生物燃料发展趋势篇（1）

 

一、新能源汽车定义及分类

根据我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（包括太阳能汽车）、燃料电池汽车、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。

二、国际新能源汽车发展态势分析

（一）发展环境分析

1．能源危机成为新能源汽车发展的动力。石油资源的日益枯竭和石油价格的巨幅波动，不仅对世界各国经济造成了重要影响，更引起各国汽车产业的深刻变革：大排量、高油耗的汽车不再受到大多数消费者的青睐，燃油节约型汽车逐渐成为汽车市场的主流。世界各国欲借发展新能源摆脱其对石油的依赖发展趋势，逐步形成了新的世界经济增长模式。

2．金融危机提供新能源汽车发展的机遇龙源期刊。全球金融危机的爆发给新能源汽车的产业化发展提供了新的机遇。为了摆脱经济低谷，拉动经济复苏，获得市场[1]竞争先机，并使自己在未来的产业竞争格局中占据有利位置，发展新能源汽车成为世界各大汽车企业共同的战略选择。

3．环境污染呼唤新能源汽车时代的到来。随着汽车产业的快速发展，汽车已经成为城市的污染源之一。汽车尾气主要成分是CO、HC、NOX和颗粒物等，在城市中心，交通排放的CO形成的污染物浓度占CO总浓度的90%～95%，HC和NOX占80%～90%，而这些排放物正是造成地球气候变暖的重要原因之一。

4．技术变革促进新能源汽车的研发和生产。除了常规的化石能源（煤、石油）以外，新能源与可再生能源（太阳能、风能、水能、生物能等）的开发和利用比例逐渐提高，并由此产生了相应的多种新技术。能源的多样化发展给汽车新技术的应用带来了无限可能，各类新能源汽车的研发和生产必然会将汽车产业领域延伸、拓展到更加广泛的产业范畴。

（二）发展特点分析

新能源汽车在全球刚刚起步，代表着汽车产业未来的发展方向。混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台发展趋势，继承了先进内燃机技术，结合了高效洁净的电力驱动方式，既充分利用现有燃料基础设施，又能包容各种代用燃料，已成为新型动力系统汽车产业化的典型代表，开始大规模产业化发展，其中插电式混合动力汽车越来越受到重视；纯电动汽车借助各种高新技术特别是新型动力电池技术的进步找到了新的发展机遇，开始进入市场，并有快速增长的趋势；燃料电池作为一种新兴能量转换装置，尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍，但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被看好，各种资助和示范验证正在进行，真正进入市场将还有一个较长的时期；代用燃料汽车可以用天然气、液化石油气、生物柴油、合成燃料、醇类燃料、醚类等多种清洁替代能源，成为解决石油资源短缺的重要途径。

（三）发展战略比较

美国长期侧重降低石油依赖、确保能源安全的战略发展趋势，将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重要措施，并以法律法规的形式确定其战略定位。美国从20世纪80年代起在不同的阶段提出了不同的车用能源发展战略，克林顿时期以提高燃油经济性为目标，混合动力是其主要的技术解决方案；布什时期追求零排放和对石油的零依赖，氢燃料电池汽车是其主要的技术解决方案，后期还计划用10年时间实现20%的石油替代和节约，主要措施是使用生物质燃料；近期奥巴马大力发展电动汽车，实施了总额48亿美金的动力电池以及电动汽车的研发和产业化计划，其中40亿美金用于动力电池的研发。

日本长期坚持确保能源安全、提高产业竞争力的双重战略，通过制订国家目标引导新能源汽车产业的发展，同时高度重视技术创新龙源期刊。日本在2006年“新国家能源战略”中明确提出，通过改善和提高汽车燃油经济性标准、推进生物质燃料应用、促进电动汽车应用等途径，到2030年交通领域对石油的依赖能够降低20%。重视生物燃料和燃料电池等技术开发，拟在2011年单年度生产生物燃料5万千升发展趋势，计划在五年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池，以及氢燃料电池科技。近期又将大力发展电动汽车作为低碳革命的重要内容，计划到2020年以电动汽车为主体的下一代汽车能够达到1350万辆。日本的混合动力汽车已形成产业化，丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销，在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。

