建筑施工技术的发展方向现状分析
摘要：随着信息科学技术的不断发展，建筑施工技术的发展也在不断地提高，分析建筑工程的施工技术现状，如混凝土灌注桩。基坑护或混凝土预制桩等，从而不断地完善建筑施工技术，而且再其发展过程中，不断提出建筑信息化管理施工技术的发展方向及建筑施工技术的创新发展方向。&&&&关键词：建筑施工；技术发展；现状&&&&中图分类号：TU7文献标识码： A&&&&引言：&&&&建筑工程是一个国家的基础产业和基础设施，掌握着国民经济的命脉。建筑工程资源的可持续利用是我国目前经济社会发展的战略问题，关系到我国可持续发展战略目标的实现。但目前，我国建筑工程发展建设还不够完善，建筑施工技术还不够成熟，存在着很多问题。我国建筑工程依旧面临着严峻的问题。
　　一、建筑施工技术的内涵
　　创新技术指的是运用新知识、新工艺、新技术、新方法与管理方式提升原有产品质量， 开发新产品或是提供新的服务来达到扩大市场份额的目的。 而建筑施工技术创新，主要指的是通过研究材料、构件等相关因素的有机结合，产生的新方法、新工艺、新方式、新原理来实现技术上的创新。 这样可让已建成的建筑物不单更加整洁、大方，也更具有合理性。 简单来说，施工技术创新的特点是通过技术创新、发展让其可运用到建筑过程当中，改变当前建筑的使用与存在方式。
　　二、建筑施工技术创新的必要性
　　（一） 市场发展的必然产物
　　现如今，由于我国城镇化进程的加快， 以房地产业为代表的建筑行业也在快速发展，同时在国民经济中所占的位置也越来越重要。 建筑行业是目前最具有发展前景、最热门的行业，这也就要求施工技术所用的材料及生产工艺等方面，其质量水平都要不断发展和创新，只有这样，才能满足当前建筑工程建设及市场发展的需要。
　　（二）与国际结合
　　我国建筑行业中有相当一部分的施工技术是由国外引进的，同时，伴随市场经济的发展，这些技术也有了一定的进步。 但是，以行业本身来说，创新能力仍不足，对长远的可持续发展非常不利。
　　（三） 提升建筑行业的竞争力
　　竞争力，特别是核心竞争力都是由技术的创新性所决定的。 伴随我们国家城市化进程的不断加快，提升生产效率和工程质量，同时有效减少生产的成本，对提升企业的竞争力而言，具有非常重要的作用。
　　（四）创新所带来的经济效益
　　建筑施工技术的创新可以有效地将科学技术转变成为实际的生产力，提升生产效率，同时提升工程的质量，才有可能有效的减少生产的成本，最大程度的提升建筑行业企业的经济效益。
　　三、建筑施工技术的现状
　　（一）施工技术相对落后
　　在建筑工程建设中，施工技术是至关重要的，施工技术的成熟情况直接影响了建筑工程建设中的进度、效益等。但目前，我国建筑施工技术还不够成熟，相较于国外的先进国家技术水平相对落后，原因在于，个别管理建筑工程的领导对建筑工程建设实际了解不够，只顾眼前的利益，没有把眼光放长远，不愿改进和更新技术观念，不愿创新施工技术，导致我国的施工技术水平一直停滞不前，相对落后。
　　（二）施工设备的陈旧
　　施工设备的老化陈旧，也是导致我国施工技术不够成熟，重要的问题。一个好的设备对于施工技术也是十分重要的，如果没有先进的施工设备，就算施工技术成熟，也会影响整个建筑施工顺利进行。现如今，由于国家由事业化向企业化转型，导致了建筑工程资金不足等不良情况的发生。因此，建筑工程不能及时的引进新设备或者有些设备因为年久失修而不能使用，都会影响整个建筑施工技术的发展。
　　（三）建筑专业性人才短缺、建筑工程建设力量薄弱
　　目前，就建筑工程建设本身来说，建筑工程专业技术性人才稀少，由于建筑工程建设的过程比较艰苦，对于建筑工程专业技术性人才的要求比较严格，从而导致了我们国家部分研究建筑工程机构不健全，建筑施工技术性人才短缺的现状。随着我国社会科技的飞速发展，对建筑工程建设施工技术不断更新的要求，也在相应的提高，然而现阶段，很多施工人员都没有及时加强自身的相关技术技能，以至于有些新型的施工技术和机械设备，施工人员不能掌握，并且不能够进行合理的操作，无法满足现代建筑施工建设的要求，这也是我国建筑工程建设过程中存在的问题之一。
　　四、建筑工程施工技术的应用
　　（一） 桩基施工技术
　　对于混凝土的灌注桩，其适用于不同土质的土层，且灌注桩的承载力比较大，对施工周围的环境影响也较小，通常情况下，已施工的混凝土灌注桩的桩的直径一般为 3.5m，桩孔的孔深一般为 105m。另外，在进行灌注桩施工过程中，国内建筑业一般会采用后压浆技术，即灌注桩成桩后，将预先埋好的注浆管推动一定的压力，将水泥浆运用压力产生压强的原理压入成桩的桩底部和桩的侧部，从而使桩的底部和侧部的泥皮。灌注桩桩身及桩底端沉渣，使成桩的周围的土层通过胶结。加钢筋，使之产生固化效应。通过分析沉管灌注桩的振动、锤击，研究出一种新的桩型，即新工艺下的沉管桩、大直径的沉管桩等。
