业有限公司）；电磁搅拌器（上海司乐仪器有限公司）；SHB－Ⅲ型循环水式多用真空泵；GC－2010气相色谱仪（日本岛津公司）。
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1．2方法
1．2．1原料的预处理将餐饮废油依次采取去离子水洗，过滤除杂，加热至105 ℃除水，活性白土脱色，工业级植物油脱胶剂脱胶等步骤后制备成原料油。
1．2．2生物柴油的制备
1）摇瓶体系：在恒速恒温摇床中，设定摇床转速为100 r／min，在250 mL锥形瓶中加入50 g餐饮废油和一定量的甲醇、凯泰固定化脂肪酶、水，反应24 h；按照正交试验设计进行试验，确定生物柴油的最佳制备工艺。
2）固定床反应体系：在高径比为12．5∶1．0的固定床反应器中（图1），用玻璃纤维填料填充两端，高度分别为0．6 cm；中间填充凯泰固定化脂肪酶，堆积密度为0．226 g／cm3；采用离心泵使超级恒温器的热水循环，保证恒定的温度；选择醇油摩尔比为3.0∶1.0，分3次添加甲醇，反应物混合均匀后用恒流泵输送至反应器顶部并使之循环；反应过程中及时将副产物甘油分离去除［6－8］。
1．2．3反应产物的组成测定以正己烷为溶剂，十三碳酸甲酯为内标，采用气相色谱法测定［9－11］已经除去甲醇、正己烷和水后的反应产物（酯相）的组成，按照下式计算生物柴油的产率。
生物柴油产率＝
×100％
1．2．4生物柴油的精制采用减压蒸馏方法精制生物柴油。利用真空泵抽真空，真空度约为0．09 MPa；使用甲基硅油油浴加热，油浴温度250～300 ℃时，减压蒸馏收集馏分，从180 ℃收集至270℃结束。
1．2．5生物柴油的理化性质分析采用柴油的性质分析方法［12－16］，对精制后的生物柴油进行理化性质分析。
2结果与分析
2．1原料预处理方法的确定
分别采用简单过滤、简单过滤＋自制活性白土吸附、简单过滤＋自制活性白土吸附＋工业级植物油脱胶剂脱胶3种方法制备原料油1（S1）、原料油2（S2）、原料油3（S3），将所得的3种原料油在摇瓶体系中反应24 h，测得生物柴油的产率。
由图2可知，只经过水洗、简单过滤、加热除水的S1还含有较多不溶于水的杂质，如色素、辣椒素等，不利于酯交换反应，导致生物柴油产率相对较低，仅为50％；在简单过滤基础上再采用活性白土处理，可吸附脱除S1中的有害色素、磷脂、皂素、棉酸等，有利于酯交换反应，生物柴油产率达72％，有了较明显的提高；在活性白土处理基础上再采用工业级植物油脱胶剂处理，所得S3的生物柴油产率最高，说明工业级植物油脱胶剂可以更好地吸附废油中的胶、酸、磷脂等杂质。气相色谱分析显示，S3中基本上只含有甘油三酯，基本上没有游离脂肪酸等脂类有机物。因此本试验选用S3的预处理方法制备原料油。
2．2摇瓶体系的工艺条件研究
为了综合考虑凯泰固定化脂肪酶用量、甲醇用量、正己烷用量、水用量、水浴温度等各因素对酯交换反应的影响，在前期预试验基础上，进行正交试验设计，其影响因素及水平设计见表1，试验安排及结果见表2。
由表2可知，影响因素的主次顺序为B＞E＞A＞D＞C，最优组合是A4B4C3D3E3。由于正交试验未涉及到A4B4C3D3E3，所以补充了A4B4C3D3E3验证试验。试验结果显示，A4B4C3D3E3组合的生物柴油产率为83．75％，高于正交试验结果表中A3B4C2D1E3组合的生物柴油产率，因此摇瓶体系的最佳工艺条件是A4B4C3D3E3，即选择醇油摩尔比为4．0∶1．0、分3次投加甲醇、凯泰固定化脂肪酶用量20.0％、正己烷用量10％、水用量10％、水浴温度50℃、振荡速度100 r／min、反应时间24 h，此时生物柴油产率达83．75％。
