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生物油燃料的优缺点范文1
[关键词] 汽车新能源产业技术体系变革发展战略电动汽车
一、引言
汽车作为现代重化工业技术体系的代表产品,不仅是不可再生石油资源的主要消耗者,而且也是造成城市空气污染的主要祸首。汽车所排放的尾气中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(颗粒物)和HC(碳氢化合物)等有害物质,对城市大气环境造成了严重的污染和破坏。解决汽车的环境污染和石油的短缺问题需要寻找可替代石油燃料的洁净能源或改变传统的内燃机技术。然而,由于方法众多,每一种方法都存在各自的优缺点,众说纷纭,争执不下。究竟哪一种新能源适合我国汽车未来能源的发展方向呢?
我们认为,内燃机技术以及汽车产业在产业技术体系中占有核心地位,从整个产业技术体系的发展战略角度出发,分析现有的汽车各种替代能源的优缺点,分阶段实施汽车新能源的发展战略,对于我国实现产业技术的跨越发展具有十分重要的现实意义。
二、汽车代用能源的分类及特点
目前,可代替传统汽油和柴油的汽车代用能源有许多种,可将其归纳为三类:第一类是不可再生能源,包括液化石油气、天然气、煤基液体燃料、甲醇;第二类是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太阳能;第三类是性质不确定能源,其性质的归属取决于生产该能源的原料,包括燃料电池、电能和氢能。
1.不可再生能源
(1)液化石油气(LPG)。LPG分为石油炼制过程中的副产品和油田伴生气两种。
LPG的优点:①能效高。与汽油相比,LPG辛烷值较高;②减少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、颗粒物41.67%、噪音40%;不需改变内燃机;石油废弃物利用,有一定的经济价值。
LPG的缺点:能量密度低;车用LPG的质量要求较高,需要提纯处理;存在一定的爆燃危险性,安全性较差;仍然以石油资源为依托,属于不可再生资源。
(2)天然气(NG)。汽车使用的天然气按储存方式主要分:压缩天然气(CNG )、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种。
①压缩天然气(CNG)。CNG是将常态下的天然气以20MPa以上压力压缩在高压罐内供汽车使用。
CNG的优点:污染排放低。天然气汽车尾气中NOX及CO2排放量很低,且无PM固体微粒排放;工艺简单。供汽车使用的CNG是用压缩机将天然气压缩储存,燃烧时通过减压装置减压释放,工艺比较简单;天然气储量相对丰富。我国目前天然气资源量约为54万亿立方米,探明的天然气地质储量为3.9万亿立方米,资源探明率为7.2%。并且,天然气的勘探潜力很大,储量较石油丰富。
CNG的缺点:存储体积较大,能量密度低;汽车充气时间较长,一次行驶里程短;储气钢瓶因压力大,有一定的危险性;车用充气源受天然气管网限制;属不可再生资源。
②液化天然气(LNG)。LNG是将天然气在-161℃的低温下液化,并进行净化处理而成。
LNG的优点:更洁净环保。LNG燃尽后无灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸气,NO2、CO2等有害物质的含量极少;能量密度大。LNG液化后的体积仅是原气态体积的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG无需高压,不易自燃自爆,安全性能好;车用充气源不受天然气管网限制;具有循环利用能源效应。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能,可回收用于汽车空调或汽车冷藏。
LNG的缺点:生产与运输成本较高。LNG是在低温下液化、缩小体后装入特殊运输设备运送到目的地,并再次气化后方可使用。因此,LNG在中短途运输方面成本过高。属不可再生资源。
③吸附天然气(ANG)。吸附储气的原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂。利用吸附剂表面分子与气体之间的作用力吸附气体分子。
ANG的优点:储存压力低。ANG的压力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的钢瓶,减少储气设备重量。
ANG缺点:能量密度低;ANG技术难度较大,目前还处于研究阶段。
(3)煤基液体燃料。煤基液体燃料是将煤炭通过直接或间接方法液化成液体燃料油,俗称“煤变油”。
煤基液体燃料的优点:我国富煤少油,利用煤变油技术可缓解石油紧张。
煤基液体燃料的缺点:煤变成液态燃料单位成本高;煤转化成液态燃料的生产过程中要消耗大量的能源;煤变油技术仅是将一种不可再生能源转化为另一种形式,不符合能源发展方向;煤变成液体燃料只是将煤炭转变为汽油、柴油,依然不能降低环境污染。
(4)甲醇。甲醇是一种含氧化合物,溶解性强,可与汽油、柴油溶解混合为新型燃料。甲醇可从煤、天然气和油页岩中制取。
甲醇的优点:甲醇作为燃料具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点;作为车用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放较汽油和柴油低,几乎无碳烟排放;溶解性好,可与汽油、柴油混合使用。
甲醇的缺点:对环境即有正面影响也有负面影响。甲醇汽油可以减少尾气中CO、CH、NOx排放,但尾气中总醛排放增加;甲醇具有毒性。人摄入5～10毫升就会发生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶皮革有溶胀作用;制取甲醇要消耗不可再生资源。
2.可再生能源
(1)乙醇。乙醇是玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等经发酵、蒸馏、脱水后再在其中加入变性剂而成。车用乙醇汽油是将燃料乙醇和组分汽油按一定比例混配而成。
乙醇的优点:减少污染。使用乙醇汽油的汽车尾气中CO降低30%,NOX减少10%,苯系物质、氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低;属可再生能源。
乙醇的缺点:乙醇需要与汽油混合使用,不能成为汽油的完全替代品;燃烧乙醇会产生悬浮颗粒,不是完全的绿色燃料;消耗大量土地资源。
(2)生物柴油。生物柴油是采用动物或植物油脂与甲醇(或乙醇)经酯交换反应而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一种可以替代石油柴油的可再生清洁燃料。
生物柴油的优点:环保特性优良。根据美国科学家的研究结果,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,二氧化碳排放要比柴油减少60%;车辆成本低。使用生物柴油的汽车与普通柴油车相同,车辆无须任何修改;安全性好。生物柴油的闪火点较高,毒性较低;是一种环境友好的可再生燃料。
生物柴油的缺点:燃烧效果差。生物柴油的粘度约为#2石化柴油的12倍,影响喷射时程,导致喷射效果不佳。由于生物柴油的低挥发性,造成燃烧不完全,影响汽车燃烧效率;制取生物柴油的成本较高;消耗大量耕地资源。
(3)太阳能。太阳能资源丰富,随处可得,无需运输,对环境无任何污染,是未来汽车能源的发展方向。
目前,制约太阳能汽车发展的主要障碍:一是汽车的动力常受时间、地点、季节、气候影响;二是太阳能的采集与转换效率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力;三是太阳能电池板造价昂贵。
3.性质不确定能源
(1)燃料电池。燃料电池是直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的一种装置。燃料电池常用的燃料有氢、天然气、甲醇等,常用的氧化剂有氧气、空气。
燃料电池的优点:洁净、污染低。纯氢和氧结合的燃料电池,可实现零放排。以甲醇、天然气为燃料的燃料电池汽车造成的大气污染仅为内燃机汽车的5%;燃料电池能量转换效率较高;噪音低。燃料电池属于静态能量转换装置,除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件,噪音小;燃料多样化。燃料电池所使用的燃料可以是氢、甲醇、天然气,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氢、水制氢的燃料电池可实现能源再生化。
