社會(huì)其它相關(guān)論文-生物柴油的研究與使用.doc

社會(huì)其它相關(guān)論文-生物柴油的研究與使用摘要：生物柴油是由動(dòng)植物油脂與短鏈醇經(jīng)酯交換反應(yīng)得到的液體燃料，可在內(nèi)燃機(jī)中直接使用，是一種可再生的替代能源。該文綜述了生物柴油在國(guó)內(nèi)外的研究及使用現(xiàn)狀，分析了生物柴油各種制備方法的優(yōu)勢(shì)及不足，展望了生物柴油的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：生物柴油；替代能源；燃燒特性；排放性能0引言1973年石油危機(jī)的爆發(fā)，使很多專家相信，世界主要產(chǎn)油國(guó)的石油資源將在2050年左右漸趨枯竭。世界上一些耗油大國(guó)和缺油國(guó)家開(kāi)始重新制定能源政策，加大石油代用燃料的研究力度。生物柴油作為石化柴油的替代品，以可再生的動(dòng)植物油為原料，對(duì)環(huán)境有好處，在國(guó)際上已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注1。1生物柴油介紹1.1生物柴油生物柴油是由動(dòng)、植物油脂與短鏈醇經(jīng)酯交換反應(yīng)得到的各種脂肪酸單酯的混合物，如圖1所示，1mol的油脂通過(guò)反應(yīng)得到1mol的甘油和1mol的生物柴油。通過(guò)酯交換反應(yīng)得到的生物柴油，黏度與石化柴油相近，燃燒、排放性能大大優(yōu)于石化柴油。1.2生物柴油燃燒排放性能研究者們對(duì)生物柴油在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的燃燒排放性能進(jìn)行了大量的研究，發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)越的燃燒、排放性能28，對(duì)環(huán)境友好：（1）使用方法簡(jiǎn)單，不僅可以單獨(dú)使用亦可與石油柴油以任何比例摻混使用，如B20，其中生物柴油20%，石化柴油80%。生物柴油不僅可作為燃料，也可作為潤(rùn)滑劑或柴油添加劑來(lái)使用。（2）無(wú)毒，可生物降解，3周內(nèi)可降解98%，而石化柴油只能降解70%。（3）分子量、黏度、密度與輕柴油基本接近，十六烷值含量接近甚至超過(guò)輕柴油，著火性能比植物油大為改善，可與輕柴油相媲美。燃燒殘留物呈弱酸性，使催化劑和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命加長(zhǎng)。（4）各種原料制造的生物柴油低熱值十分接近，柴油機(jī)在使用時(shí)能發(fā)出大致相同的功率，能滿足柴油機(jī)配套機(jī)具對(duì)功率的需求，無(wú)需改造柴油機(jī)。（5）殘?zhí)亢突曳趾艿?，分別在105和106級(jí)。（6）與石化柴油相比，生物柴油燃燒后可減少78%的CO2排放、90%的顆粒排放物及碳?xì)浠衔?；燃燒更充分，噪聲更小，排放的氣體無(wú)異味；基本不含硫，可減少99%硫化物、70%鉛等有毒物質(zhì)的排放，從而大大改善環(huán)境質(zhì)量。（7）具有較好的安全性，生物柴油的閉口閃點(diǎn)在130以上，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用比柴油和汽油的安全度高。不足之處：熱值比石油柴油低約7%；氮氧化物排放微量增加；低溫啟動(dòng)性能略低于石化柴油，只能使用到8。生物柴油優(yōu)良的燃燒性能使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒排放物滿足歐洲號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，甚至能滿足即將在歐洲頒布實(shí)施的更為嚴(yán)格的歐洲號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。2生物柴油的生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀2.1生物柴油的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)1983年，美國(guó)開(kāi)始了生物柴油的研究，隨后在奧地利、德國(guó)、新西蘭相繼展開(kāi)了生物柴油的研究工作，從此，生物柴油引起了全世界的關(guān)注。