2．3固定床体系的工艺条件研究
参考预试验结果及文献［4－7］报道设计正交试验，其影响因素及水平见表3，试验设计及结果见表4。
由表4可知，影响因素的主次顺序为A＞B＞C＞D，最优组合是A4B4C2D3。由于本正交试验未涉及到A4B4C2D3，所以补充了A4B4C2D3的验证试验。试验结果显示，A4B4C2D3组合的生物柴油产率为80．95％，这个结果高于正交试验结果表中A4B4C1D3组合的生物柴油产率，因此固定床体系的最佳条件是A4B4C2D3，即在高径比为12．5∶1．0、柱流速为0．6 mL／min的固定床装置中，选择醇油摩尔比3.0∶1.0、分3次投加甲醇、凯泰固定化脂肪酶用量25．0％、水用量10％、正己烷用量11％、水浴温度48℃、反应时间24 h，此时生物柴油的产率达80．95％。
2．4生物柴油的理化性质分析
经减压蒸馏后的生物柴油的理化性质分析结果见表5，同时列出了国内0＃柴油以及德国和美国的生物柴油质量标准。
由表5可知，经减压蒸馏后的自制生物柴油的绝大多数理化指标基本上达到国内0＃柴油以及德国和美国生物柴油的标准值，提示如果采用更优的精制方法，可望使自制的生物柴油达到国内0＃柴油及国外生物柴油标准。同时，该方法自制的生物柴油和国内0＃柴油相比，除了密度略微超标外，其他指标均满足国内0＃柴油的标准值，而生物柴油的密度可以通过与石化柴油混合或加入特殊试剂来降低，因此，该方法自制的生物柴油基本上达到国内0＃柴油标准，可以与国内0＃柴油混合后用作机动车的燃料。
3结论
凯泰固定化脂肪酶可以较好地将火锅废油转化为生物柴油，经过预处理后的原料油分别在摇瓶和固定床体系的最优工艺条件下制备生物柴油，其产率分别为83．75％和80．95％；经减压蒸馏后的生物柴油的理化指标大部分符合国际有关生物柴油标准，基本达到国内0＃柴油的标准，具有可推广性。
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生物燃料制备技术范文5
在生产混凝土超塑化剂聚磺化萘甲醛的过程中，水污染严重，而且在半固体的滤饼中含有大量的最终产品，为了降低污染，减少浪费，生产企业采取了一系列措施，包括：过滤过程中滞留水的回用，反应器洗涤水的循环利用，高压泵采用闭环冷却系统，控制原料、产品和水的跑冒滴漏，充分利用固体废物中的最终产品等。经过工艺路线改进，实现了清洁生产，提高了经济效益[29]。清洁的反应体系反应体系对反应十分重要，以超临界CO2、近临界水、高温液态水和离子液体等作为清洁生产的反应体系，可以获得良好的反应效果。徐明仙等[30]在超临界CO2中进行水杨酸合成，CO2既作为溶剂，又作为反应物，成为合成水杨酸的绿色原料。朱宪等[31]利用临界水作为反应介质，提取黄姜中的薯蓣皂苷，发现其可以克服传统水解法需要加碱中和、水消耗大和环境污染严重等缺点。张辉等[32]利用超临界水氧化法与非色散红外法相结合测水质中有机碳含量，发现其反应快，氧化彻底，检测结果准确。Lv等[33]利用高温液态水的特性水解生物质资源生产化工原料，如木糖水解等，具有较好的效果。离子液体作为一类新型绿色反应介质，不仅可替代传统有机溶剂或酸碱用作化工反应和分离的新介质，而且具有作为新型磁性材料、纳微结构功能材料、材料、航空航天推进剂等的潜力[34]。磁化离子液体具有液程宽、蒸气压低、溶解能力强等特性[35]，在有机合成中可作为溶剂兼催化剂和模板剂，具有产物易分离、可回收重复使用等优点。