汽油发电机的生产工艺流程_汽油发电机的生产工艺
1.发电厂主要有哪些职业病危害因数?应如何进行防护?
2.多元化新能源的优势
3.这10个车辆异响学问大不知道就要
4.汽油是可再生能源吗
5.生物柴油是怎么回事,能解答一下吗?
珍妮机的问世——工业革命的开始
在英国各个工业部门中,机器的最早用,并不是在英国传统的工业中,而是新兴的工业部门棉纺织业中。这是因为棉纺织业作为一个年轻的工业部门,没有旧传统和行会的束缚,容易进行技术革新和开展竞争。同时,棉纺织品的价格比毛纺织品便宜,市场需求量大,为满足市场不断增长的需求,需要扩大生产规模以增加产量,所以对技术革新的要求比较迫切。
关于英国工业革命的发明成就,初中已有介绍,因此建议引导学生阅读教材以及历史纵横,观察《飞梭》、《早期纺车》和《珍妮机》,结合表格《第一次工业革命期间纺织业的主要发明》,掌握棉纺织业的发明成就。
机器的发明和使用是第一次工业革命的第一阶段。珍妮机的出现是棉纺织业第一项具有深远影响的发明,使纺织效益提高了40倍以上。珍妮机的发明,一般认为是英国工业革命的开始。之后,有更多的机器被发明出来并得以应用,在冶金、煤等其他行业,也出现发明和使用机器的高潮。
第二目“蒸汽时代”的来临。本目介绍了工业革命的进程,尤其强调蒸汽机广泛运用之后,运输工具的改造,以及工厂制度的出现。
(1)蒸汽机的广泛运用及现代工厂的出现
英国棉纺织业的巨大进步,是机械科学原理普遍运用的结果。在机械化装置使用越来越多的情况下,动力成为制约机器生产进一步发展的严重问题。要发展工业,就必须有新的动力。瓦特经过多年的钻研,广泛汲取前人的研究成果,制成了性能可靠的蒸汽机,为英国的工业革命提供了强大的动力,并将其带入一个新的发展阶段。蒸汽机为机器大工业的发展解决了至关重要的动力问题,还为机器大工厂的建立开拓了极其广阔的地理空间。此后,凡是有燃料(煤炭)的地方,就能兴建工厂。英国的工厂可以开设在市场繁荣、交通发达之处,以便购买原料和销售产品;它可以移近人口密集地带,以便招募人员;许多工厂可以汇集在一起,进而形成工业城市。工业革命还创造了新的工业制度——工厂制度。在工厂中,由于成套的机器设备的使用,工人的任务被降到简单操作的水平,妇女、儿童可以很快地掌握,于是他们作为廉价劳动力被工厂大量雇佣。
(2)交通运输革命
进入19世纪后,随着蒸汽机技术的不断完善,它成为车辆、船舶等交通工具上通用便利的动力机器,促成了以铁路建设为代表的交通运输业的繁荣。 1800年后,人们开始研究用蒸汽机作为牵引动力。1814年,英国人史蒂芬孙研制出的世界上第一台蒸汽机车试运行成功。1825年,英国建成世界上第一条铁路,史蒂芬孙的火车头拖着一长列客车和货车前进,时速达25公里。此举开拓了陆地交通运输的新纪元,人类进入了所谓“铁路时代”。铁路运输的优越性一经确认,英国迅速掀起一股铁路建筑的狂热。1840年以后,欧洲大陆和美国也相继开始了大力兴建铁路的时期。
人类水上交通技术的变革,同样始自蒸汽机的使用。1807年,美国人富尔顿发明蒸汽汽船。他使用从英国进口的万能蒸汽机,驱动客轮在哈得孙河航行,揭开了蒸汽轮船时代的序幕。1811年,英国人利用这项发明也很快造出了自己的汽船。这样英国担任远洋航运的商船队力量大大加强了。远洋货轮把英国的消费商品运销到世界每个角落,又把英国所需要的各种工业原料、生活用品运回。交通运输革命从根本上改变了地球上各地区彼此隔绝的状态。它迅速地扩大了人类的活动范围并加强各地之间的交往,为世界市场的形成提供了条件。火车出现以后,英国掀起修建铁路的热潮,不到三十年的时间就修建了近万千米的铁路,把各个城市都连接起来。
(2)电力的广泛应用
第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。早在1831年,英国科学家法拉第发现了电磁感应现象,提出了发电机的理论基础。科学家们根据这一发现,从19世纪六七十年代起对电作了深入的探索和研究,出现了一系列电气发明。1866年德国人西门子制成发电机。19世纪70年代,实际可用的发电机问世。这一时期,能把电能转化为机械能的电动机也被发明出来,电力开始用于带动机器,成为补充和取代蒸汽动力的新能源。随后,电灯、电车、电钻、电焊等电气产品如雨后春笋般地涌现出来。但是,要把电力应用于生产,还必须解决远距离输送问题。1882年,法国人德普勒发现了远距离送电的方法,美国科学家爱迪生建立了美国第一个火力发电站,把输电线联接成网络。电力是一种优良而价廉的新能源。它的广泛应用,推动了电力工业和电器制造业等一系列新兴工业的迅速发展。人类历史从“蒸汽时代”跨入了“电气时代”。
(3)内燃机的创制和使用
这是第二次工业革命时期应用技术上的一个重大成就。19世纪80年代中期,德国发明家戴姆勒和卡尔·本茨提出了轻内燃发动机的设计,这种发动机以汽油为燃料。90年代,德国工程师狄塞尔设计了一种效率较高的内燃发动机,因它可以使用柴油作燃料,又名柴油机。内燃机的发明,一方面解决了交通工具的发动机问题,引起了交通运输领域的革命性变革。19世纪晚期,新型的交通工具——汽车出现了。80年代,德国人卡尔·本茨成功地制成了第一辆用汽油内燃机驱动的汽车。1896年,美国人亨利·福特制造出他的第一辆四轮汽车。与此同时,许多国家都开始建立汽车工业。随后,以内燃机为动力的内燃机车、远洋轮船、飞机等也不断涌现出来。1903年,美国人莱特兄弟制造的飞机试飞成功,实现了人类翱翔天空的梦想,预告了交通运输新纪元的到来。另一方面,内燃机的发明推动了石油开业的发展和石油化学工业的产生。石油也像电力一样成为一种极为重要的新能源。1870年,全世界开的石油只有80万吨,到1900年猛增至2 000万吨。
