说到能源，大家一般想到的都是石油，或许你不相信，我们平时吃的一些食物也是一种能源。食物不仅能为我们人类提供热量，也能为发动机提供动力。在过去，因为比煤更易得，由动物油脂和油料作物制成的生物燃料曾风行一时。但石油的崛起，让生物燃料渐渐退出了舞台。尽管相对于以石油为代表的矿物燃油，生物燃油的燃烧效率更高，进而能减少因燃烧不充分而产生的碳氢化合物和一氧化碳。并且生物燃料中不含硫这种成分，所以不会产生有毒且会对大气造成污染的二氧化硫。

　　生物燃料有燃料乙醇和生物柴油两种，分别用来替代汽油和柴油。其实生物燃料并不神秘，制成它的原料我们随处可见。例如玉米、小麦能经液化糖化、发酵、蒸馏而制成燃料乙醇；动植物油脂、餐饮垃圾油能通过酯交换和水解制成生物柴油。前者工艺较为复杂，不适合个人加工制作，后者方法较为简单，能自己在家独立完成。今天Geek就带领大家来制作生物柴油。

　　通过前面的介绍，我们知道要想制作出生物柴油，必须要有动植物油脂或餐饮垃圾油，从方便制作的角度，我们选择使用餐饮垃圾油。首先，你要用一个塑料瓶收集做菜中会产生的废油，记住！只要油，不要水。什么？混在一起的？中学化学老师没教过你，水的比重大于油，所以油会浮在水面上吗，想不起的自己翻中学课本去，Geek可没功夫帮你补习。当然，你要直接用烹调植物油，Geek也不反对，只是现在油价飞涨，你这样做有考虑到贫苦大众的心情吗？废油尽管杂质较多，却是免费的，相比之下，Geek更赞成使用废油。

　　由于本次制作过程以油的水解为主，对中学化学还有印象的读者应该记得油脂在要想水解，必须在强酸或强碱环境中。但是因为在碱性环境中水解产率更高，所以我们需要氢氧化钠（NaOH）来制成碱性溶液，氢氧化钠需要化学纯（CP级），化学试剂商店就有卖的，一瓶（500克）大约6元。既然说到制成溶液，那么纯净水是必不可少的，可以在各大超市采购，品牌不限。思维敏锐的可能发现问题了，油、碱和纯净水？怎么能混在一起？没错，为了让它们彻底溶合，还需要买点浓度为99％的酒精（乙醇）来做溶剂。考虑到效果建议直接购买分析纯无水乙醇（AR级），同样可以在化学试剂商店购买，一瓶（500ml）大约5元。

　　既然搞得跟化学实验差不多了，那么下面出场的工具应该不会让你感到惊讶了。首先需要天平来称量氢氧化钠，电子天平和托盘天平都可以。要想成功制成溶液，搅拌是必不可少的，可以用搅拌器来帮忙，如果没有，只有自己拿玻璃棒手工搅动了（需要强大的体力和毅力才能完成）。同样的，无水乙醇也需要用一个量筒来称量。要想将溶液和油混合在一起，玻璃漏斗是一个廉价而优秀的选择。此外还需要两个烧杯（250ml）来装溶液，我们也能用普通玻璃酒杯代替。为了控制反应温度，量程为0~100摄氏度的水银温度计是必不可少的。最后要大号塑料饮料瓶两个来装生物柴油，容量2升以上，可口百事的都行。看上去用到的东西很多，但都找得到替代品，实在没有的可以在化学试剂商店买，除了天平外，其他东西的单价都不会超过3元（天平问题Geek会在后面告诉你如何解决）。

　　首先我们需要配必威 betway必威制碱液。用天平准确称取3.5克固体氢氧化钠置于烧杯A中，实在找不到称量工具的，可以在化学试剂商店买氢氧化钠时请老板帮你量一下，当然，这得看你的嘴够不够甜了。接着用量筒量取20毫升纯净水迅速注入烧杯A中，并轻轻摇晃烧杯促使氢氧化钠快速溶解。由于氢氧化钠在溶解过程中会大量放热，因此烧杯壁的温度会升高，操作时请注意安全。

　　用量筒量取200毫升酒精，注入烧杯B中。打开搅拌器（笔者这里用的是磁力搅拌器，家用搅拌器同样可以）。然后通过玻璃漏斗，将烧杯A中的碱液缓缓加入到烧杯B中。加完以后盖上烧杯B。此时二者发生反应，杯中的液体会发热，大概反应一分钟后关闭搅拌器。最后可以得到乙醇－氢氧化钠溶液。