超常规反应技术由于人们对物质状态和反应过程的认识有限，对物质的利用主要基于其正常状态下的物性。随着人们对各种物质处于不同极限状态的特性的研究，化学反应过程在极限状态下的特性受到化工界的广泛关注，于是各种超常规状态的技术不断涌现，如超临界流体技术、超重力技术等。超临界流体技术超临界流体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体，在临界点附近会出现物性急剧变化的现象。利用流体超临界状态特性的技术称为超临界流体技术，如超临界法制备微粒技术和超临界流体萃取技术等。利用超临界法制备微粒技术有超临界溶液快速膨胀法、超临界辅助雾化法和超临界反溶剂法等。采用超临界法制备微粒，与常规的机械加工法、重结晶法、冷冻干燥法和喷雾干燥法相比，制备的微粒粒径较小，粒径分布均匀，而且解决了有机溶剂残留等问题，具有绿色环保的特点[36]。超临界技术是未来大规模制生物燃料的理想方法，特别是用于废油和脂肪制取生物柴油。
与传统的生物燃料生产方法相比，超临界流体技术具有反应快、生产率高、易于连续操作、而且不需要催化剂等优势，但操作压力和温度高，材料成本高，难以推广应用[37]。超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的流体所具有的超常规的溶解能力而发展起来的化工分离技术。与其它分离技术相比，超临界流体萃取技术具有适用性广、效率高、所得产品无毒无残留等优点，是一种典型的绿色化工分离技术。超临界流体萃取技术在处理常规法难以处理的废水中的有机物和高分子材料等方面具有显著的优越性，在污染治理方面可以发挥重要作用[38]。超重力技术在超重力环境下的物理和化学变化过程的应用技术叫超重力技术。与传统塔器相比，在超重力环境下，微观混合和传质过程得到高度强化，因此超重力技术的研究和应用得到了广泛的关注[39]。超重力技术在分离方面的工业应用比较广泛，如超重力脱氧技术、超重力脱硫技术和超重力脱挥技术等[40]。超重力技术在反应中的应用也比较多，如纳米材料的制备以及在精馏分离和快速反应过程中的应用等[41]。浙江工业大学研发的折流式超重力场旋转床已实现工业应用，与传统的塔器设备相比，该设备高度降低1～2个数量级，可节省场地和材料[42]。其它超常状态技术除超临界流体技术和超重力技术外，还有其它极限技术，如超高温技术、超高压技术、超真空技术、超低温技术等。随着高科技的迅速发展，这超些常规技术在化工领域的研究和应用将越来越多[43]。催化技术催化技术是化学工业实现清洁生产的主要方法。在有机化工中，为了得到尽可能多的目标产品，减少副产品和废物，除了采用合适的工艺设备和工艺线路外，非常重要的是采用高效环保的催化剂，如利用酶催化剂、手性催化剂和仿生催化剂等。酶是一种高效催化剂，催化选择性极高，无副反应，便于过程控制和产品分离。科学家们研究发现2-羟基异丁酰-CoA的酶可以将直链C4化合物转化成支链，作为甲基丙烯酸甲酯前体，这意味着在常规的化学路线基础上有可能会延伸出一条新型的生化法工艺路线[44]。人们在利用酶催化剂时，也在探索研究模拟酶催化剂，如将分子印迹法应用于聚合物模拟酶催化剂的设计合成中，制备的模拟酶催化剂具有抗恶劣环境、高稳定、长寿命等特点[45]。在天然酶催化剂和人造催化剂之间有许多相似的地方，如果能将固体催化剂坚固耐用、容易与产品分离、耐高温等特点与酶催化剂活性高、变构效应好、选择性控制精度高的特点结合，合成兼具固体催化剂和酶催化剂两者优点于一体的催化剂，则化学反应中的清洁生产又将有进一步的突破[46]。