生物质燃料分析篇1
在农业、林业生产过程以及城市生活中，会产生大量的剩余物。如农作物秸秆、稻壳、蔗渣、畜禽粪便等，林业生产过程中的树枝、树叶和木材加工的木屑、边角料等，城市中的有机废弃物等。这些可利用的资源因分散、堆积密度低等原因给收集、运输和应用带来了一定的困难，即使利用了效率也比较低。由此，人们提出了生物质固体成型燃料技术，即在一定温度和压力作用下，将这些松散的、没有一定形状的、密度低的农林生物质压缩成棒状、块状或颗粒状等各种形状的固体燃料。它不仅可以用于家庭提供炊事、取暖，也可以作为工业锅炉和电厂的燃料，替代煤、天然气、燃料油等石化能源，是一种很有发展前景的可再生能源。
早在20世纪30年代，美国就开始研究压缩固体成型燃料技术，并研制了螺旋式挤压成型机。我国在这方面的研发和生产起步较晚，1998年中国林业科学研究院林产化学工业研究所也成功研制了生物质颗粒燃料成型制造机，同年江苏正昌粮机集团公司开发了内压环模式颗粒成型机，其生产能力为250～300kg/h，生产的颗粒成型燃料可用于家庭或暖房取暖。2000年以后，一些科研院所和大专院校等从降低生物质成型技术能耗的目的出发，开展了生物质常温成型技术研究，如河南省科学院能源研究所研制了一种在常温下生产颗粒燃料的环模式成型机(专利号：200520030243.6，法律状态：未缴年费专利权终止，法律状态公告日：2008.05.14)，颗粒燃料的生产效率可达到300～500kg/h。
2 专利分析
2.1 生物质成型燃料专利申请整体状况及发展趋势分析
2.1.1 专利申请的整体状况
截至本次检索截止时间2009年10月21日，涉及生物质复合成型燃料生产技术与设备的中国专利申请共194件。其中国内专利申请184件，占全部申请总量的94.8％，国外来华专利申请10件，占全部申请总量的5.2％。生物质复合成型燃料的专利总体申请量不多，国外来华专利申请量也较少，一方面说明国内相关研究人员对于生物质成型燃料这种技术领域的研究及知识产权的保护还不够重视，对该领域的研究起步较晚，同时国外的研究人员及企业尚未看重中国这个潜在的市场；另一方面也说明我国政府部门对生物质成型燃料产业扶持的力度不够，相应的政策法规还不够完善。
2.1.2 专利法律状态总体分析
专利的法律状态主要分为授权、公开和失效三种类型。截至检索截止时间，授权、公开和失效状态的专利分布比较平均，分别为62、67、65件，失效专利达1/3之多，授权专利不到1/3。其中，国外来华授权专利3件，处于公开状态2件，失效5件(未缴年费)。另外，实用新型专利在授权专利中占了绝大部分，发明专利只有8件，所占比例相当低，其中国内发明专利占授权专利的8.1％，占专利申请总量的2.6％，这说明目前国内生物质成型燃料的技术水平还相对比较低。
2.1.3 申请(公开)年度总体趋势分析
从图2-1上看，我国生物质成型燃料的发展大致经历了以下两个主要阶段：第一阶段从1986年至2003年，生物质成型燃料专利技术处于技术引入期，发展缓慢，年申请量总量停留在一个较低水平，低于6件，且增长规律呈现不规则波动状态；第二阶段，进入2004年之后，申请量出现较快速度的增长，增长率基本保持稳定，到2007年时，年申请量已达到45件。2008年后申请量呈现降低态势，这与专利申请公开时间滞后有关，2008年部分专利申请还处于未国内公开状态，同时国外来华的国际专利申请也尚未进入中国国家阶段，故越靠近检索截止日的年份，其统计数据受上述公开因素的影响程度越大，因此，为更清晰、准确地显示该领域专利申请的相关趋势，保证数据分析的有效性，本报告中涉及与年份相关的统计图，其数据均截止至2008年。
2.2 专利申请地域分析
2.2.1 中国专利申请国内各省市分布情况
从图2-2可以看出，辽宁、河南、山东、黑龙江、北京、河北、湖南、江苏、广东、广西分列1至10位。而前5位地区的申请量与其他地区相比相对较多，这也反映了国内生物质成型燃料技术领域的研发分布状况，主要是北方采暖地区。同时，这些专利中存在大量的个人申请，也说明了国内生物质成型燃料产业化发展程度及技术水平还有待提高。
从所占比重来看，前5位地区的申请量占总量的60％，但并没有哪一个地区或省份的申请量明显超出其它地区或省份，呈“散而不专”的态势，这些地区的平均申请量在20件左右，这一方面反应了我国生物质成型燃料领域的研究起步较晚，取得的成功不显著，从而专利申请量普遍不足，没有哪一个省份或地区能走在研发的前列；另一方面也反映出在政策的鼓励和扶持下，各地区均逐渐开始重视生物质成型燃料的研究，从而各个地区均有一定数量的关于生物质成型燃料的专利申请。
2.2.2 国外来华专利情况分析
在194件与生物质成型燃料生产技术与设备相关的中国专利申请中，国外来华专利申请量为10件，占比5.2％。所占比例较低，分别为日本6件、德国2件、法国和韩国各1件。从数量上看，生物质成型燃料领域日本的来华专利申请较明显高于其他国家，这与日本在该领域的技术水平有关，也与日本看重中国市场的发展战略有关。从专利类型来看，该领域国外来华专利申请均为发明专利，其中日本、德国、法国的发明pCt申请各1件，这说明该领域国外来华专利申请的技术水平相对较高。从国外来华专利申请所在的技术领域、申请人类型和法律状态等来看。生产技术方面：德国(个人、pCt授权)、法国(个人、pCt授权)、韩国(企业、公开)各1件，日本6件(企业，授权1件，失效4件)；生产设备方面：德国(企业、失效)1件；国外来华专利申请覆盖了生物质成型燃料生产技术和设备领域，且基本为企业申请，但在企业申请中只有日本国际成套设备株式会社的来华专利处于授权状态。尽管如此，仍不容忽视国外来华较高水平的专利技术。
2.3 主要技术领域分析
专利主要技术领域的研究主要针对专利ipC分类号进行分析，通过ipC可以直接掌握目前相关技术的分布。ipC分成部、大类、小类、大组和小组等5级结构，涉及与发明专利有关的全部技术领域。
生物质复合成型燃料生产技术及设备涉及a、B、C、F等部，主要集中于B30811(专门适用于细粒或塑料状态的材料成型的压力机)、B3089(专门适用于特殊用途的压力机)、C10L5(固体燃料)大组。更进一步细分，设备技术领域主要分布于B3089/28(用于成型物品成型用的压力机)、B30811/22(挤压机；所用的模具)等小组，其中B30811/22小组主要包括B30811/24(使用螺杆的)、B30811/28(使用带孔的辊或盘)等；生产技术领域主要分布于C10L5/40(基于非矿物来源为主的物质)和C10L5，04(以含碳的矿物质为主所组成的煤砖所用的原料、预处理)等小组，其中基于非矿物来源为主的物质主要为C10L5/44(基于植物物质)和C10L5/46(基于污物、家庭的或城市的垃圾)等。
2.4 专利申请人分析
在检索到的生物质成型燃料中国专利申请中，涉及各类申请人共191人，其中国内申请人181人，占申请人总数的94.8％，人均申请0.98件；国外申请人10人，占申请人总数的5.2％。人均申请量为1件。由此可见，国内申请人较为分散，人均申请量不足1件，呈现参与度过大的局面。
目前在生物质成型燃料领域的中国专利申请中，国内个人的申请量最大，占到全部中国专利申请总数的57％，国内企业、国内高校、国内科研单位、国外企业、国外个人分别占22％、11％、5％、4％、1％。这表明目前国内生物质成型燃料技术非职务发明比重过高，其技术含量及市场价值仍有待进一步提高；另外，国外的专利技术尚未充分进入中国市场，因此国内申请人，特别是国内企业应更注重专利自身的实际价值与作用，通过专利制度更好的保护自己的创新成果，占据国内市场，更有利地抵抗国外专利技术的侵入。
2.5 授权发明专利状况分析
在检索到的62件授权专利中，绝大部分是实用新型专利，只有8件是发明专利，其具体信息如表2-1所示。
在这8件授权发明专利中。有5件是国内专利申请，其申请地区分别为黑龙江、北京、辽宁、河南和湖南，申请人类型包括个人和高校，技术领域包括了生物质成型燃料的成型设备及生产技术。在国外来华的3件授权发明专利分属德国、法国和日本，其中德国和法国的专利为pCt发明专利，均为个人申请，通过国际申请进入我国，日本的专利为企业来华申请。
2.6 广西生物质成型燃料专利申请状况分析
目前，广西在生物质成型燃料技术领域专利的申请量为5件。占申请总数的2.6％，虽然在全国省市地区排名中位列第10，但相对于前五名地区的二十多件专利申请来说还较低，具体信息如表2-2所示。
从表2-2中可以看出。广西的5件专利申请均为个人申请，只有一件生物质成型设备的实用新型专利获得授权，属于使用螺杆的用于细粒或塑性状态材料成型的压力机技术领域，主要特征是在常温下即可挤压成型；而在生物质成型燃料生产技术领域的4件发明专利申请中，3件仍处于为公开状态，1件失效，都属于以非矿物来源为主的物质的技术领域(C10L5/40)。包括基于污物、家庭的或城市的垃圾(C10L5/46)和基于植物物质(C10L5/44)的领域。
3 综合评述
3.1 生物质复合成型燃料专利分析总结
我国生物质成型燃料技术的研究起步较晚，在发展初期一直未得到重视，发展缓慢。直到2004年后，该技术才逐渐受到重视，经过几年的探索和深入，目前这项技术已进入一个快速发展期，局面已在全国范围内铺开，竞争格局也将逐渐形成。其中辽宁、河南、山东、黑龙江、北京等北方主要采暖地区的发展较为突出。同时这也说明了生物质成型燃料目前主要作为家庭炊事、取暖用燃料。在从事生物质成型燃料技术研究的主体中，企业相对较少，个人居多。且分布都比较分散，行业领军者也尚未形成，导致在全国范围内生物质成型燃料行业的主要竞争者还不明显。虽然涉及的技术基本覆盖了生物质成型燃料的所有领域，但从专利申请类型及授权情况看，获得授权的发明专利的数量却少之又少，这些都说明了我国生物质成型燃料的技术水平还较低。在国外来华的专利中，目前只有3件专利处于授权状态，分属德国(个人)、法国(个人)和日本国际成套设备株式会社，均为生物质成型燃料生产技术领域。国内生物质成型燃料的主要竞争者体现在成型设备领域，如辽宁鑫能机械设备制造有限公司、阜新市颗粒饲料机械厂、珠海慧生能源技术发展有限公司等。
