生物实验技术

目前，我国经济与社会正处于高速发展阶段，更需要对能源的依赖，在2011年我国进口原油大约为2.5亿吨，比前一年增长约6％，中国的石油消费的进口依存度已达到56.5％。在这价格不断升高的石油面前，我国的经济与社会发展势必受到严重的影响，更为突出的是我国国家安全将会面临严重的威胁。因此，开发替代或可部分替代石油的可再生液体燃料新技术，对于缓解我国石油短缺问题、增强能源安全和国民经济可持续发展均具有重要的战略意义。


  


       日前，山东滨州易能生物能源公司张世军经理对记者表示，目前很多国家都在积极地研究，寻找有效的能源替代方案，例如：一是通过燃料乙醇替代部分车用汽油达到节约用油的目的；二是利用生物柴油技术替代部分石油产品。但上述两种形式的生物质能源产品由于种种原因造成生产成本过高，都难以生存下去。而生物质油是直接利用农作物秸秆和农林废弃物通过热解获得的生物质液体燃料，可以直接作为锅炉、窑炉和工业冶炼炉的燃料来使用。根据秸秆类生物质相对固定的发热量，约2吨生物质油可替代1吨石油原油。生物质油的生产成本较低，替代柴油、重油和原油都有很大的发展空间，这使生物质油产业具备了向燃料油应用市场推广和大规模发展的基本条件，对调整中国一次能源结构和改善我国能源的对外依存度以及缓解生态环境的恶化都有着十分重要的战略意义。


  


        有关专家认为：该技术对探索解决我国能源安全问题具有积极意义，生物质油如能大规模地推广应用，不仅缓解对石油的依赖而且对农业经济的发展也是一种有效带动。


  


       农作物秸秆可制生物质油


  


       生物质油不仅可使我们摆脱对有限石油资源的过分依赖，而且能够大幅度减少污染物和温室气体的排放，改善环境，保护生态。因此，生物质油的研制成功在我国是一项开创性的全新技术，从根本上能够改变或减轻国家经济对石油的依赖，生物质油设备的研制与生产是必要的先决条件。


  


      记者在该企业生产车间看到，该项目不产生废水，无污染，不会对生态环境造成影响，外排废水主要是生活污水。根据国家环保法规，建设项目必须实行“三同时”制度，外排废水要达到相应的排放标准，而且要符合总量控制指标的要求。生物质油生产过程中主要产生CO2和草木灰，产生的CO2实现动态零排放。


  


      据了解，该项技术，一是解决了农村焚烧秸秆带来的问题。目前，农作物秸秆量很大，保存困难，许多地区就地集中焚烧秸秆，不仅浪费能源，导致严重的环境污染，而且还引发大量的交通事故；二是改良土壤。生物质油生产过程中的附产物炭粉含有大量有机物和无机物，可以直接作为肥料下田。更重要的是，这种炭粉是有机肥，与化学肥料相比，它可以避免土壤板结，改善土壤品质，同时炭粉通过固体成型后，可以在工矿业中作为保温材料；三是增加了农民收入。农民可从秸秆的售卖和有机肥料下田中直接获取巨大的经济利益，根据测算，每亩可从出售秸秆中至少增收260元（按每年两季秸秆计算）；四是增加了农村就业机会。项目产业化将带动农村劳动力就业，每个生产站点可增加9￣11个就业机会；五是项目实施还可能引起农村种植业结构改变，对于调整农村产业结构，加快循环经济发展具有切实的重要意义。


  


       记者从生产现场了解到，生物质油是利用秸秆、木屑、稻壳等农林残余物作为原料，通过高温热裂解的方法转变为一种环保洁净的液体燃料——生物质油和固体炭粉，再把生物质油作为传统化石燃料的替代品推向市场。但生物质油存在的问题是：生物质油是一种水份和复杂含氧有机物的混合物，并含有少量的固体颗粒杂质，其中检测出的有机物种类已经超出300种，大量的氧含量（40％￣50％）是生物质油和化石燃油在化学组成和物理特性上完全不同的主要原因，生物质油较差的燃料性质可以简单表述为：水份含量高（25％￣30％）、粘度大（20￣100cp，40℃）、热值低（16￣18MJ／kg）、稳定性差（长时间保存或受热超过80℃后容易变性）。


  


       资金制约 难批量投产   


      据了解，生物质油现已在滨南采油厂多处加热锅炉、上海盈荣环保有限公司燃油锅炉、安徽铜陵冶炼行业的工业窑炉、合肥双峰镇沥青搅拌站等公司使用，最大日用量为15吨／日。其中滨南采油厂已连续近三年的应用，用量达到3000余吨。目前，易能公司已研发出适合不同设备、不同燃烧环境的燃烧器及配套设备，使用效果表明，生物质油替代原油、重油应用于工业锅炉燃烧完全能够正常生产要求。


  


      易能公司有关技术人员对记者表示，生物质油作为一种液体燃料，最易开发的应用技术是直接燃烧，但生物质油较差的燃料性质，使得其燃烧工艺的开发比化石燃油复杂，目前生物质油要立足于大量的燃油锅炉和窑炉，独立开发这项项目涉及到的一些技术难题和解决方案主要：一是生物质油较大的粘度和表面张力使得雾化效果较差，通过预热降低生物质油粘度或在生物质油中加入少量的添加剂，并采用针对生物质油能量密度低而设计的新型空气雾化喷嘴实现了在较低压力下生物质油的良好雾化。二是生物质油气化潜热大，十六烷值低，点火困难，在现有的燃油自动点火工艺上，采用改进的高能点火装置，成功实现了生物质油燃烧的冷启动问题。三是生物质油中一些固体颗粒和高分子木质素裂解物难以燃尽，通过燃料和空气的充分混合强化燃烧的充分性，从而降低了污染物的排放。


  


       当记者问及这么好的项目为什么不大批量投产时，朴实忠厚的张经理脸上显现出了难言之隐：本来拟建设生物质热解液化设备实验生产线十套，因资金有限都投入到了研发、设备和生产上了，这样一来就没有银行认可的固定资产可抵押，资金受限只能暂时租用场地慢慢发展。现已完成生物质热解液化装备两套，每年可产生物质油2万吨，所需原材料近5万吨，实现了生物质油的燃烧，公司自主开发出生物质油专用的自动化燃烧器，应用于2吨￣10吨等各种型号的蒸汽锅炉、热水炉和冶炼炉等。同是也实现了对重油、柴油、原油等的换烧。并于2010年11月申请了产品专利，通过省级科技成果鉴定。