生物质的特点篇1

关键词：食用油　多环芳烃类物质　迁移　降解

一、食用油多环芳烃类物质的特点

多环芳烃类物质室温下为固体，具有高熔点、高沸点、低蒸汽压、水溶解度低，而且多环芳烃类物质极易溶于许多溶剂，能够表现出较强的亲脂性。在日常生活中多环芳烃类物质在脂肪组织中的含量较为丰富，其中以食用油为例，长期在高温下煎炸的食用油会产生大量的多环芳烃类物质。多环芳烃类物质对人体的危害作用不仅表现在其本身具有的毒性，而且由于多环芳烃类物质在食品中的含量较低，并前具有很强的亲脂性，使得常规的分析检测方法很难准确测定其含量，因此给防止工作带来了很多困扰。以下就对食品中的食品中多环芳烃类物质的两大特点进行简要分析：

1.多环芳烃类物质的亲脂性

由于多环芳烃类物质属于芳香烃，难溶于水，易溶于乙醚、四氯化碳、石油醚 等有机溶剂。这就使得食用油中多环芳烃类物质很容易富集，而且与脂肪酸甘油三酯、生育酚、角鲨烯、油酸以及棕榈酸等油基体混合存在，因此在进行分析研究的过程中将多环芳烃类物质从在众多有机溶剂中分离纯化就显得异常困难。

2.多环芳烃类物质低存在量

多环芳烃类物质在食用油中的含量和浓度都很低，而且食用油中的各种成分含量复杂，所以这些复杂的物质很容易对多环芳烃类物质造成干扰，在使用传统检测方法使需要对食用油中的多环芳烃类物质进行高度浓缩，否则试验仪器在进行检测过程中使用不同批次的样品，其中多环芳烃类物质的含有稍有偏差都会对整个分析测定过程造成很大的影响，降低了分析检测的可靠性以及稳定性。

二、食用油中多环芳烃类物质的迁移与降解

多环芳烃类物质由于具有一定的毒性、致癌性以及致突变性，所以对人体健康具有很大的危害性。再加上多环芳烃类物质自身的稳定性极强，如果仅靠自然界降解，其过程非常缓慢。因此为了有效控制多环芳烃类物质造成进一步的污染，需要通过各种手段加快多环芳烃类物质的降解速度。现阶段对于多环芳烃类物质加速降解的研究主要利用的是物理、化学以及生物技术，通过改变多环芳烃类物质的结构加快降解速度。以下就对食用油中的多环芳烃类物质的迁移与降解进行具体分析：

1.食用油中的多环芳烃类物质的迁移

多环芳烃类物质广泛分布在环境当中，而且由于多环芳烃类物质具有极强的亲脂性因此大多数是以吸附态或者乳化态的化合物形式存在的。当多环芳烃类物质进入到自然界中，便会受到各种因素的影响并且发生变迁。经过一系列复杂的物理迁移、化学以及生物转化反应，多环芳烃类物质会在大气、水体、土壤以及生物体等系统中以不同的状态存在。而且不同状态的多环芳烃类物质处在不不同系统中还会衍生出各种变化行为。例如植物中就天然含有多环芳烃类物质，以植物为原料炼制成食用油也会存在一定量的多环芳烃类物质，再加上运输过程中受到环境污染等原因也有可能导致食用油中含有食用油中的多环芳烃类物质。而且当食用油在高温煎炸过程中由于热聚变会导致生成大量的多环芳烃类物质，例如苯并（a）芘等，而且随着时间越长、加热温度越高，产生的多环芳烃类物质就越多。

2.食用油中的多环芳烃类物质的降解

现阶段对于多环芳烃类物质加速降解的研究主要利用的是物理、化学以及生物技术。其中利用生物技术的繁殖高效性、代谢多样性、遗传变异性以及微生物的酶系能够适应各种环境等优点，被越来越多的应用于多环芳烃类物质的降解研究当中。生物降解的工作原理是通过微生物在多环芳烃类物质中活动，改变其化学和物理性质达到加快降解的目的。而且利用微生物降解多环芳烃类物质不会造成二次污染，因此是去除多环芳烃类物质的主要途径。

自然界中微生物品种多样,具有很强的分解代谢能力和较高的代谢速率,被认为是环境中去除多芳烃类物质的最重要途径。许多细菌、真菌、藻类都有降解多芳烃类物质的能力。微生物代谢多芳烃类物质的方式有两种:(1)以多芳烃类物质为惟一碳源和能源;(2)多芳烃类物质与其他有机质进行共代谢。通常来说,低分子量的多芳烃类物质(奈、菲、蒽、芴等)能很快被降解,在环境中存在时间较短,高分子量的多芳烃类物质则难以降解,在环境中较稳定。研究表明,许多四环或多环且分子量较高的多芳烃类物质难以作为惟一碳源和能源被微生物降解,而是以共代谢的方式进行。一般条件下原核生物和真核对的微生物降解需要氧气的参与,产生单、双氧化酶,使苯环降解。其机理为:丝状真菌产生单加氧酶,对多芳烃类物质降解的第一步是羟基化多芳烃类物质,即把一个氧原子加到底物中形成芳烃化合物,继而氧化为反式双氢乙醇和酚类[14,15],细菌主要产生双加氧酶,对多芳烃类物质降解的第一步是苯环的裂解,把两个氧原子加到底物中形成双氧乙烷[16],进一步氧化为顺式双氢乙醇,双氢乙醇可继续氧化为儿茶酸、原儿茶酸和龙胆酸等中间代谢物,接着苯环断开,产生琥珀酸、延胡索酸、乙酸、丙酮酸和乙醛。

多芳烃类物质作为一类难降解物进入环境后,必然对微生物产生强大的压力,这些微生物因此产生一系列突变、基因重组、易位和其他遗传调控来创造新的酶促功能,以作用于多芳烃类物质及其以后的代谢产物。这类基因发生遗传重组,使具有连续代谢步骤的基因进入单个的遗传单位,并和转移质粒结合,从而增强降解能力。质粒在微生物之间的传递,进一步在环境中扩展了降解功能。当然也可以通过导入质粒的方法创造新菌株,获得新的降解能力。多芳烃类物质降解代谢的遗传学结构知识,为环境领域中生物降解的应用提供了重要信息。除了构建改善土著微生物性能的遗传功能菌外,分子技术还对生物降解监测和降解优化产生有益作用。

多芳烃类物质在环境中多种组分共同存在,且生物降解过程包括许多步骤,涉及多种酶及微生物,其中一种微生物的分解产物可成为另一种的底物。但在一般条件下,由于土著微生物菌群驯化时间长、生长速度慢、代谢活性不高,或者污染物毒性过高会造成微生物数量下降等原因,多芳烃类物质的实际生物处理时,必须考虑应用介入一些适宜多芳烃类物质降解并与土著微生物相容性较好的微生物或激发环境中多样的土著微生物等技术提高降解效率,减少或最终消除环境污染。

添加营养盐和提供电子受体,通过提高微生物活性也可实现多芳烃类物质降解高效化。维持一定的C∶N∶P营养物质及某些微量营养元素对微生物的生长非常重要,因此现场环境中添加营养盐比上述接种微生物方法的降解更彻底,净化速度更快。微生物的活性除了受到营养盐的限制外,环境中多芳烃类物质氧化分解的最终电子受体的种类和浓度也极大地影响着多芳烃类物质降解的速度和程度。多芳烃类物质的微生物降解通常都需要氧气的参与,但在反硝化条件下,多芳烃类物质可发生无氧降解。在紧急情况添加硝酸盐和硫酸盐等电子受体,能暂时改变厌氧环境,以发挥好氧微生物对多芳烃类物质的氧化分解作用。但使用时须注意氮硫元素带给环境的负面影响。