(4)化学工业的建立
化学工业是第二次工业革命时期出现的新兴工业部门。在无机化学工业方面,19世纪60~70年代发明了以氨为媒介生产纯碱和利用氧化氮为催化剂生产硫酸的新方法,使这两种化学工业的基本原料的综合利用得到迅速发展。有机化学工业也随着煤焦油的综合利用得到迅速发展。从80年代起,人们开始从煤焦油中提炼氨、苯、人造染料等。利用化学合成方法,美国人发明了塑料,法国人发明了人造纤维。化学工业的发展,极大地改变和丰富了人们的生活。
(5)“钢铁时代”
伴随“电气时代”而来的是“钢铁时代”。新的技术革命也推动了老工业部门的发展,最突出的是钢铁工业。19世纪上半叶,由于房屋结构和铁路的需要,熟铁和铸铁的产量提高极快,但钢的产量裹足不前。英国是当时世界上钢产量最多的国家,1850年年产量不过6万吨,同年它的铁产量却达到250万吨。由于冶炼工艺的限制,钢产量不高,价格昂贵,其用途局限于工具和仪表。19世纪下半叶,由于西门子、托马斯等人在钢铁冶炼技术方面的贡献,钢得以大量生产且质量大幅度提高,因而逐渐代替熟铁,作为机械制造、铁路建设、房屋桥梁建筑等方面的新材料而风行全球。钢铁工业的发展如日中天,导致重工业在工业中的比重直线上升,史称“钢铁时代”。
教学建议:初中教材对于第二次工业革命的介绍仅限于“电力的广泛应用”和“内燃机的创制和使用”。高中教学需使学生对第二次工业革命形成较全面的认识。可以引导学生在回顾初中知识的基础上,通过阅读教材,提取有效信息,认识第二次工业革命的成就。
第五目垄断组织的出现。教材从主要介绍了在第二次工业革命之后,资本主义经济迅速发展,生产和资本的高度集中产生了垄断,以及垄断的影响。
(1)第二次工业革命的特点
同第一次工业革命一样,第二次工业革命促进了资本主义经济的迅速发展。但第二次工业革命同第一次工业革命相比,又具有一些新的特点。关于第二次工业革命的特点,教材并未直接说明,可以请学生解答探究学习总结中“本课测评”的问题,引导学生从与科学技术结合的程度、产业结构侧重以及广度及深度等角度对两次工业革命进行对比,由此得出第二次工业革命的特点:第一,第一次工业革命时期,许多技术发明都来源于工匠的实践经验,这些工匠并不具备科学理论知识,因此,这一时期的科学和技术尚未真正结合。比如,珍妮纺纱机的发明者哈格里夫斯是个织工,水力纺纱机的发明者阿克莱特是个钟表匠。第二次工业革命时期,由于自然科学的新发展,并开始同工业生产紧密结合起来,使科学成为推动生产力发展的一个重要因素。科学和技术的结合,使第二次工业革命取得了巨大的成果。第二,第一次工业革命揭开了资本主义工业化的序幕,第二次工业革命则将工业化推进到一个新阶段。第一次工业革命中,工业化的重点是发展轻工业,主要任务是在以纺织工业为代表的轻工业部门中,用机器代替手工生产,实现了手工工场制度向工厂制的过渡。第二次工业革命中,工业化已经发展到以重工业为重点的新阶段,其主要任务是改造、扩大和创新重工业的各个部门。第三,第一次工业革命首先发生在英国,重要的新机器和新生产方法主要是在英国发明的。在英国的带动下,其他国家也开始了工业革命,但发展进程相对缓慢。第二次工业革命则几乎发生在几个先进的资本主义国家。这一时期,英国虽然仍有一些重要发明,但是,新的技术和发明已超出一国的范围,其中有不少出现于德国、美国,其规模更加广泛,发展也比较迅速。
(2)垄断的产生
19世纪晚期,在第二次工业革命的影响下,资本主义经济开始发生重大的变化。这种变化主要表现为:一方面,科学技术的新成果被迅速应用于工业生产,大大促进了生产的发展,使生产的规模越来越大,集中的程度越来越高;另一方面,在资本主义制度下,科学技术的发展和生产的发展,使大量的社会财富日益集中到少数大资本家手中。生产和资本的高度集中,产生了垄断。
(3)“垄断”的影响
19世纪晚期,第二次工业革命促进了生产力的巨展,垄断组织的出现正是生产力发展的结果。它产生后,企业的规模进一步扩大,这自然会有利于劳动生产率的进一步提高。同时,它也使技术发明和改进的过程社会化了。资金雄厚的垄断组织能够提供条件,使科学技术研究能够更大规模和更有组织有地进行,科技研究取得的新成果,也能够较快地运用于生产。托拉斯等高级形式垄断组织的出现,更有利于改善企业经营管理,降低生产成本,提高劳动生产率。这一切都为生产力的进一步发展创造了有利条件。所以,垄断的出现,实际上是资本主义生产关系的局部调整。随着资本主义经济实力的发展和增强,资本主义各国的垄断资本家从控制国家经济命脉进而控制国家,越来越多地干涉国家的政治、经济生活,以赚取日益增多的最大限度的利润。随着各国垄断组织的出现,国内市场也相对狭小,垄断资本家极力到全球各地争夺商品市场、原料产地和投资场所,在世界市场的激烈竞争中,形成了国际垄断集团。代表垄断组织利益的资本主义国家加紧对外侵略扩张,掀起瓜分世界的狂潮,到19世纪末,整个世界已被瓜分完毕。
发电厂主要有哪些职业病危害因数?应如何进行防护?