　　将收集的废油加热到55度（用温度计测量确定），置于搅拌器上，打开搅拌器并设定为低速档。然后将烧杯B中的乙醇－氢氧化钠溶液通过玻璃漏斗慢慢注入植物油中，加完以后盖上盖子继续搅拌30分钟（知道为什么说用手搅拌是件体力活了吧）。这样才能让油和溶液充分混合均匀。

　　把烧杯中的液体转移到大塑料瓶里，拧紧盖子，用胶带密封，找个阴凉的地方放着吧，要放24小时才能彻底反应呢！可别以为Geek是在糊弄你，我们可是有理有据的，看看这个反应的化学方程式吧。

　　最后瓶子中的液体会有分层现象。下层颜色较深的液体是甘油，它是反应的副产物。至于上层的浅色液体就是我们的生物燃料，小心把二者分离开，将生物燃油倒入另一个大塑料瓶，就大功告成了！最后制成的燃料颜色，由于废油成分不一样，可能颜色会和图片上的不同。

　　既然名字叫生物柴油，那么很显然的，你可不能把它放到使用汽油的汽车油箱里。只有非直喷柴油发动机才能使用生物柴油，而且不能直接使用，需要和常规柴油勾兑后才行。至于勾兑比例，这得按照生物柴油的标准来严格执行。

　　生物柴油的国际标准是ISO 14214A，美国所采用的是ASTM D 6751标准。另外还有一个被广泛认同的是德国的DIN生物柴油系列标准，它是迄今为止最为详细系统的生物柴油标准，该标准体系针对不同的制造原料制定了不同的标准。此外奥地利、澳大利亚、捷克、法国、意大利、瑞典等国家也拟订了生物柴油燃油规范。

　　评论人士表示，利用玉米制造的乙醇，极大地鼓励农民改种燃料产品，这也相应地抬升了粮食的价格。现在，美国威斯康辛大学麦迪逊分校的科学家表示，被称作果糖的单糖可以转化成比乙醇更有优势的燃料,这种燃料被称为二甲基呋喃。和乙醇相比，它有一系列优点，和同样体积的乙醇相比，二甲基呋喃燃烧后产生的能量要高40％，和目前使用的汽油相当；二甲基呋喃不溶于水，因此不用担心吸潮问题；二甲基呋喃的沸点要比乙醇高近20摄氏度，这意味着其在常温下是更稳定的液体，在汽车引擎中则被加热挥发成气体。这些都是汽车燃料所要具备的特点。还有一点值得一提，二甲基呋喃的部分制造过程和现在石油化工中使用的方法相似，因此容易推广生产。专家表示，在经过安全和环境试验后，二甲基呋喃可以和汽油混合，作为交通运输工具的燃料使用。 ????

　　这种新型燃料可以直接从苹果、梨、浆果、瓜类，以及一些根类蔬菜所含的果糖中提取，还可以从谷物、草和树木的高聚合物中提取，从生物化学的角度看，也许利用食品中最常见的葡萄糖是最有前途的方法。

　　但是，该燃料相比于乙醇的缺点在于，它以食物为原材料。理想化的生物燃料应该从农产品的废料而非作物中提取。这样，稻壳可以用来生产生物燃料而小麦用于人类食用。但是自然与科学恰恰背道而驰，植物的化学结构性质并不容易打破。一种可能性就是利用基因改造技术创造出更适合于这种工艺的植物，另一种可能性就是利用化学或生物技术结合该种生产方法。

　　某木制品公司使用一台YGL-350MA型有机热载体锅炉作为供热动力，由于其厂内产生了大量的木削废料，可作为燃料使用，因此就直接采用木削作为有机热载体锅炉燃料，导致锅炉热效率十分低下，其能效问题尤为突出，造成了很大的浪费，也产生了多余的排放。根据现场测试和燃料的分析，发现锅炉日常生产使用负荷情况下，锅炉热效率为43.16%，与相关法规要求的锅炉热效率相差很大。所以本文就现场测试数据和燃料分析，结合锅炉结构特点，以找出燃料变化引起热效率低下的原因，分析小型燃煤锅炉直接使用生物质燃料引发的节能问题。