多芳烃类物质的憎水性强,易吸附在土壤或底泥中的天然有机物上,其游离在水相中的部分很少,生物可利用性低。表面活性剂(SAA)可通过降低介质表面和界面张力、提高多芳烃类物质在水相中的溶解度,促进多芳烃类物质从固相转移到水相,进而增强生物利用性,加速环境中多芳烃类物质的降解进程。

三、结束语

综上所述，长期食用高温煎炸的食品会使人体内积聚大量的多环芳烃类物质，而且由于多环芳烃类物质具有极其强的稳定性很难降解，所以随着多环芳烃类物质不断的生成、迁移、转化以及降解，并通过呼吸道、皮肤、消化道进入到人体内，将会造成非常严重的后果。本文主要分析了食用油中多环芳烃类物质的迁移与降解，并着重研究了微生物法降解多环芳烃类物质，为控制多环芳烃类物质污染的研究方法提供科学有效的理论依据。

参考文献

[1]吴蔓莉.两株优势菌对多环芳烃的降解机理研究[D].西安建筑科技大学，2010年.

[2]康荣慧.多环芳烃致肺癌预警标志物的代谢物靶标和代谢轮廓分析[D].南华大学，2010年.

[3]刘新.饮用水中多环芳烃及其衍生物的分布和健康风险评价[D].西南大学，2011年.

[4]陈怀海.土壤多环芳烃原位污染及其耐受细菌群落结构和降解特性的研究[D].浙江大学，2011年.

生物质的特点篇2

关键词 生物质；生物质能；碳当量；计算模型；化石能源

中图分类号S216，TK6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0094-02

Research and Application of Biomass Energy for the Carbon Equivalent-based Criterion

MA Dejin

Anhui BBCA Chemical Equipment Co.,Ltd., Bengbu 233010，China

Abstract The development and utilization of biomass energy by human being would be turned into the inevitable trends, it had many obstacles to use bio-mass energy instead of fossil energy, key problems to be resolved was analyzed in the conversion process of bio-mass energy, meanwhile, the essence and computational modeling and of bio-mass energy for the carbon equivalent-based criterion were put forward, the suggestions related with research and development of bio-mass energy were also illustrated.

Keywords bio-mass; bio-mass energy; carbon equivalent; computational modeling; fossil energy

关于生物质和生物质能的概念界定，笔者基于前期研究曾在资料[1]中简要阐述，生物质是与生物有关的物质的总称，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质；可以作为能源利用的生物质主要有木材残余物、农业废弃物、动物粪便和城市固体垃圾等。生物质能是绿色植物借助于光合作用将太阳能予以转化和储存，将生物质资源的潜在价值转化成生物质能，相对于化石能源和以石油为原料生产各类工业产品的综合价值评估而言，对CO2、SO2、氮氧化物和二恶英类化学物质[2]造成的环境污染可以实现减量化，研究表明，二恶英类化学物质是一类由碳、氢、氧及卤族元素组成的环状分子，环境中过量的二恶英类化学物质会引起人类各种疾病，对此类污染物的控制已经引起人们的高度重视，利用生物质能无疑属于可持续发展的有效路径之一。将生物质转化成生物质能时，必须充分考虑其以下主要因素：使用的便捷性、成本的经济性、技术的可靠性和生态的安全性等。

1 生物质转化成生物质能的运用现状和障碍分析

可以利用的生物质中，按照来源可以分为废弃物类生物质、未利用的生物质、资源作物和新作物四类[3]，按照资源种类可以划分为林业生物质资源、农业生物质资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废弃物和禽畜粪便五大类[4]。生物质作为物质资源和能源，与人类的繁衍生息密不可分，以农林废弃物作为薪柴或生物质粗放式的加工制作技术，可以枚不胜举。随着全球人口的持续增长和生态环境被人为破坏，引发的环境恶化问题，已经成为全球性高度关注的热点之一，在大量的科技文献中可以找到佐证，笔者不再赘述。仅从生物质和生物质能的转化过程来分析，普遍存在以下问题：基于生物质资源的分布特点，对于生物质的收集、预处理、运输、储藏、深加工、转化物再利用等各个环节中，由于缺乏技术数据、工业化手段、科研成果的支撑和对该区域生物质自然属性的认识，工程项目建设完毕或运行不久后即被迫停产，诸如生物质直燃发电项目多处于此尴尬局面；对各类生物质的能源利用过程中，经常出现生物质潜在价值被严重浪费、生物质能利用率低、二次能源消耗增加、生态环境持续污染、能源商业化装置造价过高等现象；生物质转化成生物质能的工艺路线虽然成型甚至通过中小试验收，开展工业化大规模生产后，产品没有市场竞争力，多是依赖政府性补贴来推动生物质能利用；对关于生物质的物理特性、化学特性、生化特性和资源持续利用状况，就局部目标区域缺乏系统的评估。

2 生物质能的价值评估预案

有效利用生物质能的基本出发点是研究和解决上述各项关键问题，让人类在利用此类可再生能源逐步替代化石能源时，成为顺理成章之行为，为此在物质和能量转化的理论与实践框架下，必须研究生物质能的形成机理、生物质能的最佳转化方案、生物质能的有效利用形式和环境影响评价。

2.1 生物质及生物质能的本质

田宜水等在资料[4]中就生物质能的形成机理给予阐述，简言之，自然环境中，借助绿色植物的叶绿体和太阳能之光合作用，把二氧化碳和水合成为C6H12O6并释放出氧气，而C6H12O6作为基本碳源的有机体，一方面可以作为动物、许多微生物和少数微生物的营养源，另一方面作为其它直接或间接依靠植物生存的生物提供有机物或能量。

基于此，生物质的本质是通过光合作用形成的各种有机体；生物质能的本质是把太阳能以化学能形式储存于生物质中，将生物质中的这部分能量转化出来被人类有效利用。

充分利用生物质中的能量而又减少对人类的危害是开发生物质能的根本目的。

2.2 生物质能的特性

生物质主要由C、H、O、N、S、Cl及部分金属等元素构成，基于生物质中含有C、H、S等可燃元素，使得各种复杂的有机混合物作为可燃物质以潜在的能量被储存，这些可燃成分和氧化剂发生强烈的化学反应，产生相应的热量。换言之，生物质能主要以燃烧形式被释放，C、H、S等与O发生氧化反应，表现为直接燃烧或间接燃烧两种形式，如H直接完全燃烧时可释放142.256MJ/Kg的热量（相当于4.86千克标准煤的热值），H也可能会与生物质中的C、S等在受热过程化合成各种可燃化合物或可燃气体，释放出较上述热值低的热量，H与O化合成结晶水时，将不释放热量；C在完全燃烧时，可以释放34.045MJ/kg的热量，生物质能在转化过程中是一个复杂的体系，除掉与生物质自身潜在热值有关外，还与燃烧的装置、燃烧的外在条件有关。