欧洲更加侧重于温室气体减排战略，将满足日益严格的二氧化碳排放限制要求作为发展新能源汽车的主要驱动力。欧洲新能源汽车发展的主要目标在早期以生物质燃料和天然气为主，在本世纪初期提出到2020年实现23%的石油替代，主要是生物质燃料、CNG以及氢燃料，但近期对于电动汽车给予高度关注。欧洲在发展电动汽车方面起步较晚，但是国家规划非常细致、系统，从基础研发做起，分阶段从研发产业化、基础设施方面给予统筹布局。2009年下半年德国的电动汽车计划以纯电动汽车为重点，分别提出了2015年、2020年的产业化和市场化的发展目标。

（四）产业政策分析

上世纪90年代以来，美日欧等国先后出台了一系列法律、规划、政策文件发展趋势，加强了对形成本国电动汽车产业的有效支持，主要体现在以下几方面：高度重视产业初创期的政策扶持；主要采用税收和补贴等政策支持措施；税收、补贴政策往往与油耗控制政策及尾气排放控制政策相结合；注重加强对降低整车重量的政策引导。2008年国际金融危机爆发以来，世界各国加强了对本国汽车产业的扶持力度，尤其是针对培育形成本国的新能源汽车产业出台了一系列扶持政策，关注点重在两个方面：大力支持先进电池等技术的研发和鼓励购买电动汽车。

2009年1月，韩国颁布“新增长动力规划及发展战略”，将绿色技术、尖端产业融合、高附加值服务等三大领域共17项新兴产业确定为新增长动力，在绿色运输系统方面，提出重点开发油电混合动力汽车等自主核心技术，实现关键零部件和材料国产化，2013年进入绿色汽车世界4强。2009年9月，美国“美国创新战略：推动可持续增长和高质量就业”，提出拨款20亿美元，支持汽车电池技术等的研发和配件产业的发展发展趋势，尽快生产出全球最轻便、最廉价和最大功效的汽车电池，使美国电动汽车、生物燃料和先进燃烧技术等站在世界前沿。

2009年4月1日，日本开始实施“绿色税制”，免除消费者在购买纯电动汽车、混合动力汽车、清洁柴油汽车时的多项税收，还提出在2009年11月后的一年时间里再提供2300亿日元左右的资金用于支持节能环保车型的补贴龙源期刊。2009年7月1日，美国政府提出了总额10亿美元的“汽车折价退款机制”——以旧换新补贴政策，计划为期一年；“美国创新战略：推动可持续增长和高质量就业”提出，为鼓励消费者购买电动汽车，美国政府将提供总额高达7500亿美元的税收抵免。英国政府在2010年度预算案中提出“绿色复苏”计划，其核心是挑选2～3个城市作为仅适用电动汽车的纯绿色城市，重点推动普及电动汽车；在全国范围内建立一个充电网络，保证电动汽车能在路边充电站及时充电；对放弃污染较高旧车、购买清洁能源车的消费者，提供每车2000英镑的补贴。

（五）发展趋势分析

在车用动力电池领域，混合动力和纯电动车用动力电池负责储存并为电动机提供电能发展趋势，其性能、成本和安全性很大程度上决定着混合动力汽车和纯电动汽车的发展进程。从当前的技术水平以及发展趋势来看，镍氢电池是目前应用最为广泛的车用动力电池，由于其技术成熟度和成本上的优势，在短期内仍将是混合动力汽车的首选动力。锂离子电池具有无记忆性、低自放电率、高比能量、高比功率、环保等诸多优点，应用前景较好，一旦成本问题得到解决，将成为纯电动汽车和插电式混合动力汽车的主要动力选择。

在车用驱动电机领域，永磁无刷电动机结构灵活、设计自由度大、性能较好，适合成为电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动，已经在混合动力轿车上进行较多应用，但是受永磁材料工艺影响和限制较大，而且控制系统复杂，造价很高；开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，结构简单、维护修理容易、可靠性好、转速和效率高、调速范围宽、控制灵活发展趋势，如果其技术瓶颈（转矩波动大、噪声大、需要位置检测器、结构复杂性较大等）得到突破，将更适合电动汽车动力性能要求，被视为最具潜力的电动车电气驱动系统。