　　（二） 深基坑支护施工技术
　　为了适应不同深基坑的建筑工程，提出了基坑支护技术，如地下连续墙。桩排桩及土钉墙等施工技术。对于土钉墙技术，其费用较低，且施工建设也比较方便，比较适合深度小于 15m 的地基工程，因此土钉墙技术在软土地区得到了广泛地应用；而地下连续墙技术，则适合于基坑比较深的基地，且环境保护比较严格的基地工程，进行地下连续墙施工技术，需要采用锚杆能进行拆分的技术措施，通过与锚杆、降水量、土层同时进行，从而有效地解决地下连续墙容易出现的锚固问题。预应力地下连续墙技术，其是一个新的发展趋势，预应力地下连续墙技术可以提高支护墙的刚度力，同时墙的厚度也可以减薄，墙内支撑的支护墙的数量也可大量减少，由于采用曲线布筋经张开拉伸后，能实现反供作用，从而减少的地下支护墙的变形及支护墙的裂缝也会减少，进而提高了墙的抗渗透性。所以，预应力地下连续墙在施工建设中得到了很好的发展，其混凝土支撑技术。钢管技术得到了很好地应用。
　　（三）混凝土施工技术
　　混凝土使用比例相当大，需要加强对其施工技术的研究。目前，我国建筑工程，混凝土施工现状主要表现在以下几个方面：首先，混凝土作为项目工程中比较常用的建筑材料，在以往，主要追求混凝土施工完毕后的强度。当前混凝土施工技术以耐久性为标准，对混凝土原材料、强度、混凝土、搅拌要求很高。很多项目工程施工过程中，已经将原来的单纯的外加剂发展为抗渗、防冻、抗膨胀饱和缓凝的材料。改善后，混凝土能够有效提高性能。混凝土的预拌施工技术在施工中广泛应用，在一定程度上影响到了混凝土各个方面的性能和施工后整体的强度。其次，混凝土模板。混凝土新工艺的开发制模方法是未来发展需要重点解决的问题。我国建筑领域的研究人员在不断总结实际工程经验和教训的基础上，开发出一些系列较为先进的制模技术，这些技术主要包括了全钢模板、水平及竖向模板。其中，每一种模板的类型都有其自身的特点和优点。全钢模板具有高强度性，成型质量好，承载能力较高。
　　（四）钢筋连接施工技术
　　在钢筋连接施工中，有些施工环节不容易控制到位，例如机械怎样进行连接、焊接的接头受拉区的面积率应该怎样去控制等。 现有的新钢筋连接方式慢慢融入到了建筑行业当中，这种方式和之前的技术相比，具有以下优点：连接方便、检验便捷等。 在连接中，可先将套筒连接钢筋拧到被连接的一方，同时保证外置套筒的丝扣不会超过单位完整扣。 在接头连接质量检验工作当中，可采取分层和分批次的检验方法，通过肉眼就可以判定外置螺纹是否一致， 或是否有超出原定材料的情况等，以此来实现完善连接施工的质量控制。
　　五、建筑施工技术的发展方向
　　（一）施工管理朝着信息化方向发展
　　随着我国科学技术的不断发展，实现建筑企业施工信息化管理，已经成为建筑施工领域未来的发展趋势。信息化发展也是提高建筑企业竞争能力的重要保证。在施工组织和管理方面，计算机技术、互联网技术、多媒体技术作为重要的辅助管理设备，在工程预算管理、招投标规划、施工计划的制定、施工成本管理、人力资源管理等方面发挥着积极作用。为了进一步提高建筑企业自身在市场上的竞争实力，可以将互联网技术充分应用到施工远程监控上，强化对施工全过程的质量监督和控制。在施工技术控制方面，计算机技术在工程设计、优化施工方案等方面同样发挥着重要作用。计算机设备和计算机技术在未来必将在建筑工程施工管理各种环境中发挥作用。
　　（二） 建筑施工技术创新的发展方向
　　从当前我国建筑行业发展现状及施工技术应用情况来看，未来很长一段时间内，我国的建筑领域应该朝着大跨度钢结构施工、后构施工、超高建筑施工、深基础工程施工、桥梁施工及环保建筑施工方向的施工技术发展，这些将作为未来重点研究的创新对象。随着大型建筑施工规模越来越大，整体施工环节和建筑结构越来越趋于复杂化。针对这些大型建筑的信息化建设、自动化建设必然成为未来技术创新的重要领域。在未来，利用全自动化施工技术代替人工施工，利用精细化施工设备代替粗放型施工技术，利用绿色环境施工技术代替传统高消耗、重污染的施工技术，提高施工技术现代化发展成为重要前提。
　　结束语：
　　建筑工程建设的好坏将直接影响国民经济的发展，建筑工程建设是国家经济发展的基础和保障，在发展信息化时代的同时更要搞好建筑工程施工技术的建设。要全面更新、改革，用最好的先进技术来做出让国家和人民放心的工程。顺应时代，使建筑工程建设向着信息化管理方向迈进，从而更好的为国家建筑工程建设服务。
　　参考文献：
　　[1]裘力奇. 浅析建筑施工技术的发展方向及现状[J]. 科技风,.