燃料电池的缺点:成本高。质子交换膜电池中的膜材料和催化剂均十分昂贵;燃料的质量不过关。质子交换膜燃料电池必须使用没污染的氢燃料,而目前纯净氢的制取技术还存在困难。
(2)电能。以电能为动力的汽车分为三种:纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCV)和混合动力电动汽车(HEV)。纯电动汽车是指以车载蓄电池为电源,用电动机驱动的车(本文中的电动汽车指的是纯电动汽车)。
电能是一种洁净能源,电动汽车完全可以实现零排放、无污染,但是,目前的电能还不属于可再生能源,主要是因为电能还有相当一部分是通过煤炭、石油等化石类能源转换而来。
电动汽车的优点:洁净无污染。目前,只有电动汽车完全符合零排放,而且电动汽车噪音很低;电能是取之不尽、用之不竭的能源。如果用再生能源(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐)发电,电能可永续使用;电能的利用技术成熟。人类利用电能已有很长一段历史,遍布全国的电网可为电动汽车的充电带来极大的方便;电动汽车结构简单,维修方便。
电动汽车的不足:电池性能还无法满足电动汽车产业化的要求。目前,电动汽车的蓄电池主要有:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池比能量低,质量和体积太大,一次充电行驶里程较短,且寿命短,污染严重;镍镉蓄电池中的重金属镉对环境有污染;镍氢蓄电池有高温使用电荷量急剧下降的缺点;锂离子的问题是安全性和稳定性,此外,大功率锂电池存在技术难度;价格昂贵。蓄电池的价格是目前制约电动汽车产业化的障碍;电池充电时间长,蓄电能力有限;动力性差;电能还没有解决完全可再生和无污染问题。电能的生产还大量依赖煤炭、石油等不可再生资源,此外,汽车废弃蓄电池还有污染问题。
(3)氢能。氢是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形态出现,主要贮存于水,特别是海水中富含大量的氢,石油、天然气、煤炭、动植物体也含氢。氢的发热值是所有燃料中最高的,而且燃点高,燃烧速度快,是十分优质的二次能源。以氢气为能源驱动汽车,主要有三种方法:汽车携带贮氢罐,以氢气在发动机中直接燃烧产生动力;汽车电池放电电解出氢作燃料;以氢作燃料电池的燃料,用电力驱动汽车。
氢能的优点:氢是洁净能源。氢燃烧非常清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生其他对环境有害的污染物质;氢是高效燃料。每公斤氢燃烧产生的能量为33.6kW・h,是汽油的2.8倍;不需要对现有的技术装备作重大的改造。现在的内燃机稍加改装即可使用氢。
氢能的缺点:廉价的制氢方法是氢能利用的一大障碍。目前,氢的制取需要大量能量,而且制氢效率很低;氢的安全性能差。氢气是一种无色无臭的气体,而且着火界限宽、着火能低、燃烧速度快,容易引发火灾及爆炸。此外,氢特别容易泄漏,加油站、管道和纯化工厂很难完全消除泄漏隐患。
三、发展我国汽车新能源的思路
汽车产业在整个工业体系中占有核心地位,汽车新能源的发展战略不仅关系到汽车产业的可持续发展,而且对于整个工业的发展方向具有举足轻重的作用,因此,我们还需要从产业技术体系角度考虑汽车新能源的发展战略。
产业技术体系是指在工业生产部门各个产业领域所使用的各种产业技术,因其生产过程中的必然联系而构成的统一的有机整体。产业技术体系中的产业技术因其在生产部门生产过程中的影响范围和程度不同而分为源技术、主干技术、旁支技术三个层次。其中,源技术是最核心的、最具影响力的技术,它决定整个工业部门产业技术体系的性质和本质特征,决定了工业部门内部其他产业部门核心技术的产生、变革和地位。而主干技术是在源技术之下,直接与源技术配套的工业部门内部各产业技术,它们只是对一个或几个工业部门有重大作用。而旁支技术则是为主干技术服务的、处于次要地位的各产业技术。
人类历史上的历次产业技术革命都因产业技术体系中的源技术发生重大变革,推动产业技术体系中各层次的产业技术逐步改变,最终导致整个产业技术体系发生变革。第一次工业技术革命正是因蒸汽机的出现,导致人类生产的重心从农业转向工业;第二次工业技术革命由于内燃机和电力技术的发明,使人类生产走上了重化工业道路,也导致今天的资源危机和环境恶化;以微电子、新材料、新能源、生物工程、航天技术、海洋技术等为代表的第三次工业技术革命,并没有改变第二次工业技术革命所奠定的重化工业技术体系性质,却使消耗不可再生资源、污染环境的重化工业技术体系加速发展。今天,人类经济社会面临的生存危机,在本质上是产业技术体系性质造成的,是迄今为止历次产业技术革命都在产业技术开发与应用上忽视了人与自然的关系,从而导致产业技术体系各层次的产业技术都消耗不可再生资源、排放污染环境的废弃物造成的。
当前的产业技术体系还属于重化工业技术体系。重化工业技术体系中的源技术――电力技术和内燃机具有消耗不可再生资源、破坏环境的性质,带动了汽车、钢铁、能源、化工、机械加工等主干技术以及旁支技术也具有同样的性质。因此,要实现人与自然和谐相处,必须从根本上针对重化工业技术体系的源技术――电力技术和内燃机进行革命。
传统的内燃机是直接建立在石油、天然气等不可再生能源结构上的工业动力,是现代大工业各种产品生产的母机。汽车发动机是内燃机最突出的代表。汽车不仅是不可再生资源主要消耗者,也是城市环境恶化的主要元凶,此外,汽车产业更是在整个产业技术体系中关联最多的产业。因此,汽车洁净能源的开发应朝着改变传统的内燃机技术,使其由消耗不可再生资源、污染环境向使用可再生资源、对环境无害的方向发展,以推动整个产业技术体系向生态化变革,从而实现可持续发展的目标。因此,未来汽车的新能源应具备如下条件:
第一,新能源必须是可再生资源。不可再生资源终究会枯竭,用较丰富资源替代紧张资源只能作为短期权宜之计。
第二,新能源必须是洁净的。新能源不应对环境产生任何污染,应完全实现零排放。
第三,新能源有利于变革传统的内燃机技术。变革传统的消耗不可再生资源的内燃机技术不仅对于汽车产业发展有利,也会推动整个产业技术体系向可持续发展的方向努力。
四、我国汽车新能源的发展战略
综上所述,我们认为电能是汽车未来最佳的能源。但是,用电动机取代目前广为使用的传统内燃机不是一蹴而就的事情,因此,汽车新能源的发展战略还需要分阶段实施。
1.用电动机取代使用化石类能源的传统内燃机可作为远期终极目标
选择电能作为汽车未来能源的理由是:第一,电能是完全洁净的能源,电动汽车完全可以实现零排放;第二,电能完全有可能转变为可再生能源。尽管目前电能还不是可再生能源,但是随着太阳能发电、风能发电、生物质能发电、潮汐发电等的普及,电能会迅速转变成可再生能源;第三,有利于产业技术体系变革。传统内燃机被电动机取代,将导致化工、石油、煤炭等行业逐步萎缩,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电以及潮汐发电等产业将得到大力发展。层层推进,可推动整体产业技术体系发生变革,有望改变重化工业技术体系消耗不可再生资源、污染环境的本质。
2.发展燃料电池汽车是中期目标
将燃料电池汽车作为中期发展目标的理由是:第一,燃料电池汽车技术已相当成熟,极有可能先于电动汽车进入市场。近几年,世界各大汽车公司都纷纷推出以氢或甲醇为燃料的燃料电池汽车;第二,燃料电池汽车有利于环境保护和节省能源。氢燃料电池可实现零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料电池汽车也是常规汽车排放的30%。另外,燃料电池能效高有利于节省能源;第三,燃料电池完全可能实现由不可再生能源向可再生能源的转化。水解氢燃料电池可以实现资源的循环使用,因为氢与氧的燃烧产物就是水,水可以循环使用,取之不尽,用之不竭。另外,可利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源制氢,实现能源可再生化。目前,制约燃料电池成为可再生能源的是水解氢的制取技术,但是,甲醇等燃料电池技术的使用与推广,可为氢燃料电池的发展奠定良好的基础。第四,燃料电池汽车发动机是传统内燃机的变革,可为电动机最终取代传统内燃机提供经验。
尽管,目前的甲醇燃料电池、通过煤或天然气制取氢的燃料电池与我们所倡导的能源的可再生化发展方向违背。但是,只要太阳能、风能、潮汐能发电技术、水解氢技术一旦成熟,燃料电池实现可再生能源的目标就十分容易。因此,我们将燃料电池作为中期发展目标。
3.液化天然气汽车可作为短期发展目标