2.3 生物质能的计算模型

生物质自身含有的潜在热值或理论热值可以用热值测定仪直接测量，也可以采用元素组成进行推论。根据生物质基质中各种可燃元素在燃烧过程中的作用和产生的热量，将除C以外的H、S等元素折合成对应碳的热值，笔者根据研究提出基于碳当量准则的生物质能计算模型。

按照101.325kPa、25℃标准态下的热力学反应，生物质中各种可燃元素所产生的热量值可以分别给出，如H2与O2完全燃烧时放出的热量为285.830±0.042kJ/mol，故推出H的完全燃烧热值为142.915±0.021MJ/Kg，通常取142.256MJ/kg；C与O2完全燃烧时放出的热量为34.045MJ/kg，即使C与O2产生不完全燃烧生成CO，而CO再与O2产生燃烧时，其综合放出的热量几乎等同于一次性完全燃烧形成的热量；S与O2完全燃烧时放出的热量为297.28kJ/mol，S的完全燃烧热值可以表达为9.29MJ/kg；在燃烧过程中产生的水蒸气变成液态水要吸收热量，其抵消的热值为44.01kJ/mol，意味着生成液态水吸收的热量也可表达为2.445MJ/kg。

生物质热能的产生过程很复杂，如氢在生物质中有可燃氢和化合氢之分，化合氢与氧结合成水，不能燃烧和放热[6]；尽管有些资料中对于生物质各种元素在燃烧过程中生成的热值给出不同的数据，本文仍以上述数据作为论证依据。

依照上述热量生成原理以及放热及吸热数据，可以推断出以碳元素为基准的生物质含有的固有热值为如公式（1）：

Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S （1）

考虑到燃烧过程中水分从气态到液态的变化吸热过程，生物质在燃烧结束后，生物质中水分蒸发和氢燃烧的汽化潜热没有释放出来，影响热量的产生，故推出如下公式（2）（此公式符合学界提出的低位热值的概念）：

Ceq=C+k1（H-O/8）+k2 S-k3（9H+W） （2）

式中，Ceq 代表生物质的碳当量，k1、 k2 、k3分别为H、S、H2O的热量折算系数，C、H、O、S分别代表生物质中元素百分比组成，W代表生物质中水分的百分比。

其中，各系数分别为：

K1=142.256/34.045=4.18

k2=9.29/34.045=0.27

k3=2.445/34.045=0.07

将各系数代入上式，可以推出基于碳当量的表达式（3）：

Ceq=C+4.18（H-O/8）+0.27S-0.07（9H+W） （3）

依此可以计算出每千克生物质的固有热值(低位热值)为式（4）：

Qdw=34 045×Ceq% （4）

式中，Qdw每千克生物质的固有热值（或低位热值），kJ/kg。

2.4 生物质能计算与实际测量值对比分析

根据资料[6]中提供的数据，表1给出了典型生物质的元素测定值和对应的低位热值，通过试验数据和计算值对比分析，采取基于碳当量准则的计算与实测值有一定的吻合度，误差较小。

表1 某些生物质的水分（%）、元素组成（%）及试验热值（kJ/kg）

生物质含氧量一般在30%~44%，含硫量大多低于0.20%，如上表中豆秸的氧含量通常为经过实测为32.15%，将数据代入式3求得Ceq=48.29%，那么1kg豆秸中含有的碳当量等于0.4829kg，可以产生的低位热值为34 045KJ/Kg×0.4829=16 440kJ/kg，与试验热值16 157kJ/kg的对比误差为1.8%。

3 结论

经过试验研究和大量数据比对分析，认为基于碳当量准则计算生物质的低位热值是可行的，某区域的某类生物质的C、H、O、S、N、P或K2O等组成一般是固定的，水分含量有相当大的变化，依此计算模型，在工业化生产过程中，面对不同种类的生物质，可以实现快速配料，也可以降低基础试验和分析成本；同时有利于规范生物质能的基础研究。笔者曾对国外学者给出的热能经验性计算公式进行比对性研究，认为本计算模型具备计算简便和准确率较高的特点。

以农林废弃物质为主，利用秸秆类生物质开发气化、炭化、液化和沼气等燃料化工艺技术，与传统的直接燃烧相比，虽然热能利用率有所提升，但秸秆固化成型以及运输、储存和能源转化装置的成本控制、适宜的工业化或商业化规模等核心问题，仍是制约生物质能转化技术大量使用的主要因素。生物质能转化过程的社会效益、经济效益和生态效益的综合评价体系，以废治废的综合能源利用技术和生物质能转化装置的不断优化等，都有待进一步研究和运用。

参考文献

[1]马德金，孔宪迪，唐根生.生物质制沼气的相关技术参数分析[J].科技传播，2010(24)：135-136.

[2]马德金.二恶英类化学物质的分类及其危害分析[J].科技传播，2011(38)：72-73.

[3]李大寅，蒋伟忠，译.日本生物质综合战略[M].1版.北京：中国环境科学出版社，2005：1-7.

[4]田宜水，孟海波.农作物秸秆开发利用技术[M].1版.北京：化学工业出版社，2009：22-39.

[5]朱锡锋.生物质热解原理与技术[M].1版.合肥：中国科学技术大学出版社，2006：33-36.

生物质的特点篇3

Abstract: Raw material supply is one of the key issues in biomass electricity generation. The characteristics of the biomass supply chain determine that the effective cooperation of enterprises need appropriate incentives. This study proposes a sequential game-theoretic approach to model dynamically of utilizing straw for power generation considering the farmer, intermediate buyer and the developer, and obtains the sequential Nash equilibrium. It analyzes the incentives of the developer to the intermediate buyer, and further more, it talks the impact of Gov. to the equilibrium result.

关键词:生物质发电;供应链合作;博弈分析

Key words: biomass electricity generation;supply chain cooperation;game-theoretic

中图分类号:F224.32 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)19-0041-02

0引言

作为生物质能源技术发展的重点领域之一,生物质发电越来越受到各相关政府和企业的重视,然而在实践中,生物质发电总体进展缓慢。目前不少地区开展的生物质发电项目都出现了不同程度的亏损,中国科学院过程工程研究所林伟刚研究员分析说,“秸秆收购价格过高,原材料供不应求是生物质电厂亏损的主要原因。此外,运输成本过高也是制约生物质发电的另一重要因素”。

生物质发电的原材料主要有秸秆、谷物皮核、树木、垃圾等,秸秆类生物质属于清洁能源,其特点有来源分散,且易腐、易潮、易燃,不易存储和运输;此外替代用途多,导致供应波动大。论文主要以秸秆发电为例进行讨论。

目前国内外学者已从多方面研究了生物质能源的供应问题,文献[1-3]分别对生物质的存储处理、物流、收集模式进行了分析。文献[4]以河南省秸秆利用为例,从农户行为角度来研究生物质发电的利用情况。本文拟采用博弈论方法对生物质发电供应链上游企业的合作供应问题进行定量分析,目前博弈论在电力市场领域得到了广泛应用[5-6],但对生物质发电供应链合作进行分析建模的文献较少,文献[7]以加拿大为例,对生物质发电原料使用过程中的农户、发电厂、用电户进行了博弈建模,并着重对相关的激励政策进行了研究。本文以秸秆发电为例,从不同的研究对象出发,建立了农户、中间收购商和发电厂三方的完全信息动态价格博弈模型,得出了序贯博弈的纳什均衡,分析了电厂对农户和中间收购商的激励效应,并探讨了政府参与对均衡结果的影响。