　　[2]王雪瑞,赵社民. 关于建筑施工技术的未来发展研究及现状分析[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊),.
　　[3]董杰. 浅析建筑施工技术的发展方向及现状[J]. 价值工程,.
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15:19:53 14:34:34 11:44:53 11:17:08 11:04:53 10:10:29 08:22:27 08:14:27 08:06:04 07:42:38是技术不够成熟?还是其它什么原因?
选手用鹰眼的机会少，我觉得是因为用鹰眼的过程比较复杂，要等很久的时间才能知道测量的结果，而一场相关信息比赛不可能在这儿上浪费过多的时间，当然你也可以说技术不够成熟。--个人观点。
网球比赛中运用的鹰眼 存在的意义在于: 克服人类观察能力上存在的极限和盲区，帮助裁判做出精确公允的判断
“鹰眼”的正式名称是“即时回放系统”，它的技术原理并不复杂，只是十分精密。这个系统由8个或者10个高速摄像头、四台电脑和大屏幕组成。首先，借助电脑的计算把比赛场地内的立体空间分隔成以毫米计算的测量单位；然后，利用高速摄像头从不同角度同时捕捉网球飞行轨迹的基本数据；再通过电脑计算，将这些数据生成三维图像；最后利用即时成像技术，由大屏幕清晰地呈现出网球的运动路线及落点。从数据采集到结果演示，这个过程所耗用的时间，不超过10秒钟。通常用于电视转播。
这项技术早在2001年初问世时便获得了英国皇家电视协会颁发的科技革新奖，2003年又因广泛使用于网球转播而获全美电视最高奖艾美奖的“杰出科技贡献奖”。对网球界人士来说，将鹰眼技术引入网球现场判罚是一项具有重大意义的革新，足以与36年前引入抢七制相提并论。专门负责...
选手用鹰眼的机会少，我觉得是因为用鹰眼的过程比较复杂，要等很久的时间才能知道测量的结果，而一场相关信息比赛不可能在这儿上浪费过多的时间，当然你也可以说技术不够成熟。--个人观点。
网球比赛中运用的鹰眼 存在的意义在于: 克服人类观察能力上存在的极限和盲区，帮助裁判做出精确公允的判断
“鹰眼”的正式名称是“即时回放系统”，它的技术原理并不复杂，只是十分精密。这个系统由8个或者10个高速摄像头、四台电脑和大屏幕组成。首先，借助电脑的计算把比赛场地内的立体空间分隔成以毫米计算的测量单位；然后，利用高速摄像头从不同角度同时捕捉网球飞行轨迹的基本数据；再通过电脑计算，将这些数据生成三维图像；最后利用即时成像技术，由大屏幕清晰地呈现出网球的运动路线及落点。从数据采集到结果演示，这个过程所耗用的时间，不超过10秒钟。通常用于电视转播。
这项技术早在2001年初问世时便获得了英国皇家电视协会颁发的科技革新奖，2003年又因广泛使用于网球转播而获全美电视最高奖艾美奖的“杰出科技贡献奖”。对网球界人士来说，将鹰眼技术引入网球现场判罚是一项具有重大意义的革新，足以与36年前引入抢七制相提并论。专门负责审核这项技术使用情况的四届大满贯得主、美国名将考瑞尔表示：“对一项很少改变传统的运动来说，这是非常大的一个进步。”
其他答案（共2个回答）
查就知道了
这项技术早在2001年初问世!
“鹰眼”也被称为即时回放系统，它是对裁判判罚精确性的得力辅助工具。这一技术原理并不复杂，但十分精密。这个系统由８个或者１０个高速...
鹰眼技术：
八部分辨率极高的快速黑白摄像机被安置在球场周围。
球的位置：用软件对球场的各条边线进行校准，使得网球运行的轨迹被各部摄像机捕捉到后，能够通过画面呈现...
网球比赛中运用的鹰眼 存在的意义在于: 克服人类观察能力上存在的极限和盲区，帮助裁判做出精确公允的判断
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应该是3的 这是我的直觉
答: 最好的办法办法就是念八卦象数。 八卦象数止痛效果极佳。欲了解此疗法，可百度下“八卦象数” 。 在这先给你个治疗网球肘的象数配方，试试看，会有意想不到的效果：左肘...