液化天然气(LNG)属不可再生资源,不符合能源的发展方向,也与我们的倡导的终极目标相悖。我们将其作为短期发展目标的理由是:第一,液化天然气有助于解决汽车尾气的严重污染问题。液化天然气与汽油、柴油相比,更洁净环保;第二,液化天然气有助于解决目前的石油紧张问题。我国的天然气储量较石油丰富,而且天然气的探明储量在不断增加。此外,使用液化天然气不受天然气管网限制,可充分利用世界天然气资源,这对于我国的能源安全有利;第三,液化天然气使用技术与现存的内燃机技术衔接较好。
但是,天然气资源是不可再生资源,长期过量开发与使用将会导致与石油资源一样的命运。因此,发展液化天然气汽车只可作为短期发展战略。
参考文献:
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生物油燃料的优缺点范文2
关键词：生物柴油；研究进展；艾蒿油；废弃食用油；麻疯树油
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.196
当前，随着经济的迅猛发展，各国对能源的需求量也日益增加。然而，资源的短缺及环境的破坏已成为制约世界经济前行的因素，从环境保护和资源角度考虑，开发新能源，减少煤炭、石油等传统资源的使用，早已成为各国能源发展的方向，而生物质能源正是当前发展最迅速的新型能源。
生物柴油是指长链脂肪酸单烷基酯（脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯），由植物油或动物油通过酯交换制得，与传统的石化柴油相比，生物柴油环保无毒，可降解，性能优异，并可与石化柴油混合。
1 国内外生物柴油的发展状况
1.1 国外生物柴油的发展状况
生物柴油有着可再生性、环保性等诸多优点，这使得西方发达国家尤其是资源贫乏的国家的极度关注，很多国家经过大力研究生物柴油并积极推进其产业化进程，结合优惠的税收及政府补贴，生物柴油在世界的发展有了巨大的进步。
1.2 国内生物柴油的发展状况
我国生物柴油起步较晚，然而，自八十年代开始，一些科研机构通过对生物柴油的理化性质、燃烧性能及化学结构的研究，研究出了生物柴油的的综合制备技术，使生物柴油由技术上可行迈入了产业化生产的进程。当前，许多企业以绿色能源和支农产业双概念投资生物柴油，使生物柴油在国内的发展呈现迅猛态势，2015年我国生物柴油产能约为415万吨，产能和产量虽然逐步提高，但是，产能利用率仍然较低，由于原料问题，国内生物柴油企业开工率仅为20%-25%。
2 制备生物柴油的方法
当前，生物质柴油的制备方法有多种，主要分物理方法和化学方法两种类型，但在工业生产中多采用酯交换法，在反应中，醇类如甲醇、乙醇等短链醇与油料中的三甘油酯在催化作用下合成脂肪酸酯和甘油，酯交换法包括碱催化、酸催化、生物酶催化及超临界酯交换等方法。
碱催化剂法主要以氢氧化钾等碱性催化剂进行反应，反应中脂肪酸会与碱发生皂化反应产生乳化现象，同使生成的水促进了酯类的水解，进而发生皂化反应，因此，会造成甲酯相和甘油相得难以分离，造成了反应后分离的复杂性，并且，需要对原料进行脱水脱酸处理，因此，此工艺较为复杂且成本消耗过高。
酸催化法，以盐酸、硫酸等作为催化剂，反应中游离脂肪酸发生酯化反应，此酯化反应速率较快，故该法适用于游离脂肪酸和含水量高的油脂，且其产率高，但是反应条件较为苛刻，且反应速率较慢，设备要求较高，因此工业生产中关注度较低。
生物酶催化法，此法是进来人们关注较多的生产方法，即用脂肪酶催化油脂与醇类的反应。脂肪酶来源广泛，选择性强，且反应条件温和，而且还能进一步合成高附加值产品，如可降解油及添加剂等，然而此法也有其限制性，其转化效率及转化率均较低，且醇类容易造成酶的中毒。
超临界酯交换法，此法是在超临界流体参与下的反应，流体作为反应介质并可参与反应，经过研究发现，甲醇经过超临界处理后能很好的与植物油脂发生酯交换反应，且产率较高，超临界法与传统方法反应机理相同，超临界法需要高温高压，且不用其他催化剂，而且超临界法反应速率迅速，转化率较高，工艺流程简单，然而高温高压的反应条件为期产业化进程带来了困难，需要进一步进行研究。
3 生物柴油制备的几种研究
3.1 艾蒿油制备生物柴油的研究
艾蒿是一种生长于北方地区的非粮野生作物，其种子富含油脂，我国科学家提出将艾蒿种子压榨成油，利用化学法制备生物柴油，参考艾蒿油的理化性质，分预酯化过程和酯交换反应两步制备生物柴油。
3.2 废弃食用油脂合成生物柴油的研究
废弃食用油脂含有大量的游离脂肪酸、聚合物和分解物等，但其高酸值和高水分含量的废油脂对反应工艺及产品的稳定性及其不利，
国外一些科学家等以废煎炸油和甲醇为原料，利用碱性催化剂，研究了酯交换反应的最佳条件。对理化指标测定，发现结果完全符合EN14214标准：同时发现碱法催化酯交换反应要求原料油的酸值应小于1mgKOH/g油，所有的原材料必须无水（水分低于0.3%）。
3.3 麻疯树油制备生物柴油的研究
目前生产生物柴油的成熟工艺是在常温常压使用均相碱为催化剂的工艺。由于使用最多的原料是菜籽油等可以食用的油脂，因此原料成本较高。故采用廉价原料是降低生物柴油成本的重要途径。麻疯树为大戟科麻疯树属植物，其种子含油率高达40%。因此以资源丰富、价格低廉的麻疯树油为原料发展生物柴油生产工艺具有重要的意义。
4 我国发展生物柴油急需解决的问题
我国植物油资源短缺，目前一切生物柴油企业， 基本上以“地沟油”为原料，无稳定的原料供应基地。且在生物柴油合成技术只是小规模生产，应当积极研究工业化成套连续生产工艺及工艺设备。同时，催化剂是酯交换反应的关键技术，用于酯交换的催化剂有酸、碱、分子筛及酶等， 但各种催化剂均有各自的优缺点， 应当尽快找到高效率的固体催化剂， 提高生物柴油的产量和品质， 以降低生产成本。
5 结语
（1）我国液体燃料短缺，能源消费结构性矛盾长期存在，发展生物柴油产业，部分替代化石柴油，已成为当今可再生资源发展的趋势。
（2）考虑到我国生物柴油制备原料紧张等瓶颈问题，我国应重点发展木本油料植物规模化种植和推广，开发多种油料来源。
（3）目前，中国对废食用油、油厂下脚的回收利用有优惠政策，一些生产生物柴油的大型企业可以享受3年免税优惠。生物柴油生产企业应该充分利用这些政策、信息和资源优惠。
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生物油燃料的优缺点范文3
关键词：汽油 柴油 调合 优化
中图分类号：TE626 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0098-01
随着汽车性能的不断提高，对油品的质量也提出了更高的要求，整个社会对高品质车用油的需求极大地增加。车用油品有害物质控制标准、车辆排气污染物限值及测试方法、汽车排放污染物控制标准三项排放国家标准的实施，将对我国汽车工业后续发展产生重大影响。环保的进一步提高和汽车发动机技术的提高，必将对油品的质量提出更高的要求[1]。由于我国的汽车排放标准是根据欧洲的排放标准制定的，因此，欧盟油品标准的变化对我国的油品标准的变化有很大的影响。为了攻克油品调合中存在的难关，减少产品质量指标的过剩，增加高附加值产品产率，挖潜油品调合中的增效空间，提高成品油出厂价值。
1 提高高附加值产品产率，增加出厂效益
炼化公司汽油调合主要采用一套ARGG精制汽油、二套ARGG精制汽油，重整汽油、MTBE汽油、抽余油、石脑油、乙苯7种组分油，柴油调合主要采用常一、常二、常三、加氢改质柴油、二套ARGG轻柴5种组分，合理利用这些组分油通过加入适量汽油抗爆剂、柴油降凝剂，达到多产高附加值产品的目的，为企业多创造效益。2011年目标是：93号以上产品产量占汽油总量的100%；97号以上高标号占汽油产量65%；低凝产品占柴油产量的20%；油品一次调成率达到92%；2011年底油品全部达到国Ⅲ标准。清洁燃料的生产应与其他高附加值产品的生产与利用相结合，以便在实行车用燃料质量不断升级的同时，继续保持良好的经济效益。
2 实施措施
2.1 改良工艺
炼化油品调合中存在着调合组分品种多、汽油组分烯烃总体偏高、高辛烷值汽油组分产量偏低、装置质量指标和外送量不稳定、调合设备落后等困难，采取了重整装置提反应深度、二套ARGG装置停加氢改质石脑油回炼、装置产品油气比例上调、TMP汽油进提升管降烯烃等一系列降烯烃、升辛烷值的措施，规定了装置侧线外送指标和流量范围，申报了汽油在线调合技改技措项目，解决了这些难题，为公司调合创效打下了良好的基础。注重油品组分调合生产，实现不同组分的优势互补，有利于组分资源的最有效利用与增值，也是降低燃料生产成本的重要手段。
2.2 优化组分结构
炼化公司储运厂通过对全年组分油物料平衡预算，不断优化组分结构，并根据装置馏出口指标变化，对每批次产品的调合方案深入研究、持续优化，达到产品质量指标过剩最小化，高附加值产品产量最大化的目标。
3 根据市场动态调整产品结构，保证产品的顺利出厂
3.1 及时总结分析油品调合工作中的优缺点，发现不足立即整改
