生物柴油研究进展-1
时间:2026-01-21
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生物柴油研究进展
1 引言
随着经济的迅速发展,全球性的能源短缺及环境污染问题日趋严重[1]。我国人均煤炭、石油等石化资源储量十分有限,但能源需求量却与日俱增。因而开发风能、太阳能、生物能等清洁的可再生能源备受关注,尤其生物柴油以其低排放、使用安全、适用范围广,且能直接应用于现有柴油机,无需进行结构改造备受各国青睐[2],已成为当今国际新能源开发的热点问题之一。
此外,生物柴油的原料来源丰富。生物柴油的原料是植物油脂、动物油脂、植物油精练后的下脚料、酸化油、潲水油或各种油炸食品后的废弃油。其中植物类主要包括油菜、油用向日葵、大豆、棉花、芝麻、花生、蓖麻、亚麻、文冠果、乌桕树、棕榈树、椰子树、油桐树、野苏树、桉树、茶、麻疯树、光皮树等含油质植物所榨取的油料。发展生物柴油不仅能改善油料作物的综合利用水平,增加农民收入,也为农村提供了许多新的就业机会,对于农业结构调整具有重要意义。
2 国内外研究现状
欧洲多以菜籽油为原料生产生物柴油,许多国家对此给以减免税政策或者采用补贴制度,以便提高生物柴油的竞争力,从而促进清洁空气并减少石油的进口量。
美国从20世纪90年代初开始小规模地用大豆油生产生物柴油,美国能源部门把发展生物柴油提高到战略高度,美国国家能源署将其列为清洁燃料,通过制定政策法规要求联邦、州和公共部门的汽车都必须有一定比例的车辆使用替代燃油。目前,生物柴油已成为美国替代燃料中增长最快的产品,主要的产品形式是B20混合油(生物柴油20%,普通柴油80%)。
虽然我国的生物柴油的发展还处于初级阶段,但我国政府对发展石油替代燃料非常重视,制定了多项促进其大力发展的政策。我国从1981年开始对植物油进行试验研究,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”。 “十五”规划纲要将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。“十一五”国家科技攻关计划中也将生物柴油等生物质能源的研发列在首位。目前我国生物柴油的研究开发也取得了一些重大成果。
3 生物柴油的生产方法
3.1 物理法包括直接混合法和微乳化法
。其原理均是将植物油与石化柴油及改良剂等按比例混合,但长期使用会导致气阀积碳等不良效应,因此物理法生产的柴油不能称之为合格的生物柴油。
氧化或热解时形成的胶会导致不完全燃烧和结炭较厚。直接混合法的优点是方法简便,可获得良好的动力性,能达到标定功率;但使用植物油存在冷启动难,在贮存和
燃烧过程中容易出现凝胶、碳沉积,润滑油粘度增大等缺点。
4 展望
价格问题是目前制约生物柴油广泛推广使用的主要障碍,成本高、生产工艺复杂是造成生物柴油价格高于普通柴油的主要原因。如何降低高成本,对于生物柴油工业的发展至关重要。从长远考虑,降低生物柴油原料价格,副产物甘油利用高值化,适度的生产规模都是必须解决的问题。随着生物柴油产业的发展,其工艺技术也在不断改进,目前生物柴油生产工艺的发展方向是:生产装置大型化,生产工艺连续化、自动化、数字化和规模化,产品及废液处理绿色化。总之,加大对生物柴油产业的扶持力度,开发和利用生物柴油,对于改善生态环境、缓解能源危机、促进经济可持续发展等方面都具有极其重要的意义。
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