1博弈模型

1.1问题提出针对以秸秆类生物质进行发电的的企业,原料供应环节主要包括农户,中间收购商,物流服务商,此外,地方政府在生物质发电过程中也扮演了重要的角色。在这一垂直合作中,价格是影响合作最主要的因素,利益是每个节点企业关注的重点核心,原材料收购价格过低,将直接降低农民供应生物质的积极性。原料收购价格过高,也将抬高生物质发电厂的运行成本,为此研究生物质发电原料供应过程的价格激励水平很有必要,在这一指导下可以保证生物质发电过程有条不紊的进行。

1.2 模型描述及符号定义

1.2.1 模型描述及假设本文主要针对生物质发电供应链中的农户-中间商-电厂收购模式,在完全信息动态博弈的理论框架下运用逆向归纳法求解了三方之间的子博弈精炼纳什均衡,因农户的行为具有相似性,假设所有的农户构成一个农户群体,即将问题归结为一对一的博弈模型,发电厂先宣布其价格策略,中间商决定其向农户的收购价格,农户决定供应量,最后分析政府对农户实施激励后,对以上结果的影响及各方的利益变化。此外假设运输过程中生物质的折耗量忽略不计。

1.2.2 符号定义pu:生物质电厂发电后的上网电价(元/MWh);pb:中间商向农户收购生物质的价格(元/ton);pd:电厂向中间商收购生物质的价格(元/ton);(pu>pd>pb)pf:生物质的市场价格(元/ton);Cq:农户供应生物质的单位生产操作成本(元/ton);CD:单位发电过程产生的变动成本(元/ton);Cl:单位运输距离成本(包括燃料等)(元/km);Ct:单位运输时间成本(包括人工、设备维修等)(元/小时);Cs:单位存储成本(元/ton);αb:生物质电厂对中间商的激励参数;αg:政府对农户的激励参数;GD,GB,GF:分别为生物质电厂、中间收购商、农户的利润函数(元); r:生物质秸秆发电的的转换率(MWh/ton);q:生物质的收购数量(ton);

1.3 序贯博弈的纳什均衡

1.3.1 发电厂、中间收购商与农户之间的博弈分析假设农户的成本函数为Cq(q)=1/2Cqq2,当发电厂委托中间收购商收购秸秆时,设由中间收购商负责运输,假设车辆的平均运输时间为T,平均运输距离为L,则生物质运输、存储环节发生的总成本为Y=(ClL+CtT+Cs)*q。设中间商和发电厂承担的存储成本分别为C1、C2,发电厂选择以价格pd向中间商进行收购,收购商决定其对农户的收购价格pb,设有pd= pf(1+αb),如图1。

此时,农户、中间商和发电厂的最优利润函数分别如(1)(2)(3)所示:

maxGF=pbq-Cqq2,其中q?叟0(1)

maxGB=pdq-pbq-(ClL+CtT+C1)q,pd>pb?叟0(2)

maxGD=(pu-CD)rq-pdq-C2q,αb?叟0(3)

按照逆向归纳法,农户决定其最优的生物质秸秆供应数量如(4)所示:q=,pb>00,pb=0(4)

从(4)可看出,农户供应量与收购商价格成正比,与自身成本成反比。当pb=0时,q=0。在q下,收购商的价格反应函数如(5)所示:

p=,αb>-10,其它(5)

生物质的特点篇4

[关键词]恶臭气体 治理 生物除臭 选择应用

[中图分类号] R123.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-320-2

恶臭污染物是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质[1]，污水单元在运行中将产生大量的恶臭气体。这不仅会影响污企业员工的身体健康，还会对周围的环境带来影响，所以污水单元的臭气治理问题不容忽视。

1污水预处理臭气主要成分及来源

1.1臭气的主要成分

污水单元的恶臭污染物有微量烯烃、甲苯、二甲苯、挥发酚、氨、硫化氢、硫醇等。这些恶臭污染物一方面是石油炼制过程中的原油在高温高压的条件下各种物质发生了复杂的有机反应而生成的、也可能是生产装置的原料或产物，随着废水流入污水单元并在空气中挥发出来；另一方面污水中的有机物在下水管道及污水单元的各个构筑物的密闭环境下，由微生物的厌氧生化反应形成[2]。

1.2臭气的主要来源

从上述的臭气形成过程来看，污水单元的臭气主要来自于含油污水池、油水分离器、两级气浮、污油池、污泥池、污油罐和污泥浓缩罐等。

2除臭工艺的选择

当前常见的除臭方法有化学除臭法、活性碳吸附法、燃烧法、生物除臭法等。

2.1化学除臭法

化学除臭法是利用臭气中的某些物质和药液产生反应并产生无臭物质的特性，如利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液，去除臭气中硫化氢等酸性物质，利用盐酸等酸性溶液，去除臭气中的氨气等碱性物质。化学除臭法对H2S、NH3等吸收处理比较彻底、速度快，但是对硫醇、挥发性脂肪酸或其他挥发性有机化合物的去除比较困难，不能保证完全消除异味[3]。

2.2活性碳吸附法

活性炭吸附法是利用活性炭能吸附臭气中致臭物质的特点达到脱臭目的。为了有效地脱臭，通常利用各种不同性质的活性炭对酸性物质、碱性物质以及中性物质的吸附能力不同在吸附塔内设置多组活性炭，臭气和各种活性炭接触后被吸附，净化空气排出吸附塔。该法具有较高的效率，但活性炭吸附到一定量时会达到饱和，就必须再生或更换活性炭。

2.3燃烧法

燃烧法分为直接燃烧法与催化燃烧法两种，根据臭气中恶臭物质的特点，在控制一定温度以及接触时间的条件下，臭气会直接燃烧并得以去除。催化燃烧法则是在燃烧介质上添加贵金属催化剂，降低臭气的燃烧温度，减少燃烧所需的燃料。随着全球能源的紧缺，也有人提出利用厌氧工艺产生的沼气作为燃料法的燃料[4]。

2.4生物除臭法

2.4.1生物过滤法

生物过滤法的原理是恶臭气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后，具有一定湿度的恶臭气体从底部由下向上穿过由生物活性滤料组成的生物滤床，恶臭物质由此转移到微生物相上，通过附着于滤料上的微生物的代谢作用而被分解掉。

2.4.2生物滴滤法

生物滴滤法与生物过滤法的结构较为类似，但不同的是生物滴滤法不断的在设备填料上方喷淋循环液，所以设备内臭气、填料、循环液间同时存在着生物除臭的三个过程：恶臭气体中的致臭物质由气相溶于水；溶于水的致臭物质被附着在填料上微生物吸收、吸附而进入生物体内；致臭物质在体内被微生物分解、转化，使臭气消除。

在上述的除臭方法中化学除臭法附属设施多、运行管理复杂，运行费用高，盐酸、次氯酸钠、氢氧化钠等属于国家规定的危险化学品，一旦发生泄漏事故后果严重，并且其废液都比较难处理，还会产生二次污染。活性碳吸附法初期建设投资比较低，建成投运后效果明显，但运行压力损失大、易饱和，饱和后需更换或再生，再生方式复杂、费用高、劳动强度大，并且再生后吸附能力会降低。燃烧法处理臭气需要一定的温度，根据研究资料介绍，当温度达到648℃并接触0.3S时[5]臭气才能处理完全，要达到这一温度就需要使用天然气作为燃料，虽然可以使用甲烷代替天然气，但污水单元作为一级处理并无厌氧装置可以产生甲烷，所以基于燃烧法能耗大、运行费用高的特点燃烧法不予考虑。而生物除臭法其适用范围广、设备简单、投资省、运行费用低、无二次污染，相对于前面的几种方法来说非常适合于我们的污水预处理单元。表1对上述的各种方法进行比较：