3.2 广西生物质成型燃料发展建议
广西地处热带、亚热带，热带作物种植区面积达11.40万平方公里，占全国的38.42％，非粮生物质能源非常丰富，木薯、甘蔗产量非别占全国的70％和63％以上。据此，为广西生物质成型燃料的发展，提出以下参考建议：
一、加大对科技创新的投入力度，并注重知识产权的保护，这是发展的基础。
二、充分利用木薯、甘蔗等具有广西特色的生物质资源，开发具有高燃烧值的工业锅炉、生物质发电等专用的成型燃料及其相应成型设备。目前生物质成型燃料主要作为家庭炊事、取暖用燃料，由于其对燃料的要求较低，所以技术含量也比较低。那么，广西的生物质成型燃料研发企业应根据木薯秸秆、木薯渣、甘蔗渣等的结构、性质等，从助剂、预处理及成型工艺进行研究及创新，开发出适合工业锅炉、生物质发电等专用的成型燃料。此外。要根据市场条件、地方经济发展政策导向来优化生物质成型燃料的原料种类结构、生产规模。例如，目前广西的甘蔗渣除用于锅炉燃烧外，主要用于制浆造纸，那么就要对甘蔗的种植情况及甘蔗渣的利用率进行分析，确定能用于成型燃料的总量。
三、在成型设备方面，由于国内目前已存在较多专利，覆盖的技术领域也比较广，要产生创造性的发明不易。因此，可在充分调研国内主要生产设备的基础上，根据所采用的原料特点，找出该领域的技术空白点或者存在的弊端，进行创造或者改进，特别是要注重节能及流水线方面的创新。
参考文献：
生物质燃料分析篇2
【关键词】生物质；发电项目；脱硫
世界一次能源缺乏，而我国一次能源更是紧缺，各国都在寻找开发可再生能源，如太阳能、风能、垃圾废料、生物质能等。生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能。在可再生能源中，生物质能以实物形式存在，具有可储存、可运输、资源分布广、环境影响小等特点，受到世界各国的青睐。生物质能是目前应用最为广泛的可再生能源，其消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，并且在未来可持续能源系统中占有重要地位。但是在生物质作为燃料的发电项目中，大气污染仍需要特别关注，提出切实可行的预防措施。
本文以洪雅县生物质发电厂项目环评为例，分析其生物质燃料成份与So2预防及治理措施的关系。
1洪雅县生物质发电厂概况
项目为利用洪雅县境内的林（竹）木及各类农作物秸秆直接燃烧发电的生物发电厂，其装机容量为1×120t/h生物质高温超高压循环流化床锅炉，配套1×30mw高温超高压凝汽式汽轮发电机组，为生物质直燃式发电项目。项目采用秸杆、林业三剩物及次小薪材作为燃料，用量20.5万t。项目建成后每年可为电网提供清洁能源约2.25亿kw.h/a。
2生物质燃料成份分析
洪雅县生物质发电厂的生物质燃料来源主要来自于林（竹）木废弃物、秸秆、奶牛粪便等，根据燃料配比比例：玉米秸秆24%、竹枝18%、稻草13%、锯末7%、灌木23%、牛粪15%，采用加权平均，混合生物质燃料的成份如下表1。
3生物质电厂常规的So2控制技术
目前，生物质电厂控制二氧化硫的处理方法较多，比较常用的为炉内喷钙脱硫技术。炉内喷钙脱硫技术是通过向炉内直接添加石灰石粉来控制So2排放。投入炉内的石灰石在850℃左右条件下发生煅烧反应生成氧化钙，然后氧化钙、So2和氧气经过一系列化学反应，最终生成硫酸钙，化学反应式为：
CaCo3Cao+Co2（煅烧反应）
Cao+So2+1/2o2CaSo4（固硫反应）
石灰石在煅烧过程中，由于Co2溢出，在固体颗粒的表面及内部形成一定的孔隙，为So2向颗粒内部扩散及固硫反应的发生创造了条件。在CFB锅炉燃烧条件下，石灰石煅烧反应生成的Cao具有较高的孔隙率，脱硫反应活性好，可以有效增加石灰石有效利用率，提高CFB锅炉炉内脱硫效率。
4洪雅县生物质发电厂So2控制技术
根据对该电厂所采用的生物质燃料成份分析，混合燃料含硫量约为0.09%，燃料中灰分中的Cao含量约为23.73%，根据燃料的使用情况（年使用燃料20.5万t）可计算出So2的产生浓度为326mg/nm3；根据燃料灰分的产生量（约为1.22t/h（9150t/a））分析，
灰分中Cao含量（t/a）=9150×23.73%=2171.295；
原料中Ca含量（t/a）=2171.295×40÷56=1550.925
核算出原料中的Ca的摩尔数为38，生物质燃料全硫含量校核值约为0.09%，原料中的硫的摩尔数为5，因此，校核燃料的钙硫比=38/5=7.6，大于2.0，固硫率按50%计，因此，项目So2的最大排放浓度为163mg/nm3，满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中表1二氧化硫（四川地区）最高允许排放浓度200mg/nm3的要求，So2可直接达标排放，不需另采取烟气脱硫设施。
5结论
本文根据对洪雅县生物质发电厂所采用的混合生物质燃料成份及燃料灰分分析，得到燃料含硫量及灰分中氧化钙的成分，进一步分析出原料中钙的含量，可计算出燃料的钙硫比及固硫率，经以上论证可以看出，生物质发电项目，经过对原料及灰分的成份分析，可得出燃料中钙硫比，其产生的二氧化硫经过燃料中本身含有的钙进行固硫，不需新增其他脱硫设施，可满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中图1二氧化硫的最高允许排放浓度要求。
【参考文献】
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生物质燃料分析篇3
关键词：燃烧性能；热释放；生烟性；烟密度；烟气毒性
中图分类号：tU551文献标识码：a文章编号：1009-2374（2013）23-0163-03
1火灾的发展过程
材料点燃后，燃烧的发展情况取决于所处环境和材料燃烧性能。在燃烧室内，火灾发展可建立一个通用模型。
四个阶段：阶段1是起始阶段，是指材料被小火焰引燃的阶段。阶段2是发展阶段，是指材料燃烧直至发生轰燃。阶段3是完全燃烧阶段，是指轰燃发生到火、热衰减之前的过程。阶段4是火灾衰减到熄火，如图1所示：
2材料燃烧性能影响火灾的主要参数
材料燃烧会释放出热量和烟气，可从燃烧的热危害、烟气危害两方面对火灾进行评估，如图2所示：
材料燃烧性能是指材料对火反映的能力。目前试验方法只是在可控实验条件下，测试材料的各个燃烧性能参数。例如，材料可燃性、点燃性、火焰传播、热释放性、生烟性和烟气毒性等。
2.1评价热危害的参数
2.1.1可燃性。材料可燃性往往是评价材料初始燃烧阶段的重要参数，是材料在规定条件下进行有焰燃烧的能力，包括点燃性和火焰传播。
（1）点燃性。材料的点燃性表征着材料引发火灾的概率。点燃的材料必须是可燃材料，并且有足够的热源和适量的供氧量。这个热源可以是化学热能（如火焰）、电热能（如电热丝或电热棒）或机械能（摩擦生热）等。同种材料在不同的环境条件下点燃难易度是不同。例如：氧气的浓度和室温对点燃性影响较大。最常用的试验方法有氧指数试验GB/t2406和可燃性试验GB/t8626等。
（2）火焰传播。火焰传播表征材料维持燃烧的能力，它由表面火焰的传播速率和传播距离等指标来衡量。在实际火灾中，火焰传播与材料表面方向密切相关，不同的表面方向会有不同的实验结果。例如，同种材料在天花、墙面、地面火焰传播的结果是不同的。此外空气流动方向也是影响火焰传播的主要因素。常用的试验方法有铺地材料的燃烧性能测定GB/t11785、塑料水平及垂直燃烧试验GB/t2408和泡沫材料水平垂直燃烧试验GB/t8333、GB/t8332等。
2.1.2热释放性。材料热释放是描述火灾过程的一个重要参数，它体现了材料在火灾中释放能量的多少，是决定火灾发展和火灾危险的基本参数，也是评价材料燃烧发展阶段的重要参数。
（1）热释放速率（HRR）。热释放速率反映材料燃烧释放热量的速率。它能够指示火灾的大小，提供火势发展的速度，是火灾研究的基础数据。目前，实验室测试材料热释放速率多采用耗氧原理的方法。耗氧原理是指大多数固体材料完全燃烧每消耗一单位质量的氧气所释放的热量基本相同（13.1±0.05mJ/kgo2）。通过测定材料燃烧的烟气组分，计算材料在燃烧过程中的热释放速率。
，单位为kw。
p为气体经过孔板后压力的变化，pa；te为气体在孔板处的温度，K；C为孔板流量计的标定常数。为材料燃烧消耗单位质量氧气放出的能量，13.1mJ/kg：为进入系统空气中o2的摩尔分数；为烟气中o2的摩尔分数。
（2）总热释放量（tHR）。总热释放量tHR反映了材料在燃烧过程中释放热量的多少。根据能量守恒原理，固定质量的同种材料完全燃烧释放的热总量是相同的，它与外界受到的热辐射是无关的。，单位为mJ。
（3）燃烧增长速率指数（FiGRa）。燃烧增长速率指数反映了材料对热反应的能力，是指材料热释放速率峰值max.（HRR）与峰值出现的时间t的比值。指数越大，表明材料一旦暴漏在过强的热环境就能够快速燃烧，使火势迅速蔓延扩大。单体燃烧试验中计算该参数公式如下：
，单位为w/s。
2.2评价材料烟气危险参数
2.2.1材料生烟性。材料生烟性是个较为复杂的过程，它与火灾规模、单位质量物质的生烟量、通风情况、材料燃烧时的温度等一系列因素有关。目前生烟性的测试方法多采用光学法。光学法评价材料生烟性有静态分析法和动态分析法两种。
（1）静态分析法。静态分析法是材料燃烧生成的全部烟量处于一个封闭的空间，测定烟气对光束的衰减。现有以光学测定烟密度的仪器，都是按照Bouguer-lambert原理工作的。例如：GB/t8627、GB/t8323等试验方法。
基本公式：F=F0e-σL
F为烟层引起衰减后的光通量；F0为初始光通量（定义为100）；σ为衰减系数；L为通过烟的光径长。
（2）动态分析。动态分析法的测定系统是开放式的，在烟气通过设备流出的过程中测定烟气对光的衰减。实际上，烟密度越大或增长越快，所提供给疏散人员和灭火的时间越短，故应考虑时间要素。目前，锥形量热仪和单体燃烧试验方法均采用此方法进行评价。测定的主要烟气参数如下：
比消光面积（Sea）是消耗单位质量样品产生的烟气量，可衡量烟气的遮光性。公式：，单位