电子控制技术在新能源汽车中发挥着极其重要的作用，应用在汽车的各个领域，包括动力牵引系统控制、车辆行驶姿态控制、车身控制和信息传送。随着集成控制技术、计算机技术和网络技术的发展，汽车电子控制技术已明显向集成化、智能化和网络化三个主要方向发展。

三、国际新能源汽车发展经验总结

从国际经验看，各国政府都制定和实施了系统的激励性政策，在发展规划、关键技术研发投入、消费政策、环境标准、道路交通管理等方面，都为新能源汽车产业的发展提供了宽松的环境。

1．发展规划制定。美国、日本、韩国、欧盟等根据产业发展所处阶段的实际需要，制定分阶段、分类别发展规划，动态调整新能源汽车产业发展的扶持政策，使电动汽车产业顺利实现由政府推动过渡到市场推动。

2．基础研究资助。美国、日本、欧盟等地政府组织科研大攻关，协调全境范围内甚至全球范围内的政府机构、科研单位、汽车和燃料厂商，对未来新能源汽车技术进行大规模的基础研究发展趋势，并对新能源汽车的示范运行直接补贴龙源期刊。

3．财税政策激励。各国政府通过财税政策降低消费环节新能源汽车的购车成本和使用成本，从经济上激励消费者购买、使用新能源汽车，主要措施包括：购置税减免、返还以及直接补贴，许多欧盟国家基于燃油效率和环保性能制定车辆税费，针对消费者购置新型、清洁和高能效汽车给予税收减免；征收燃油税，欧盟实施高税率燃油税激励消费者选用节能环保的先进柴油车。

4．技术法规限制。美国、日本、欧盟等普遍采用强制性技术法规限制燃油消耗和尾气排放，并逐步提高技术标准，促使汽车生产商加大研发投入，生产新能源汽车。各国和地区的法规主要有：美国的CAFE标准和Tier标准、日本燃料经济性标准和尾气排放标准、欧洲自愿协议和欧盟尾气排放标准。

5．交通管理奖罚。为鼓励新能源汽车的发展，美国、日本、欧盟等地在交通管理措施中也有所体现，给予新能源汽车交通优先和停车免费等奖励，对高油耗、污染大的汽车采用惩罚性的措施。

参考文献

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[2]程广宇.国外新能源汽车产业政策分析及启示[J].中国科技投资，2010，(5).

生物燃料发展趋势篇（2）

收稿日期：2011-10-19

作者简介：鞠洪波（1985―），男,山东安丘人,助理工程师,主要从事建筑防火设计和防火材料的研究工作。

中图分类号：TQ323.16

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2011)11-0136-03

1引言

阻燃材料分为有机阻燃材料和无机阻燃材料,目前阻燃材料主要利用添加阻燃剂来实现阻燃效果,阻燃剂现在种类繁多,主要有无机和有机阻燃剂,有机阻燃剂目前使用较为普遍,具有阻燃效果好、添加量少、对材料的其他性能影响小等特点,但它在燃烧过程中发烟量较大,会释放出有毒性、腐蚀性的卤化氢气体。无机阻燃剂具有无卤、无毒、低烟,热稳定性好、不挥发、不析出、不产生腐蚀性和有毒性气体且价格便宜,可利用的资源丰富等优点,但却存在添加量大且与基材亲和力差,阻燃效果差，对材料的加工和机械性能影响大等缺点。

现在社会对环境的要求越来越高,意大利都灵理工学院的Giovanni Camino教授指出,对很多材料的强制性要求是与减少火险,即着火的可能性紧密相连的。该方面的未来挑战不仅包括开发着火危险低、危害小的阻燃材料,重要的是还需符合可持续发展理念。说明在未来的发展中,阻燃材料不仅要满足环保的性能,还要满足可持续发展的要求。

阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂之一,添加阻燃剂对高分子材料进行阻燃处理,可以阻止材料燃烧或者延缓火势的蔓延,使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。随着合成材料被广泛应用到与生产和生活密切相关的诸多行业中,如建筑业、塑料制品业、纺织业、运输业、电子电器业、航天业,阻燃剂的重要性愈加不容忽视。现代科技的进步以及世界范围内对安全和环境保护的重视,使人们对材料的阻燃要求也愈来愈高,促使阻燃剂的研制、生产及推广应用得以迅速发展,阻燃剂的品种日趋增多、产量急剧上升。目前,全球阻燃剂的65%~70%用于阻燃塑料,20%用于橡胶,5%用于纺织品,3%用于涂料,2%用于纸张及木材［1］。

2阻燃剂的发展现状

近年来,随着防火安全标准的日益提高和塑料产量的快速增长,全球阻燃剂的用量不断增长［2］。按照化学组成,阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂,有机阻燃剂主要以卤素添加剂为主,无机阻燃剂在合成材料中,除了有阻燃效果外,还有抑制发烟和氯化氢生成的作用,而且赋予材料无毒性、无腐蚀性和价格低廉等优点。国外工业发达国家无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂,如美国、西欧和日本等工业发达国家地区无机阻燃剂的消费占总消费量约60%,而我国不到10%,因此我国发展无机阻燃剂非常紧迫,而且潜力巨大［3］。目前我国阻燃系主要品种有卤系、铝镁系、磷系、卤-磷系、硅系、硼酸盐系等。

2.1卤系阻燃

卤系(溴系)阻燃剂是目前产量最大且应用最多的阻燃剂之一。其阻燃机理主要是在添加了阻燃剂的材料燃烧时阻燃剂分解释放出卤化氢,卤化氢捕获自由基,阻止传递燃烧链,生成活性较低的卤自由基从而减缓或中止燃烧,卤化氢和燃烧时生成的卤素自由基具有非挥发性和低迁移性,容易在燃烧的表面对氧气产生稀释作用从而也有利于阻止燃烧,市场常用品种目前有近百种。包括十溴二苯醚,四溴双酚A,八溴醚,溴化环氧树脂,十溴二苯乙烷,四溴醚,溴代聚苯乙烯,六溴环十二烷及氯化石蜡,得克隆,CPE等。

卤系阻燃剂主要应用在热塑性塑料和热固性树脂中,热塑性塑料中阻燃剂的应用以溴系的十溴二苯醚,十溴二苯乙烷,八溴醚,溴代聚苯乙烯等为主,卤系阻燃剂具有阻燃效率高,价格适中,对阻燃制品性能影响小,与塑料等相溶性好,使用方便,加工性能好等诸多优点。因此受到市场的青睐。在电子电器,汽车,建筑,包装,纺丝等行业的塑料制品阻燃中由于对材料的机械性能要求苛刻,卤系阻燃剂几乎是一枝独秀。卤系的十溴二苯醚,十溴二苯乙烷,四溴双酚A等在阻燃热固性树脂方面也有非凡表现,但有被价格低廉的无机阻燃剂和磷系取代的趋势。

2.2铝系阻燃

氢氧化铝是问世最早的无机阻燃剂之一,也是国际上阻燃剂中用量最大的一种。目前氢氧化铝占全球无机阻燃剂消费量的80%以上,广泛应用于各种塑料、涂料、聚氨酯、弹性体和橡胶制品中［4］,具有阻燃、消烟、填充3大功能,不产生二次污染,能与多种物质产生协同作用、不挥发、无毒、无腐蚀性、价格低廉。氢氧化铝的阻燃机理是向聚合物中添加氢氧化铝,降低可燃聚合物浓度;在250℃左右开始脱水,吸热,抑制聚合物升温;分解生成的水蒸气稀释了可燃气体和氧气浓度,可阻止燃烧进行;在可燃物表面生成Al2O3,可阻止燃烧［5］。

氢氧化铝也存在许多不足之处包括氢氧化铝的阻燃效果随着添加量的增加而增强,但是填充量过大会降低物质的强度;氢氧化铝单位质量吸热量较大,分解温度低,在245~320℃的温度范围内完成脱水反应,因此只能适用于加工温度较低的聚合物。在现在和未来很长一段时间里,氢氧化铝添加型阻燃材料将继续作为主要的阻燃材料添加剂。