3工艺流程简图

污水预处理单元采用的除臭工艺是生物滴滤-生物过滤联合工艺，其主要由臭源密封系统、臭气体收集及输送系统、臭气生物处理及排放系统等三大系统组成，工艺流程简图如图

4影响除臭效果的因素

4.1 PH值

臭气中含有的NH3、H2S，在传质过程和生物降解后产生无机酸使环境中pH值下降，研究表明[6]能分解含硫恶臭物的微生物适宜的PH有6.5-7.5与2.0-3.0，但分解NH3--的微生物最适宜的PH值在7.0-8.0之间。

4.2气体湿度

对于生物过滤段来说，由于臭味分子要先被液相吸收才能进一步的被微生物吸附、氧化、分解，所以要求保持生物过滤段的填料有一定的湿度[7]。填料湿度太低则恶臭物质难以及时进入液相并且造成填料易干燥，使微生物活性降低响了整体除臭效率。但是当填料湿度过高时传质效率也会受到影响，且因填料表面液膜太厚、气体穿过阻力增大还可能造成局部厌氧而影响除臭效率。

4.3温度

温度对于生物除臭过程的影响主要在于两方面，一方面是温度对于微生物生物活性的影响，另一方面是对于传质过程的影响。当温度较高时生物较为活跃，其新陈代谢能力较强，能高效的处理恶臭物质，但温度较高时不利于恶臭物质的传质过程，温度低时情况恰恰相反。所以对于除臭过程来说，生物除臭装置的工作温度一般在10-45℃，最佳是在25-35℃之间

4.4填料

填料是生物除臭工艺的核心，是微生物的载体。因此它必须满足以下几点：容许生长的微生物的种类丰富；为微生物提供较大的栖息生长比表面积；营养成分合理（N、P、K和微量元素）；具有良好的吸水性，自身无异味；吸附性好，结构均匀，空隙率大；材料易得、价格便宜；耐老化，运行、养护方便等。

5应用情况

自生物滴滤-生物过滤联合除臭工艺除臭投用运行一个季度的排气分析结果来看除臭效果良好。以H2S为例，进气口检测浓度为16mg/m3左右，排气筒采样分析结果为

6结语

从污水单元的生物除臭工艺运行情况来看，其工艺完全适宜污水单元的臭气治理情况。其对于恶臭物质的去除具有效率高、不存在二次污染、运行成本低、管理方便等优点，相信在臭气治理的应用中将会得到迅速推广。

参考文献

[1]GB-14554-1993， 恶臭污染物排放标准[S].

[2]马开通. 污水处理场臭气治理工程设计与实施[J]. 石油化工安全环保技术， 2008， 24（4）： 51-52.

[3]蒋岚岚， 沈晓铃. 污水处理厂除臭工艺选择及工程设计[J]. 环境污染与防治， 2007， 29（10）： 781-784.

[4]陈贻龙， 隋军， 汪传新，等. 生物除臭在污水处理厂的应用[J]. 中国市政工程， 2004， （3）： 48-49.

[5]洪|. 生物除臭技术在污水处理中的应用[J]. 甘肃科技， 2006， 22（8）： 93-96

[6]彭弘. 污水处理和固废处理行业臭气治理技术及其应用[J]. 中国给水排水， 2010， 26（24）： 114-116.

生物质的特点篇5

关键词：化学教育；学科教育；研究；定位；转型

文章编号：1005－6629(2008)08－0001－04中图分类号：G633.8 文献标识码：B

20世纪80年代以来，我国化学教育及化学教育研究有了巨大的发展，成绩喜人。但是，跟一些发达国家比，跟相近学科比，在一些方面的差距很明显。我国的化学教育研究亟需克服浮躁，认真地、踏踏实实地总结，思考，探索，改进和突破。

1化学教育研究需要恰当地定位

要弄清化学教育的恰当定位，就要排除盲目自大和学科情结的影响。为此，首先需要弄清化学是不是一门中心学科。

1.1要弄清化学是不是一门中心学科

常常听到有人说“化学是一门中心学科”。姑且不说事实如何，让我们先看看是谁说的。

1985年皮门特尔（Pimentel）首次提出化学是一门中心学科，化学处于自然科学的中心位置[1]。 同年，美国国家研究理事会在其一份报告中正式地把化学称为“中心科学”（central science）[2] 。此后，不少人引用或者提出了类似的看法，例如，日本化学家福井谦一说：“在古老的物理学-化学-生物学的排序中，化学注定是中心位置的占有者[3]。”原美国化学会主席布里斯罗（R.Breslow）在其1997年编著的《化学的今天和明天》中提出：“化学是一门中心的、实用的、创造性的学科”， 他还用 “一门中心的、实用的、创造性的学科”作为该书的副标题[4]。不过，引用或者提出类似看法的几乎都是从事化学研究或教学的人士，几乎没有其他学科有影响的人士这么说（作者只看到一位医学界人士这么说的报道）。

为什么说“化学是一门中心学科”？归纳主要有下面几方面的理由：

化学与社会多方面的需求有关，能满足人们衣、食、住、行和增进健康、战胜疾病的需要，是现代社会中国民经济的重要支柱[5]。

化学是一门承上启下的科学，能在相关学科的发展中起基础、牵头、带动和推动的作用[6]。徐光宪院士曾指出：“科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可收事半功倍之效。化学是中心科学，是从上游到下游的必经之地”；“化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科”[7]，以至化学成了有关学科群的中心。

化学“埋没在自己的成功之下”，面临着自己的学科声望问题：化学失去自己的光辉形象，在社会经济资源和人才的优化配置方面得不到应有的支持，存在着被遗忘和被忽视的危险”[5]， 有必要引起学生、媒体和公众的重视。

可见，化学是一门中心学科，其本意是指其他门类的自然科学之间，或者自然科学与工程技术之间的联系都需要以化学为中间媒介。例如，现代的生命科学和材料科学，如果缺少化学的介入，就不能达到高的水平；数学和物理科学，也需要通过化学的中介，才能在生物和材料科学中发挥较好的作用[8]。

说“化学是一门中心学科”，并不是说化学在所有学科中最重要，只不过是说明它在社会和科学系统中的多边关系和地位而已。我们不要只说“化学是一门中心学科”而不做解释，务必不要断章取义，错误理解，盲目自大。

唐有祺院士在评论“化学是一门中心学科”时就曾经提出，“更全面的提法是化学和物理一起是当代自然科学的轴心”[9]。这是值得思考和采纳的。

1.2 要抛弃“小学科情结”

盲目自大是表，学科情结是实。所谓，就是囿于本学科，忽视其他学科，包括上位学科，就是满足于、陶醉于已经取得的成绩，或者不顾全局地争课时、争地位。小学科情结危害很大，因为它会导致视野窄小、短浅，导致小打小闹；导致把化学教育跟科学教育对立，导致化学教育“自边缘化”而孤立于科学教育之外，不能及时吸收科学教育和其他相关学科研究和发展的成果。