为m2/kg。oD为光密度，Vflow为体积流速。mLR为燃烧过程中样品质量的损失率。
生烟速率（SpR）被定义为比消光面积与质量损失速率之比。公式：SpR=Sea/mLR，单位为m2/s。
生烟总量（tSp）表示单位样品面积燃烧时的累积生烟总量。可由积分得到，，单位为m2。
烟气生成速率指数（SmoGRa）试样产烟率与所需受火时间的比值的最大值。公式：，单位为m2/s2。该指
数越大，烟气危险性就越大。
2.2.2烟气毒性。材料燃烧形成的毒性物质对人及动物影响至关重要，目前的试验方法有化学分析法和生物试验法两大类。
（1）化学分析法。化学分析法主要采用光谱法（包括红外光谱、质谱、色谱、色谱-质谱及核磁共振普）测定气态产物中Co、Co2、HCn、HBr及no2等有害气体的浓度。化学分析法评估火灾气体的毒性时，往往与烟密度测定平行进行，一般只考虑最普通的有毒物质，所以结论意义是相当有限的。
（2）生物试验方法。生物试验方法多基于燃烧产物对被试验动物中枢神经系统（致死率）及生理状态的影响，但这种影响与很多因素有关，如材料的分解模式（热裂解还是燃烧）、分解产物的温度及浓度、动物种类及中毒时间等。GB/t20285主要采用实验室定量制取材料烟气的方法和实验小鼠急性吸入烟气染毒的方法进行材料毒性评价。
3GB8624-2006评价火灾危险性的应用
目前，国家标准GB8624-2006是我国建筑材料燃烧性能的主要分级方法。标准将材料燃烧性能分为a1、a2、B、C、D、e、和F七个等级。从试验测试方法来看，考虑了材料的火焰传播、燃烧热释放速率、热释放量、烟气浓度和烟气毒性等参数，而这些参数均属于评价热危害和烟气危害的重要内容。如表1。
参考文献
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生物质燃料分析篇4
关键词：代用燃料；粘温特性；蒸馏特性
中图分类号：tK421*.7文献标识码：a
theComparativeStudyofphysicalandChemicalpropertiesofthethreeKindsofalternativeFuelsandDiesel
SunGuiping，ZhangYongliang，Zhaoxin，LinChaoqun，ZhangXuemin
（ChinaagriculturalUniversity，Beijing100083）
abstract：inthispaper，basedonthemainphysicalandchemicalcharacteristicsofthreekindsofalternativefuels（illegalcookingoil，Dme，biodiesel）anddiesel，theirdailyrequirementsandtheenginecombustionareanalyzed.thedensity、solidifyingpointandflashpointofthethreekindsofalternativefuelsanddieselaremeasured，thedifferentrequirementsofitsdailyusearecompared.Doingexperimentsofviscosityanddistillationareduetostudythedifferenceofviscositycharacteristicanddistillationcharacteristic，numericalanalysisisusedbasedontheresultsofviscosityexperiments.experienceformulaisappliedtocalculatethesurfacetensionofeachfuelanditsimpactontheenginecombustionisanalyzed.
Keywords：alternativefuels；ViscosityCharacteristic；DistillationCharacteristic
0引言
随着我国经济的发展，对能源的需求也越来越大。受资源的限制，2011年我国原油进口数量达2.5亿吨。汽车工业是我国的支柱产业，进入21世纪后得到了飞速发展，汽车保有量不断增长，但我国石油短缺、最终能源枯竭又是不争的事实。一方面是汽车工业的迅速发展，另一方面是能源紧缺，因此开发代用燃料成为解决当前经济的不断发展和能源危机的重要途径之一[1]。因此寻找合适的车用燃料替代品，对于补充我国能源总量的不足，促进汽车工业的发展有重大意义[2]。1
有关研究表明，目前比较有前途的石油替代燃料包括：气态烃、醇类（甲醇、乙醇）、Dme、生物柴油、地沟油等[2]。本文选取3种代用燃料（地沟油、Dme、生物柴油）与柴油的主要理化特性进行对比，分析其未来的应用前景。
1试验简介
1.1试验装置和方法
采用闭口闪点测定器，按照SH/t0315-92《闭口闪点测定器技术条件》进行燃料闪点的测定；采用低温油品凝点试验仪器，按照GB/t510《石油产品凝点测定法》进行燃料凝点的测定；采用GB265型石油产品运动粘度测定仪，按照GB/t265试验方法进行燃料粘温特性试验；采用石油产品蒸馏试验器，按照GB/t6536《石油产品蒸馏测定法》规定的试验方法进行燃料蒸馏特性试验。
1.2实验材料
石化石油、地沟油、Dme、生物柴油。其中，石化柴油为市售0#柴油；地沟油、Dme和生物柴油是由国内某生物质有限公司提供，Dme在常温常压下呈液态，是二甲醚的混合液体，生物柴油以豆油为原料。
23种代用燃料与柴油的概述
地沟油泛指在生活中存在的各种劣质油，如今不法商贩将其简单的的加工后用作食用油，给人们的身心带来极大的伤害。而将地沟油合理利用，可以生产生物柴油、发酵成为乙醇和沼气等，荷兰还使地沟油为飞机提供燃料成为现实。因此，地沟油替代柴油成为车用燃料，有很广泛的应用前景。
Dme的制备原料来源广泛，装机生产能力已有很大的发展。Dme的理化性质与柴油很相似，实验测得十六烷值和低热值分别是40.1和42.65，与柴油基本相同，有优良的燃烧性能，且现有的发动机基础结构都完全适用于Dme。将其作为车用燃料，碳烟和微粒排放为零，氮氧化物、一氧化碳等有害物的排放也得到很大程度的改善。
生物柴油是通过植物油与醇类进行酯化反应得到的，可实现工业化大量生产。其作为代用燃料，含氧和高十六烷值使得燃烧更充分，可降低尾气中有害气体的排放。同时燃烧过程中产生的二氧化碳与其原料生产过程中吸收大气中的二氧化碳基本平衡，是真正的绿色代用燃料。
33种代用燃料与柴油的理化性质
代用燃料要替代柴油，必须具备与石化柴油相近的一些性质，其质量评价标准包括：密度、凝点、闪点、粘温特性、蒸馏特性、表面张力、十六烷值、热值等等，仅对发动机性能影响较大的几项指标予以讨论，其理化特性比较见表1.
3.1凝点
凝点是衡量燃油低温性能的重要指标，可用于估计燃油不经预热即可输送的最低温度，有很重要的现实意义。同时柴油的低温流动性较差，使得凝点成为柴油使用的重要评判标准。由于燃料是多种烃类的复杂混合物，而每一种烃类的凝点都不同，因此燃料的凝点只是一个近似的温度。
Dme、生物柴油和柴油，实验测得凝点分别是-54℃、-30℃、-25℃，表明Dme和生物柴油可以很好地补偿柴油较差的低温流动性，使得柴油发动机可以保持比较好的低温使用性能；而地沟油的凝点只有-3.5℃，表明其对发动机的使用环境要求较高，适应性较差。
3.2闪点
闪点是燃油雾化和蒸发性的评价指标，也是可燃性液体安定性的评价指标。闪点越低，燃油的雾化、蒸发性越强，发动机工作越粗暴，储存、运输越不安全。
地沟油、Dme、生物柴油和柴油，实验测得闪点分别是60℃、52℃、58℃、50℃，表明3种代用燃料的闪点都较柴油有一定的提高，它们的使用安全性更好，因此在生产、储存和使用过程中，更安全可靠。
3.3粘度
粘度是用来表征液体性质相关的阻力因子，其对燃油在发动机内的雾化质量及燃烧情况有重要影响，是评价发动机燃油的一个重要指标。燃油粘度过大，喷油嘴喷出的油滴颗粒大且不均匀，雾化效果不好，与空气混合不充分，导致燃烧不彻底。而粘度过小，会影响油泵、油嘴的，增加柱塞的磨损。
粘温特性是指燃料的粘度随温度变化而变化的关系，反映了燃油的一个重要品质。本文对地沟油、Dme、生物柴油和柴油，在20～100℃的温度范围内，进行粘温特性试验，得到3种代用燃料和柴油粘温特性对比如图1所示。
由图1可以看出，随着温度升高，3种代用燃料的粘度值逐渐下降，与柴油的粘温特性保持一致。柴油和Dme的粘度受温度影响较小，粘温特性曲线较为平缓，而地沟油和生物柴油的粘度受温度影响较大，粘温特性曲线较为陡峭。
与柴油相比，Dme在2℃的粘度值减小了12.60%，但40℃-100℃温度范围内，两种燃料的粘度值差值很小，最大为7.24%，表明Dme与柴油的粘温特性有很好的一致性。大约60℃左右，生物柴油的粘度值大于柴油，但随着温度升高，差值越来越小，60℃-100℃，生物柴油的粘度值迅速下降了64.95%，远小于柴油的粘度，且两种燃料的差值随温度升高越来越大，最大差值较柴油减少了44.75%，表明高温环境下生物柴油的粘度下降较大，高温下对供油系统偶件（柱塞、柱塞套，出油阀、出油阀座，针阀、针阀体）的效果会变差，容易发生早期磨损，影响发动机的使用可靠性[6]。地沟油的粘度远大于柴油，在20℃时较柴油粘度增加了73.88%，表明其雾化质量较差，燃烧不充分，热效率低；且排气污染增加，不利于环境保护[7]；若要替代柴油成为车用燃料，需要适当的添加剂来降低其粘度值以改善雾化质量[8]。
由图1中4种燃料粘温特性数据，应用数值分析的最小二乘法分析其粘温特性。回归公式如式（1）-（4）所示。
对于柴油：
υ=0.0003X2-0.0700X+4.8798（1）
对于Dme：
υ=0.0003X2-0.0476X+4.0336（2）
对于生物油：
υ=0.0006X2-0.0814X+5.6875（3）
对于地沟油：
υ=0.0003X2-0.1306X+8.5805（4）
式中，υ为混合燃料的粘度，单位是mm/s，X为摄氏温度，X∈[0，100].