汽油调合中通过优化组分结构，依据感受性的不同找出最佳组分调油比例，尽量多调合97号乙醇汽油组分，储存高辛烷值组分，调油过程中的精心操作等，来提高高标号汽油产率和实现汽油产品国Ⅲ标准[2]。国Ⅲ汽油的调合中，重整、乙苯、MTBE三种组分产量85%用于调合97号汽油，优化组分结构，在93号汽油的调合中掺入石脑油来弥补低烯烃组分的不足，尽量减少高辛烷值、低烯烃组分。在93号汽油中的掺入量是提高高附加值产品产率的根本方法。E97汽油是附加值较高的产品，因此在汽油产品结构平衡中加大E97汽油组分油的调合量，是提高经济效益的最有效手段。在93号汽油的调合中掺入异构石脑油来弥补低烯烃组分的不足，减少高辛烷值、低烯烃的组分的掺入量，使尽量多的高辛烷值、低烯烃组分用于高附加值汽油产品的调合，提高汽油生产效益。在满足生产产量要求的情况下，在使产品汽油的各项指标满足国标和厂内控指标的情况下，优化调合方案，多产E97汽油。
3.2 通过小调实验掌握组分特性，寻找最优调合比例，依托市场调节
通过对各种组分油分别掺入不同剂量MMT的小调实验，总结出各种组分辛烷值、抗爆值与MMT加剂量之间的变化曲线和各种组分对MMT感受性的差异。依据这一结论和汽油产品中组分结构确定MMT的加剂量，即保证了产品质量，又充分发挥了MMT的作用[3]。MMT在汽油调合中起到至关重要的作用，它在提高汽油辛烷值时所需的成本远远小于重整汽油、MTBE、芳烃以及乙苯等组分油的消耗成本。因此在实际调合汽油中，保证质量合格的前提下，应该尽多使用MMT抗爆剂。通过汽油高辛烷值组分油的总量的增加和MMT抗爆剂等低成本组分量的增加，必然增加高附加值的高辛烷值汽油的产量，从而优化炼油厂汽油产品结构，实现更大的经济效益。
针对97号乙醇汽油组分辛烷值指标要求低于97号车用汽油，所需高辛烷值组分量偏少，同时出厂价格却高于97号车用汽油。当97号汽油出厂形势不好时，只要库存允许，尽量多储存高辛烷值组分，待市场形势发生变化时，再将高辛烷值组分参与调合，减少高辛烷值组分的浪费。
4 优化柴油组分，提高低凝产品产率
在冬季到来之前，分流低凝组分进行储备。在冬季到来之后，市场需求低凝柴油时，提高低凝柴油产率。通过对柴油各种组分油分别掺入不同剂量降凝剂的小调实验，总结出柴油各组分油对降凝剂感受性的差异和各组分油冷滤点与降凝剂加剂量之间的变化曲线，依据这一结论和组分油结构来确定产品的加剂量，即保证了产品质量，又充分发挥了降凝剂的作用。冬季针对凝点低、十六烷值指数低的加氢改质柴油参与低凝柴油调合时十六烷值指数不足的现象，积极与加氢改质装置、生产运行处联系，加大加氢改质装置原料中直柴所占比例，来提高加氢改质柴油十六烷值指数，增加低凝柴油产量。每月下旬对当月的油品调合情况进行总结、分析，找出调合中存在的不足进行改进。
增强操作员工对装置馏出口质量变化的经验，并与质检、生产运行处、质量节能办等相关单位积极联系，便于在装置馏出口质量波动时增加馏出口质量分析的频次和做组分配比后的小调实验，及时调整调合方案，确保产品质量合格，从而提高产品一次调成率。
5 结语
实施质量计量基础管理，提升基础管理工作水平，是不断增强科学发展能力的重要基础和保障。以科学发展观为统领，积极推进管理创新，优先采用装置工艺调整， 综合考虑汽油、柴油的生产要求，以取得最佳生产效益[4]。油品调和过程中尽量减少质量过剩。各生产装置运行平稳，减少调和组分的质量波动[5]。结合实际，更新发展理念，扎实开展工作，务求工作实效，着力解决制约基础管理的体制机制问题，实现质量提升。2011年炼化公司全年调合汽油全部为93#以上产品，其中97#以上产品109.6万吨，占调合汽油总量的67.6%，全年调合柴油其中低凝产品40.6万吨，占调合柴油总量的21.5%。创历史最高水平。
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生物油燃料的优缺点范文4
[关键词]石油化工 工艺研究技术
中图分类号：TD224 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0084-01
石油化工，主要指石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气是当前主要能源的主要供应者，伴随着经济的发展，对石油化工产品的需求也越来越多，导致石油的开采量不断加大，石油这种不可再生资源，只能越来越少，我们必须合理的持久的利用这部分资源，那么我们就需要在石油化工工艺上下功夫，让我们把资源利用上减少个个环节的损失。近些年，环境保护意识的加强，使我们在环境保护上越来越重视，石油化工生产过程中对环境具有很大的污染，例如：空气污染、酸雨、地球变暖、臭氧层变薄等环境问题成为我们越来越不可忽视的问题，各个化工公司要想在激烈的市场竞争环境中立足，对加工工艺就必须不断的提高，来适应大环境的变化。因此可以说，石油化工工艺的开发与创新很可能是决定石油化工工业未来生存和发展的关键。
一、超声波氧化脱硫
在萃取阶段，超声波的介人促使萃取剂和部分氧化后的油两相有效混合，促进被氧化的硫化物分子与萃取剂的充分接触，使砜有效脱出。此外，超声波可以产生局部的高温高压，这对反应是有利的。关于超声波脱硫这方面，研究得最多的是利用超声波对柴油进行脱硫。有关人员研究了一种生产超低硫柴油的超声-催化-氧化脱硫方法。方法包括了柴油中有机硫化物的氧化过程和相关氧化产物砜类的溶剂萃取过程。优选的氧化剂为浓度 30%的过氧化氢溶液，溴化四辛基铵和磷酸作催化剂，相转移剂为四辛基溴化铵（TOAB），柴油的脱硫率最好能达到99.4%。
二、石化行业专用叠螺式污泥脱水技术
针对石化行业含油污泥含油量较高、黏度大、颗粒细、难以脱水等特点，国内部分企业自主创新研发了石化行业专用叠螺式污泥脱水机，同时推出了以TECHASE 叠螺式污泥脱水机作为核心设备的石油化工行业含油污泥脱水处理系统解决方案。并具有如下特点：采用石化行业专用螺旋轴，适合石化行业黏性物料的推流特点；增强性驱动系统，满足含油泥渣较大的驱动力要求；动定环采用更高防腐性能材料，适应石化行业氯离子高的运行环境；设备整体达到EXIIBT4的防爆等级，满足石化行业严格的防爆要求；针对海上石油平台设计的集装箱式设备系统；采用含油污泥专用絮凝加药槽，克服石化污泥难絮凝，易沉降的特点；采用专有的絮凝剂技术降低含油污泥比阻；占地面积小，脱水效率高。TECHASE 叠螺式污泥脱水技术目前已在齐鲁石化、中海油海上平台含油污泥脱水、大庆油田、淄博齐翔腾达等石化行业重点企业得到了应用。
三、施焊引流装置在线带压堵漏技术
施焊引流装置在线带压堵漏技术是指承压设备一旦出现工艺介质泄漏，在不降低其温度、压力和泄漏流量的条件下，利用焊接技术实现在线堵漏的目的，由于泄漏介质的存在，必然影响焊接作业的进行，如果能够将泄漏介质通过特殊的装置引开，然后在没有泄漏介质影响或影响较小区域进行焊接作业，处理好后，切断泄漏通道，从而达到带压密封的目的，这就是焊接引流装置带压堵漏的工作原理。具体做法是按泄漏部位的外部形状设计制作一个引流装置，引流装置一般是由封闭板或封闭盒及闸阀组成，由于封闭板或封闭盒与泄漏部位的外表面能较好地贴合，因此在处理泄漏部位时，只要将引流装置帖合在泄漏部位上，事先把闸阀打开，泄漏介质就会沿着引流装置的引流通道及闸阀排掉，而在引流装置与泄漏部位的四周边处，则没有泄漏介质或只有很少量的介质外泄，此时就可以利用金属的可焊性将引流装置牢固地焊在泄漏部位上，引流装置焊好后，关闭闸阀就能达到重新密封的目的。施焊引流装置在线带压堵漏技术由于是在承压设备泄漏状态下进行的特殊焊接作业，泄漏位置千变万化，施焊人员必须与各种物化性能不同的泄漏介质接触，因此，与正常的焊接工艺相比，承压设备的带压引流难度更大，风险更高。
四、组合式生化工艺处理废水
1.涡凹气浮器
涡凹气浮是当今先进的气浮技术，采用剪切式的产气原理，提高气浮的质量，比传统的气浮法更简便经济。本工程涡凹气浮器型号：CAF-50，规格：5.33×1.80×1.83m，处理量50m3/h。
接触氧化池亦即推流式生物膜法，就是在池内装填一定数量或比例的组合生物填料，填料具有比表面积大，生物菌群容易附着。本工程采用二级接触氧化池，池体尺寸为 15m×12m×5.5m，砼结构。一级接触氧化池：15m×8m×5.5m，停留时间：12h，有效容积：560m3二级接触氧化池：15m×4m×5.5m，停留时间：6h，有效容积：280m3本工程用风机曝气供氧，水气比为22：1，采用微孔曝气器，悬挂组合填料，上下贯通，废水流动的水利条件好，能很好地向固着在填料上的生物膜供应营养及氧。