化学教育是科学教育的重要组成部分，化学教育工作者首先是科学教育工作者，明确了这个归属，才可能抛弃小学科情结，真正把提高学生乃至公民的科学素养作为自己的首要责任。

1.3要弄清化学学科的本质特点

所有的理科教育都有实施科学素养教育的义务和责任，这就有了发挥各自优势，相互配合的问题。为此，需要弄清各学科的本质特点。有比较才能有鉴别，才能弄清化学的特点。跟化学最为接近的是物理学和生物学，它们同是“基础的自然学科”，对他们进行比较、区分，可以使我们迅速地接近化学的本质特点。

通常认为，物理学是研究宇宙中物质的基本存在形式、基本结构、相互作用和最基本、最普遍的运动形式（机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的科学；生物学是研究生物各层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学；化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学。看起来，化学和物理学同属于物质科学，它们的研究对象差不多，其实两者是有差别的。它们的差别主要在于：

化学研究的物质运动不同于物理学研究的物质运动。

物质的化学运动主要表现为物质转变成其他物质，即产生新物质的运动形式，其实质乃是由于化学键合状况改变，引起宏观物质分解、化合或重组，导致物质分子组成和结构变化而产生新物质的特殊的物质运动形式。物理学研究的物理现象一般不包括物质的化学运动。

化学研究物质的广度不同于物理学。

化学研究的是实物（substance）。实物是狭义的物质，是具有静止质量、占有空间的物质。化学实物是具有特定物理性质和化学性质的单质、化合物或者混合物。而物理学研究的是实物和场（field），物理实物通常是指由物质形成的，以一定的形状、体积、大小、质量等为特征的物体。物理学不以研究实物具体的组成、结构和相互转化为任务。

化学所研究的物质也不同于哲学中的物质。哲学中的物质（matter）泛指具有客观实在性，能作用于人的感官而引起感觉的东西，是人感觉到的客观实在，其外延十分宽泛。

化学研究物质的深度（层次）也不同于物理学。

在对物质的存在方式、结构、相互作用、运动形式及其相互转化的研究上，物理学只是针对基本的、普遍的特点来开展研究。而化学对物质的研究比物理学具体，但概括性不及物理学。这个特点造成化学的内容十分丰富，以至于它成为一个庞大的学科，不能被其他学科兼并。

在解释宇宙物质进化的不同阶段时，化学、物理学和生物学具有不同的功能。

在解释宇宙演化史中物质进化的不同阶段时，化学、物理学和生物学鲜明地表现了不同的功能。在宇宙的创生期、极早期、早期和近期，先后形成“实时空”、各种基本粒子和原子，解释、说明这些过程是物理学的任务。然后，相继发生元素进化、星际小分子合成、生物小分子合成、生物大分子合成，宇宙物质由简单分子逐步进化为生物小分子，再逐步进化形成生命基础物质。解释、说明这些过程只能靠化学。随后，生命物质由简单到复杂、由低级到高级，逐步形成具有生命的生物的过程，这些过程的解释、说明则非生物学不可。

总之，化学的研究对象既不同于物理的研究对象也不同于生物学的研究对象，化学科学既不同于物理科学也不同于生物科学，然而又不可能在它们之间划出一条绝对严格分明的界限。

概括地说，化学学科有下列特点：

化学研究物质的性质、组成、结构、变化和应用，其基本问题是组成、结构和反应以及它们跟物质性质的关系。

化学研究的对象是泛分子[10]层次，构成泛分子的较低层次的微粒之间的相互作用十分复杂，使其整体的性质各不相同，很难用演绎的方式简洁地描述，这就决定了化学研究的个别化特点。

在研究方法方面，物理学方法注重分析，在本质上是机械论（或称还原论）的；生物学方法注重整体，在本质上是目的论（或有机体论、自主论）的；化学方法一方面把研究对象分解为若干组成成分，另一方面又把研究对象作为由某些微粒（或部分）组成的、复杂性不同于生物体的系统来研究其结构，研究实物的相互关系，既有跟物理学相似之处，又有跟生物学相似之处。但是，化学又具有跟物理学和生物学不同之处，表现出自己的特殊性。

化学的这些特征，应该在科学素养教育的实施中较好地得到反映。

2未来的化学教育研究需要把握好方向

为了把握好方向，化学教育要自觉地服从科学教育的目的、任务、规律等整体规定。

20世纪以来，科学教育的指导思想的变化有下列特征：由关注科学知识、技能，关注个体的认知发展，演变到关注人格或个性，关注个体的全面发展；再演变到突出重点，关注个体的科学素养；然后演变到关注更多人的发展，提出科学为所有人，关注公民的科学素养；再演变到关注人的和谐发展，关注人在科学技术领域发展的背景环境，注重环境教育、STS教育。

化学教育应该顺应科学教育的整体趋势，并为科学教育的进步作出自己的贡献。要真正着眼于促进学生更好地发展，重视科学文化建设，促进全社会爱科学、讲科学、学科学、用科学良好风气的形成。

当今世界，能源、资源、粮食、健康、环境等有关人类生存的重大问题的解决都离不开化学，需要更多、更优秀的化学人才。同时，向全体社会公民普及一些化学知识的必要性也日益增加，需要更多、更优秀的化学科学普及人才。对应于这种情况，未来的化学教育需求会出现“高端更高”“低端更低”的现象。未来的化学教育要努力满足“高端”“低端”两方面的需要。为避免和解决两难问题，未来的化学教育应该包括这相互协调的两翼。

3未来的化学教育研究需要采用适宜方法

化学教育系统涉及到人，是开放的复杂的巨系统。钱学森院士一再指出，研究开放的复杂的巨系统不能采用简单方法，综合集成法是研究复杂系统的有效方法。

综合集成方法的特点是：（1）以实践经验，特别是（实践）专家的经验为基础，把局部性的经验知识跟现代科学提供的系统的理论结合起来。（2）系统研究（整体研究）与分析还原相结合，获得关于系统整体的状态、特性、行为的描述。 （3）历史研究与现实研究相结合，发现、揭示、检验对象的内在逻辑。 （4）以经验为基础建立模型进行计算，把定性知识跟各种观测数据、统计资料结合起来，从局部的定性知识发展到整体的定量的认识。 （5）充分利用现代信息技术的优势，实行人-机结合，内省思辨与观察实验结合，宏观研究与微观研究结合。 （6）多种学科不同角度的研究相结合，最终产生新知识、新思想、新方法；等等。

化学教育是一种复杂性系统，研究复杂的化学教育系统，要运用综合集成法。在综合集成法的诸要素中，需要注意的是利用计算机进行建模。利用计算机来模仿系统的运行和演化，可以观察系统整体的涌现，预测系统的走向......因此，基于计算机建模成为许多领域发展很快的重要研究方法。在这方面，目前的化学教育研究还处于空白状态，亟需开展和加强。

模型是解决问题的一种十分重要的科学方法。人类对世界的探索过程，实际上就是建立各种模型表示的过程。模型是以文字、符号、图表、实物、数学式等形式对一个系统某一方面本质属性的描述、模仿或抽象。一个恰当的模型能够提供组织观察数据、资料和其他信息的框架，对原型系统的行为特征和演化规律作出解释，揭示其运行机制，预测原型系统未来的行为特性，提示按照一定目的影响和改变原型系统行为特性和进行控制的思路与方式，启示新事物、新技术的创造。通过模型的建立和研究，不但可以更好地认识、改进原型，而且可以进一步形成有关理论和实践模式。