3.4馏程
馏程是石油产品的主要理化指标之一，用来判定油品轻、重馏分组成的多少，可以控制产品质量和使用性能等。柴油的混合燃料需要具备良好的低温流动性，要有一定的轻质馏分加快其蒸发速度，有利于形成可燃混合气，避免滞然期过长和突然爆震，同时减少碳烟等未燃混合物的排放，因此馏程是保证柴油在发动机燃烧室里迅速蒸发气化和燃烧的重要指标[9]。本文对地沟油、Dme、生物柴油和柴油进行蒸馏试验，其结果如图2所示。
由图2可以看出，馏出率为50%时，3种代用燃料的蒸发温度远小于柴油，表明它们的平均蒸发性较柴油有所改善，在较低温度下可以有大量燃料挥发与空气混合，缩短暖车时间，而且从低负荷向高负荷过度时，能够及时地供给所需的可燃混合气[5]。馏出率为90%时，3种代用燃料的蒸发温度远大于柴油，表明它们的重质成分含量较多，在汽缸中不易挥发而附着在气缸壁上，燃烧时容易产生积碳，或者沿着汽缸壁流入油底壳而稀释油，同时不宜完全燃烧，影响燃烧效率[5]。
柴油的蒸馏曲线几乎是一条斜率一定的曲线，馏出率的增加随温度的升高几乎不变，而3种代用燃料的蒸馏曲线先是较为平缓，然后非常陡峭。分析其初馏温度相差不大，地沟油、Dme、生物柴油和柴油分别是171℃、166℃、188℃、180℃，但终馏温度有很大的差别，分别较柴油升高了16.5℃、37.5℃、34.5℃，说明代用燃料的重质馏分过多，使燃料的雾化和蒸发性能变差。
3.5表面张力
燃料的表面张力是评判其品质的另外一个重要指标。燃料在发动机气缸内的撕裂、破碎、雾化、吸热和汽化等过程都与表面张力有关，它影响着燃料在喷射过程中所受的阻力、蒸气和液滴与热空气之间的传热和混合等[10]。相同雾化压力下，表面张力大的燃油雾化颗粒粒径相对较大，即雾化质量相对较差[11]。
表面张力与燃料的化学成分、密度和温度等有关。温度越低、密度越大，表面张力越高，其经验公式为[12]
■（5）
其中，σ为燃料在一定温度下的表面张力，ρ为燃料在该温度下的密度。
经过计算，20℃下地沟油、Dme、生物柴油和柴油的表面张力（单位是10-3n/m）分别是25.587、24.562、25.157、25.355。与柴油表面张力相比，生物柴油减少了0.78%，Dme减少了4.07%，这两种燃油的雾化质量有所改善。而地沟油的表面张力增加了0.92%，雾化质量变差，不利于其在发动机气缸内的燃烧。
4.结论
（1）Dme和生物柴油可以很好地补偿柴油较差的低温流动性，而地沟油的低温流动性较差。
（2）3种代用燃料的闪点都较柴油有一定的提高，在生产、储存和使用过程中安全性更好。
（3）柴油和Dme的粘度受温度影响较小，粘温特性曲线较为平缓且有很好的一致性。生物柴油的粘度受温度影响较大，尤其在高温环境下粘度值下降了64.95%，供油系统偶件的效果会变差，影响发动机的使用可靠性。地沟油的粘度远大于柴油，在20℃时较柴油粘度增加了73.88%，表明其雾化质量较差。
（4）3种代用燃料的平均蒸发性较柴油有所改善，但重质馏分过多，燃烧不充分，不利于环境的保护。
（5）生物柴油和Dme的表面张力较柴油有所下降，雾化质量有所改善，地沟油的表面张力较柴油增加了0.92%，雾化效果变差，不利于其在发动机气缸内的燃烧。
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基金项目：中央高校基本科研业务费（2012QJ013）.
生物质燃料分析篇5
关键词:生物质;煤;燃烧特性;研究；热分析
中图分类号：o643.2+1文献标识码：a
引言
随着世界各国经济的不断发展，能源的资源和供应问题越来越突出，给经济和社会的进一步发展带来很大压力。与此同时，全球环境状况恶化、全球暖化、气候异常、重大自然灾害等现象也越来越严重，向人类发出了警钟，促使人类更加关注能源利用所产生的问题、更加紧迫地考虑可再生能源的发展和利用问题。
我国农业废弃生物质资源丰富，每年约有7亿吨的农作物秸秆和约1亿吨的林业采伐和加工厂的废弃生物质。利用生物质直燃发电，是一种新型、环保可再生能源方式，是缓解国内当今能源短缺的重要途径；生物质是仅次于煤的第二大能源。我国是一个由于烧煤而引起的污染排放很严重的发展中国家,因此发展生物质与煤混合燃烧这种既能脱除污染,又能利用再生能源的廉价技术是非常适合中国国情的。下面将具体介绍生物质与煤混烧的部分燃烧特性研究。
1、实验部分
1.1实验设备
实验采用Sta409pC型热分析仪,该仪器采用微机程序自动控制,实验可以用空气、n2或o2为载体,气体流量、升温速度及终温均可通过计算机设置.盛装样品坩埚为D6mm×4mm的氧化铝坩埚.
1.2样品制备
实验煤样为义马煤(Ym)、鹤壁煤(HB),生物质为玉米秸秆和木屑.原料煤粒径为0.2mm～0.4mm,生物质粒径为0.4mm～1mm.用分析天平称取煤样和生物质样品,按生物质占混合物总重量的20%,40%和60%配比混合均匀,然后取15mg～20mg的混合物或纯样品进行热分析。
1.3实验条件及过程
实验初始温度为室温,终温为950℃,工作气氛为n2和o2,气体总流量为100mL/min.除特别说明外,n2流量为80mL/min,o2流量为20mL/min,升温速率为20℃/min.实验考察了煤种、生物质种类、生物质添加比例、升温速率等对燃烧过程的影响。
2、实验结果与讨论
从图1(a)~(d)可以看出,单一生物质、生物质与煤混烧的情况下,燃烧明显的分成两个阶段。对于单纯生物质来说,燃烧主要集中在前期温度较低的阶段;在煤和同一种生物质混合燃烧的情况下,随着煤粉的混合比例增加,燃烧逐渐集中于后期阶段。而对于单一的煤燃烧来说,在DtGa曲线上只有一个大的尖峰区域。这是由于生物质中含有大量的挥发分,燃烧前期的强度很高,后期阶段相对较弱;而煤粉则相反;当煤和生物质混烧时,则平衡了整个燃烧过程。
着火温度是燃料氧化反应速度突变的温度,表观现象是燃料发生着火时的温度,是衡量着火特性的重要特征点.着火特性反映燃料的着火难易程度,着火性能的好坏可用着火特性指数来衡量.着火特性指数可按式(1)计算:
（1）
式中:Zi———着火特性指数,%2/(℃·min);Vad———分析基挥发分,%;(dm/dt)max———最大燃烧失重速率,%/min;ti———着火温度,℃.
由式(1)可知,挥发分越高,最大燃烧失重速率越大,着火指数越大;着火温度越高,着火指数越小.因此,着火指数越大,燃料越容易着火.
2.1原煤和生物质的燃烧过程
原煤和生物质燃烧的tG--DtG曲线见图2.图2a为原煤的燃烧过程,原煤的燃烧过程分为脱水干燥(90℃～180℃)和挥发分析出及固定碳燃烧(280℃～850℃)两个阶段.由于原煤固定碳远高于其挥发分,因此DtG曲线上除了失水峰外只有一个明显的失重峰,燃烧过程中挥发分的析出几乎一直伴随着煤焦的燃烧.图2b为生物质的燃烧过程,生物质的燃烧分为三个阶段:第一阶段为70℃～150℃,主要是脱水干燥阶段;第二阶段为200℃～340℃,主要是生物质中的纤维素和木质素裂解以及挥发分释放燃烧阶段;第三阶段为340℃～500℃,主要是生物质裂解后焦炭燃烧阶段.DtG曲线上除了失水峰外有两个明显的失重峰,分别为挥发分释放燃烧峰及固定碳燃烧峰.前者远大于后者,这是由于生物质挥发分远大于其固定碳所致.
由以上图表所示，说明生物质的着火特性、燃尽性能和燃烧性能明显优于原煤,这主要是由于生物质质地疏松,且挥发分和含氧量高于原煤,易于燃烧和燃尽.