随着经济的飞速发展，生活质量也在不断的提高，简单的吃饱穿暖已经不能满足人们的需求。对于生活环境人们有了更高的要求。石化对于环境的影响不可忽视，因为石化产品在燃烧过程中会产生大量的化学物质，严重污染大气环境。因此我们在未来的环境保护中要重视以下几个方面：a.研发出新的技术，尽量减少各种污染和工业废渣，使各种燃料完全燃烧使烟气中的一氧化碳充分燃烧，以此达到减少大气污染的目的，进而消除废气、废水、废弃、废渣污染。b.采用新型塔盘和新兴填料，这种技术在降低塔顶温度的同时，还可以提高传热效果，以此来减少污水中的含油量。c.采用浮顶油罐，改善机泵密封，可以大大减轻空气的污染和有害气体的泄露。d.采用空气冷却器代替水冷却器，同样可以提高产品质量和减少污染源。
五、总结
叠螺式污泥脱水系统技术具有良好的经济、环境、社会效益，目前已在多家石油化工行业企业得到推广应用，鉴于运行过程总结的经验，该系统在石油化工领域具有非常良好的应用前景。另外，经工程实践表明，采用“涡凹气浮-UASB-接触氧化+高级氧化塔-曝气生物池”组合工艺处理COD浓度较高的石油废水，可达到排放标准。涡凹气浮技术不需压缩空气，解决了溶气、回流及阻塞等问题；UASB反应器可降解大部分COD及有害物质；“高级氧化塔+BAF”工艺可将废水中难生化的有机物不饱和链打开，进一步降低COD，并完全消除色度，使出水达到设计标准。再者，装置长周期运行需要完好设备的安全运行来保障，设备或管道局部泄漏可以通过注胶法、焊接引流装置或扎钢带等堵漏技术在线处理漏点，以保证装置长周期安稳运行。注胶法带压堵漏、焊接引流装置及扎钢带在线堵漏应用范围各有优缺点，在实际运行中应灵活掌握，根据现场环境及泄漏介质的物化性质，选择适宜的堵漏方法，达到消缺止漏的目的。
参考文献
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生物油燃料的优缺点范文5
关键词：油液分析；傅里叶红外光谱；光谱重构；红外定性分析；红外定量分析
中图分类号：TE626.3文献标识码：A
0引言
油在相对运动表面过程中会由于高温高压或氧化应激发生复杂的化学反应；剂能否充分发挥其应用的功效取决于本身的性质和状态；尽管“状态”确实是个很模糊的概念，但却是在用油质量相对于新油变化的一个尺度。从实际状况来看，油性能降低的影响从小到大――例如自行车链条的不良只会导致蹬踏板比较费劲，然而一个喷气式飞机引擎内部轴承的不良则会导致严重的问题。油液监测关注的是影响设备性能和可靠性的因素，提前获取可靠的信息，从而为判断是否换油或者加入新的添加剂提供参考。目前普遍采用的换油方式是依照时间周期或运行周期换油，然而通过油液监测实现“按质换油”可以避免不必要的换油，也可以预防因油性能过早衰减而引起的设备故障。油液监测技术是一项成本低廉、效果明显的故障预测与诊断技术，在军事、航空、航海运输、煤炭开采、港口机械等需要用到昂贵重型机械的领域有着广泛的应用[1-2]。
油液监测包含多项技术手段，包括铁谱分析、颗粒计数、运动黏度、酸值、碱值、积炭的测量等，以及特定添加剂（如抗氧化剂、抗磨剂）的测量，特定污染物（如水分、乙二醇）、油总体氧化程度等项目。傅里叶变换红外光谱作为油液监测的一项重要技术组成，能够在几分钟内检测出油质量相关的众多重要参数信息。由于油的绝大部分成分或污染物都有明确的红外光谱特征，因此红外光谱技术丰富的状态信息能够让油液监测工作者来确定设备或油样是否存在潜在的隐患，也可以通过与参考性油样（如新油）对比或对在用油进行跟踪检测来达到监测的目的。除了定性的功能，红外光谱仪还有定量的功能，例如对酸、碱、水分含量的定量检测。本论文着重讨论了红外光谱技术的优点、局限、可以提升的方面，以及最新的定量方法进展[3-5]。
所有有机分子都能够吸收与其分子振动频率相同的振动频率，每一种化合物都有易于识别的类似“指纹”功能的独特红外光谱特征。与此相似，每一种固定成分的油也有其特征性的红外光谱特征，表现为每一种单独化合物特征峰的相互交叉叠加的多峰图形。
红外光谱技术一个重要的优点是对特征团的识别，例如CH3、CH2、OH、COOH、NH2都有特定的吸收峰，从而确认它们的存在和相互之间的比例。对化学功能团的识别与定量，是红外光谱技术进行状态监测的基本原理之一，因为在用油在使用过程中发生的诸多化学变化会导致某些化合物的形成或减少。与此相似，本论文中提到的油定量分析都是围绕功能团的红外吸收以及其遵循的比尔定律（即样品中某个化合物的浓度含量与该样品中相应官能团的红外吸收量成正比）。
1.1定性红外光谱监测
由于油红外光谱检测结果的可变性和复杂性，在用油的红外光谱状态监测一般采用的是趋势比对法。前提是对在用油进行红外光谱跟踪分析并将分析结果的变化与油品质量的变化相关联。在红外光谱技术发展的早期，此技术已经被认为在在用监测领域有重要应用，但直到美国军方进行了系统的研发之后才得以广泛应用。上世纪中期，红外光谱状态监测技术被进一步研究完善成为美军联合油液分析项目（JOAP）的一个组成部分。JOAP引入红外光谱分析技术的初衷便是用此技术来进行在用油的状态监测，从而最大程度地降低机械故障率并提高剂的使用效果。由Toms领导的这项研究工作，对军用在用油的红外光谱随时间变化的典型特征进行了广泛且深入的研究，各种单独的组分被加入到油样中来观察其红外指标的变化。这个创造性的工作在红外光谱的特征性变化与油品劣化过程之间建立了联系，例如抗磨添加剂的损失、油品水分超标、氧化、积炭等，这些指标现在都已作为状态监测参数应用到了实际中。同时，光谱特征性变化与油品各个性能之间的必要关系，也是ASTM标准E2412-10“利用傅立叶红外光谱监测在用油状态的方法（趋势分析法）”中的监测指标[6-9]。目前，商用的自动傅里叶红外光谱分析仪使在用油快速的集中分析更加便利，监测实验室通常会将油液信息录入专门的设备监测管理系统，通过这个系统对每一个设备取样点位给出相应的准确的分析报告。如果油样分析结果或趋势图显示该设备存在某种故障隐患，系统会给设备使用方做出提醒：例如“换油”、“监控运行”或“防水”等。通过对设备进行油液分析的状态监测，可以减少不必要的换油和机械故障节约成本，尤其是对设备拥有量大的企业来说尤其明显。对于某些没有这样经验性分析数据库的设备使用方来说，完全可以利用商业化的油液分析实验室来进行设备状态监测[10-11]。
1.2定量红外光谱监测
红外光谱并不仅限于提供状态监测的趋势数据，而且能够为关键的油品质量参数（特别是酸值、碱值和水分）提供定量的分析数据。对于在用油品来说，这三种参数都是非常重要的油品质量指标，通常会在状态监测过程发现油品的潜在问题之后对这三个参数进行分析和量化。根据不同用途，在大多数非燃烧相关的应用中，作为氧化过程所导致的结果，油在很大程度上更易于酸化，产生出相对较弱的有机酸，同时在多数燃烧应用中，酸性则是氧化和漏气共同导致的结果，其中后者所产生的是强酸（硝酸、硫酸）。酸值分析法多限用于低灰分油品，此类油品中不含有酸中和碱性添加剂包（例如压缩机油），但是它们的酸性会在氧化过程中慢慢积累起来。碱值分析法与包含碱性添加剂（通常称之为洗涤剂）的高灰分油品相关，从而中和以更快速度积累起来的较强酸性。因此，此类型油品中酸的形成并不会导致酸堆积，相反还可能会导致油品中预储的碱的亏损，而这种亏损可通过碱值分析法进行测量。与这两种测量密切相关的是水分，它不仅是反应物，而且是一种反应介质，与酸性相关的腐蚀以及油品中出现它时会产生的其他各种有害变化有极大的关联。
在ASTM标准中，用于酸值、碱值和水分测定的方法，以及卡尔・费歇尔酸碱滴定法，均存在有各自的局限性，精确度和再现性也都比较有限，而且从设备和试剂方面考虑，检测成本也相对比较昂贵。因此，出现了更加简单、成本较低、更为可靠的自动红外光谱法[12-14]。此外，FTIR 过程中实现的酸度和储备碱度的测量与传统的酸值和碱值测量多有不同，它们各自被重构为酸含量（ACpKa）和碱含量（BCpKa），其中下标pKa表示在红外光谱测定中采用的光谱活性碱和酸。酸含量和碱含量数据各自以mEq acid/g oil和mEq base/g oil表示，可以方便地转换为酸值和碱值的单位mgKOH/g oil；然而，由于红外光谱方法和ASTM 方法中采用的“滴定标准液”的pKa值存在差异，因此两种方法获得的结果不能等同。
红外光谱测出的酸含量与滴定法测出的酸值之间的换算关系可以用下面的线性回归方程表示：
红外光谱测出的碱含量与滴定法测出的碱值之间的换算关系可以用下面的线性回归方程表示：
红外光谱法对于油中水含量的测定采用的是乙腈提取法，实验证明这种简单的提取方法可以进行卡尔・费舍尔水分测定，并且具备可重复性和足够的灵活性[15]。
1.3现行傅里叶红外光谱状态监测的一般程序
目前油样的红外光谱检测都是取样人员从目标设备上取样后送往实验室进行检测，像其他各类状态检测技术一样，取样的周期是按照设备的类型、运行状况、油的种类和历史数据来制定的。检测时，油样被蠕动泵或注射器从油样瓶注入100 μm的硒化锌的投射池中，接着油样的光谱数据将在一分钟内被采集出来。然后光谱仪的软件会将吸收率或吸收峰曲线做出来，这些数据会传输到管理系统中形成报告，投射池随即被用溶剂油清洗后重新进样来进行下一个油样的检测。