建模的努力可以从确定系统的状态参数开始。

4未来的化学教育研究需要形成学科特色

未来的化学教育研究应该注意化学教育跟一般教育的区别，形成鲜明的学科特色，不能用一般的教育学研究、心理学研究来代替化学教育自身的研究。要形成鲜明的学科特色，就必须注意结合具体问题深入地、精细地搞好“个别化”研究。

未来的化学教育研究除了需要恰当地定位，把握好方向，采用适宜方法，形成学科特色之外，还应该关注化学教师教育的革新。未来的化学教师教育要减少空洞的、实效很差的理论内容，多结合具体内容进行实践训练。

更为重要的是，要重视改变现有的粗放的、不合理的教师教育体制。一些国家对化学教师培养采用两段制，即：取得理学士学位的大学化学系毕业生须在专门的教师教育学院接受培训，通过国家教师聘用考试后，再接受一年的教师职业培训, 取得教育硕士学位后才能被任用为教师。在教师职业培训中，除了教育理论学习和研讨外，要用相当多的时间结合中学教材具体内容的教学进行“精耕细作”式的培训。这样做有其必要性和合理性，能有效地保证化学教师的专业化，保证新教师能较快地适应实际教学、满足实际教学需要。我们应该立足于本国国情，善于取人之长，在总结以往经验教训的基础上，尽快建立有效和规范的化学教师教育体系。

参考文献:

[1]Pimentel G C．Opportunities in Chemistry．Washington DC：National Academy Press，1985.

[2]National Research Council．Opportunities in Chemistry．National Academy Press，1985.

[3]本刊评论员. 化学学科发展与基础教育改革的思考.化学教学，2005年第1-2期，第1页.

[4][美] R.布里斯罗. 化学的今天和明天：一门中心的、实用的、创造性的学科.北京：科学出版社，1998.1.

[5]张礼和主编．化学学科进展．北京：化学工业出版社，2005．201－203.

[6]王佛松等主编．展望21世纪的化学．北京：化学工业出版社，2000．134－138.

[7]徐光宪. 化学是一门中心学科. http://mydream.省略/

[8]徐端钧，陈恒武，李浩然.21世纪普通化学教学改革的思考. 高等学校理工科教学指导委员会通讯，2006年第1-2期. http://www.省略/06first-two_747/

[9][美]G.C.PimentelJ.A.Coonrod．化学中的机会――今天和明天．北京：北京大学出版社，1990．5（译序）.

生物质的特点篇6

光谱技术是现代物理中有效测定物质组成和含量的方法，该方法在物理学，考古学等领域都有极大的运用，而将其利用到临床，也能发展出一套完善的物质检测技术。光谱分析技术是临床生物化学检验最常用的技术。该技术主要是利用物质对特定的光谱具有吸收或者发射或者散射的能力，来通过检测光谱对物质的种类和含量进行分析。按照物质发射光谱的能力进行临床检验的方法有火焰光度法、原子发射光谱法和荧光光谱法，分别检验特定物质发射的光谱来确定该物质的种类和量，其中火焰分析法，利用物质被电弧或者火花的作用，产生高温气态时变成等离子体，检测其激发的光谱，来确定物质组分和含量。按照物质吸收光谱的能力构建的检验方法是最为常见的光谱分析法，主要分为原子吸收分光光度法、红外光谱法和紫外可见光分光光度法，该类方法需发射特定的光线对相关物质进行照射，获取其吸收光谱数据，再确定物质种类和数量。按照散射光谱分析的方法主要有比浊法。

2电化学分析技术

化学电池可将化学能转化为电能，而在检验物质组分时，电能的量可以逆向地确定化学物质的种类和含量，利用该思想的检验方法即为电化学分析技术。电化学技术利用了物质的电性质来获取其组成成分和含量大小，物质的电化学性质有电流、电导、电阻等，通过检测这些性质，可以较为精确地获取物质的含量和种类，在精确度上，可以非常的高，同时使用仪器和检测方法简单。电化学检验通常会用待检测的溶液构成一个化学电池，检测该电池的电性质，即可确定物质量。以待检测液浓度在实验条件下的电性质进行分析的方法是最普通的电化学检验法，该类方法有电位分析法，电阻分析法，库伦分析法和伏安特性分析法。第二类方法是对待检测液进行滴定分析，以在突变时对物理量的变化进行分析，常见的有电位滴定、电导滴定、电流滴定。第三类方法是将待测液中的某成分通过电极转换为固相，由电极上析出固体的质量来分析组成成分的量，该法为电解分析法。目前较为常用的是离子选择电位分析法，该方法利用了电极的电位和待检测液中物质活性的区别进行检测，该方法灵敏度较高，操作简单，但是运行成本较高。电化学方法对离子层次的物质定量分析有较强的效果。

3生物芯片技术

前述的方法都是传统的临床检验，基于个体待检测数据，获取疾病的信息，而在未来，生理信息的检测数据量越来越大，尤其在人类基因组计划出现之后，大规模高通量的基因检测的需求摆在科学工作者和临床医生面前，传统仪器昂贵而单一，无法进行大规模的数据检测和收集，同时，需要经验丰富的人员对数据进行分析，也极大影响了大规模高通量的生物化学检测[3]。生物芯片技术是近年来新出现的检测方法，该方法结合了生物科学的大分子反应和集成电路、微流控方面的技术，将分子化学的反应集成到芯片上，进行分析，可以实现高速大容量的检测分析，生物芯片可以分为基因芯片，蛋白质芯片，细胞芯片和组织芯片，该方法的大规模检测能力十分突出。生物芯片将大量的大分子集成固化到芯片表面，形成一定排列，然后让待检测物通过芯片，对排列产生的信息进行分析，可以迅速获取物质种类和量，生物芯片目前得到最多利用的地方在基因检测上，生物芯片高通量大规模的特点对基因检测具有重要意义，同时，生物芯片为生物化学检测走出单一的分子组分检测，提供了一条新路，在基因遗传领域，即时检测也成为可能。

4总结

临床生物化学检测基于生物化学原理，对人体生理产物和提取物进行定性定量的生物化学分析，确定某类物质组成和含量，对疾病检测盒生理监控具有重要意义，主要的方法与物理学中的物质检验具有相似原理，传统方法可以分为光谱和电化学两大类，近年来，融合了新的芯片技术的生物芯片的出现，利用了分子反应和集成制造技术，为临床生物化学检测的新发展提供了有效支撑，为人体生命健康数据的大规模推广提供了可以预见的技术发展前景。

生物质的特点篇7

关键词：CFB锅炉 改造生物质实践

中图分类号：TK223文献标识码： A 文章编号：

1前言

连云港协鑫生物质发电有限公司是协鑫集团控股有限公司投资兴建的环保型热电联产企业，公司地处江苏省连云港市赣榆县经济开发区内。项目设计规模为三炉二机，一期工程为二炉二机，主要设备选型为二台15MW抽凝式汽轮发电机组，配套二台75T/H循环流化床锅炉，机组于2005年7月投产发电，同年10月实现了对热用户供热。

以煤炭为主的能源消费结构及能源利用效率低下等因素使我国环境恶化日益严重，生态遭到破坏，SO2、CO2排放量分别列世界第一、第二位 ，造成的经济损失约占GDP总量的3%—7%。然而我国生物质能资源非常丰富，椐初步统计，我国生物质能如用以代替煤炭发电，近期可相当5亿吨标煤，远期可相当10亿吨标煤以上。