2.2生物质对燃烧过程的影响
将玉米秸秆和木屑分别以20%的添加量与原煤混合燃烧,两种混合物的燃烧规律基本符合所加生物质的燃烧规律,与单独原煤相比,木屑与原煤混合物的着火特性指数和综合燃烧特性指数比玉米秸秆与原煤混合物的着火特性指数和综合燃烧特性指数增加的多,燃尽温度也比玉米秸秆与原煤混合物降低得多,只有着火点的增加值小于后者.这说明混合物着火温度的变化主要取决于生物质本身的着火温度,而其他指标受生物质挥发分含量的影响较大,挥发分含量越高,对燃烧性能的影响越大.总的来说,玉米秸秆和木屑都可以改善原煤的燃烧性能。
2.4生物质添加量对燃烧过程的影响
将原煤和玉米秸秆按不同比例混合燃烧,由于玉米秸秆的水分和挥发分都远远高于原煤,因此,随着玉米秸秆添加量的增加,混合物中水分和挥发分含量逐渐增加,固定碳含量逐渐降低,影响了水分、玉米秸秆挥发分、玉米秸秆固定碳燃烧及原煤挥发分的析出峰逐渐增强,而原煤固定碳燃烧失重作用逐渐减弱。
结语
单一生物质燃烧主要集中于燃烧前期;单一煤燃烧主要集中于燃烧后期。在生物质与煤混烧的情况下,燃烧过程明显地分成两个燃烧阶段,随着煤的混合比重加大,燃烧过程逐渐集中于燃烧后期；生物质的挥发分初析温度要远低于煤的挥发分初析温度,使得着火燃烧提前。在煤中掺入生物质后,可以改善煤的着火性能。在煤和生物质混烧时,最大燃烧速率有前移的趋势,同时可以获得更好的燃尽特性。生物质的发热量低,在燃烧的过程中放热比较均匀,单一煤燃烧放热几乎全部集中于燃烧后期；在煤中加入生物质后,可以改善燃烧放热的分布状况,对于燃烧前期的放热有增进作用,可以提高生物质的利用率。
参考文献:
[1]龚云淮,陈惠泉,尹士恩1生物质能源的开发前景[J]1云南华工,1995(1):23-261
[2]刘雅琴1大力开发工业锅炉生物质燃烧技术前景分析[J]1工业锅炉,1999(3):2–31
生物质燃料分析篇6
（龙海市第五中学，福建龙海363110）
【摘 要】由题目命题、解题、评题进行试题分析，然后拓展分析总结燃料电池电极反应式书写规律，关键先写出在不同介质中的总反应式和正极反应式，从而得出负极反应式，并把它应用到解题中。在解题中逐步提升学生分析解决问题能力，培养学生观察图形能力，把它迁移应用到其它新型化学电源解题分析。
关键词新型化学电源；拓展分析；迁移应用
新型化学电源是高考复习中的一个重要知识点，涉及的新型电池有“氢镍电池”“高铁电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”等等，由于题材广，信息新，陌生度大，解题从何入手，学生往往感到困惑，在高三的复习尤其关键。在教学中可由习题回顾，总结规律拓展分析，并逐步提升同学们知识迁移应用能力。
【例1】（2014·莆田高三调研）有四种燃料电池：a.固体氧化物燃料电池，B.碱性氢氧化物燃料电池，C.质子交换膜燃料电池，D.熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是（ ）
1）说命题
在知识技能方面以原电池中燃料电池反应原理为考点，考查氢氧燃料电池在不同的介质环境中发生的电极反应。要求看图分析，从图形中获取有关感性知识和印象，并进行初步加工、吸收和存储的能力。
在过程和方法方面从图形中提炼出相关的化学信息，结合所学化学知识学会分析电极发生的反应，懂得书写电极反应式。
2）说解题
本题首先弄清各燃料电池发生的反应式，氢氧燃料电池在酸性和碱性介质中发生的反应学生较熟悉，而在固体氧化物和熔融盐介质中发生的反应较陌生，结合图形提示分析：
3）说评题
试题的优点：高考考试说明显示，高考命题将更加注重图表语言的考核。用图表表述化学过程或呈现背景信息是化学的基本表达方式，简约化是理科考生应该具有的最基本的思维特征，而图表正是化繁为简的妙法。
本题借助图形，考查的知识点探究意味较强，考察的能力较全面，本题有深化分析的价值，借助此题，详细分析，有助于掌握其它燃料电池发生反应的原理。
试题的不足：本题设计的是氢气，同学们较熟悉，试题难度不大。
4）拓展分析
由本题同学们应清楚其它燃料电池电极反应的书写，应总结规律，做到举一反三的效果。
小结：燃料电池电极反应式的书写
电极：惰性电极。
燃料包含：H2、Co、烃(如CH4、C2H6)、醇(如C2H5oH、CH3oH)等。
电解质包含：①酸性电解质溶液，如H2So4溶液；②碱性电解质溶液，如KoH溶液；③熔融氧化物，如Y2o3；④熔融碳酸盐，如K2Co3等。
第一步：写出电池总反应式
若产物与电解质不反应则燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，如:甲烷燃料电池酸性介质中的总反应式为CH4＋2o2=Co2＋2H2o
若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。甲烷燃料电池(电解质溶液为KoH溶液)的反应式为：
【例2】某科研单位利用电化学原理用So2来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
（1）通入So2的电极为_____极，其电极反应式为______，此电极区pH_____（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）电解质溶液中的H＋通过质子膜____（填“向左”“向右”或“不”）移动，通入氧气的电极反应式为___________。
（3）电池总反应式为____________。
5）知识迁移应用
【例3】（2014·福建名校联考优化卷）锌-空气可充电电池的储存电量是锂电池的三倍，这种电池使用特殊材料吸附空气中的氧，以苛性碱溶液为电解质，放电过程中消耗锌。该电池放电时的总反应：2Zn＋o2=2Zno。
下列有关该电池的判断正确的是（ ）
a．放电时，锌发生氧化反应，作电池的正极
B．放电时，正极反应为Zn＋2oH－－2e－=Zno＋H2o
C．充电时，阴极反应为o2＋2H2o＋4e－=4oH－
D．电池中的隔离膜只允许oH－通过
解析：选D。放电时，锌失电子，发生氧化反应，作负极，先写出正极反应式为o2＋2H2o＋4e－=4oH－，总反应减去正极反应式，则负极反应式为Zn＋2oH－－2e－=Zno＋H2o，a、B错；充电时，阴极反应为负极的逆反应，阴极反应式为Zno＋H2o＋2e－=Zn＋2oH－，阳极反应为正极反应的逆反应，阳极的反应式为4oH－－4e－=o2＋2H2o，C错；放电时，oH－由正极通过隔离膜移向负极，充电时，oH－由阴极通过隔离膜移向阳极，D正确。
对于其它新型电池，同样先写出总反应式，再写出较简单的电极反应式，从而得出较复杂的电极反应式。最关键的一点，原电池中应根据图示判断出正负极，如阳离子移向的一极为负极，阴离子移向的为一极为正极，电子由负极沿外线路流向正极。对于二次电池，解题中首先分清电池是放电还是充电，在进行解题分析。
参考文献
生物质燃料分析篇7
1.下列变化属于物理变化的是()。
a.瓦斯爆炸B.牛奶变酸
C.铁生锈D.霓虹灯通电发出红光
2.下列有关“一定”和“不一定”的说法中不正确的是
a.只生成一种物质的化学反应一定是化合反应
B.氧化反应不一定是化合反应
C.物质跟氧气发生的化学反应一定是氧化反应
D.化学反应不一定有明显现象
3.关于蜡烛燃烧实验现象描述错误的是
a.放出大量的热B.发出黄色的火焰C.生成二氧化碳和水D.火焰分成三层
4.诺贝尔化学奖获得者以色列科学家丹尼尔?谢赫曼在发现准晶体方面作出的突出贡献。准晶体可能具有下列性质，其中属于化学性质的是
a.密度低B.耐磨损C.导电性差D.抗氧化性强
5.厨房中发生的下列变化，属于物理变化的是
a.米饭变馊B.水果榨汁C.铁锅生锈D.煤气燃烧
6.下列物质的用途主要利用其化学性质的是()
a.天然气用作燃料B.“干冰”用于人工降雨
C.生铁铸造铁锅D.铜用于制造导线
7.下列叙述中，均属于描述物质物理性质的是()
a.铁易生锈，二氧化碳易液化
B.o2有氧化性，H2有可燃性
C.纯净的铁片是银白色的，酒精易挥发
D.金属能导电，H2Co3能使紫色石蕊溶液变成红色
8.下列物质的性质和用途中主要发生物理变化的是()
a.工业上用稀硫酸来除铁锈B.氢氧化钠暴露在空气中易潮解
C.盐酸能使紫色石蕊变红D.浓硫酸使纸张变黑
9.点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方(如下图所示)，过一会后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。这个实验说明了()
a.由于氧气不足蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑
B.挥发的蜡烛遇冷后凝结而成炭黑
C.蜡烛的燃烧可以不需要氧气参与
D.蜡烛中含有炭黑
10.下列变化过程中，不包含缓慢氧化的是()
a.动植物的呼吸B.蔗糖的溶解C.酒和醋的酿造D.食物的腐烂
11.南京青奥会火炬的燃料为丙烷[C3H8]。下列关于丙烷性质的描述中，属于丙烷的化学性质的是
a.沸点为—42.1℃，易液化
B.微溶于水，可溶于酒精
C.易燃
D.无色气体
13.某气体既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集，则该气体具有的物理性质是
a.难溶于水，密度比空气大B.难溶于水，密度比空气小
C.易溶于水，密度比空气大D.易溶于水，密度比空气小
14.下列是一些物质的自我介绍，其中介绍自己化学性质的是
a.铜：我能导电B.氧气：我液态时是淡蓝色的
C.氮气：我在常温下是气体D.铁：我会生锈
15.下列典故中，从物质变化的角度分析，主要体现化学变化的是
a.司马光砸缸B.凿壁偷光C.火烧赤壁D.铁杵磨成针
二、填空题
16.只用Ca、C、o、Cl、H五种元素的一种或几种，按要求填空：
(1)各写出一个化学式：
①氧化物________;②酸________;③碱________;
④盐________。
(2)各写出一个化学方程式：
①分解反应_________________________________________________________;
②复分解反应_________________________________________________________。
17.有a、B、C、D四种物质，a是无色无味的气体，黑色固体B在a中燃烧比在空气中燃烧得更旺，生成无色无味的气体C，C能使澄清石灰水变浑浊;D常坐灯泡的填充气，是一种无色无味的气体;将燃着的B放入D中很快熄灭。则：
(1)四种物质的名称：a;B;C;D。
(2)写出上述过程中反应的符号表达式;
18.写出下列化学反应的符号表达式：
①石蕊试液中通入二氧化碳后变红
②实验室用过氧化氢溶液制取氧气
③细铁丝在氧气中燃烧
④夏天仓库堆放的碳铵不翼而飞
上述反应中属于分解反应的是属于氧化反应的是(用序号填空)
19.(5分)现有①铁丝②硫磺③红磷④镁条⑤蜡烛，五种物质分别在氧气中燃烧，用序号回答下列问题：(1)在空气中不能燃烧的是;(2)常用做烟幕弹的是;(3)常用做照明弹的是;(4)常放在灯泡中防止钨丝被氧化的是;(5)生成的气体会污染空气的是。
20.选择合适物质，将其序号填入对应空格中：a铜绿;B碳酸氢铵;C.氧气;D.氮气;e.二氧化碳;F.金刚石;G.高锰酸钾
(1)空气中含量最多的气体是______;(2)自然界中最硬的物质，可以用来划玻璃的是_______;
(3)一种化肥，受热易分解_______;(4)紫黑色固体，常用来制氧气_______;
(5)光合作用的原料之一，可以做温室气体肥料_______;(6)绿色固体，加热时变黑______。
21.(4分)物质的物理性质往往包括：①颜色②状态③气味④味道⑤硬度等方面。通过物质的哪些性质可以很方便地区分下列各组物质，请将有关序号填写在横线上。
(1)盐水和糖水;(2)铜和铝;
(3)酒精和白醋;(4)水银和银。三、简答题
22.右图是某保健品标签的部分内容，请仔细阅读后回答下列问题
(1)该保健品的功能是，其主要成分中，提供钙元素的物质是;参与钙的代谢，促进其吸收的是;矿物质中的锌元素属于人体的元素(选填“微量”或“常量”)。
(2)服用该保健品后，有时会出现腹胀、打嗝的反应，出现这种反应的原因是(化学方程式表示)，
因此该保健品还可以用于治疗症，但是患有严重胃溃疡患者慎用该药品，试用所学的知识解释其中的原因
。
每片中钙元素的质量是g。
23.某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
(1)写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：。
(2)探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么?