1991年，奧地利頒布了第一個(gè)生物柴油燃油標(biāo)準(zhǔn)ONC1190；1993年法國(guó)、意大利，1994年捷克共和國(guó)，1996年瑞士、美國(guó)都相繼頒布了生物柴油的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)也于1999年頒布了生物柴油燃油標(biāo)準(zhǔn)DINE51.606，中國(guó)于2006年制訂了生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)及德國(guó)、歐盟和美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1國(guó)內(nèi)外生物柴油標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目歐盟EN14214美國(guó)ASTM6751-02中國(guó)（試用）德國(guó)密度(15)/gcm-30.86-0.900.87-0.890.82-0.900.875-0.900運(yùn)動(dòng)黏度(40)/mm2s-13.5-5.00.9-6.00.9-6.03.5-5.0十六烷值51454949閃點(diǎn)/120100130110灰分含量/%0.30.020.02冷濾點(diǎn)(CFPP)/不同國(guó)家不同標(biāo)準(zhǔn)-10餾程(95%)-90%，360360-酸值/mgKOHg-10.50.80.80.5硫含量/%100.00150.050.01水分含量/mgkg-15005005003002.2生物柴油的生產(chǎn)、使用915美國(guó)是生物柴油研究最早的國(guó)家，1983年美國(guó)科學(xué)家GrahamQuick首先將亞麻子油脂用于發(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒了1000h，并將可再生的脂肪酸甲酯定義為生物柴油。2002年，美國(guó)提出在2020年要實(shí)現(xiàn)生物燃油取代全國(guó)燃油消費(fèi)量的10%，減少相當(dāng)于7000萬(wàn)輛汽車的碳排放量約1億t，每年使農(nóng)民增加200億美元的收入。巴西是生產(chǎn)生物質(zhì)液體替代燃料最先進(jìn)的國(guó)家之一。巴西的生物柴油主要以向日葵、大豆和蓖麻的種子油為原料，每年約產(chǎn)出1200萬(wàn)升的生物柴油。巴西科技部2002年10月制定的目標(biāo)是，到2005年生物柴油的摻和比為5%，至2020年達(dá)到20%。加拿大DynaMotive技術(shù)公司已在其948L/d的生物柴油裝置中用蔗渣生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的生物柴油。該裝置是鼓泡流化床，利用熱解法將林業(yè)和農(nóng)業(yè)廢棄物加工成純凈的燃油裝置。在生物柴油的生產(chǎn)方面，德國(guó)處于世界領(lǐng)先地位。1999年，生物柴油進(jìn)入德國(guó)市場(chǎng)，以油菜籽油為原料，利用化學(xué)法將其轉(zhuǎn)變?yōu)樯锊裼?。德?guó)政府對(duì)生物柴油的生產(chǎn)給予了大力支持，為生產(chǎn)生物柴油而鼓勵(lì)油菜種植，成立了專門的經(jīng)濟(jì)部門，并根據(jù)生物柴油的使用比例不同，減免相應(yīng)的稅收，促進(jìn)了生物柴油的生產(chǎn)和使用。目前，德國(guó)生物柴油的生產(chǎn)能力約100萬(wàn)t，生產(chǎn)成本約為500565歐元/kL。德國(guó)生物柴油的零售價(jià)格約為0.76歐元/L，石化柴油為0.79歐元/L，具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力。奔馳、寶馬、大眾和奧迪等汽車生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的汽車均可直接使用生物柴油。德國(guó)有專門研制利用植物油生產(chǎn)生物柴油工藝和設(shè)備的公司，在歐洲建起了多個(gè)生物柴油生產(chǎn)工廠，最大產(chǎn)量達(dá)300t/d。法國(guó)生物柴油的生產(chǎn)曾處于世界領(lǐng)先地位，但2001年后被德國(guó)取代。法國(guó)目前擁有7個(gè)生產(chǎn)生物柴油的企業(yè)，年生產(chǎn)能力達(dá)到36萬(wàn)t，主要生產(chǎn)B5柴油，對(duì)生物柴油的稅率為零。2004年，法國(guó)推出一項(xiàng)生物能源發(fā)展計(jì)劃，目標(biāo)是使法國(guó)的生物柴油產(chǎn)量在2007年成為歐洲生物柴油生產(chǎn)第一大國(guó)。法國(guó)生物柴油也以油菜籽油作為原料，政府為生物柴油的推廣和使用推出了一系列優(yōu)惠政策。預(yù)計(jì)到2010年，生物柴油在法國(guó)燃料中的份額將達(dá)到5.75%，其生產(chǎn)和使用將為法國(guó)提供6000個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。意大利是目前生物柴油使用較廣的歐洲國(guó)家，有9個(gè)生產(chǎn)廠家，年生產(chǎn)能力達(dá)75萬(wàn)t，目前對(duì)生物柴油的稅率為零；奧地利有3個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)廠，總生產(chǎn)能力達(dá)5.5萬(wàn)t/a，另有2個(gè)中試生產(chǎn)線，有自己的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，稅率為石油柴油的4.6%