连云港协鑫生物质发电有限公司从09年初开始，利用原有工厂厂区，对公司原有的2台75T/H循环流化床燃煤锅炉（CFB锅炉）进行了全燃生物质技术改造。经过8个月努力，实现了企业从燃煤到全燃生物质的根本转变，燃煤电厂成功升级为全燃生物质电厂。 目前连续运行已超过4年时间，运行情况稳定良好，达到了预期目标。

全燃技术改造的可行性

连云港协鑫发电有限公司地处连云港市赣榆县，赣榆县是一个农业生态县，生物质资源非常丰富，全县85万亩耕地面积，年产各种秸秆类生物质资源总量达到80万吨，扣除各种减量因素及农民自用量后，仍有40万吨左右的生物质资源可以供综合利用。同时连云港协鑫生物质发电有限公司前阶段，在循环流化床锅炉大比例（≥80%）掺烧生物质秸秆运行方面已摸索出较成熟经验，因此对循环硫化床燃煤锅炉进行全燃生物质改造是可能的。

生物质燃料的特性

北京国家煤炭质量监督检验中心对连云港及周边送检生物质样品的化验结果，见表1、表2所示：

表1、生物质工业分析及元素分析

表2 生物质灰成分分析

表3生物质灰熔融性分析

通过上表分析，生物质成分组成、特性、产地、气候及生产过程等变化很大，仍具有共性：

1.1 工业分析

送检样品很干水分较低，实际收购水分较大，从我们公司收购入炉情况看，水分有时会在40%左右。生物质的灰分一般较低，除稻壳和稻草在14%左右，其余都在6%以下；挥发份较高60%-80%，固定碳在10%-20%之间。

1.2元素分析

生物质应用基含碳在40%左右，氧量35%左右，氢5%左右，硫0.05%-0.2之间。生物质与煤炭对比，生物质为低炭燃料，属于清洁能源，含硫量少、含氯量小、含灰量低 ，生物质中有害物质，硫、灰份等，仅为中质烟煤的1/10左右（煤炭含硫一般高于0.8%）。同时，生物质燃烧时CO2的排放，和生物质生长时CO2的吸收，构成自然界的碳循环，因此，生物质能的利用，可有效减少SO2排放形成的大气污染，并实现温室气体CO2零排放 。.

1.3灰分分析

生物质的灰分中碱金属及氯在燃烧中会引起受热面的结渣、积灰及腐蚀。通过4年的运行锅炉的过热器、省煤器管道表面结渣积灰非常严重，2个月需要停炉清理一次。旋风分离器因积灰通流面积降低需要停炉清理。

1.4 发热量及自然堆积密度

生物质收到基地位发热量一般在13-16MJ/Kg之间，与锅炉设计煤种20.31MJ/Kg相比，发热量低很多。生物质堆积密度较小，一般在120-160kg/m3之间，平均密度仅为煤炭的1/8。生物质的单位热值密度比煤炭低的多，约为煤炭的1/10。由于生物质自身特点，生物质的入炉问题是改造的重点和难点之一。

1.5燃烧特性

生物质自身挥发份含量很高，而CFB锅炉主要是通过内部蓄热循环提高炉效。生物质在炉内燃烧时间短、循环倍率低是降低炉效的一个因素。

二、全燃生物质产生主要问题采取的对策：

2.1．结焦问题

生物质燃料的灰熔点低，玉米秆灰熔点DT 1100℃，麦秆灰熔点DT 940℃，棉花秆灰熔点DT 12200℃，树枝灰熔点DT1500℃，在燃烧时很容易引起炉膛内部结焦，解决结焦问题的关键是控制好温度。在运行中要注意在不影响锅炉效率的情况下控制好锅炉各个部分的温度加以控制：采用合理的风帽结构，确保在运行过程中床层流化均匀；控制锅炉床温800～900℃左右，炉膛出口烟温850～890℃左右，确保炉膛和布风板不结焦。

2.2．腐蚀问题

生物质燃料中的氯元素容易造成高温腐蚀和低温腐蚀。其中高温腐蚀主要发生在水冷壁和过热器处，其发生的条件有两个：一是由烟气温度和介质温度确定的工作点在腐蚀区，二是受热面管子附件是还原区。低温腐蚀主要在下级省煤器和空预器处，其发生的条件是管壁温度低于酸露点温度。针对高、低温腐蚀的情况，采取炉膛富氧燃烧、高温过热器最后两排管子采用喷涂处理、采用适当的排烟温度、空预器最后一排管组采用耐低温腐蚀的考登钢材料等解决。

2.3．高温粘结灰问题

生物质燃料中含有较多的碱金属，燃烧时容易在对流受热面形成高温粘结灰，堵塞烟道并引起积灰腐蚀，从而影响锅炉的效率和使用可靠性。针对高温粘结灰，可以采取及时补充循环物料，以加强内外循环冲刷作用、在过热器等易积灰处布置吹灰器、人工定期停炉清理冲洗等来解决。通过4年的运行锅炉的过热器、省煤器管道表面结渣积灰非常严重，2个月需要停炉清理一次。

2.4.飞灰问题

改变二次风布局，降低烟气上升速度，增加炉内循环，确保细的燃料颗粒一次燃尽，增加水冷壁的辐射热交换，减少旋风分离器中二次燃烧份额，在控制旋风分离器中烟气温度的同时，确保旋风分离器不结焦分离效率得以保障。降低飞灰热损失。

2.5 分离问题

生物质全燃改造后由于燃料品种质的改变，分离器磨损已经不存在，由于生物质的灰熔点较低，在分离器内会发生粘结，在旋风分离器四周增加吹扫风通过运行时间断扰动降低旋风分离器积灰，利用停炉进行清理可以解决此类问题。

结语

生物质全燃改造实现了锅炉改造的预期目标，系统运行正常，燃烧稳定，锅炉的热效率基本达到设计值。徐州电力试验中心试验报告认为：全燃生物质燃料时锅炉排烟温度及排烟氧量比纯燃用煤及掺烧时有所升高，因此排烟损失比较大。由于受热面没有改动，循环流化床燃煤锅炉进行全燃生物质改造后出力将有所下降，约下降为原来出力的80-85%左右。75 T/H循环流化床燃煤锅炉改燃生物质，出力约为60-65T/H左右。

09年9月完成1#、2#循环流化床燃煤锅炉全燃生物质改造并全燃生物质运行发电，至今已4年多时间，运行状况稳定良好。通过数年刻苦努力探索，系统和设备不断修改完善，运行方式不断调整优化，道路虽然曲折，但在燃煤锅炉全燃生物质改造和运行方面也积累了丰富的经验。

参考文献

1、《循环流化床鼓励理论设计与运行》 中国电力出版社 1997

2、《生物质能现代利用技术》 化学工业出版社 2002

生物质的特点篇8

笔者在教学中摸索到改变传统方法，提高改错效率，也能适应如今的生物高考局势。

对错题的整理，不能以偏概全的说这样改变，我按考题考查目标不同大致分成以下三种方式。

一、基础型的试题

例1.与水绵相比，蓝藻细胞（ ）

A.只含有一种核

B.mRNA完成合成前可与核糖体结合

C.光合色素分布