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生(如图所示)。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由(填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。
(3)探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么?
【查阅资料】
物质熔点╱℃沸点╱℃燃烧时温度╱℃
石蜡50∽70300∽550约600
铁15352750约1800
钠97.8883约1400
由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其(填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，(填“有”或“没有”)火焰产生。
(4)木炭在氧气中燃烧没有火焰，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因可能是。
24.(4分)阅读材料，回答问题。
材料i氯气(Cl2)在通常情况下为黄绿色有毒气体。
材料ⅡCl2化学性质很活泼，具有较强的氧化性，能与多种金属和非金属直接化合。氢气和氯气的混合气点燃或强光照射时发生爆炸。
材料ⅢCl2可用于制备多种消毒剂，含氯元素的消毒剂有Clo2、naClo、Ca(Clo)2等。
(1)实验室闻氯气的正确操作是。
(2)氢气和氯气生成氯化氢气体的反应从能量变化(“吸热反应”或“放热反应”)和基本反应类型角度分类，分别属于、。
(3)下列说法错误的是(选填字母序号)
a燃烧一定包含着化学变化
B燃烧不一定要有氧气参加
C物质与氧气发生的反应都属于氧化反应
D爆炸一定是可燃物与氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应
四、推断题
25.(6分)a、B、C、D、e、F、G七种元素中，a元素的单质能供给动植物呼吸;B的原子中没有中子;C是金属元素，主要存在于人体骨骼和牙齿中;D是组成化合物种类最多的元素;e、F是组成食盐的两种元素;人体中缺乏G元素会患贫血病。以下物质是由这七种元素中的一种或几种组成，请回答下列问题：
(1)若甲是由B元素组成的单质，其燃烧的化学反应方程式为。
(2)若甲由四种元素组成，甲治疗胃酸过多的化学反应方程式为。
(3)若甲、乙两物质敞口放置均会变质，且变质后配成的两溶液又会反应生成甲。则甲变质的化学方程式为，反应生成甲的化学方程式为。
(4)若甲能与不同类别的两种物质发生反应，分别生成乙、丙，且乙、丙由两种相同的元素组成，其反应的化学方程式分别为、。
参考答案
1.D
【解析】
试题分析：a.瓦斯爆炸是由于瓦斯燃烧而造成的。瓦斯燃烧时产生了新物质，属于化学变化;B.牛奶变酸是牛奶经过反应生成呈酸味的物质。变化产生了新物质，属于化学变化;C.铁生锈过程中银白色的铁会变成红棕色的铁锈，产生了新物质，属于化学变化;D.霓虹灯通电发出红光，并没有生成新物质，为物理变化。
考点：物理变化与化学变化
2.B
【解析】
试题分析：a、化合反应是两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，即反应物要两种或两种以上，故错误，B、氧化反应是物质与氧的反应，而化合反应强调的是物质的种类，与是否与氧反应无关，故氧化反应不一定是化合反应，，如蜡烛燃烧，是氧化反应，但不是化合反应，正确，C、物质跟氧气发生的化学反应一定是氧化反应，正确，D、缓慢氧化进行得很慢，不易察觉，故化学反应不一定有明显现象，正确，故选B
考点：化合反应、氧化反应
3.C
【解析】
试题分析：实验现象描述包括通过眼、口、鼻、手等感觉器官直接感知获得，而由现象推断出来的结论那就是实验结论，故选C
考点：实验现象的描述
4.D
【解析】
试题分析：物理性质：物质不需要化学变化就表现出的性质。包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等，化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等，故选D
考点：物理性质和化学性质的判断
5.B
【解析】
试题分析：物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成，如果有新物质生成，则属于化学变化;反之，则是物理变化。a、米饭变馊是缓慢氧化的结果，生成新的物质，属于化学变化，B、水果榨汁是物质形状的改变，没有生成新的物质，属于物理变化，正确，C、铁锅生锈是铁与空气中的氧气和水发生反应，生成了新的物质，属于化学变化，D、煤气燃烧是一氧化碳和氧气反应，有新物质生成，属于化学变化。故选B
考点：化学变化和物理变化的判别
6.a
【解析】
试题分析：物理性质：物质不需要化学变化就表现出的性质。包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等，化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等，a、天然气用作燃料利用的是它的可燃性，是化学性质，B、“干冰”用于人工降雨，是利用干冰升华吸热，使周围的温度降低，是物理性质，C、生铁铸造铁锅，是利用铁的导热性，是物理性质，D、铜用于制造导线，是利用导电性，是物理性质，故选a
考点：物理性质和化学性质的判断
7.C
【解析】
试题分析：物理性质：物质不需要化学变化就表现出的性质。包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等，化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等，故选C
考点：物理性质和化学性质的判断
8.B
【解析】
试题分析：物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成，如果有新物质生成，则属于化学变化;反之，则是物理变化。a、工业上用稀硫酸来除铁锈是硫酸与氧化铁反应，生成新的物质，属于化学变化，B、氢氧化钠暴露在空气中易潮解是吸收空气中的水分，没有生成新的物质，属于物理变化，正确，C、盐酸能使紫色石蕊变红，体现了盐酸的酸性，生成了新的物质，属于化学变化，D、浓硫酸使纸张变黑，是浓硫酸的腐蚀性，有新物质生成，属于化学变化。故选B
考点：化学变化和物理变化的判别
9.a
【解析】
试题分析：点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方(如下图所示)，过一会后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。这个实验说明了由于氧气不足蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑，故选择a
考点：蜡烛燃烧实验的探究
10.B
【解析】
试题分析：缓慢氧化是物质与氧气发生的反应，速率较慢不易被人发觉;属于化学变化;a动植物的呼吸属于缓慢氧化;B蔗糖的溶解没有新物质生成，不属于化学变化;C酒和醋的酿造属于缓慢氧化;D食物的腐烂属于缓慢氧化;故选择B
考点：氧化反应的分类
11.C
【解析】
试题分析：物理性质是指物质不需要发生化学变化就表现出来的性质.化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质.而化学变化的本质特征是变化中有新物质生成，a沸点为—42.1℃，易液化不需要通过化学变化表现出来;B微溶于水，可溶于酒精不需要通过化学变化表现出来;C易燃需要通过化学变化表现出来;D无色气体不需要通过化学变化表现出来，故选择C
考点：物理性质和化学性质的判定
12.C
【解析】
试题分析：化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成;a、烟花爆竹爆炸燃烧能生成二氧化碳等物质，属于化学变化.错误;B、木炭燃烧能生成二氧化碳，属于化学变化.错误;C、钢水浇铸成钢锭的过程中没有新物质生成，属于物理变化.正确;D、葡萄酿酒的过程中能生成酒精，属于化学变化.错误.故选择C
考点：物理变化化学变化的判定
13.B
【解析】
试题分析：某气体既能用排水法收集，说明不易溶于水或难溶于水;又能用向下排空气法收集，说明密度比空气的小，则该气体具有的物理性质是难溶于水，密度比空气小，故选择B
考点：气体的收集方法14.D
【解析】
试题分析：物理性质是不需要通过化学变化就表现出来的性质，化学性质是需要通过化学变化才能表现出的性质，二者的本质区别是是否通过化学变化表现出来，a选项导电不需要通过化学变化表现出来;B选项颜色不需要通过化学变化表现出来;C选项状态不需要通过化学变化表现出来;D选项生锈需要通过化学变化表现出来，故选择D
考点：物理性质和化学性质的判定
15.C
【解析】
试题分析：化学变化是有新物质生成的变化，物理变化是没有新物质生成的变化，二者的本质区别是是否有新物质生成;a.司马光砸缸没有新物质生成;B.凿壁偷光没有新物质生成;C.火烧赤壁有新物质生成D.铁杵磨成针没有新物质生成;故选择C
考点：物理变化和化学变化的判定
16.(1)①Cao②HCl③Ca(oH)2④CaCl2(合理即可)
(2)①2H2o2H2+o2②CaCo3+2HCl===CaCl2+H2o+Co2
【解析】
试题分析：①氧化物是指由两种元素组成、且其中一种元素为氧元素的化合物。根据题目中的元素，氧化物可为氧化钙、二氧化碳、一氧化碳、水等。②酸是由酸根离子和氢离子构成的。根据题目中的元素，酸可为盐酸、碳酸。③碱是指由金属离子与氢氧根离子构成的化合物。根据题目中的元素，碱可为氢氧化钙。④盐是指由金属离子与酸根离子构成的化合物。根据题目中的元素，盐可为氯化钙、碳酸钙等。
(2)①水可在通电的情况下发生分解反应生成氢气和氧气。化学方程式为：2H2o2H2+o2;
②碳酸钙可与盐酸发生复分解反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体。化学方程式为：CaCo3+2HCl===CaCl2+H2o+Co2
考点：物质的分类、反应类型、化学方程式的书写
17.(1)a、氧气B、木炭或碳C、二氧化碳D、氮气
(2)C+o2=Co2Co2+Ca(oH)2=CaCo3+H2o
【解析】
试题分析：(1)推断题抓住一些特殊的反应现象，根据黑色固体B在a中燃烧比在空气中燃烧得更旺，生成无色无味的气体C，C能使澄清石灰水变浑浊;可以推断黑色固体B应为木炭或碳，而气体a应为氧气，气体C自然为二氧化碳，而根据D常坐灯泡的填充气，是一种无色无味的气体;将燃着的B放入D中很快熄灭，说明是氮气
(2)上述过程中总共发生了两个反应，一个是黑色固体B在a中燃烧，符号表达式为：C+o2=Co2，另一个为C能使澄清石灰水变浑浊，符号表达式为：Co2+Ca(oH)2=CaCo3+H2o
考点：推断题的解答
18.①Co2+H2o=H2Co3②H2o2=H2o+o2③Fe+o2=Fe3o4
④nH4HCo3=nH3+Co2+H2o②④③
【解析】
试题分析：①石蕊试液遇酸变红，石蕊试液中通入二氧化碳后变红的原因是二氧化碳和水反应生成碳酸，符号表达式为：Co2+H2o=H2Co3
②实验室用过氧化氢溶液制取氧气，同时生成水，符号表达式为：H2o2=H2o+o2
③细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符号表达式为：Fe+o2=Fe3o4
④碳铵不稳定，在受热的情况下会分解生成氨气、水及二氧化碳，符号表达式为：nH4HCo3=nH3+Co2+H2o;分解反应：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，故属于分解反应的是②④;氧化反应是物质与氧发生的反应，故属于氧化反应的是③
考点：符号表达式的书写，分解反应和氧化反应
19.(1)①;(2)③;(3)④;(4)③;(5)②
【解析】
试题分析：(1)在空气中不能燃烧的是①铁丝;(2)常用做烟幕弹的是③红磷;(3)常用做照明弹的是④镁条;(4)常放在灯泡中防止钨丝被氧化的是③红磷;(5)生成的气体会污染空气的是②硫磺。
考点：物质的性质和用途
20.D;F;B;G;e;a.