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生物质气化技术的再认识
来源：中国新能源网 china-nengyuan.com&&
更新时间： 14:48:49
张齐生，马中青，周建斌
（南京林业大学竹材工程研究中心，江苏南京210037）
　　摘要：近现代，生物技术在工业、农业和能源领域得到广泛应用，对世界科技和经济发展起到重大的变革和促进作用。由于化石燃料资源性枯竭问题和环境污染问题，寻找一种清洁、可再生的替代燃料和燃料生产技术已迫在眉睫。
　　技术作为一种清洁的可再生能源利用技术得到了快速发展，然而由于气化设备自身不够成熟以及未对气化副产物（生物质炭和生物质提取液）加以有效利用等问题，严重阻碍了生物质气化技术的商业化推广和运行。生物质气化多联产技术是指基于生物质下吸式固定床气化的气、固、液三相产品多联产及其产品分相回收、利用技术。该技术的提出，以及相关核心设备的开发成功与应用，为生物质气化技术的进一步发展提供了新的思路。笔者详细介绍了气化技术发展的历史和困境、生物质气化多联产技术的路线和核心设备以及多联产技术产品的开发和应用情况。
　　生物技术特别是转基因、克隆、酶工程等技术，已经深入到了工业、农业、矿业、化工医药、食品、能源和环境保护各个领域，对世界科技和经济发展起到重大的变革和促进作用；由于化石燃料资源性枯竭问题和环境污染问题，人们寄希望于可再生、清洁的生物质加工转化成可替代化石燃料的生物燃料和化学产品。
　　生物质是指可再生和循环利用的生物有机物质，主要包括种植、养殖、林业、农业产品加工和生活等有机废弃物，以及利用边际性土地种植的能源植物生产的纤维资源、油脂或其他次生代谢产物等。据估计，中国理论资源约50亿t，具有品种多、分散性强、能量密度低、收集成本高等特点。
　　因此，对生物质进行能源开发宜采用分散式、分布式、中小规模化开发方式，将其就地、就近利用。经过10多年的研究，
　　生物质能源转化技术的研究和应用，主要包括生物质物理、化学和生物转化技术，已取得了突破性进展，特别是大规模的生物质直燃发电技术和生物质乙醇技术的逐渐成熟，加上生命科学的飞速发展，人们已经看到了这种绿色能源替代化石能源的潜力和希望。
　　1生物质气化技术发展历史和困境
　　1.1生物质气化技术历史
　　生物质气化技术是以生物质为原料，以氧气（空气、富氧性气体或纯氧等）、水蒸气或氢气等为气化剂，在高温条件下通过热化学反应将生物质转化为可燃性气体的过程。生物质气化过程中还会产生生物质炭、生物质提取液（活性有机物、焦油）等副产物。气化技术可将低品位的固体生物质转化成高品位的可燃气体，从而广泛应用于工农业生产的各个领域，如集中供气、供热、发电、费托合成和乙醇等第2代生物燃料。
　　早在1798年，煤气化技术就已经在法国和英国出现。1812年，煤气化产生的燃气曾经作为伦敦市照明的主要燃料。直到1840年，法国的Bischoff才开发出一种小型的商业化生物质气化炉；1861年，Siemens在Bischoff的基础上进行了改进。二次世界大战后，由于中东地区大规模廉价优质石油的开发，几乎所有发达国家的主要能源都转为石油，生物质气化技术长时间处于停滞状态。直到1973年世界能源危机的爆发，使西方国家认识到化石能源的不可再生性和分布的不均匀性，可再生能源的研究逐渐成为热点，生物质气化技术作为一种重要的技术重新引起全世界的关注和重视。
　　1.2生物质气化技术发展困境
　　生物质气化技术根据气化炉的不同主要分为固定床气化技术和流化床气化技术。固定床气化炉优点是装置的结构简单、坚固耐用、运行方便可靠；缺点是内部过程难于控制，易架桥，生产强度小。流化床气化炉优点是传热传质均匀，气化反应速度快，碳转化率高，易放大设计；缺点是可燃气中灰分含量高，设备结构复杂，原料尺寸需要细小均一。近些年，虽然生物质气化技术在全世界各地引起研究和应用热潮，但是大部分的气化发电或供热项目在开始运行不久后便难以为继，究其原因，主要分为以下几点：
　　（1）气化副产物未加以资源化利用。气化过程还会产生大量的副产物生物质炭和生物质提取液。可燃气中焦油一般占燃气能量的5%～10%，经水洗净化处理后转变成大量的提取液，循环喷淋后浓度逐渐增加；固定床气化炉气化的炭得率为20%～30%，流化床的炭得率为5%～15%。气化副产物若不加以资源化利用，不仅降低了生物质利用效率，而且还会造成严重的环境污染。