　　所谓生物质燃料，是包括植物材料和动物废料等有机物质在内的燃料，是最古老燃料的新名称。通常我们说的谷壳、木削、茎状农作物、花生壳、树皮、锯末等，总之是以往农业社会常用的燃料，随着工业的发达慢慢不用而废弃，现在却发现这些燃料产生的污染远远低于现代工业的主要燃料-煤。所以这几年出现了许多的专门用于生物质燃料的锅炉，同时也有许多燃煤锅炉改造成燃烧生物质燃料，但真正能充分利用燃料的实例很少。

　　以上某木制品公司的木削经检测工业成分分析：收到基灰分为7.32%，收到基水分为13.32%，干燥无灰基挥发分为83.57%，收到基低位发热量为14425kJ/kg ；另一公司使用谷壳作为燃料经检测工业成分分析：收到基灰分为12.65%，收到基水分为12.28%，干燥无灰基挥发分为78.81%，收到基低位发热量为13142kJ/kg。综合长期检测数据，各种生物质燃料的工业成分分析如表1。

　　根据以上成分分析可得出，生物质燃料的挥发分、H的含量高，说明其易燃烧且燃烧的速度快，能适应炉膛水冷条件高的锅炉，同时产生的烟气量比煤多，所以炉膛要比普通的燃煤锅炉要大。也正因为挥发分、H的含量高，燃料时产生了大量水蒸汽，吸收了大量热，且C含量相对较少，所以生物质燃料的低位发热量相对较低。同样出力的锅炉，如燃料为生物质，其需要燃料量要比烟煤多出近一倍。

　　生物质燃料通俗一点说，就是农林产品的副产品，生物质燃料的利用就是一个变废为宝的过程，生物质燃料的来源广泛，易得，适合农产品加工行业的锅炉使用。我国十分重视生物能源的开发和利用。生物质燃料颗粒产品在我国推广应用还很少，我们还是直接进行燃烧为主，其燃料燃烧状况也不容乐观，燃料热值利用还很低。因为生物质燃料本身被认为是废料利用，从企业管理层到政府管理层都对其真正高效地利用不够重视。

　　现在生物质燃料燃烧往往不彻底，浪费极大，主要原因是使用单位不了解生物质燃烧燃烧的特点，现分析如下：

　　（2）生物质燃料都很轻，燃料燃烧时一般随着烟气一边飘一边燃烧，如引风过大或烟气流程短，可能燃料会在尾部烟道中还在燃烧，严重威胁引风机的运行，也造成浪费。

　　在广大的农村，以往的我们现称之为生物质燃料的产品都放在田间地头燃烧，作为肥料使用，使田间到处弥曼着白烟，同时污染环境。在使用生物质燃料时，这些使用单位大部分未改造炉膛就直接使用生物质燃料，这样燃烧时锅炉房内往往是“乌烟瘴气”的，燃料乱堆乱放，燃料热值的利用很低。燃烧过程中产生的烟灰往往堵塞烟道，使锅炉正火燃烧，产生浪费，锅炉出力也往往不足。

　　锅炉热效率简单测试是一种利用锅炉热反平衡的方法来测量锅炉热效率的方式。所谓锅炉热反平衡就是测量出锅炉运行各种部位和形式的能量损失，扣除这些能量损失的百分比，得出锅炉热效率。这种方法能更好检测出锅炉运行过程中能量浪费的重点所在，必威 必威betway能够通过检测、分析，能抓住解决锅炉能效问题的关键，从而因地置宜的提出解决方案。

　　根据以上能量损失检测，目前大部分使用生物质燃料的燃煤锅炉主要能效问题是：（1）排烟温度很高，一般会达到400℃以上，主要生物质燃料在尾部烟管内继续燃烧引起的；（2）气体未完全燃烧热损失高，尾部烟气CO含量高，由于燃料的飞动易使局部氧气供应缺少，使气体未完全燃烧；（3）固体未完全燃烧热损失高，也是因为燃料的飞动并燃烧，有的未完全燃烧就进入烟囱。相对这些问题提出以下锅炉改造建议：（1）严格控制风量及炉膛负压，降低烟气流动速度，降低燃料飘动速度；（2）扩大炉膛体积，才能增加燃料量，使之出力不会因使用生物质燃料而明显下降，拆除所有炉拱，生物质易点燃，炉拱作用不大，而且灰渣很少，也可降低炉排高度；（3）在炉膛出口处增加二次风，阻挡大量燃料飞走，并增加烟路中氧含量使燃烧能顺利进行。