人类生存和发展的三要素
物质、能量与信息。
因此,能源的发展史直接影响人类的发展史。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:? 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑可以这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大大提高了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
未来对能源的要求
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
u 能源的定义与源头
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质。
能源的源头
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
而能源是产生能量的源头。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又可以转换成机械能、光能或热能。
在我们生活的地球上,能源形形。总起来说有三个初始来源。
太阳能
地球
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源,我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作其它类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000 万吨煤。
u 能源结构与储量
地球上有哪些能量可供我们使用?它们还能维持多久?我们该怎么办?
能源的种类
一次能源:煤炭、石油、核能等自然界天然能量;
二次能源:汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量,
一次能源和二次能源能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
煤的时代
能源结构的变迁历史上,伴随着新的化石的发现和大规模开与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计
煤炭:~200年
石油、天然气:~50年
核能:无穷多
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移,核能的比例将不断增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开利用?据世界能源会议统计,世界已探明可煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开200年。探明可石油储量共计1211亿吨,预计还可开30~40年。探明可天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力那么水能呢?我们知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展情况来看,在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易裂变核素
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
易聚变核反应
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀的成份
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要原料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来源于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
专家们预测,核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
1.2 变脏的地球与干净的核电
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染环境吗?核能真是可持续能源吗?
u 能源的可持续发展
必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。
而目前人类面临的问题正是:能源枯竭;环境污染严重。
能源利用与环境的可持续发展
能源危机
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
浓烟滚滚的火电厂
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
1. 多元化
世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%,到2020年达到20%。
2. 清洁化
随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。
3. 高效化
世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以19年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。
但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。
4. 全球化
由于世界能源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。
5. 市场化
由于市场化是实现国际能源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国直接干涉能源利用的行为将越来越少,而为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。
三、启示与建议
1. 依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路
中国有自己的国情,中国能源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源特别是优质能源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。
2. 积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度;另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、购、贸易及利用的全球化.
多元化新能源的优势
发电厂可能发生的职业病主要有:
(1)尘肺:煤工尘肺、石棉肺、电焊工尘肺 ;
(2)职业性放射性疾病:外照射急性放射病、 放射性皮肤疾病 ;
(3)中毒:铅及其化合物中毒(不包括四乙基铅)、锰及其化合物中毒 、苯中毒、 甲苯中毒 、二甲苯中毒 、 ?汽油中毒 、氟化合物及其分解产物中毒;
(4)物理因素所致职业病:中暑 、噪音性耳聋;
(5)生物因素所致职业病:炭疽 、布氏杆菌病 、引起职业性传染病的细菌、;
(6)职业性皮肤病:接触性皮炎、光敏性皮炎、电光性皮炎、化学性皮肤灼伤。
职业病防护措施的实施
1、工程选址及总评面布置
国内火力发电厂的工程建设应考虑所处地理位置的大陆性气候,以及全年四季的盛行风向。厂区易用三列式布置,合理地依次安排升压站和冷却塔、主厂房、煤场,将厂前区、生活区、生产区、施工区的功能区分明确,布置紧凑合理。
储煤场所处位置应于厂区全年最小风频的上风侧,尽量减少对厂区建筑物的污染,生产布局合理,将有害与无害作业分离,作业场所与生活场所分离,高毒作业场所与其他场所隔离,作业场所不住人。还应考虑周边有无其他大型厂、矿企业,是否存在职业危害因素的相互影响。
2、建筑物卫生学要求
火电厂建筑物应具备良好通风条件,控制(操作)室应有空调装置和机械通风,保证作业人员有足够的新鲜空气量。建筑物的构造应使产生粉尘、毒物的车间结构表面不易积尘、沾毒,并易于清除,热散发车间应易于通风散热。建筑物应用人工照明和自然光相结合,满足各操作岗位作业人员对照明度的要求,主控室应以人工照明为主。
3、卫生工程防护设施
火电厂的工程建筑应用先进的工艺技术和设备,从根本上防止和减少职业病危害的发生,同时对毒物、粉尘、噪声取防范和管理措施,职业病防护设施与主体工程必须做到同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。
扩展资料:
早期发电机靠蒸汽机驱动。1884年发明涡轮机,直接与发电机连接,省去云齿轮装置,既运行平稳,又少磨损。1888年在新建的福斯班克电站安装了一台小涡轮机,转速为每分钟4800转,发电量75千瓦。
1900年在德国爱勃菲德设置了一台1000千瓦涡轮机。到1912年芝加哥已有一台25,000千瓦涡轮发电机,如今涡轮发电机最大已超过100万千瓦,而且可以连续多年不停运转。
百度百科-发电厂
这10个车辆异响学问大不知道就要
化石能源是目前全球消耗的最主要能源,2006年全球消耗的能源中化石能源占比高达87.9%,我国的比例高达93.8%。但随着人类的不断开,化石能源的枯竭是不可避免的,大部分化石能源本世纪将被开殆尽。从另一方面看,由于化石能源的使用过程中会新增大量温室气体CO2,同时可能产生一些有污染的烟气,威胁全球生态。因而,开发更清洁的可再生能源是今后发展的方向。
目前我国已加快新能源发展的步伐,多元化环保燃料水逐步替代石化能源的时代来了,新能源是世界上最清洁能源,环保燃料民间使用的科技没有突破,需要有一次能源来转换,我们所研发、推广的技术是把一次能源和二次能源综合在一起来做燃料使用。而成本与价格低廉,符合节能减排国家规划,廉价环保燃料的诞生与应用完全符合国家政策。
一、产品特性
由80%-90%添加的甲醇,配10%的添加剂调配燃料而成,调配工艺简单,存储运输安全方便,动力性能与国标油品完全一致,可以到任何检测机构检测,低温启动性能优异,排放比汽油更环保:适合于各种进口和国产汽车、汽油发电机等各种汽油动力性设备,所有车辆无需改装。
二、 应用特点 ?