　　（2）气化设备技术不够成熟。固定床气化技术针对的是中小规模应用，主要存在的问题有：①机械化、自动化程度较低，如开心式的稻壳气化炉容易架桥烧结，运行时需要耗费大量人力在炉顶操作，威胁到操作人员安全；②焦油含量高，上吸式固定床所产燃气中含有大量的焦油，对燃气净化系统造成巨大负担，去除不净造成管路、阀门堵塞，内燃机需频繁维护；③规模小，目前固定床单台产能一般都集中在200～500kW，不易放大规模，规模效益不佳；④发电效率低，气化发电所用的内燃机一般都由低转速的柴油发电机改装而成，电转化效率只有30%，固定床气化发电效率为10%～15%。
　　流化床气化技术针对的是中等及以上规模应用，问题是：其一，若未采用BIGCC技术，高温的粗燃气和发电机尾气的余热未加以利用，热效率低，发电机组功率小，发电效率低；其二，若采用BIGCC技术进行规模化开发应用，那么整个气化系统将非常复杂，对系统的各个部分都有严格要求，需要开发高气化效率和低焦油含量可燃气的气化炉，配备能满足燃气轮机的高效燃气净化系统，开发适用低热值燃气的燃气机；其三，发电效率低，流化床气化发电效率也只有15%～25%，BIGCC技术发电效率也只能达到35%。
　　（3）经济效益不佳。目前看来，气化发电的经济效益还不是很高，主要原因是：气化产品单一，只产出电产品，而未开发以生物质炭和生物质提取液为原料的相关产品；气化发电整体的电效率不高；规模还不是很大，单位发电成本较高，规模效益体现不出来。
　　从20世纪80年代起，我国的气化技术迅速发展，全国各地已经兴建或正在兴建的生物质气化发电厂数不胜数，由于受技术、资金、环境及安全等问题的困扰，能够长期稳定运行的不多。结合上述分析可知，生物质气化技术目前正处于商业化和产业化的最艰难时期，相关科研和从业人员都在寻找适合中国国情的生物质气化发展新思路，致力于研究新工艺，开发新产品。
　　2基于生物质固定床气化的多联产技术的提出
　　笔者所在研究团队经过近10a在生物质固定床气化发电（或供热）、木（或竹）炭、木（或竹）活性有机物和活性炭等方面的研究和应用，提出了&基于生物质固定床气化的多联产技术&。区别于生物质气化热电联产（CHP）和生物质整体气化联合循环发电技术（BIGCC）等多联产技术，在此将&基于生物质固定床气化的多联产技术&定义为基于生物质固定床气化的气、固、液三相产品多联产技术，即将生物质可燃气、生物质炭、生物质提取液（活性有机物和焦油）三相产品分别加工开发成多种产品。多联产工艺的核心设备为下吸式固定床气化发电或供热设备。生物质固定床气化多联产工艺路线见图1，生物质气化发电工艺流程见图2。
　　生物质固定床气化发电和供热设备，主要由固定床气化炉、燃气净化系统、内燃机或燃气锅炉组成。生物质气化产生的燃气经净化系统气液分离后分为生物质燃气和生物质提取液，气化炉下体还会产出生物质炭。生物质燃气可用于内燃机发电或替代煤向锅炉供热；生物质炭根据的特性可分别制成速燃炭或烧烤炭，也用于冶金行业的保温材料，或可制成炭基肥料、缓释剂、土壤改良剂、修复剂等用于农业，还可制成高附加值的活性炭产品；生物质提取液中的有机组分可加工成叶面肥等作物生长调节剂，也可制成抑菌杀菌剂，焦油可经精炼提取成苯、甲苯、二甲苯（BTX）及其他用途的化学品，或升级转化为清洁生物液体燃料。
　　基于生物质固定床气化多联产技术是一条生物质综合、高效、洁净利用的先进技术路线，是综合解决生物质气化技术面临困境的重要途径和关键技术，主要表现为：
　　（1）多联产可以生产多种产品并提高生物质的利用效率，多联产在发电的同时，还可以大规模的生产炭基缓释肥、活性炭、叶面肥、BTX等高附加值产品，拓展其在农业和化工业上的应用，有效扩展了生物质的利用范围。
　　（2）多联产对因水洗产生的生物质提取液和生物质炭等副产物进行资源化利用，能有效杜绝气化过程的环境污染，满足未来社会对环保更严格的要求。
　　（3）多联产还有利于提高系统可靠性和可用率，如果其中一种产品被社会淘汰或者经济效益并不显著，可以开展另外一种新兴产品的应用，提高生物质气化技术的生命力。
　　（4）通过利用多台1MW的气化炉并联集中供气发电，扩大固定床气化发电规模，对发电机尾气余热进行回收利用，提高生物质利用效率，降低单位发电成本，提高生物质规模效益。
　　3生物质下吸式固定床气化系统设备
　　3．1生物质下吸式固定床气化炉
　　生物质固定床气化炉主要分为上吸式、下吸式气化炉和横吸式气化炉。下吸式固定床气化炉因其燃气中焦油含量低（50～500mg/m3）的优点，特别适合于内燃机发电，是目前固定床气化炉中的研究热点。下吸式固定床气化过程从上至下主要分为4个反应区：干燥区、热解区、氧化区和还原区（图3）。