【解析】
试题分析：(1)空气中含量最多的气体是D氮气;(2)自然界中最硬的物质，可以用来划玻璃的是F金刚石;(3)一种化肥，受热易分解B碳酸氢铵;(4)紫黑色固体，常用来制氧气为G高锰酸钾;(5)光合作用的原料之一，可以做温室气体肥料_e二氧化碳;(6)绿色固体，加热时变黑a铜绿。
考点：物质的性质和用途
21.(1)④(2)①(3)③(4)②
【解析】
试题分析：(1)食盐有咸味，蔗糖有甜味.可以根据味道区分，故选择④;(2)铝是银白色的，铜是红色的，可以根据颜色区分.故填：①;(3)酒精有特殊的香味，白醋有刺激性气味.可以根据气味区分.故填③;(4).水银和银状态不同，故填：③
考点：物质的鉴别
22.(1)补钙或防治骨质疏松症、佝偻病CaCo3维生素D3微量
(2)CaCo3+2HCl==CaCl2+H2o+Co2胃酸过多产生二氧化碳气体，会造成胃穿孔
(3)0.6
【解析】
试题分析：(1)该保健品主要成分是碳酸钙，能提供热你所需的钙元素，所以功能是：补钙或防治骨质疏松症、佝偻病，参与钙的代谢，促进其吸收的是维生素D3，锌属于微量元素
(2)服用该保健品后，主要成分碳酸钙与人体胃液中的盐酸反应产生了二氧化碳：CaCo3+2HCl==CaCl2+H2o+Co2，所以有时会出现腹胀、打嗝的反应，因此该保健品还可以用于治疗胃酸过多症，但由于反应产生二氧化碳气体，可能会造成胃穿孔，所以患有严重胃溃疡患者慎用该药品
(3)根据标签可知，每片钙片含碳酸钙1.5g，所以每片中钙元素的质量=1.5×40/100×100%=0.6g
考点：化学元素与人体健康，能看懂标签，并根据标签内容进行相关计算
23.(1)3Fe+2o2Fe3o4(2)气态(3)沸点有
(4)木炭燃烧过程中产生的Co等可燃性气体继续燃烧产生了火焰
【解析】
试题分析：(1)铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：3Fe+2o2Fe3o4
(2)因为将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，发现能够燃烧，说明从金属导管导出的是气体，所以蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成的
(3)据表中数据蜡烛燃烧有火焰，燃烧所需的温度约600大于石蜡的沸点300∽550，而铁燃烧没有火焰，燃烧时温度约1800，大于熔点1535，却小于沸点2750，所以物质燃烧能否产生火焰与沸点有关，结合钠燃烧时温度约1400大于沸点883，所以可判断：钠在燃烧时，有火焰产生
(4)结合上面的结论：物质燃烧产生火焰是由于气体燃烧形成的，所以生活中木炭燃烧时会产生火焰：木炭燃烧过程中产生的Co等可燃性气体继续燃烧产生了火焰
考点：物质燃烧现象的探究
24.(1)用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔，招气入鼻(2)放热反应;化合反应(3)D
【解析】
试题分析：(1)实验室里闻氯气的正确操作是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔.故填：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔.(2)氢气在氯气中燃烧时放热，属于化合反应.故填：放热反应，化合反应.(3)燃烧一定包含着化学变化，燃烧不一定要有氧气参加，物质与氧化发生的反应都属于氧化反应;爆炸有的属于化学变化，例如瓦斯爆炸;有的属于物理变化，例如轮胎充气过量时的爆炸.故填：D.
考点：闻气体的方法、化学反应类型、燃烧的条件及现象
25.(1)2H2+o2===2H2o(2)naHCo3+HCl===naCl+H2o+Co2(3)2naoH+Co2===na2Co3+H2o，na2Co3+Ca(oH)2===CaCo3+2naoH(4)Fe+2HCl===FeCl2+H2、6HCl+Fe2o3===2FeCl3+3H2o
【解析】
生物质燃料分析篇8
关键词：聚氨酯泡沫塑料；无卤阻燃技术；研究
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.019
聚氨酯泡沫塑料在目前的社会生活中有着重要的应用，对于现阶段的材料利用结构更新和改善发挥了重要的作用，但是其在燃烧过程中产生的大量有毒气体影响了人们对其的接受程度，所以此材料的进一步推广受到了严重的限制。为了提升其社会利用价值，利用无卤阻燃技术进行聚氨酯泡沫的制成改造，这样可以有效的将其燃烧中产生的有毒气体进行抑制或者消除。通过此方面的措施，聚氨酯泡沫塑料的缺陷会得到逐渐的改变，其在社会中的推广度和利用价值都会得到提升。
1聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术
1.1反应型阻燃剂
在聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术利用中，反应型阻燃剂是重要的利用。所谓的反应型阻燃剂主要指的是在聚合物骨架中引入具有阻燃作用的元素或者是化合物，这样，基体结构中就会含有阻燃的成分。而这些阻燃的成分就可以成功的抑制聚氨酯泡沫塑料的燃烧。从现实利用的效果来看，反应型阻燃剂的阻燃作用发挥较为持久，而且具有非常良好的稳定性，并且这种阻燃剂可以有效的减少对材料自身性能的影响，所以说此种阻燃剂具有较高的利用价值。就反应型阻燃剂的配置来讲，在其中加入的元素通常是磷、硅或者氮。就反应型阻燃剂的实施原理来看，主要是通过元素和机体本身的反应使得燃烧中的有害物质减少，这样，即使在燃烧的过程中，聚氨酯材料的有害性也会降低。
1.2添加型阻燃剂
在聚氨酯无卤阻燃技术的利用中，使用到的另一种阻燃剂是添加型阻燃剂。此种阻燃剂的构成分为两部分，第一部分是材料基体，即聚氨酯基本成分。第二n是用于添加的阻燃元素以及化合物，而从目前的情况来看，添加物主要包括了碳、旅、硼、卤素等。因为添加元素的不同，所以此种阻燃剂又有有机和无机的区别。有机添加型的阻燃剂主要指的是在其中添加了磷、氮、硅等形成的阻燃剂，而无机添加型的阻燃剂主要指的是在基体中添加无机物形成的阻燃剂，从实践中来看，无机添加型阻燃剂常用的添加物是磷酸盐、硼酸盐、氢氧化铝等。就两种阻燃剂而言，无机添加型阻燃剂相比有机添加型阻燃剂更具优势。因为无机添加型的阻燃剂不仅不容易挥发、具有较高的热稳定性，而且工艺简单，成本较低。
1.3膨胀型阻燃剂
在聚氨酯无卤阻燃技术的利用中，最新型的阻燃剂利用便是膨胀型阻燃剂。此种阻燃剂在目前社会中的迅速发展和利用主要得益于两方面的条件：第一是卤素阻燃剂的环境问题研究有了不断的深入，第二是阻燃剂新法则在社会中进行了颁布。在这两方面条件的作用下，膨胀型阻燃剂作为具有较高环保价值的无卤阻燃剂得到了广泛的应用。就此种阻燃剂的作用原理来看，其主要是根据不同组分之间的化学反应和物理过程在聚合物的表面形成具有隔热、隔氧和抑制作用碳质泡沫碳层，利用碳层的作用对聚合物形成保护作用，从而达到阻燃的效果。从实际应用的效果分析来看，膨胀型阻燃剂有着两方面的优势：第一是此种阻燃剂的阻燃效率较高，第二是此种阻燃剂作用发挥的时候低烟无毒，也不会产生腐蚀性的气体。从这两方面的因素分析来看，此种阻燃剂的环境友好型特点突出。
2可膨胀石墨阻燃分析
2.1阻燃原理
可膨胀石墨是现阶段利用无卤阻燃技术利用中一种较为新型的阻燃剂。这种阻燃剂主要是利用化学和物理的方法将插层剂插入到了石墨层间的具有碳六角网络平面结构当中，由此形成的晶体化合物。在实际利用中，此种阻燃剂的原理表现为：当晶体化合物受热的时候，层间的插入物质会因为受热的缘故分解或者气化，从而产生大量的膨胀热，因为膨胀热远远的大于了石墨空间的范德华力，所以片层会被气流胀升，这样，石墨间的距离便有了进一步的扩大，由此就形成了“蠕虫状”的膨胀石墨。膨胀石墨较大的比表面积和较低的密度特点使其具有了较强的耐压性、柔韧性和可塑性，抗腐蚀性和抗氧化性以及抵抗高低温的能力也较强，所以阻燃的效果较好。
2.2利用缺陷
在研究深入的情况下发现，虽然膨胀石墨作为新型的阻燃剂具有较大的优势，但是其也有一些客观存在的缺陷。比如说膨胀石墨的片层结构之间存在着很大的间隙，所以将其添加到聚合物当中的时候，膨胀石墨和机体之间的相容性会比较差，这就会导致复合材料力学性能的下降。无卤阻燃技术的研究目的是要在不改变复合材料性能特点的基础上提升其阻燃的效果，而膨胀石墨虽然具有较好的阻燃效果，同时也具备很好的环境效应，但是其结构的固有缺陷造成的力学性能下降却不容忽视。为此，强化膨胀石墨的进一步结构分析研究意义重大。
3结束语
聚氨酯泡沫塑料作为一种重要的新型材料在目前的社会生活中有着广泛的应用，但是从具体的利用效果来看，此种材料在燃烧的时候会产生较大的危害，所以为了强化其应用价值的提升，积极的探讨聚氨酯材料的无卤阻燃技术，目的就是要降低我应用危害。
参考文献：
[1]郑德志，辛梅华，李明春.软质聚氨酯泡沫塑料无卤阻燃技术研究进展[J].化工进展，2015（09）：3349-3355+3362.
[2]赵义平，阎家建，陈丁猛，陈莉，董知之，付维贵.复配无卤阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与表征[J].功能材料，2013（05）：697-699.