将混合燃料进行喷射催化裂解制成环保燃料300以上便可让环保换料液体反应生成富氢气体,大大减少能量消耗。收集发动机排出的废热,转化为制环保燃料所需的热能。短时间使用固态催化的温度达到300以上,保障设备能再短时间内启动并且工作设备先进,实行自动化控制、自动空气混合后进入缸体充分燃烧产生功效,整体性能国际领先。
三、产品优势:
1、使用成本低;
2、再生能源、循环利用
3、高热值超能油,无味、无杂质,清澈透明;
4、燃烧稳定充分,无溅油现象,无积碳残渣,炉具免清理;
5、保证燃烧无刺鼻刺眼味道,对身体无害;
6、热值高,燃烧表面温度超过液化气表面温度,热值8500大卡。
四、项目优势 :
1、石油枯竭,全球能源危机;
2、节能、减排、环保(可提升20%动力,热值11000大卡,零排放、无污染、无伤害);
3、清除积碳(火花塞、气门、气缸),清洗油路(油箱、油管、喷油嘴),延长使用寿命;
4、安全实惠(可瓶装、可桶装、可罐装,水可轻松浇灭,价格节省30%);
5、国家发明专利,专业团队技术支持;
6、国家支持,补贴(项目补贴、土地补贴、科研补贴、专项补贴等);
7、市场刚需,持续发展;
8、共建、共商、共享,利国、利民、利己。
五、市场优势:
1、巨大的市场前景、极少的竞争对手、我司产品的自身特色,使其极具统治力;
2、区域保障,确保约定区域独家经营,使您的销售市场不被分化;
3、公司强大的生产、销售服务能力,给您的代理和销售带来强有力地支持;
4、合作客户可享受免费上门指导、及等服务;
汽油是可再生能源吗
一、车身异响
出现车身有异响的问题通常是因为车身刚度不够,导致车辆在行驶中发生形变,车门与车框摩擦或者抖动,或者有的地方脱焊而产生钢板之间的摩擦等。这主要是汽车质量造成的,这是品质和生产工艺问题,基本没什么解决办法。不过一些车身部件没有固定好也可能造成异响,这个紧上螺丝或者换根胶带就能解决,对于在门窗上贴胶条或者在摩擦部位垫橡胶等方法或许可以减轻或者消除异响,但治标不治本。
二、发动机舱异响
发动机震动发出一些声音是正常现象,但有些特殊的声音和可能就意味着潜在的故障了。比如:
1、比较刺耳的皮带啸叫声,这一般是因为皮带打滑造成的;
2、发动机运转时金属件干摩擦的尖锐声音,这一般是发电机、水泵、转向助力泵轴承损坏的原因,也有可能是紧固件松动造成的;
3、如果是发动机运转漏气的声音,就有可能是排气系统堵塞、真空管泄漏或断裂的结果;
4、出现重锤重度敲击金属的声音,这是发动机发生了爆震,一般是因为点火提前角过大,燃烧室积碳过多,火花塞热值低及使用劣质汽油;
三、轮胎异响
如果是在行车时听到“哒哒”的声音,很有可能是夹杂了石头或者轮胎被扎了钉;如果是出现闷声“呜噜呜噜”的声音,同时伴随着轮胎和车身的晃动,轮胎应该是出现了胎面不平的现象,需要换胎了;胎压过高,也是可能造成轮胎胎噪过大的原因。
四、变速箱有异响
判断变速箱异响的办法是,如果车子在怠速情况下出现噪音,踩下离合器后噪音消失,表明噪音来源是变速箱出现故障而引起;对于自动挡的车型,如果变速箱内部出现了沙沙的声音,踩下油门变速箱却不响了,那么极有可能是变速箱产生了异响。变速箱出现异响一般是由轴承或齿轮磨损导致。
车子在行驶中猛加油时,可以听到从底盘处发出的噪音。齿轮发出“咔咔”的响声,轴承故障这时会发出“沙沙”的声音,严重时会变成“嘎啦嘎啦”响或“咻咻”的声音。变速箱维修费用较高,因此,一定要经常检查,勤换油。
五、刹车异响
这应该是最常见的异响了。一踩刹车就“嘶嘶”的叫,一是可能刹车中有了硬物;二,刹车片可能快要磨完,需要更换;如果以上两点都不是,那就可能是因为刹车片质地较硬,换一个质地较软的刹车片应该会解决掉这个问题。当然,刹车片一般在底部都有一些硬的金属碎屑,这是生产时故意放进去的,磨到这些碎屑,就会发出金属摩擦的嘶嘶的声音,就是告诉车主刹车片快没有了,这时候就应该更换刹车片了。
六、悬挂异响
行驶在路上,特别是颠簸的路边,悬挂会发出各种奇怪的声响,这个时候你就要重视了,有时候这是正常的颠簸的声音也可能是潜在的汽车故障。总的来说,悬挂系统异响这类故障还是比较难确定的,需要到专业的4S店修理厂把车升起来检查,不要盲目的换件。
异响主要是由于某些部件松动有旷量,或是某些部件磨损导致的,如果车子发生过碰撞事故,则需要更为彻底的细致的检查。同时还要检查各个胶套是否存在老化的现象,如果老化情况不严重可以喷点类似于WD-40等防锈润滑剂到胶套上,可以起到润滑的作用,也能减少异响的发生。
七、方向盘异响
方向盘的重要性不用多说了,没了方向剩下就是事故了。方向盘异响的主要原因有:
1、转向横拉杆球头老化、有旷量。更换转向横拉杆球头,但在更换之后需要做四轮定位。方向机防尘套漏油,更换防尘套或者重新打黄油即可解决。
2、转向机故障。如果打方向传来“咯噔咯噔”的异响,有可能是转向机配合齿轮间隙过大造成的,需要更换转向机。
3、助力皮带松紧度不当或老化。对于机械液压助力,如果助力皮带松紧不当或者老化,就会传来异响声,调整皮带松紧度或者更换皮带。
4、方向盘内的气囊游丝故障。这个主要针对于拆过方向盘的车子,可能是气囊游丝断裂或者气囊游丝插头没插,到4S店检查更换或者固定即可。
八、发动机护板异响
螺丝在经常运动的车上往往会发生位移,如果经常听到像是进气格栅位置发出的“啪啦啪啦”的异响,除了格栅真的松动外,那么车主还是要检查下发动机护板螺丝是否松动,或者发动机护板与底片发生松动,造成的异响,除了紧固螺丝外,还应该在异响部位垫些纸板类的物品,就可以轻松消除异响。
九、前挡风玻璃异响
前风挡就出现咯吱咯吱的声音,这个就是属于严重影响车内人员心情的异响。其实遇到前风挡玻璃响,通常并不是厂家的装配工艺问题,而是前风挡可能进了异物或者尘土,需要进行清理了。
十、低速颠簸路段就响
遇到这种情况,首先要做的就是安全停车后检查声音是否来源于手套箱、扶手箱或者后备箱等地方存放的物品,如果排除了这一点,基本就属于汽车装配工艺的问题了,想解决掉根源问题基本没戏,只能取贴胶条、垫橡胶、填海绵等办法缓解和尽量消除异响。
生物柴油是怎么回事,能解答一下吗?
不是。
再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可以循环再生。
经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源,称之为非再生能源。如煤炭、石油、天然气等。它们随着大规模地开利用,其储量越来越少,总有枯竭之时。地热能基本上是非再生能源,但从地球内部巨大的蕴藏量来看,又具有再生的性质。