在化学工业中，特别是精细化工中，除了催化剂化学选择性外，催化剂区位选择性、立体选择性和对映体选择性具有非常重要的作用[47]，如不对称加氢反应催化剂。目前，不对称加氢多相手性催化剂主要有固定化的均相手性催化剂、手性小分子修饰的多相催化剂和以天然高分子为手性源制备的多相催化剂等[48]。生物界有许多高效催化反应，人们可以根据生物界的反应特点研制仿生催化剂，提高催化效率。叶长英等[49]根据生物表面具有多层次微米和纳米复合结构，以便最大限度地捕获光子进行光合作用的特点，采用模板-超声-水热法制备仿生界面结构的二氧化钛催化剂微球，应用于苯酚光催化降解，发现其具有良好的催化能力，而且在实际工程应用中易沉降分离，有利于光催化技术在实际工业废水处理中的应用。
化工设备技术随着化工工艺的进步和发展以及环保要求的不断提高，化工设备技术也不断发展和完善。目前，化工设备逐渐专业化、系列化，并朝着大型化、微型化和智能化方向发展。化工设备向大型化、精密化、一体化、成套化和采用先进控制技术方向发展[50]。其中换热器趋向大型化，并向低温差和低压力损失的方向发展，压缩机向超高压方向发展，化工流程泵向超低温方向发展等。与设备大型化发展相反，化工设备的另一个发展方向是朝着小型化和微型化方向发展。微反应器技术是把化学反应控制在尽量微小的空间内，化学反应空间的数量级一般为微米甚至纳米，化学反应速率快，转化率和收率高，并能解决强腐蚀、易爆、高能耗、高溶剂消耗和高污染排放等问题，具有清洁生产工艺的特点，在化学合成、化学动力学研究和工艺开发等领域具有广阔的应用前景[51]。目前已有微反应器用于工业化生产，产量可达几十吨到几千吨[52]。随着信息化与工业化不断融合，化工生产系统逐渐智能化。化工设备的智能化包括两个方面：一是设备控制的智能化；二是设备设计的智能化[53]。设备智能化是提高产品质量、产量，提高能源利用率以及满足环境要求的重要方向。清洁能源现在化学工业的供能主要来自石油和煤炭，这两种能源在消耗过程中都会产生大量的污染，而且石油和煤炭在开采过程中也会对环境造成破坏。面对国际国内节能减排的重压，使用清洁能源是发展的必然趋势。为了降低对环境造成的污染，人们努力开发清洁的能源技术，包括利用太阳能、风能、地热等。但开发和利用这些清洁能源技术并不一定清洁[54]，因为尽管清洁能源利用时对环境无污染或少污染，但从整个生命周期来看，清洁能源的开发和使用实际上需要从其它环节获取资源或者将污染转移到其环节。生物燃料是一种比较清洁的燃料，是柴油发动机等的理想替代燃料。目前先进的生物质燃料生产技术有超临界流体技术，包括采用酯交换反应利用植物油生产生物柴油、通过生物质气化和生物质液化制取生物油。但目前生物燃料生产的成本比较高，难以推广应用[37]。目前，国内外有关清洁能源的研究热点除了核能、太阳能、水能、风能和生物质能外，还有常规天然气和非常规天然气。天然气是一种清洁能源，但随着常规天然气资源的逐渐减少，开发难度不断加大，以页岩气、煤层气为主的非常规天然气将成为研究和开发的热点[55]。我国第一部《页岩气发展规划（2011—2015）》提出，到2015年，页岩气将初步实现规模化生产，产量将达到65亿立方米/年，到2020年，产量最高达到1000亿立方米。虽然页岩气等非常规天然气开发已是大势所趋，但伴随着开发的热潮，开采技术制约、开采过程中的环境污染和破坏、初期投入大、开发成本高、回报周期长等方面仍面临争议。但毋庸置疑，随着技术进步和能源安全问题的日益凸显，非常规天然气在未来化工领域中的应用还是非常有前景的。