生物质燃料分析篇9
【关键词】高分子材料阻燃技术无机阻燃剂卤系阻燃剂
1高分子材料的阻燃机理
高分子材料的阻燃机理是破坏原有高分子成分，形成新的保护膜或隔离层，达到抑制分子燃烧的效果。一般阻燃性质从两个原理中进行分析，分别为隔氧及温度，隔氧采用凝聚相阻燃机理，高分子阻燃材料在燃烧过程中，形成阻燃细微分子，中断该链式反应。链式反应中断后，分子热分解的温度较高，所以燃烧后期会形成水蒸气，阻燃材料高分子中含有大量的氢氧元素，与空气接触后，便会形成水雾覆盖在材料表层。其次便是能隔断与空气的接触，形成的水雾除了降低表层温度外，还能堵塞阻燃材料的气孔，形成密闭环境，隔断与空气的接触。凝聚相在作用机理中有4种阻燃模式，阻燃材料在燃烧过程中，会产生惰性气体，延缓阻燃材料的燃烧；燃烧期间会产生多碳气孔，使其阻燃材料难以燃烧；反应过程中会吸收大量的热量，降低反应温度；其次无机比热容较大的分子，在燃烧过程中，通过分子之间的氧化还原反应，使分子发生质变，促使反应中断停止。该两种反应在作用机理中大致相同，但在反应中作用的机理很多，所以在划分高分子阻燃体系结构上仍十分复杂。
2高分子材料阻燃剂的类别
2.1无机阻燃剂
无机阻燃剂作用机理便是通过无机化合物的热分解，产生保护膜或水蒸气，隔断与空气接触及降低燃烧温度。无机阻燃剂在燃烧过程中会产生结晶水，温度升高后，吸收周围热量，降低其燃烧温度，阻断其物质的燃烧；另一种便是通过阻燃剂燃烧形成保护膜，例如：al（oH）3燃烧过程中，产生致密的氧化层薄膜，隔断物质与空气的接触面积。无机阻燃剂化学性质稳定，不会产生较为污染有害气体，一般常用作防火无机阻燃剂。
2.2卤系阻燃剂
在元素周期表中，卤系元素包括：氟、氯、溴、碘，该元素形成的化合物具有高效的阻燃效果。化合物中含有氟利昂，该化合物易散发，破坏臭氧层。在该物质中分别添加氯元素及氟元素，然后对标准沸点进行比对。其中添加氯元素标准沸点升高，化合物中含有3个氯分子时，标准沸点为61.2℃；其中添加氟元素标准沸点降低，化合物中含有3个氟分子时，标准沸点为-128℃，具体数据量如表1所示。含氯化合物阻燃剂具有良好的阻燃性，化学性质稳定，能与多种高分子化合物相融，不影响化学反应。溴元素阻燃化合物包括：十溴联苯醚、四溴苯酚、六溴环十二烷等，化学稳定性位于氯和碘元素之间，具有良好的阻燃性。卤系元素虽然具有良好的阻燃性，一般阻燃剂内都添加少量的卤系元素，保证达到阻燃效果。
表1氟、氯化合物标准沸点比对表
2.3磷系阻燃剂
磷系阻燃剂包括：红磷、白磷、磷酸氢二铵以及亚磷酸酯等化合物，磷系化合物在燃烧过程中会形成性碳膜，该膜除了降低温度外，还能起到隔断空气的作用，达到理想的阻燃效果。其次红磷与白磷的混合，也能起到良好的阻燃性。红磷在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰，并产生大量白烟；白磷燃烧性质与红磷相似，最终产物都是五氧化二磷，两种磷在制备次磷酸阻燃剂中，能够提升与液体水的混合比例。次磷酸（H3po2），分子量60，与强氧化剂反应时，产生磷酸氢及氢气等，不会产生助燃气体成分。针对磷系阻燃剂的配比关系，其中次磷酸中磷含量占有比例在35%，亚磷酸中磷含量占有比例在27%，保证磷系元素达到理想的阻燃效果。
3高分子材料阻燃技术的发展
3.1纳米技术
随着科学技术的不断发展，纳米技术也逐步应用于高分子材料阻燃技术中，日本曾研发出纳米硅酸盐黏土纳米材料，这种材料具有优异的阻燃特性。纳米材料在燃烧过程中，产生抑制剂，改变燃烧物质的内部结构，使其发生质变。研制出的纳米硅酸盐黏土分子直径在0.4-0.5nm，产生的凝聚产物能够封闭其气孔，隔断与空气的接触面积。其次在热释放速率上也具有延缓效应，保证有效时间内散发的热值最小。
3.2接枝和交联改性技术
接枝和交联改性技术利用的是光敏技术与化学接枝，将多种无机化合物交织在一起，使其形成共聚化合物。共聚化合物在燃烧过程中会产生无机绝缘层，吸收易燃物质内的高分子，减少助燃物质内的有效成分。其次该技术也可用于减少燃烧物质后的产物，提高其阻燃性，最终达到理想状态。
3.3膨胀技术
膨胀技术般采用发泡剂作为阻燃物质，发泡剂具有三个优点，包括：无排烟量、无毒气、无滴落。原有技术在做阻燃处理工艺中，产生大量的有毒气体，例如四溴苯酚在阻燃处理工艺中，产生大量的有毒气体，不但会污染环境，而且还对人体健康造成伤害。无滴落主要体现在该阻燃剂不会产生腐蚀性液体，导致局部腐蚀。
4结语
通过对高分子材料阻燃技术的应用分析，使得笔者对此该技术有了更为深刻的认知。这种技术不但能够对物质燃烧起到阻燃特性，而且也不会污染环境。
参考文献：
[1]王建祺.无卤阻燃聚合物基础与应用[m].北京：科学出版社，2005，34（17）：33-34.
[2]张军.聚合物燃烧与阻燃技术[m].北京：化工工业出版社，2008，38（24）：58-59.
生物质燃料分析篇10
随着国内经济的高速发展，公路建设事业方兴未艾，各地大型沥青混凝土搅拌站日益增多，竞争日趋激烈。目前，国内大部分沥青混凝土搅拌站以燃烧柴油、重油为主，而柴油、重油价格居高不下，直接造成生产成本加大，公路建设单位更是苦不堪言。此外，重油和柴油的硫、氮等元素含量较高，燃烧时产生二氧化硫及氮氧化物会造成一定程度的污染，且粘附力强，杂质也相对较多，一经污染，难以清除。天然气同柴油、重油相比，热值较高，燃烧充分稳定，有着更优良的燃烧特性，而且天然气的热量值单价上更为经济，燃烧效率高于重油，热量利用效率提高10～20%，比柴油便宜50%左右，而且其中不含有任何杂质，燃烧后无废渣、废水产生，降低了设备的故障率，可节约设备维修费用，从而大大降低生产成本。天然气的着火温度为657℃，密度、辛烷值、爆炸极限等技术指标都比重油和柴油优良，且比重轻、易升空，天然气容器的高压部件均符合国家《压力容器安全监察规程》要求，关键部件安全系数均在4以上，比使用重油和柴油更安全、可靠。
可见，对于大量的采用重油和柴油作为燃料的沥青搅拌厂来说，用优质、高效、安全、洁净的天然气取代重油和柴油作为工业燃料，是节能降耗、提高经济效益的有效途径，是减少环境污染，改善生存环境的最佳方案，是促进经济、资源与环境可持续发展的当务之急。
二.应用天然气的优势
天然气具有热值高、燃烧产物少、能够减少二氧化碳和粉尘排放量等特点，使用天然气作为沥青混凝土搅拌站加热燃料有以下优势：
（1）加快工程进度、保证工程质量。搅拌设备生产效率的高低在一定程度上取决于加热系统和燃料的热值。天然气热值高、洁净、无杂质，作为搅拌站加热燃料相对于粘度相当高、杂质含量多、流动性差的重油来说，无论是从搅拌站启动点火还是加大火力的速率均高于重油，所以搅拌站用天然气作为燃料比重油和柴油作为燃料在点火、火焰上升速率略高一筹，生产效率要比重油和柴油高一些。天然气作为加热燃料，它燃烧值高，残留物少，可以保持石料在加热过程中不被任何物质所污染，石料表面清洁，开口空隙全部张开，增加沥青与高温状态下的石料的吸附力，提高沥青混合料的搅拌质量，保证工程施工质量。
（2）减少机械设备故障率。天然气燃烧后没有任何残留物，搅拌设备在一级和二级除尘系统中，大量的粉尘经脉冲式除尘布袋排出，粉尘干燥、无杂质，干燥的粉尘与布袋没有吸附力，对布袋污染较小，减少对布袋的清洗次数和更换频数，除尘系统畅通无阻。
（3）对周围环境污染小。天然气燃烧充分，残留物少，二氧化碳和粉尘排水量几乎为零，对空气环境污染小。
（4）优点明显大于常用的柴油、重油，如表1所示。
从表1可以看出，天然气和柴油各项指标均优于重油，但柴油价格较高，增加成本，故选择天然气作为加热燃料是必然的。
三.经济效益分析
1.直接成本分析
榱烁好的推广应用天然气，现将天然气、柴油和重油的成本按目前的市场价格进行分析，具体数据如表2。
通过上表可知，选用天然气是最合适的，用天然气作为搅拌设备加热燃料的直接成本明显低于柴油和重油。
2.间接成本分析
实际生产活动中还会产生间接成本，燃油与燃气的间接成本对比见下表。
由上表可知，搅拌站使用重油和柴油燃料，经常出现无法点火或点火后燃烧中途熄火等现象，分别造成约55万元和45万元左右的损失。
使用重油和柴油对除尘布袋也有极大损害，烧重油的除尘布袋每10万吨须清洗一次，烧柴油的除尘布袋每12.5万吨清洗一次，清洗三次后须全部更换，每次清洗需2.4万元，全部更换需21万元，也就是说用重油生产40万吨混合料在布袋上需花费28.2万元，即每10万吨花费7.05万元，烧柴油则每10万吨花费5.64万元。而使用天然气对布袋影响很小，生产100万吨才需花费28万元，即每10万吨花费2.8万元。另外，使用柴油和重油每10万吨需要更换2个油泵，进口油泵每个价格约2.5万元，喷油嘴2套，每套价格1.8万元。此项可节约8万元左右。
综合以上分析，搅拌站燃烧器由烧重油改成烧天然气后，每生产10万吨拌和料直接成本和间接成本共可节省80万元左右；由烧柴油改为烧天然气后，每生产10万吨拌和料直接成本和间接成本共可节省270万左右。