扩展资料
汽油的社会背景:
19世纪中,人们还没有认识到汽油的重要性,当时大量使用的是点灯用煤油。那时的石油炼制依赖简单的蒸馏过程,将石油中沸点不同的成分分离出来。煤油组分的沸点较高,点灯时使用安全,成为原油炼制的主要产品,而汽油和其他成分则往往被当作燃料烧掉。
1911年,美国标准石油公司解决了汽油收率低的问题,用威廉姆·伯顿和罗伯特·哈姆福瑞斯发明的热裂化工艺,将重质的瓦斯油加热裂化为轻质的汽油等馏分,从而整体提高了汽油收率,热裂化工艺在1913年获得了美国专利授权。
百度百科-非再生能源
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工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,因此可以说是取之不尽,用之不竭的能源,在日益枯竭的今天,有望取代石油成为替代燃料。
[编辑本段]特点:
1)含水率较高,最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性,但降低了油的热值;
2)pH值低,故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料;
3)密度比水大,与水的比值约为1.2;
4)具有“老化”倾向,加热不宜超过80℃,宜避光、避免与空气接触保存;
5)润滑性能好。
6)优良的环保特性:硫含量低,二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98%,降解速率是普通柴油的2倍,可大大减轻意外泄漏时对环境的污染;
7)较好的低温发动机启动性能;
8)较好的安全性能:闪点高,运输、储存、使用方面安全;
[编辑本段]生物柴油行业现状
生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”,大力发展生物柴油对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。
综观国际上的发达国家如美国、德国、日本,到次发达的南非、巴西、韩国,到发展中的印度、泰国等,均在发展石油替代产业的国际政策制度、技术完善、装置建设和车辆制造等方面提供了良好的借鉴,为我国走中国特色石油替代之路铺平了道路。特别是巴西经验,更具实际意义。
生物柴油在中国是一个新兴的行业,表现出新兴行业在产业化初期所共有的许多市场特征。许多企业被绿色能源和支农产业双重“概念”凸现的商机所吸引,纷纷进入该行业,有人以“雨后春笋”形容生物柴油目前的状态。截止2007年,中国有大小生物柴油生产厂2000多家,而且,各地相同项目的立项、审批还在继续。还有更大的威胁来自于国外。一些外国公司资金实力雄厚,生产技术成熟,产业化程度高,可以借规模经济效应获取成本优势,抢占原料基地和市场份额的综合能力更强
从未来的发展看,生物柴油的购买商主要有石油的炼油厂、发电厂、轮船航运公司以及流通领域的中间商。生物柴油的需求量在不断增加,预计到2010年,中国生物柴油的需求量将达到2000万吨/年,按国家再生能源中长期规划,那时的产能是20万吨/年。需求与产量的反差,将会是形成产品供不应求的局面。当人们更多地了解生物柴油优良的性能,接受的程度会更大,市场需求也会不断提高。强大的市场需求与有限的生产能力,使购买者的议价能力降低。同时,也对生物柴油生产企业提出了更高的要求,应加大对技术创新的投入,不断提高油品的质量,以保持生物柴油良好的品质形象。
随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用前景是非常广阔的。
[编辑本段]生产方法
利用油脂原料合成生物柴油的方法;用动物油制取的生物柴油及制取方法;生物柴油和生物燃料油的添加剂;废动植物油脂生产的轻柴油乳化剂及其应用;低成本无污染的生物质液化工艺及装置;低能耗生物质热裂解的工艺及装置;利用微藻快速热解制备生物柴油的方法;用废塑料、废油、废植物油脚提取汽、柴油用的解聚釜,生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置;以植物油脚中提取石油制品的工艺方法;用等离子体热解气化生物质制取合成气的方法,用淀粉酶解培养异养藻制备生物柴油的方法;用生物质生产液体燃料的方法;用植物油下脚料生产燃油的工艺方法,由生物质水解残渣制备生物油的方法,植物油脚提取汽油柴油的生产方法;废油再生燃料油的装置和方法;脱除催化裂化柴油中胶质的方法;废橡胶(废塑料、废机油)提炼燃料油的环保型新工艺,脱除柴油中氧化总不溶物及胶质的化学精制方法;阻止柴油、汽油变色和胶凝的助剂;废润滑油的絮凝分离处理方法。
简单工艺流程:
生物柴油是由从植物油或动物脂的脂肪酸烷基单酯组成的一种可替代柴油燃料。目前,大多数生物柴油是由大豆油、甲醇和一种碱性催化剂生产而成的。然而还有大多数的不易被人体消化的廉价油脂能够转化为生物柴油。
工艺流程简介:
(1)物理精炼:首先将油脂水化或磷酸处理,除去其中的磷脂,胶质等物质)。再将油脂预热、脱水、脱气进入脱酸塔,维持残压,通入过量蒸汽,在蒸汽温度下,游离酸与蒸汽共同蒸出,经冷凝析出,除去游离脂肪酸以外的净损失,油脂中的游离酸可降到极低量,色素也能被分解,使颜色变浅。各种废动植物油在自主研发的DYD催化剂作用下,用酯化、醇解同时反应工艺生成粗脂肪酸甲酯。 (2)甲醇预酯化:首先将油脂水化脱胶,用离心机除去磷脂和胶等水化时形成的絮状物,然后将油脂脱水。原料油脂加入过量甲醇,在酸性催化剂存在下,进行预酯化,使游离酸转变成甲酯。蒸出甲醇水,经分馏后,无游离酸的分出C12-16棕榈酸甲酯和C18油酸甲酯。
(3)酯交换反应:经预处理的油脂与甲醇一起,加入少量NaOH做催化剂,在一定温度与常压下进行酯交换反应,即能生成甲酯,用二步反应,通过一个特殊设计的分离器连续地除去初反应中生成的甘油,使酯交换反应继续进行。
(4)重力沉淀、水洗与分层。
(5)甘油的分离与粗制甲酯的获得。
(6)水份的脱出、甲醇的释出、催化剂的脱出与精制生物柴油的获得。
整个工艺流程实现闭路循环,原料全部综合利用,实现清洁生产。大致描述如下:原料预处理(脱水、脱臭、净化)------反应釜(加醇+催化剂+70℃)------搅拌反应1小时-------沉淀分离排杂-------回收醇------过滤--------成品