　　随着生物质燃料的广泛应用使，用生物质燃料的燃煤锅炉的改选工作已显得尤为重要，生物质燃料的产业化也将形成，它有益于我国现行的能源利用结构，有益于节能降耗的基本国策。

　　[1] 孙达卫，贾连发，张宏伟. 锅炉的三种热效率.广州；暧通空调.2001.6

　　我国是一个能源生产和消费大国，又是以煤为主要能源消费的国家，煤炭消费总量的80%是直接燃烧的，造成环境污染问题严重，除城市烟尘污染外，酸雨现象、汽车尾气等也是造成环境污染的方面。随着环保排放要求的提高和治污减霾力度的加大，治理环境污染并减少污染物排放已经是我们每一个人必须去付诸努力的。因此城市大中型燃煤锅炉系统老化，脱硫系统无法达到环保指标要求，环保改造也是必然趋势。我国能源储备与未来几十年的发展需求之间已经出现很大的缺口，只有通过节约能源和开发新的可替代能源才能解决这一问题。而生物质燃料作为一种绿色可再生和能循环利用的能源，排放符合环保要求，改造费用低，施工周期短，正在逐渐被研究推广和应用。

　　生物质燃料作为一种绿色可再生和能循环利用的资源，是当今世界仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，如果加以利用能产生很大的经济和社会效益，不仅能缓和能源的不足，还能减轻环境污染问题。不仅如此，生物质燃料燃烧后残留的灰渣富含钾、磷和钙，还可以全部作为肥料用于农作物施肥之用。

　　生物质燃料主要包括破碎木质燃料、木屑颗粒燃料、锯末压块燃料、玉米秸秆压块燃料等（图1）。

　　我国土地广阔，土质肥沃，水源丰富，机耕、灌溉条件都很好，在我国各地区都有建成的规模不小的以苹果、柿、桃、核桃、石榴、葡萄、杏、猕猴桃等为主的果品林带，生物质资源丰富。个别地区分别建立了生物质燃料生产加工点，使得生物质燃料的生产、加工、存储及供应正在逐步形成规模化、市场化的产业链条，能够满足市场生物质燃料的消耗需要（表1）。

　　挥发分影响点火性能、给料量不同。影响燃料点火的主要因素有挥发分、松弛密度等。挥发分与燃料的有机组成和性质有密切的关系。它是用以反映燃料最好、也是最方便的指标之一，对燃料的着火和燃烧情况有较大影响。生物质燃料挥发分含量较高，易于着火，燃烧稳定。由于生物质燃料的挥发分较高，因此供料量相比于煤略有增加，约为煤的1.4倍。以1台10t/h锅炉，按照燃料热值3700kal/kg平均计算，在产生相同蒸汽量的情况下，改造后锅炉平均每小时需生物质燃料量为2吨左右。

　　燃生物质燃料的锅炉当炉膛过量空气系数合适（大约在1.5时）燃烧工况稳定，要比燃煤锅炉的热损失小10%左右，这主要是由燃料特性决定的。其中固体、气体未完全燃烧热损失、散热损失、排烟热损失均有减少。

　　为了减少大气污染，各地相应出台了许多措施，包括城市内中心区不得使用燃煤锅炉，或者将燃煤锅炉改为燃油燃气锅炉，电锅炉等环保效果突出的清洁能源。燃煤锅炉燃料成本相对较低，但是燃煤锅炉存在冒黑烟，二氧化硫排放量高，氮氧化合物污染等无法彻底解决的严重缺点。燃油锅炉虽然排烟效果比较理想，但是也存在这二氧化硫排放量高，运行费用高等问题，燃气锅炉和电加热锅炉等形式虽然环保，但是运行成本相对较高，一般用户无法承受其高昂的运行费用，所以与我国目前的经济水平不相适应，市场认可程度不高（表2）。

　　1、锅炉热效率提高同时提高环境效益。燃用生物质燃料，能有效减少二氧化硫的排放量，从循环利用角度看，生物质燃烧对空气的CO2的净排放为零，生物质燃料燃烧后的灰分可以回收做钾肥。

　　2、节省脱硫费用及脱硫除尘改造费用。煤的含硫量0.8%计算，每吨SO2的脱硫费用1000元，改烧生物质燃料后，可节省此项费用。

　　荷兰皇家航空公司在6月19日首度启用一架以生物燃料为动力的客机执飞洲际航线，目的地是巴西里约热内卢。据悉，该公司使用的生物燃料是以餐厨废油即俗称的“地沟油”为原料提炼、加工而来。