尽管关于清洁能源的开发与利用的研究很多，但在化工领域中利用清洁能源取代化石能源的还极其有限，有关取代技术需要进一步研究。为推进燃煤工业锅炉清洁燃料替代，加强工业锅炉的节能减排，上海市为天然气优化替代燃煤提出菜单式的技术指导以及余热深度利用技术，开发生物质气化气部分替代燃煤的混烧技术，为清洁能源替代专项工作提供支撑[56]。刘超等[57]尝试利用清洁的可再生能源代替化石能源为冶金生产提供能量支持，提出“风光互补非碳冶金”，以减少碳排放。通过研究，解决清洁能源利用技术与钢铁冶金技术相融问题，最终确立的系统单元之间，基本满足了能量的协调匹配，能够获得1600℃以上的冶炼高温。这种钢铁冶炼中的“风光互补”思路为化工企业中利用清洁能源代替化石能源提供了借鉴作用。
研究热点
从上述文献综述及其分析可以看出，化学工业中清洁技术的研究热点主要有以下几方面。（1）信息技术与化工技术结合，化学工程与工艺技术不断优化升级。特别是随着计算机技术和信息化的发展，辅助设计、辅助制造、辅助工程等数字化设计工具在化工企业中的广泛应用，有利于化工生产工艺流程优化和自动化及创新，特别是化工过程集成技术的应用，使化工生产的原料、水耗、能耗更加合理，能降低企业资源消耗和工业污染物排放，实现清洁生产。（2）制造技术和化工技术相结合，化工设备制造技术不断升级。随着制造技术的不断发展，化学工业的设备制造技术不断升级换代，化学工业中的装置向大型化、微型化、集成化和智能化等方向发展，有利于节能减排、提高生产效率。（3）开发环保高效的催化技术，提高选择性和收率，减少副产物和废物，节约资源，减少环境污染。（4）开发特殊状态的反应体系和超常规状态的反应技术。突破常规，研究和利用物质特殊状态下的物化性能和特殊环境中的物理和化学变化过程，提高反应效率，节约资源。（5）新能源的研究是热点，但由于许多新能源的开发和应用研究还处于初期阶段，新能源如何在化工企业中应用的研究并不多。在未来，新能源，包括生物质能和页岩气、煤层气等非常规能源在化学工业中如何利用将成为研究热点。
展望
生物燃料制备技术范文6
【关键词】生物柴油 发展现状 发展前景
生物柴油行业作为我国的新能源发展行业，是我国新能源发展的重点研究对象，生物柴油行业的兴起和发展对我国新能源建设有着极大的深远影响。一旦具备了经济可行的生产能力，就会为我国的新能源建设带来十分可观的发展前景，同时也给生物柴油行业的发展也会带来很大的经济效益。生物柴油泛指可供柴油机使用的可再生的原料主要源于生物液体燃料并且十分环保的新能源，是非常优质且理想的新能源，各国都在积极研究和发展新能源的开发生产技术。
1 我国生物柴油发展现状
1.1 我国生物柴油制备技术研究现状
我国生物柴油研究和发展起步较国际整体来说较晚，但是却将其作为我国新能源发展的重点研究对象，在生物柴油植被技术研究方面也有较大发展，取得了较好的成绩。生物柴油的制取大致分为物理法和化学法两种，物理法生产的生物柴油都属于直接法，与生产技术的同时进行的，性能指标难以控制，稳定性存在很大问题，所以在生物柴油产业使用物理法进行生产的比重较低。化学法的原理则是对动植物油进行相应的化学转换，运用化学原理改变物质内部分子结构，改变动植物油脂的根本性质，从根本上改善其粘度和流动性，成为完全均匀的液态产品，酯交换法是最常见的化学法，通过不同的催化剂实现符合不同柴油内燃机的燃料。目前国内主要生产生物柴油的方法是采用无机酸和无机碱作为催化剂的均相催化法，容易在催化过程中产生废酸或废碱，造成空气的二期污染，这也是目前生物柴油制备存在的问题，新的制备技术和方法也在不断研发和完善，希望能够进一步实现节能减排的制备技术，实现生物柴油的制作。1.2 我国生物柴油原料来源现状