2.3镁系阻燃

氢氧化镁属于添加型无机阻燃剂,与同类无机阻燃剂相比,氢氧化镁无论在原料来源、制备过程、废物处理等方面都是一种环保型绿色阻燃剂,具有更好的抑烟效果,由于火灾中有80%由烟窒息而死亡,因此当代阻燃剂技术中“抑烟”比“阻燃”更为重要;氢氧化镁的分解能高(1 137kJ/g),且热容也高,比目前常用的无机阻燃剂氢氧化铝的热分解温度高出140℃,可以使添加氢氧化镁的合成材料承受更高的加工温度,有利于加快挤塑速度,缩短模塑时间,同时亦有助于提高阻燃效率,同时氢氧化镁与其他阻燃剂有良好复合能力［7］,复配使用可广泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、高抗冲聚苯乙烯和ABS 等塑料、橡胶行业。氢氧化镁是一种环保绿色阻燃剂,未来前景不错,作为阻燃材料添加剂,在未来的阻燃材料添加剂中,将会得到重视,但是价格较高。

2.4磷系阻燃

无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸铵,其中研究和应用较多的为红磷。红磷是一种性能优良的阻燃剂,具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果,但是在实际应用中易吸潮、氧化、并放出剧毒气体,粉尘易爆炸,而且呈深红色,在与树脂混炼、模塑等加工操作过程中存在着火危险,且与树脂相容性差,不易分散均匀,导致基材物理性能下降［8］,因此使用受到很大限制。

经改性和表面处理的红磷,如在红磷中加入金属粉末(铝、锌等)或金属氢氧化物(氢氧化铝、氢氧化锌等)可抑制其氧化速度;使用硝酸银、氯化汞、活性炭、氧化铜等可以捕捉磷化氢,从而解决了红磷阻燃热塑性塑料的毒性问题;把石蜡油、氯化石蜡、有机硅酮等添加到红磷里,可以减少粉尘。红磷的微胶囊化技术是表面处理最有效的手法,微胶囊技术是近20 年来发展起来的新技术,其制备方法就是将液体、固体或气体囊心物质(芯材)分细,然后以这些微滴(粒)为核心,使聚合物成膜材料(壁材)在其上沉积涂层,形成一层薄膜,将囊心微滴(粒)包覆［9］。经包覆处理的红磷具有低烟、低毒、无卤、相容性好、物化性能优良等特点［10］。

2.5硅系阻燃

含硅阻燃剂的聚合物少烟无毒、燃烧热值低、火焰传播速度慢,而受到重视,其发展潜力和应用前景十分巨大。通过改进分子结构、调节摩尔质量等改善成炭性以及与基体树脂的相容性,提高阻燃效果;通过聚合、接枝和交联技术开发含硅共聚物,既可以作为高阻燃性材料也可作为阻燃剂使用,通过开发高效的聚硅氧烷协效阻燃体系,进一步提高含硅化合物阻燃剂的阻燃效率和提升阻燃材料的综合性能指［11］。陈伟红认为［12］,含硅材料的阻燃仍属凝固相机理,即它主要通过在表面形成有效隔热层,通过阻碍热量和可燃性气体的扩散而延缓燃烧速度和热释放速度。因此,含硅材料阻燃性能的优劣与隔热层的形成条件密切相关。今后的工作应集中在隔热层的形成机理和影响因素研究上。