[编辑本段]应用
生物柴油可用作锅炉、涡轮机、柴油机等的燃料,工业上应用的主要是脂肪酸甲酯。
生物柴油是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,因此可以说是取之不尽,用之不竭的能源,在日益枯竭的今天,有望取代石油成为替代燃料。
柴油是许多大型车辆如卡车及内燃机车及发电机等的主要动力燃料,其具有动力大,价格便宜的优点,我国柴油需求量很大,柴油应用的主要问题“冒黑烟”, 我们经常在马路上看到冒黑烟的卡车。冒黑烟的主要原因是燃烧不完全,对空气污染严重,如产生大量的颗粒粉尘,CO2排放量高等。据美国燃料学会报道,发动机燃料燃烧产生的空气污染已成为空气污染的主要问题,如氮氧化物为其他工业部门排放的一半,一氧化碳为其他工业排放量的三分之二,有毒碳氢化合物为其他工业排放的一半。尾气中排出的氮氧化物和硫化物和空气中的水可以结合形成酸雨, 尾气中的二氧化碳和一氧化碳太多会使大气温度升高, 也就是人们常说的“温室效应”。为解决燃油的尾气污染问题及日益恶化的环境压力,人们开始研究用其他燃料如燃料酒精代替汽油,目前燃料酒精在北美洲如美国及加拿大等和南美国家如巴西、阿根廷等已占有相当比例,装备有燃料酒精发动机的汽车已投放市场。对大多数需要柴油为燃料的大动力车辆如公共汽车、内燃机车及农用汽车如拖拉机等主要以柴油为燃料的发动机而言,燃料酒精并不适合。而且柴油造成的尾气污染比汽油大的多, 因此人们开发了柴油的代用品--生物柴油。
其实发动机的发明家狄色尔早在1912年美国密苏里工程大会报告中说,“用菜籽油作发动机燃料在今天看起来并没有太大意义,但将来会成为和石油及煤一样重要的燃料”。1983年美国科学家首先将菜籽油甲酯用于发动机,燃烧了1000个小时。并将以可再生的脂肪酸单酯定义为生物柴油.。年美国和德国等国的科学家研究了用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料,即用来自动物或植物脂肪酸单酯包括脂肪酸甲酯,脂肪酸乙酯及脂肪酸丙酯等代替柴油燃烧。生物柴油和传统的石油柴油相比,具有以下优点:
以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料,可减少对石化燃料石油的需求量和进口量;环境友好,用生物柴油尾气中有毒有机物排放量仅为十分之一,颗粒物为普通柴油的20%,一氧化碳和二氧化碳排放量仅为石油柴油的10%,无硫化物和铅及有毒物的排放;混合生物柴油可将排放含硫物浓度从500PPM(PPM百万分之一)降低到5PPM。
不用更换发动机,而且对发动机有保护作用。
[编辑本段]世界各国对生物柴油的应用
目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术。欧洲已成为全球生化柴油的主要生产地。美国、意大利、法国已相继建成生物柴油生产装置数十座。
美国是最早研究生物柴油的国家。总生产能力1300,000吨。对生物柴油的税率为0%。美国在黄石公园进行的60万公里的行车实验,没有任何结焦现象,空气污染物排放降低了80%以上。而且使用生物柴油还吸引了附近300公里外的棕熊来到公园。美国B20是用20%生物柴油的柴油,尾气污染物排放可降低50%以上。1992年美国能源署及环保署都提出生物柴油作为清洁燃料,克林顿1999年专门签署了开发生物质能的法令,其中生物柴油被列为重点发展的清洁能源之一,国家对生物柴油不收税。日本1995年开始研究用饭店剩余的煎炸油生产生物柴油,在1999年建立了259 升/ 天用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置,可降低原料成本。目前日本生物柴油年产量可达400,000吨。
德国目前已拥有8个生物柴油的工厂,德国拥有300多个生物柴油加油站,并且制定了生物柴油的标准,对生物柴油不收税,2006年生物柴油产量达100万吨。
法国、意大利等欧洲国家都建立生物柴油的企业。法国雪铁龙集团进行了生物柴油的试验,通过10万公里的燃烧试验,证明生物柴油是可以用于普通柴油发动机的。其使用的标准是在普通石油柴油中添加5%的生物柴油。
可以预见生物柴油作为一种重要的清洁燃料将在大型汽车行驶中发挥重要作用。
[编辑本段]■我国生物柴油发展状况及产业化前景分析
我国生物柴油的发展状况:
我国为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施,早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚,但发展速度很快,一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果,这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。可以预计,在2-3年内,我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。
著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题:原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项,由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题,联合研究长达10 年之久,并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索;中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985 年进行了生物柴油的试验工作;辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油;中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。