原料来源的充足保证是生物柴油能否产业化扩张的重要指标之一。原料来源是否充足也是影响生产成本的重要因素，目前主要的原料来源主要是油料作物、木本油料植物、废弃油脂以及水生植物和动物油脂等等，油脂成分组成会直接影响到产品性能，并且占生产成本的75%左右。研究表明，工程微藻比陆生植物的产油脂量高出几十倍，并且原料成分稳定，产出柴油油品好，是目前普遍关注和推广的原料来源研发项目。
1.3 我国生物柴油生产现状
生物柴油由于其技术上的难关，造成较高的生产成本，产业化的生产发展受到很大限制。我国生物柴油的研发和开发虽然起步较晚，但是发展还是较为迅速的。目前已经有了自己的自主产权、生产技术以及实验工厂。大型相关生物柴油产业生产厂家也于2001年在国内建成，标志着我国生物柴油产业化发展的全面展开，并且，相关性能指标达到了一定的国际标准，具有本国自己的生物柴油的生产技术和产业化能力，并且，目前仍然有很多生物柴油生产工厂正在筹划和建设过程中，都是颇具规模的现代化高科技生物柴油生产厂家，也有部分国外生产厂家在国内建厂，与我国合作。总体来说，目前我国生物柴油产业化道路还属于初始阶段，在产业策略、技术指标、技术方案选择以及销售方式和环境评估等等很多方面还没有形成配套的产业化链接，作为新兴产业，生物柴油行业将在更多的政策扶持和经济刺激下不断规范和完善。
2 我国生物柴油的产业化发展及对策2.1 我国生物柴油产业化发展趋势
生物柴油的产业化发展是我国生物柴油发展的必然趋势。生物柴油作为一种先进的可再生的能源，得到产业化的发展并取代旧的化工能源的使用，势必为一个国家注入源源不断的动力，推动一国不断向前发展。加强我国生物柴油的产业化发展，实现生物柴油产业从产业策略、技术指标、技术制备方案到销售方式和环境评估方式的全面的完善规范化生产，坚持可持续经济发展是我国生物柴油产业化发展的目标和核心思路，对我国整体经济发展都会造成深远的影响。
2.2 我国生物柴油产业化发展对策
要实现我国生物柴油的产业化发展，有几点值得注意的方面，以下进行简单的论述：首先，在来源选择和使用的过程中，可以利用闲田进行油菜套中，通过基因工程改善作物产油量，运用更多的空闲资源和生物工程技术创造价值，提高产量，在保证农业用地的基础上实现生物柴油生产来源的可靠保证。其次，生物柴油产业化生产受到阻碍的主要原因是生产成本过高，无法得到普及，针对这种现象，可以针对油脂自身结构特点，走一条经济可行的合成和多元化产品开发的路线，实现生产成本的降低。并且生物柴油产业化发展过程中，受到技术、原料和产业化配套产业发展的限制，生物柴油建厂要根据我国实际情况坚持与时俱进，循序渐进的过程。当然制定完善的生物柴油产品质量标准和相关技术指标并完善流通和销售体系等等也是十分重要的，是生物柴油产业化生产能够持续扩张的重要保证。
3 结语
生物柴油产业作为全球瞩目的重要新能源开发产业，对于我国未来的发展和新能源取代旧能源实现全面的现代化建设具有特别的意义。生物柴油生产作为新兴行业在我国还属于刚起步，在制备技术和产业化生产道路上都存在很多不足之处，生物柴油是可再生的环保型新能源，是未来的能源发展趋势，生物柴油产业化发展是提高一个国家综合竞争实力的重要推动力量，在未来的发展中，结合国家政策扶持和相关能源调控等措施，实现我国生物柴油能源产业化发展是总体发展战略思想也是必然趋势。
参考文献
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