　　当天，荷航一架蓝白机身的波音777－200型客机停在阿姆斯特丹的斯希普霍尔机场停机坪上，机身上喷涂有“用生物燃料飞行”的大幅字样。荷航及机场相关人士共同为这架客机加注生物燃料，庆祝这一首次执飞洲际航线的生物燃料航班投入运营。

　　荷航曾经于去年9月开始利用以生物燃料为动力的客机执飞阿姆斯特丹至巴黎的短途航线，这些生物燃料和此次执飞洲际航线的客机的燃料一样，都是以餐厨废油为原料提炼、加工而来的。

　　“我们认为，为了减少飞机航行中的二氧化碳排放，实现绿色航行，使用生物燃料是有效的方法，”荷航部门总经理卡米尔?厄尔林斯介绍说，“我们知道使用餐厨废油并非万全之策，所以我们还将持续关注其他生物燃料。我们确信未来市场上将会有更多的生物燃料可供选择，燃料价格也会下降，为我们大规模使用生物燃料提供可能。”

　　而荷航也不是唯一一家吃螃蟹的航空公司：英国汤普森航空推出的“地沟油航班”波音757在同年的10月7日从伯明翰机场起飞，搭载232名乘客飞往西班牙兰萨洛特，首航成功。

　　放眼全球，以“地沟油”为代表的新一代生物燃料，在国际上至少被4家航空公司尝试过，且均取得了相当好的效果。2011年10月28日，中国国航一架747-400客机也首次试用了燃烧航空生物燃料的飞机，在空中飞行燃烧了10多吨生物燃油后，试飞成功。美国还计划将生物燃料用于舰队等国防设施，英国则已将“地沟油”用于汽车用油。

　　航空业是二氧化碳排放的一大来源之一。目前，全球航空业的二氧化碳排放占据全球排放量的2%～3%，每吨航空煤油的使用会产生3吨的二氧化碳，以阿姆斯特丹到纽约的航线为例，每飞一次，要使用60吨的飞行燃油。

　　根据欧盟要求，航空公司必须在今年之前减少3%的二氧化碳排放，为此，使用生物燃料，被提上日程。

　　全球生物燃料界围绕着航天用油作了很多的尝试，但是，飞机需要特定的燃油，标准的生物柴油和乙醇只能用于路面交通，并不适合飞机。

　　目前，“绿化”飞机燃油大致有着三种方式：一些公司正在研制如何将木材、玉米秆和麦秆等物质中的蔗糖转化，变成类似行燃油的能源；另一些公司则在研究将煤高温液化，变成可用机的碳氢化合物的合成燃料；还有像SkyNRG这样的公司，专攻植物油的转化。

　　在荷兰，餐馆和食品店都有着较为规范的回收系统，一般剩余的厨后菜油会采集起来循环使用，作为家畜饲料添加，或进行分解，或制为生物燃料。与此同时，家庭的厨后菜油却大多被倒入垃圾桶或冲入厕所，从来没有回收利用过。

　　这个空白被SkyNRG公司发现。他们认为，这些用过的食用植物油应该更多循环使用，如果处理得好，可以成为很好的生物燃料原料。作为荷兰皇家航空旗下的公司，他们自然想到用这些油驱动飞机。

　　目前，由地沟油转化的燃料，其价格至少是普通化石燃料的三倍多，因为其依靠目前全新的转化技术，处理成本还很高。这也是制约生物替代燃料产业迅速扩张的最大阻力，尤其是在经济不景气、油价低位运行时。英国汤普森航空公司客户服务部经理吉辛在接受采访时承认，此次“地沟油航空”中所使用生物燃油的成本则是普通航空燃油的5～6倍。同样，因为价格原因，荷兰皇家航空公司表示，目前采用“地沟油”燃料执行任务的航班都是采用50%“地沟油”燃料，50%化石燃料的混合燃料。

　　此外，按照目前的技术，“地沟油”的转化率可以达到95%左右，也就是说，1吨的“地沟油”可以产生0.95吨的新型燃料，以香港必威 betway必威到伦敦为例，一趟飞行需要100吨生物燃料，也就是说，需要100多吨的“地沟油”。这就表示如果要普及“地沟油”燃油，先要解决“地沟油”来源问题。必威 必威betway