系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目:“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了江流域燃料油植物的调查及栽培技术研究,建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自20世纪90年代初开始,长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究,“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究;“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。
1999-2002年,湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术(948项目)—— 《能源树种绿王树及其利用技术的引进》,从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbiatim-cal li)优良无性系;研制完成了绿玉树乳汁榨取设备;进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究:绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。 ://.chinajnjpw
但是,与国外相比,我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距,长期徘徊在初级研究阶段,未能形成生物柴油的产业化:尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法,更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此,我国进入了WTO之后,在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下,加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。
我国生物柴油的产业化前景:
2003年,受国民经济持续快速增长的拉动,中国石油市场需求增势强劲,石油产品需求总量增长幅度达到两位数,为11.4%,比上年提高了7.4个百分点,这促进了石油进口量的大幅攀升,使我国成为石油消费和进口大国。石油市场供应出现紧缺,价格全面上涨。据中国物流信息中心统计,2003年我国石油及制品累计平均价格比上年提高11.8%。初步分析2004年中国石油市场供需形势与2003年情况基本相似,将继续保持消费需求旺盛,供需基本平衡的格局,但不排除受季节、运输等因素影响而出现局部性和结构性的供应紧张。预计2004年中国原油消费量为2.7 亿吨,净进口量有可能超过1亿吨。
我国是一个石油净进口国,石油储量又很有限,大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此,提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为,生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前,汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向,据专家预测,到201 0年,世界柴油需求量将从38%增加到45%,而柴油的供应量严重不足,这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。如发展油料植物生产生物柴油,可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路,有利于调整农业结构,增加农民收入。
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。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨,与2005年相比,将增长24%;至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。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1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。
目前我国生物柴油技术已取得重大成果:海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术,相继建成了规模超过万吨的生产厂,这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。
中国工程院有关负责人介绍,中国“十五”发展纲要提出发展各种石油替代品,将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。生物柴油产业得到了院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等部门的支持,并已列入有关国家。
发展生物柴油,我国有十分丰富的原料。我国幅员辽阔,地域跨度大,水热分布各异,能源植物种类丰富多样,主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期,要从总体上降低生物柴油成本,使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用,只有向基地化和规模化方向发展,实行集约经营,形成产业化,才能走符合中国国情的生物柴油发展之路。随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,在中国加入WTO的大好形势下,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。
[编辑本段]■生物柴油的化学法生产
生物柴油的化学法生产是用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇,并使用氢氧化钠 (占油脂重量的1%) 或甲醇钠 (Sodium methoxide) 做为触媒,在酸性或者碱性催化剂和高温(230~250℃)下发生酯交换反应(transesterification),生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,再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,生产过程中产生10%左右的副产品甘油。