　　下吸式气化炉性能主要根据可燃气的成分、热值和产量，可燃气中焦油含量，气化炉的产能、碳转化率和冷气效率等方面来判断，其性能主要受当量比、表观速度、物料特性（化学组成、含水率、形态（粒径））、气化剂种类等因素的影响。以空气为气化剂，通过对木材、榛子壳、甘蔗渣、橄榄果渣、畜禽粪便、稻壳、城市下水道污泥等生物质进行气化研究表明，下吸式固定床气化炉的主要性能如下：当量比0．2～0．5，含水率&25%，可燃气主要成分中，含CO15%～20%、H215%～20%、CH40．5%～2%、CO210%～15%，热值4～6（MJ/Nm3），冷气效率55%～80%，碳转化率75%～95%，电转化率10%～15%。
　　笔者研究团队开发的稻壳和木片下吸式固定床气化炉，为了克服固定床的缺点，进行如下改进：
　　（1）提高设备的机械自动化水平：进料和出炭采用风送系统，集中供料和收炭；气化炉顶部采用拨料器自动拨料，炉内采用炉排结构，通过液压驱动升降往复，避免了炉内架桥和烧穿现象，无需人工通炉。
　　（2）降低焦油含量：采用二步进气方法，提高炉内反应温度，使炉内有两个高温氧化区，使可燃气经过二次裂解，不仅降低可燃气焦油含量，还提高燃气热值。
　　（3）便于放大设计：气化炉采用直筒形（Straitified），而非喉式（Imbert）气化炉，便于扩大规模设计。采用此种结构，目前已经成功开发出1MW的木片和稻壳气化炉。
　　（4）延长使用寿命：气化炉下炉体和炉排采用水夹套结构，既能冷却不在反应区炭的温度，又能降低炉体这几个部位的温度，延长炉体使用寿命。
　　3.2生物质燃气净化系统
　　生物质气化炉中产生的可燃气为气液混合物，不能直接加以利用，其中含有大量杂质，主要是固体杂质（灰、焦炭、颗粒）、液体杂质（焦油、水蒸气）和少量微量元素（碱金属等），必须经过净化处理才能进入发电机发电。固体杂质的去除比较简单，一般采用干式和湿式这两种物理法去除。干式除灰主要设备有旋风分离器、颗粒层过滤器、袋式除尘器等。湿式除灰是利用液体（一般为水）作为捕集体，将气体中杂质捕集下来，主要设备有鼓泡塔、喷淋塔、填料塔、文丘管洗涤器等。液体杂质，特别是焦油组分的去除比较复杂，这是气化技术的一大难点。焦油去除方法主要有机械/物理法、热裂解法和催化裂解法。虽然热裂解法和催化裂解法实验研究效果显著，但是离工业化应用还有很大差距，主要原因：催化剂易钝化，价格昂贵，难以回收利用；设备技术不成熟，成本投资太大等。因此目前应用最广泛的是机械/物理除灰/焦法。
　　3.3生物质燃气发电机
　　下吸式固定床气化发电所用发电机一般采用往复活塞式内燃机（RICEs）中的柴油机，其具有热效率高、启动性能好、耐久性好、维护周期长的优点。RICEs对生物质燃气质量要求是固体杂质含量少于50mg/Nm3，焦油含量少于100mg/Nm3。传统的RICEs一般都是以热值较高的天然气、柴油和汽油为燃料，而下吸式固定床气化炉产出的生物质燃气的热值一般只有4～6MJ/Nm3，其中含氢气量、氮气量分别为15%～20%、40%～50%（体积分数），而且可能还含有少量未净化完全的焦油。因此为了适应成分特殊、热值更低的生物质燃气燃料，RICEs必须经过适当的改进才能适用于燃气发电，主要包括机械部件和燃烧工艺的改进，改进型柴油机的电转化效率只有30%左右。
　　目前适用于生物质燃气发电的改进型柴油机一般都在200～500kW，山东淄博淄柴新能源有限公司与笔者研究团队合作已成功开发出1MW的燃气柴油机，使之与1MW下吸式固定床气化炉配套使用。
　　4生物质固定床气化多联产产品研究和应用分析
　　生物质原料经过固定床气化后转化成生物质可燃气、生物质炭、生物质提取液（活性有机物和焦油）三相产品，其中生物质燃气的应用已经相对比较成熟，对生物质炭和提取液的应用报道较少。生物质原料经过固定床气化后转化成生物质三相产品见图4，固定床生物质气化发电项目实例见图5，生物质提取液应用实例见图6。
　　4．1生物质可燃气的应用（发电和供热）分析
　　世界范围内有文献记载的商业化的生物质下吸式固定床气化发电（或供热）项目情况，在发达国家或者发展中国家都有分布，基本上属于小规模的应用（&3MW）（表1）。燃气用于供热时，需要在锅炉前加装特殊燃烧器。南京林业大学经过多年的研究成功开发出以稻壳和木片为原料的500～1000kW的下吸式固定床气化发电（或供热）设备，其中在安徽颍上和江苏常州的项目已经成功连续运行超过2年，技术已经成熟，另外还有几个项目正在建设和调试中，2年之内也将全部开始商业化运行。