2傅里叶红外光谱分析的局限性
傅里叶红外光谱分析过程中一个主要问题是监测结果的数据判读严重依赖于不同的油品配方，因为油品的红外吸收光谱带可能会干涉到在用油的红外光谱检测过程中的光谱变化。在这方面，ASTM标准D7414-09提供了例证――通过使用趋势分析法对在用油品和烃基油中氧化反应进行状态监测的标准试验方法。该方法可对光谱的羰基吸收区（吸收有机酯和有机酸）进行测量。在氧化检测方面，这种测量方法在纯烃基油品光谱中很有效，但在酯基油品的光谱测量中却显得毫无意义，因为酯键的羰基吸收光谱带将覆盖氧化反应产生的所有有机酸和有机酯的羰基吸收光谱带。也正因为如此，上述D7414-09方法的适用范围，如标题所示，仅限于“石油和烃基油”。基于类似的原因，ASTM标准 E2412-10 单独将剂限定为三类（石油基（曲轴箱）油、极压（EP）液和多元醇酯液）。但是，在其中的任一类别中，都包含有许多由各种油供应商推广的不同专用配方以及设计用于特殊用途的独特配方，而这些配方差异将在油品的红外光谱中有所反映，这将使基于红外光谱的油品状态监测数据的判读变得更为复杂。这种背景下，便逐渐形成了两种红外光谱状态监测分析方法：直接趋势分析法和差异趋势分析法，它们各有自己的优缺点。直接趋势分析法基于这样一种假设――能够对油品的光谱特征重叠的不同时间的光谱变化进行追踪，并据此形成油品的衰变曲线和干预标准。差异趋势分析法的步骤则更为精密，包括收集在用油样的光谱，以及从中减去相应“新”油或其他适当基础油的光谱，从而使产生的净光谱变化从差异光谱中分离出来。如果油品组分非常明确，并且能够保证其中并未添加任何其他油品，这种方法就非常适用。直接趋势分析法相比起来较为实用，但是没有那么精密，比如说，对从卡车中获取的油品进行常规检测时，这种方法非常有效。而差异趋势分析法则更精确，也更适用于检验齿轮油或者压缩机油，这些设备中的油品配方极为特殊，同一种油品需要长期使用，而湿度、氧化状态和添加剂成分的变化则是非常关键的衰变指标。然而，这种方法需要适当基础油的光谱信息包含在光谱数据库之内，或者是被记录为样本分析方案的一个组成部分。总而言之，无论是直接趋势分析法还是差异趋势分析法，它们都不能完全适用于每一种油品，前一种是由于配方依赖性，后一种则是出于对油品实际性能和实际工况的考虑。应该注意的是，这些方法都是包含在ASTM的 E2412-10 和 D7418这两个标准里边，以及相关试验方法之内的。
3傅里叶变换红外光谱分析扩大了油品分析范围
鉴于上文所探讨的问题，为油品设计出一种常规光谱分类体系，从而为不同配方的油品选取不同类型的光谱特征的基础上进行状态监测的分析将非常有用。尽管概括来讲，ASTM E2310-04 已提到过光谱的搜索和匹配路径，但在该概念的发展过程中，一些疑难点将不得不做出再一次的强调。其中一个主要挑战是，假定相应的光谱变化反映不同的混合因素，需要最终完成对已产生化学变化的在用油品的正确分类。本文作者应对该挑战的潜在方式是使用区域选择算法，从而在“决策树”的各个分支优化分类；但是，这样就需要进行进一步的研究对该方法进行验证。如果成功的话，不仅油品能够根据它们的光谱相似性进行分组，并相应地进行类别划分，而且能够针对各个油品“类别”形成适当的红外光谱分析状态监测方案，并且依据光谱区（可在其中为适当兴趣参数进行测量）进行验证。如上文所述，ASTM E2412-10 仅为三类油（石油油、EP石油油和多元醇酯）指定了红外光谱分析状态监测测量参数，而且尽管ASTM E2412-10 提到存在将其他油类型涵盖在内的可能性，然而尚难实现这一目标。如果为现有的生产配方设计出一种普遍的油品归类系统，并在新的配方投入使用时及时更新，不断在拓宽红外光谱分析状态监测范围将会大大方便油品红外光谱分析工作。虽然要证明该方法对于红外光谱分析状态监测的广泛可靠性并不是很容易，但是鉴于目前市场上油产品的巨大数量，使用基于光谱的分类系统将有效防止出现样本的错误分类，而在现如今的红外光谱分析状态监测中此类应用则比较缺乏。此外，该系统能够克服与商品名称和“最终使用”油命名相关的常见混淆问题。商品名称和最终使用命名在业界可交换使用，但是产品在基础油或添加剂方面却不一定完全相同，而这一点往往会导致混淆及分析异常。由此，光谱分类系统（包括从矿物到酯基物质及其结合物，以及其他油品类型，例如磷酸酯、聚二醇油品等等）最终将为数以千计的著名品牌的油提供简易的相互参照型化学或功能划分方案，并根据给定用途，为油购买者提供一种在多种产品中做出选择的有效方式。
4红外光谱状态监测技术的改进
以上内容表明，尽管红外光谱分析状态监测的使用非常广泛，成本效益也比较显著，但它仍是一种有着很大提升和改进空间的技术，通过不断的改进，才能成为更加实用的分析工具。对于这个问题，红外光谱分析状态监测最新的光谱重构技术提出了解决方案，这是一种对样品处理量和溶剂使用有重大影响的技术。借助于这种技术，通过使用低成本的含有独特光谱标记的煤油或溶剂油将油样稀释，油样的黏度降低，从而更快地被输送到红外光谱传输池，省去了油样之间的溶剂冲洗流程。然后，稀释液中存在的光谱指标能够通过光谱重构技术，用去除稀释液光谱的方式获取原来净油样的光谱，图1为如何进行光谱重构的示意图。
光谱重构技术在热油连续的油品分析和处理（COAT）系统中已有应用。这是一种综合的自动采样和FTIR分析技术（图2），使用单个的低通量固定容积液体泵将稀释油样装入IR传输池，同时让下一油样流过传输池，这样可将所有的油样冲洗掉。但是，虽然光谱指标的存在还会使稀释变得不那么精确，指标测量却可确定精确的稀释度。至于光谱重构，除了能够在分析速度方面带来大量效益之外（上升到180样/小时，而传统蠕动泵和基于注射泵的FTIR 自动采样系统则仅为20～30样/小时），它还将最大限度地减少磨损，确保KCl试池窗口使用的低成本（相比于ZnSe），并且所需样本和溶剂相对较少，这也使它在与油品和溶剂所带来的废弃物方面将环境影响降至最低。除净油品光谱并非直接测量而是从稀释油样的光谱中重建的之外，红外光谱分析状态监测的工序过程与ASTM D7418-07一致，同时也需要按照要求严格执行。状态监测数据大量的对比结果是在标准条件下使用光谱重构技术和对相应的净油样进行传统的红外光谱分析获取而来的，此结果有力地证明两种程序所提供的数据一致。
5结论
傅里叶红外光谱是用于在用油分析的一种重要的自动化状态监测筛查工具。目前，红外光谱方法已根据样本处理量借助光谱重构技术进行了有效升级，分析速度已高达每小时180个预处理样本。尽管基于红外光谱的状态监测方法目前在很大程度上仅限于矿物源油品，但是可以预见的是，随着技术的发展，红外光谱的应用范围将会得到广泛的拓展，深入到基础油与配方油方面。更重要的是，最常见的定量后续分析：酸值、碱值和水分含量分析已发展成为了完全可行的自动化红外光谱定量分析方法，这就显著增强了红外光谱在油分析方面的实用性能和分析功能。一般来说酸值和水分分析的应用范围远远不限于油自身，而且可被应用到包括燃料油（柴油、汽油和生物柴油）、生物柴油原料、原油在内的各种疏水性物质上。总的来说，红外光谱技术能否被广泛接受很大程度上取决于它的商业化开发。当然，如同其他检测方法一样，红外光谱技术也存在一些缺点和局限性。例如，红外光谱技术只反映分子结构的信息，对原子、溶解态离子和金属颗粒不敏感，也就是说，在对机械设备进行油液监测的过程中，红外光谱仪无法代替原子发射（吸收）光谱仪和铁谱仪的作用；在商用检测中要求红外光谱检测系统具有较高的样品通过量，否则，每次的分析成本较高；此外，红外光谱检测系统对操作结果的再现性要求非常高，否则，谱图采集系统或仪器响应的微小变化会影响结果的准确性和精密度。
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生物油燃料的优缺点范文6
【关键词】生活垃圾；填埋；焚烧；堆肥；现状；发展方向
1生活垃圾处理发展概况
建设部《中国城市建设统计年报》显示，截止至2005年底，我国垃圾填埋、堆肥和焚烧的无害化处理能力所占比例分别为82.4%、4.7%和12.9%。
在1990－2005年期间，城市垃圾清运量年平均增长率为5.5％，城市垃圾量的增长稍快于城市人口的增长。80年代，人均垃圾产量为0.5~0.6kg／(人·d)；90年代，垃圾产量为0.7～0.8kg／(人·d)；21世纪初，垃圾产量预计为0.9～1.0kg／(人·d)。
从近10年来我国城市垃圾处理所发生的变化可以看出，城市垃圾取得的成绩和进步是明显的，特别是先进的垃圾处理技术开始逐步得到应用。例如，在近几年建设的许多填埋场中，为提高填埋场的防渗水平，采用高密度聚乙烯膜作为防渗材料；为提高填埋作业效率，一些大型的填埋场采用了填埋压实机；一些城市如杭州、广州、深圳等的填埋场开始对填埋气体进行回收利用。