2.6硼酸盐系

硼酸盐系列产品也是一种常用的无机阻燃剂,有偏硼酸铵、五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸铵、偏硼酸钡、硼酸锌。目前主要使用硼酸锌产品。根据组成不同,硼酸锌阻燃剂有十几个品种,而低水硼酸锌(ZB-2335)是一种性能优良的固体无机阻燃剂,化学式为2ZnO•3B2O3•3•5 H2O,白色结晶状粉末,熔点为900℃,硼酸锌有很好的阻燃和抑烟作用,在300℃开始释放出结晶水,在卤素化合物存在下,生成卤化硼、卤化锌,抑制和捕获游离的羟基,阻止燃烧连锁反应;同时形成固相覆盖层,隔绝燃烧物的表面空气,阻止火焰继续燃烧并能发挥消烟灭弧作用。硼酸锌阻燃剂可以单独使用,也可与有机卤化物、三氧化二锑协同使用,协同使用效果更好［13］。由于硼酸盐类阻燃剂价格相对较高,限制了其应用,主要应用于高层建筑的橡胶制品配件、电梯、电缆、电线、塑料护套、临时建筑、军用制品、电视机外壳和零部件、船舶涂料及合成纤维制品等,而且在一些领域具有无法替代的优越性,因此发展前景看好。

3阻燃剂的发展趋势

3.1无卤化趋势

卤素阻燃剂因其用量少、阻燃效率高且适应性广,已发展成为阻燃剂市场的主流产品。但卤素阻燃剂的严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体,可导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对环境的污染;对人体呼吸道和其它器官的危害甚至因窒息而威胁生命安全。近几年,美国、英国、挪威、澳大利亚已制定或颁布法令,对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品的使用所释放的酸性气体进行规定,开发无卤阻燃剂取代卤素阻燃剂已成为世界阻燃领域的趋势。

无机阻燃剂(Al(OH)3、Mg(OH)2等)来源丰富、价格低廉,但其阻燃效果较差,添加量大,对制品的性能影响较大,因而国内外努力向超细化、微胶囊化、表面处理、协同增效复合化方面进行技术开发。美国Alcoa公司、Alcan化学公司、Lonza公司和Solem公司不断推出新品种,如Zerogen、Halfree、Hydrax、Magnifin系列等,国内的山东铝厂、江苏海水研究所、北京化工大学、大连理工大学等对此进行了研究开发,研究出阻燃性能好、粒径小、补强效果明显的无机阻燃剂。北京化工大学已实现了超细Mg(OH)2类水滑石的产业化。

红磷阻燃效率高、用量少、适用面较广,微胶囊化红磷克服了红磷吸潮、易着色、易爆炸等缺点。磷的稳定化处理-微胶囊化技术在阻燃领域深受重视,英国、日本开发研制的产品已商品化,主要产品有英国Albright&Wilsom公司的AMGARDCPC、AMGARDCRP系列,日本的RINKA系列。我国的北京理工大学、湘潭大学、天津合成工业研究所对此也进行了研究开发,已有中试产品供应。

膨胀型阻燃剂由于具有在燃烧过程中发烟量少、无有毒气体产生,被认为是实现无卤化很有希望的途径之一。美国、意大利等国已商品化,如美国HoechstCelanese公司销售的ExolitIFR系列,Monsanto公司销售的PHOS CHEKP/40,大湖公司的CN 329、CN 1197,意大利Montedison公司销售的SpinflamMF82等。国内的北京理工大学、中山大学、中国科技大学、上海消防科研所、安徽化工研究院对此进行了研究,但国内膨胀型阻燃剂并未商品化,其开发产品主要处于研究阶段。

3.2抑烟化、减少有害气体趋势

据统计,火灾中发生的死亡事故80%是由于燃烧所释放的烟和有毒气体的窒息造成的。研究开发新型阻燃剂,降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量,成为近年来阻燃领域中的重点研究课题之一。目前采用的抑烟剂主要以金属氧化物、过渡金属氧化物为主,主要有硼酸锌、钼化合物(三氧化钼、钼酸铵)及其复配物、镁-锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜等,主要产品有美国Broax公司Firebrake硼酸锌系列、XP系列,Climax公司的MolyFR钼酸盐系列,Alcan公司提供的两种含锡及其它元素的Flamtardh和Flamtards等。此外,某些无机填料(Al(OH)3、Mg(OH)2等)同时具有阻燃抑烟的功效,膨胀型阻燃剂的多孔炭层也具有阻燃和抑烟的双重作用。