但化学法合成生物柴油有以下缺点:反应温度较高、工艺复杂;反应过程中使用过量的甲醇,后续工艺必须有相应的醇回收装置,处理过程繁复、能耗高;油脂原料中的水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油得率及质量;产品纯化复杂,酯化产物难于回收;反应生成的副产物难于去除,而且使用酸碱催化剂产生大量的废水,废碱(酸)液排放容易对环境造成二次污染等。
化学法生产还有一个不容忽视的成本问题:生产过程中使用碱性催化剂要求原料必须是毛油,比如未经提炼的菜籽油和豆油,原料成本就占总成本的75%。因此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,因此美国己开始通过基因工程方法研究高油含量的植物(见下文“工程微藻”法),日本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。
[编辑本段]■生物柴油的生物酶合成法
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。2001年日本用固定化Rhizopus oryzae细胞生产生物柴油,转化率在80%左右,微生物细胞可连续使用430小时。
2005年6月4日,《中国环境报》报道:清华大学生物酶法制生物柴油中试成功,用新工艺在中试装置上生物柴油产率达90%以上。中试产品技术指标符合美国及德国的生物柴油标准,并满足我国0号优等柴油标准。中试产品经发动机台架对比试验表明,与市售石化柴油相比,用含20%生物柴油的混配柴油作燃料,发动机排放尾气中一氧化碳、碳氢化合物、烟度等主要有毒成分的浓度显著下降,发动机动力特性等基本不变。
由于利用物酶法合成生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点,具有环境友好性,因而日益受到人们的重视。但利用生物酶法制备生物柴油目前存在着一些亟待解决的问题: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,一般仅为40%-60%;甲醇和乙醇对酶有一定的毒性,容易使酶失活;副产物甘油和水难以回收,不但对产物形成一致,而且甘油也对酶有毒性;短链脂肪醇和甘油的存在都影响酶的反应活性及稳定性,使固化酶的使用寿命大大缩短。这些问题是生物酶法工业化生产生物柴油的主要瓶颈。
[编辑本段]■生物柴油的“工程微藻”法
“工程微藻”生产柴油,为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微藻”,即硅藻类的一种“工程小环藻”。在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%以上,户外生产也可增加到40%以上,而一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达,在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。目前,正在研究选择合适的分子载体,使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达,还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生产柴油具有重要经济意义和生态意义,其优越性在于:微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业;比陆生植物单产油脂高出几十倍;生产的生物柴油不含硫,燃烧时不排放有毒害气体,排入环境中也可被微生物降解,不污染环境,发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。
[编辑本段]■现行生物柴油标准
世界上很多国家已经拟定了生物柴油标准,从而保证柴油的质量,保证使用者更加放心的使用生物柴油。
生物柴油的国际标准是ISO 14214A另一个是ASTM国际标准ASTM D 6751,这一标准是美国所用的标准,该标准由美国环保局1996年在“清洁空气法”的211(b)部分加以了法律确认。另一被广泛认同的是德国的DIN生物柴油系列标准,是迄今为止最为详细系统的生物柴油标准,该标准体系针对不同的制造原料有不同的DIN标准:以油菜籽和纯粹以蔬菜籽为原料的RME(rapeseed methyl ester)、PME(vegetable methyl ester)生物柴油DIN E 51606 标准,以蔬菜油脂和动物脂肪为混合原料FME (fat methyl ester)的生物柴油DIN V 51606标准。欧盟也在2003年11月颁布了EN14241生物柴油燃料标准。此外奥地利、澳大利亚、捷克共和国、法国、意大利、瑞典等国家也拟订了生物柴油燃油规范。
[编辑本段]■德国DIN V 51606生物柴油标准
生物柴油的标准主要对以下成份进行考评:生产制造的整个反映过程,甘油的去除情况,催化剂的去除情况,酒精的去除情况,以及确保不含游离脂肪酸。生物柴油的生产标准评定指针包括比重、动态粘度、闪火点、硫含量、残留量、十六烷值、灰份、水份、总杂质、三酸甘油脂、游离甘油等。生物柴油标准的规范,正在极大的推动生物柴油在这些国家的汽车工业中正式应用和合法化,同时,大量国家对生物柴油的认可也正在推动生物柴油作为一种新型可再生生物能源的国际化。
由于目前生物柴油在商用上主要以生物柴油和石化柴油的混合油的形式供应,因此,对于混合油也有标准推出。例如5%的生物柴油加95%的常规柴油的混合油需要达到2000年颁布的EN590(EN590:2000)的标准,凡是符合这一标准的混合油,都可以安全地应用于所有柴油机发动机,虽然这一混合油不需要添加任何稳定剂,但是国外也有提议称需要在EN 590:2000标准中增加这样一条:混合油中的生物柴油自身必须符合EN 14214的标准。
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