垃圾焚烧处理从无到有，不断发展。深圳市于1985年从日本三菱重工业公司成套引进两台日处理能力为150吨/日的垃圾焚烧炉，成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。国内一些经济基础较好的城市如上海、广州、北京等都建设了较高标准的垃圾焚烧厂，这些焚烧厂多为通过利用国外资金、引进关键技术或设备、按照较高污染控制标准来建设的现代化大型垃圾焚烧厂。
堆肥处理是我国城市垃圾处理使用最早也是在早期阶段使用最多的方式。堆肥处理主要采用低成本堆肥系统，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。“七五”和“八五”期间，我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发，并取得了积极成果。
当前，垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足，垃圾处理的水平还很低，从总体上讲，城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在，垃圾处理场的二次污染相当普遍。
2城市生活垃圾特性变化
城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时，垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。
我国地域辽阔，南北温差大，东西经济发展不平衡，燃料结构差别大，因此，我国的垃圾成分随地域而变，即使是同一城市，一年四季垃圾成分差别也大。但总的趋势是垃圾中有机物成分在增加，大城市垃圾中有机物接近50％，中等城市垃圾中有机物为30％~40％；无机物在减少，大城市垃圾中无机物为30％～40％，中等城市垃圾中无机物为50％～60％；垃圾成分的不同决定了不同城市采用的处理方法也不同，城市生活垃圾中有机成分占总量的60％，无机物约占40％，其中废纸、塑料。玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20％。
垃圾中的可燃物增多，可利用价值增大，因此随着今后我国大城市，尤其是北方城市随着城市燃气化率的不断普及，城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。
居民生活水平和消费结构的改变不仅影响城市垃圾的产量，也影响着城市垃圾的成分。尤其是近十年来，随着改革开放的进一步深化，居民收人不断增加，人民的生活水平不断提高，包装产品的消费，以及废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物的消费不断增加。
包装废物的快速增长，是城市生活垃圾增长的重要原因之一。实际上垃圾中的废纸、金属、玻璃、塑料等绝大部分是使用后废弃的包装物。随着包装业的快速发展，商品包装形式越来越繁多，包装物的种类和数量增加很快，过分包装和豪华包装的产品比比皆是，这在大城市尤为突出。一次性的商品被广泛应用，增加了垃圾的产量。目前我国包装品废弃物约占城市家庭生活垃圾的10％以上，而其体积要构成家庭垃圾的30％以上。
3城市垃圾处理现状分析
3.1主要技术介绍
国内垃圾处理方法多种多样，主要有：填埋、堆肥、焚烧三种方法，另外还有热解、分选回收、综合处理方法。
3.1.1填埋
填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法，目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法，2005年，全国共建有356座生活垃圾卫生填埋场，90%（含简易填埋）以上的城市生活垃圾采用填埋处理。根据环保措施（主要有场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋气导排、渗沥液处理、虫害防治等）是否齐全、环保标准能否满足来判断，填埋场大致可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三个等级。
1、简易填埋场（临时堆场）
基本上没有考虑环保措施，或仅有部分环保措施，也谈不上执行什么环保标准。严格来讲，目前我国仍有很大部分填埋场属于这个等级。这类生活垃圾填埋场为衰退型填埋场，在使用过程中它不可避免地会对周围的环境造成严重污染。
2、受控填埋场（准卫生填埋场）
有部分环保措施，但不齐全；或者是虽然有比较齐全的环保措施，但不能全部达标。目前的主要问题集中在场底防渗、渗沥水处理、每天覆盖等不符合卫生填埋场的技术规范。这类填埋场为半封闭型填埋场，也会对周围的环境造成一定的影响。
3、卫生填埋场（无害化处理场）
既有完善的环保措施，又能满足环保标准，为封闭型或生态型的填埋场。由于建设和运行费用目前在我国大部分城市尚难以接受，管理水平也有较大差距，所以真正意义上的卫生填埋场目前在我国仍较少。
3.1.2焚烧
我国生活垃圾焚烧计数的研究和应用起步于八十年代中后期，全国现有各类生活垃圾焚烧厂50多座，综合目前我国生活垃圾焚烧技术应用的现状，大致可分为简易焚烧炉、国产化焚烧设施和综合型焚烧设施三类。
1、简易焚烧炉
简易焚烧炉工程规模较小，主要利用原有的煤窑或砖窑等改造而成，工艺简单、价格低廉，往往缺乏基本的供风和烟气处理系统，工作条件差，生活垃圾无法得以充分燃烧、污染物也不能达标排放。这类焚烧炉在我国还有一定的市场，主要在一些中小城镇应用，由于不能满足环保标准和燃烧条件，正逐步予以取缔。
2、国产化焚烧设施
工程规模中等，生产及配套设施相对比较简单，主要设备为流化床焚烧炉，建设及运行成本相对较低。目前在江苏、浙江等地已建成多座国产化生活垃圾焚烧厂，温州市东庄生活垃圾焚烧厂（炉排炉），绍兴市生活垃圾焚烧厂（流化床），无锡市生益多生活垃圾焚烧厂（炉排炉）是其代表。
3、综合型焚烧设施
综合型焚烧技术设备，是指把引进技术设备与国产技术设备有机结合起来的垃圾焚烧系统。其关键技术和设备从国外引进，工程规模较大，生产及配套设施比较完整，建设及运行成本较高。深圳市市政环卫综合处理厂，上海市江桥生活垃圾焚烧厂，上海市浦东御桥生活垃圾焚烧厂是其代表。
3.1.3堆肥
生活垃圾堆肥在我国具有悠久历史，但堆肥处理率并不高，目前全国共有各类生活垃圾堆肥厂约70多座。在我国常用的生活垃圾堆肥技术大致可分为简易堆肥、好氧堆肥和厌氧堆肥三类。
1、简易堆肥
工程规模较小、机械化程度低、主要采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术一般在中小型城市应用较多。
2、好氧堆肥
工程规模相对较大、机械化程度较高、一般采用动态或半动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。
3、厌氧堆肥
工程规模普遍较大，机械化程度相当高，一般采用湿式或干式厌氧发酵工艺，发酵周期可缩短至15～20天后，沼气收集后可用于发电等，生活垃圾资源化利用率较高，投资及运行费用高于好氧堆肥，占地面积少于好氧堆肥。厌氧堆肥技术在欧洲有较多的应用实例，国内上海等地则还能够在实施项目。
3.1.4热解
热解法就是把有关固体废物(或液体废物)在无氧或少量氧的条件下加热至800~1000℃，获得高温气体的方法，同时还可以获得煤(焦油)再作化工原料，关于分解后剩余的以碳为主的残渣，可以作肥料、填坑物和固体燃料等。热解可在焚烧温度低的条件下，从有机物中直接回收燃料油、气，从资源化的角度论，热解比焚烧有利。
3.1.5分选回收
城市生活垃圾分选回收技术较为可靠，资源化效果较好，分选出的资源化物质可以直接回收利用，该技术是许多发达国家基于分类收集基础上的首选处理技术。该技术选址较为容易，但有一定的噪声、臭气污染。城市生活垃圾分选回收技术环境可能存在分选效率低、经济效益不好的隐患，且分选后有较多残渣。
3.1.6综合处理
城市生活垃圾综合处理技术是在克服单一处理方法缺点的基础上，采用填埋、堆肥、焚烧、分选回收等两种或多种方法相结合的方式去处理城市生活垃圾，从而避免和降低了因处理不当对环境造成的二次污染和资源的浪费，同时达到资源充分利用和无害化处理城市生活垃圾的目的；此外，该种处理方式能彻底处理城市生活垃圾，基本无二次污染。而资源的回收利用，正符合国家可持续发展的战略。事实上，城市生活垃圾综合处理技术是以社会、经济和环境协调发展为目标，并优化用多种管理、技术手段构筑的城市生活垃圾处理系统工程。综合处理技术内部各类单元处理技术根据应用的先后顺序，主要包括前处理、中间处理、后处理和最终处置等四道工序。事实上，组成这四道工序的主要单元处理技术包括填埋、堆肥处理、焚烧、回收利用四类。