　　笔者认为，通过开发出1MW的固定床气化炉及配套的1MW燃气发电机，然后多台并联的1MW气化炉通过储气罐供气给多台并联的1MW的发电机，即可实现下吸式固定床气化发电技术的中等及以上规模化生产，产生的电可并网使用。通过并网模式可以实现固定床气化发电的规模化发展，再通过回收发电机尾气（400～500℃）的热能，用于干燥原料，进一步提高生物质热效率，是一种有潜力的可再生能源利用方式。
　　4．2生物质炭的应用分析
　　4．2．1生物质炭的组成
　　生物质炭（Bio-char）是指由富含碳的生物质通过裂解或者不完全燃烧生成的一种富炭产物。生物质经过下吸式固定床气化后，产炭率为15%～25%。生物质炭根据其原料的不同，可分为农作物秸秆炭、木炭和稻壳炭等。表2列出3种气化炭的元素和工业分析，文献中分析了几种炭的微量元素含量、比表面积、孔容和孔径分布。总体上说，固定床气化产生的生物质炭还具备一定的燃烧热，富含植物生长必需的N、P、K、Ca、Mg等营养元素，具备较强吸附功能的孔隙结构。
　　4．2．2农业用&&有机复合肥料和土壤修复剂
　　生物质炭主要由碳元素组成，并富含植物生长所必需的营养元素及发达的孔隙结构，pH为8～10，因此其在农业上应用的前景广阔。其主要作用有：（1）碱性的生物质炭可以改良酸性土壤；（2）生物质炭发达的孔隙可以增强土壤的通气性和保水能力，同时也为微生物提供了生存和繁殖的场所；生物质炭的孔隙可以影响作物对分子的吸附和转移；（3）生物质炭的多孔结构使表层土壤空隙度增加，密度减小，这种结构有利于植物根系的生长，从而促进作物地上部分的生长，提高作物的产量；（4）生物质炭可以吸附和保持水分，并且可以增强土壤水分的渗透性；（5）生物炭在土壤中有极强的抗微生物和化学分解的能力，这使得它可以在土壤中存储较长的时间，同时缓慢释放营养供植物吸收；（6）生物质炭的多孔结构和表面丰富的含氧官能团使得生物质炭具有较强的吸附有毒物质的能力，可以用来修复污染土壤；（7）生物质炭具有积聚能量的性能，能适当提供土壤温度（1～3℃）。
　　基于生物质炭的以上功能，开展农作物秸秆炭（稻草炭、麦秸炭、玉米秸炭等）在农业上的应用，制成炭基复合肥料和土壤修复剂，使之&取之于田，用之于田&，对促进农业低碳、循环、可持续发展具有重要意义。沈阳农业大学以农作物秸秆炭为原料制成炭基缓释肥料，在大田试验中表现出明显的增产和提高品质效果，同时减少养分的淋溶损失和化学肥料的面源污染，维持了土壤的可持续生产能力，目前正处于市场开发和推广阶段。南京林业大学也利用生物质炭开发出有机肥料，基质等产品用于农业生产。现在，炭基复合肥料等产品都处于工业化推广阶段，需通过大规模推广应用来验证生物质炭还田的各种性能与效果。
　　4．2．3民用&&成型炭燃料根据表2可以看出生物质炭还有一定的燃烧热值，特别是木炭热值达到近31768kJ/kg，甚至超过标煤的热值（29260kJ/kg），因此将其制成成型炭和速燃炭，可替代煤广泛用于工业生产和民用生活，如工业锅炉、供暖、餐饮、烧烤等。生物质成型炭燃料具有形状规则、较高的堆积密度与强度、易燃、无烟、无污染、灰分少、热值高等优点。速燃炭制作时还需要添加一定量的引燃剂，包括各类易燃的无机材料，碳酸钠、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锶、氯化钠以及以一定质量比例混合的氢氧化铝和氯化钠，确保制成的速燃炭满足&一点即燃&。
　　4．2．4工业用&&活性炭/冶金保温材料
　　气化产生的木炭具有较高的固定碳，较低的灰分，非常适合制成活性炭产品，提高生物质炭的附加值，已有人对其可行性进行了研究。稻壳炭和稻草炭等虽然灰分含量较高，但是其Si含量也非常高，因此也可考虑用其制活性炭同时提取SiO2。稻壳炭目前主要还是用于冶金行业的保温材料，将其覆盖在钢水、铁水上进行保温，可大大提高成品率。
　　4．3生物质提取液（活性有机物和焦油）的应用分析
　　4．3．1生物质提取液成分
　　生物质燃气经水洗和冷凝后会产生大量提取液，提取液循环喷淋后浓度会逐渐增加。提取液的主要成分可分为两大类：一类为水溶性的活性有机物，主要成分为有机酸、酚类、醛类、酮类、酯类等有机物；另一类为易溶于有机溶剂的焦油，主要成分为芳香族化合物，大部分的焦油（分子质量较大）都会沉淀在提取液循环池底部，少量的焦油（分子质量较小）会漂浮于提取液表面。