3.2应用情况
我国城市生活垃圾无害化处理设施已由1990年的66座增加到2005年的471座，无害化处理量和处理率也分别由1990年的2122万t和2.3％，提高到2005年的256312万t和60.1％。
近年来综合处理已引起越来越多的重视，但迄今为止应用最广泛的仍是填埋、焚烧、堆肥三种方法，其中填埋法是我国城市生活垃圾处理的最主要方法，无论是大城市还是中、小城市都普遍采用；中、小城市采用堆肥技术较多，但处理规模较小，因堆肥销路等原因，有的已关闭；焚烧技术这几年在经济发达城市得到了迅速发展。
3.3存在的问题分析
3.3.1填埋场问题分析
大多数填埋场的设计、建设和运营仍存在很多问题，表现在：（1）设计理念比较落后，科技水平低，土地填埋利用率不高，占用了大量土地资源；（2）大部分生活垃圾填埋场缺乏有效的基础和边坡防渗措施；（3）由于生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50~60%，导致渗滤液产量大、浓度高，渗滤液处理达标排放或能够送城市污水处理厂处理后达标排放的填埋场较少，地下水污染地表水的污染事故不断出现；（4）填埋气体处理与利用系统刚刚开始发展，现有填埋场多为敞开式排放或通过竖井排放，简易填埋场的填埋气仍处于无组织排放状态，不仅引起了温室效应，造成安全隐患，而且也是产生恶臭的主要原因；（5）填埋场的封场一般都未进行生态恢复，由于缺乏封场和后续管理标准，缺乏相应的政策和法规，已经终场的生活垃圾堆体不能够合理地安全封场和持续维护。
3.3.2焚烧问题分析
（1）对热值低、水分高、成分复杂的生活垃圾适应性不好。引进的炉排炉一般适应处理国外成份相对简单、低位热值高（一般都在1600kcal/kg以上），水分含量低的生活垃圾；（2）工程投资大。据统计，目前国内利用国外先进焚烧技术建造的焚烧厂普遍建设工程投资大，折合吨工程投资约50~75万元，而引进技术，关键设备国内生产的吨工程投资约35~45万元，技术和设备全国产化的吨工程投资只要25~30万元；（3）运行成本高。据统计，我国目前运转基本正常的国外技术建造的焚烧厂的运行费用为180~300元/吨；（4）飞灰没得到安全处置。除个别高水平建设和管理的焚烧厂外，其余焚烧厂飞灰处置没得到足够重视，大多填埋处理或作为建筑材料利用，安全隐患大。
3.3.3堆肥问题分析
阻碍我国生活垃圾堆肥化发展的主要因素不是技术因素，而是非技术的经济因素，这表现在：（1）混合收集的生活垃圾杂质含量高，为保证产品质量而采用复杂的分离过程导致产品成本高，没有政府的补贴，是很难运行下去的；（2）一般堆肥厂的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂，其销路取决于堆肥厂所在地区封条件的适宜性，在粘性土壤地区，特别是南方的红黄粘土、砖红粘土、紫色土地区有较好的销路；（3）堆肥厂产品的经济服务半径一般较小。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售，利用粗堆肥产品制造的复合肥，其销售也面临一般化肥和复合肥的竞争；（4）生活垃圾处理的连续性和堆肥产品销售季节性之间存在的固有盾，也会增加生活垃圾的处理成本和堆肥产品的生产成本。
因此，虽然个别大型生活垃圾堆肥处理厂和一些不定期地运行的、简易小型生活垃圾堆肥厂产品有销路，近几年国内建成的大多数堆肥厂，实际上均不能正常运行。
4生活垃圾处理技术发展方向
根据我国实际情况，现实的生活垃圾处理技术发展方向必须面对混合收集的、可回收物质含量和热值低、垃圾含水率和可生物降解的有机物含量高的生活垃圾。远期（2015年后）可考虑实现了分类收集基础上的垃圾处理技术。
1、发展生活垃圾综合处理技术
我国生活垃圾的特性决定了很难有一种垃圾处理技术能对其进行有效的处理，必须采取多种技术对其进行综合处理才能达到减量化、无害化和资源化。但是，这需要在一个新的基础上去考虑综合处理模式中各种技术的地位和作用。
针对我国混合收集垃圾的特点，将生物处理技术作为填埋或焚烧的预处理技术，是解决我国垃圾处理难题的一种有前途的技术组合。近10年来，机械生活处理技术在欧洲作为填埋处理或焚烧处理的预处理技术得到了快速发展，已经出现了机械生物处理——卫生填埋、机械生物处理——焚烧发电等一些综合处理的趋势。
2、生活垃圾填埋技术标准化、规范化、环保化、国产化发展
主要表现在以下几点：（1）填埋气导排技术在生活垃圾填埋场得以普遍采用并不断完善,同时填埋气回收利用技术在取得经验的基础上扩大试验范围;（2）大、中城市的生活垃圾填埋场基本上能做到每天覆土。覆盖材料除粘土外,新型替代覆盖材料的研制工作也取得进展,并在部分缺少覆盖土来源的生活垃圾填埋场试点应用;（3）在引进、消化的基础上,开发出压实机等新一代的国产化填埋专用机具,用于生活垃圾填埋场并取得较好效果;（4）国产化人工合成防渗衬底材料的质量有较大的提高,设置人工合成防渗衬底的生活垃圾填埋场不仅仅局限于个别示范工程;（5）生活垃圾渗滤水的处理技术多样化并取得实质性进展;（6）发达国家普遍采用的好氧填埋技术,在部分示范工程中率先得到应用;（7）在大城市中,生活垃圾经过回收利用、堆肥、焚烧等方法处理后进入填埋场作最终处理。
3、生活垃圾堆肥技术机械化、国产化，堆肥产品高附加值发展
主要表现在以下方面：（1）生活垃圾堆肥厂的机械化水平和堆肥质量有明显提高；（2）堆肥产品中的重金属和碎玻璃等杂质的含量得到有效控制；（3）国产化有机复合肥成套生产技术与设备进一步完善,生活垃圾堆肥厂中生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高；（4）采用机械化动态发酵工艺和利用有效菌种快速分解的新型堆肥技术,在部分城市得到应用并逐步推广；（5）由于具有良好的减量化和资源化效果,生活垃圾堆肥技术将重新得到重视,生活垃圾堆肥处理的比例将逐步增加。
4、生活垃圾焚烧技术国产化、环保化、资源化发展
主要表现在以下方面：（1）我国城市生活垃圾的低位热值稳步提高,低热值生活垃圾焚烧技术的工艺进一步完善；（2）新一代国产成套生活垃圾焚烧设备的开发取得成功,并在部分中、小城市形成一定的市场。单台处理能力200t/d以下的生活垃圾焚烧设备将以国产化为主；（3）生活垃圾焚烧厂的二次污染特别是尾气的净化技术取得突破,同时人们对二恶英等污染物的关注程度愈加提高；（4）生活垃圾焚烧余热的综合利用技术得到提高,焚烧发电将继续得到政府在政策和税收方面的支持；（5）生活垃圾焚烧厂将向大型化方向发展。由于国产化率和管理水平的提高,其工程投资和运行成本将得到控制；（6）生活垃圾焚烧技术将稳步发展,生活垃圾焚烧处理的比例将逐步上升。未来几年内在部分城市将建成若干个和国外接轨的生活垃圾焚烧厂。但在我国全面推广的条件尚不具备。
5、分类收集、分类处理逐步推行
生活垃圾作为一种取之不尽的再生资源将逐步得到重视，垃圾分类收集、分类处理方式在我国大、中城市中逐步推行，主要途径如下：（1）对一次性物品的限制使用初见成效,同时产品包装行为进一步规范,过度包装逐步减少；（2）净菜进城工作逐步被市民认可，生活垃圾中易腐有机物的比例逐步下降；（3）有关生活垃圾减量化、资源化的地方性法规将陆续出台,生活垃圾回收利用工作将纳入依法管理的轨道。与垃圾分类收集相适应，生活垃圾回收利用技术将得到重视，垃圾分拣中心和资源化利用工厂等配套设施，将在一部分城市率先建成，许多城市会将此提到议事日程。生活垃圾中回收利用的比例将逐步增加，并带动废品回收业和相关产业的发展。
5结语
从系统管理的角度出发，抓好垃圾源头减量工作，尽量少产生垃圾，将已产生垃圾最大程度回收利用，再通过卫生填埋、堆肥、焚烧制能等工程技术措施减容及进一步资源化，是符合循环经济和可持续发展要求的做法。
综合分析垃圾处理技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的无害化、减量化、资源化效果等方面，卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件，在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下，采用三种主要方法适当组合，能取得更大的环境效益。依据科学发展观和循环经济的理论，按照可持续发展的要求，我国现阶段垃圾处理工艺选择的总体思路是：巩固完善现有的卫生填埋技术，稳步发展焚烧处理技术，充分重视生物处理技术，探索和鼓励资源再利用和综合处理技术。
参考文献
[1]王均奇,施国庆.我国城市生活垃圾产业的发展现状与对策研究[J].生产力研究,2007,(1):99-100.