　　目前关于生物质气化产生的活性有机物和焦油的具体组分的数据非常有限，而关于生物质热解产生的醋液的成分的定量和定性分析非常详细，两种工艺同属生物质热化学转化，只是温度和工艺有一定的差异。由文献可知几种生物质热解醋液的主要成分为酚类、酮类、有机酸和醛类等，密度为1～1．1g/cm3，pH为2～3，颜色为深棕色，并且具有浓烟焦味。通过GC/MS分析了热解产生的竹焦油的化学组分，含93种化合物，主要分为脂肪族化合物和芳香族化合物。脂肪族化合物的相对含量为7．31%，主要为环戊烯酮和有机酸衍生物；芳香族化合物的相对含量为75．24%，主要为烷基苯酚、烷基苯、杂环类及其取代物。
　　4．3．2生物质活性有机物提取液的应用
　　日本、韩国等国家对竹醋液的研究较为深入，已广泛应用于工农业和环境保护领域。经过江苏省疾病预防中心的细胞毒性试验，遗传毒性试验和经口急慢毒性试验证实活性有机物在农业生产上使用安全。大量研究表明，活性有机物具有以下功能：（1）促进农作物种子发芽、生根、生长；（2）提高水果的产量和糖度，改善鲜果口感和外观品质；（3）具有抑菌、杀菌和驱避害虫能力；（4）防治土壤中根结线虫病。
　　鉴于活性有机物的以上功效，可制成植物生长调节剂（叶面肥）和抑菌、杀菌剂。笔者所在团队在宁夏、江西、江苏、山东等省市对几种水果开展叶面肥的田间试验发现，提取液能增加西红柿的座果率，改善苹果的着色、口感和产量；与山东新港生物科技有限公司合作开发的叶面肥经2年多的推广应用，证明不仅具有肥效，又具有抑虫防病的功能，能提高农产品的品质，在农民中反响很好，推广应用前景广阔。另外，研究了提取液对线虫病的防治效果，使用400倍稀释的提取液对盆栽黄瓜土壤进行浇灌，与空白对照组对比后发现，土壤pH下降15.81%，病株率下降54.54%，病情指数下降59.51%，证明其对防治线虫病有良好的效果。此项技术的成功推广应用将有效减少农药用量，缓解有害生物的抗药性，减轻农药对环境的毒性压力，促进我国无公害、绿色及有机农业的发展。提取液在农业上的应用效果见图6。
　　4．3．3生物质焦油的应用
　　（1）特殊化学品。目前生物质气化焦油的产品开发还很少，然而煤焦油相关产品开发却已非常成熟。全世界每年需要消耗3．7&107t芳烃类化学品，其中有1/6只能从煤焦油提取出来，例如15%～25%的BTX（苯、甲苯和二甲苯）和95%的多环芳烃只能来自于煤焦油。为了得到高附加值的化学品，根据焦油成分沸点的不同，焦油需要通过蒸馏进行粗分，然后再使用其他的技术进行提纯分离成各种化学品。煤焦油的高附加值提纯利用，可为生物质气化大规模发展产生的生物质焦油的应用提供思路。
　　（2）可再生燃油（Bio-oil）。目前对于快速裂解制生物油的研究非常多，很多研究者将其作为可替代柴油、汽油的可再生绿色燃料进行开发和应用。快速裂解生物油由于黏度高、腐蚀性强、热不稳定、易老化和低热值等缺点，难以直接作为燃料使用。目前有几种方法对其进行品质升级，有物理方法和催化升级等方法。物理方法：通过添加极性溶剂（如甲醇），可改善生物油的黏度和均匀性，提高热值；或者添加表面活性剂后与柴油进行混合乳化，经过物理法升级的生物油可替代柴油、汽油等供发电机发电或供锅炉燃烧。催化升级：通过催化加氢和催化裂。
　　气化焦油和快速裂解产生的焦油（生物油）的热值相差不大（表3），只是气化焦油中水分、碳元素和灰分含量更高，因此气化焦油与快速热解生物油一样，具备制成高品质生物油的潜力。
　　目前，生物质气化的焦油还难以进行工业化应用。原因是与煤焦油相比，各地气化工厂产生的焦油太分散，且产量也不是很大，最好隔一段时间收集清理一次，如果不能高附加值利用，为防止造成环境污染，可直接与原料混合后进气化炉再次气化，或者与木炭混合制成成型炭棒供锅炉燃烧。
　　综上所述，生物质气化技术的困境主要是技术不够成熟，气化副产物未加以资源化利用，规模效益不突出。生物质气化多联产技术的提出为生物质气化技术走出困境指明了新思路，将彻底解决气化技术目前存在的问题。生物质气化技术虽然是一项传统的技术，但是在原有技术的基础上，深入研究它的发生、发展和调控规律，克服它固有的某些缺陷，并赋予它更多的新活力。对生物质气化技术的认识和应用，将会在我国和世界的生物质资源化利用领域中，发挥它应有的贡献。
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