2011年11月绿色科技第11期

4结语

阻燃剂已经随着高分子材料的广泛应用而得到了很大发展,并且随着人们环保意识的增强,新型阻燃剂品种不断出现,一些新兴技术也被不断地应用于阻燃剂的研究和生产。目前我国使用的阻燃剂主要以有机卤系阻燃剂为主,它具有与有机高聚物相容性好、阻燃效果好、添加量少、对材料的其他性能影响小等特点,然而它在燃烧过程中发烟量较大,释放出有毒性、腐蚀性的卤化氢气体。与有机阻燃剂不同,无机阻燃剂具有无卤、无毒、低烟,热稳定性好、不挥发、不析出、不产生腐蚀性和有毒性气体且价格便宜,可利用的资源丰富等优点,但却存在添加量大且与基材亲和力差,阻燃效果差、对材料的加工和机械性能影响很大等缺点。

综合阻燃剂的优劣,人们越来越倾向于选择使用无机阻燃剂。目前工业发达国家的无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂。国外对阻燃剂的研究已进入相对完善的发展阶段,而在国内,阻燃剂还是一个新生的工业,有关研究起步较晚,虽已取得了长足的发展,但是与先进国家相比,在产量和品种结构上都还有一定的差距。

纵观近年来的阻燃剂研究开发与发展状况,可以看出其正逐步向环保化、低毒化、高效化、多功能化等方向发展,超细化技术、微胶囊化技术、复配协同技术、交联技术以及大分子技术等阻燃剂研究开发新技术将不断得到发展。

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生物燃料发展趋势篇（3）

中图分类号：F426.22；U473.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0266-01

随着我国经济迅速发展以及人口急剧增加，汽车拥有量也急剧增长，导致能源消耗量、温室气体和各种有害物质排放量激增。在这种形势下，清洁高效的天然气能源日益受到重视，随着天然气汽车工业的不断发展，加气站应运而生，发展汽车加气站逐渐成为改善环境和促进经济可持续发展的最佳选择。

1 以天然气作为汽车燃料的优缺点

作为汽车燃料的天然气通常分为压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种，其成分90%以上是甲烷，并经脱水、脱硫净化处理。与传统汽柴油燃料相比，天然气作为新兴的汽车燃料有其不可取代的优势，但不可避免的也存在着一些劣势。下面分别进行对比分析：

1.1 优点

1.1.1 环保

因为天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，其分子较小且结构简单，燃烧完全，燃烧后释放的碳氢化合物，几乎不会合成臭氧。而传统的汽柴油燃料，其分子较大，具有多重碳-碳键，燃烧时会伴随着更为复杂的一系列反应，这些反应增加了不完全燃烧的可能性并且易于放出未燃烧的、易发生光化合反应的碳氢化合物，从而加剧环境的污染。由此可见，以天然气代替传统的汽、柴油作为汽车燃料，可以有效降低尾气污染物的排放量，从根本上改善环境质量。

1.1.2 经济

①节省燃料费：以压缩天然气（CNG）汽车为例，通常情况下，压缩天然气的平均价格约为4.3元/Nm3，92#汽油的平均价格约为7.6元/L，而1Nm3CNG的热值相当于0.95L93#汽油，每辆燃气汽车年平均用气量约为11000Nm3，那么在提供相同热值的情况下，燃气费每年仅需要约47300元，而燃油费每年则需要约79420元，即每辆燃气汽车每年可节省约40%的燃料费。②降低维修费：传统汽、柴油中的蜡和胶质等杂物是形成积碳的主要成分，使用天然气作为汽车燃料能有效减少积碳，保护发动机免受伤害，延长发动机的使用寿命，可以延长大修时间20%以上，油更换周期延长到15000km。与使用常规燃料相比，可节约50%左右维修费用。

1.1.3 安全

就天然气本身而言，无毒，且不含有一氧化碳，比重p于空气，一旦泄漏会立即向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。而车用天然气（CNG、LNG）的燃点也都比汽、柴油高，不宜点燃；密度低，很难形成遇火燃烧浓度，稍有泄漏即挥发扩散。且抗爆性能好，爆炸极限仅为5%～15%，由此可见以天然气作为汽车燃料比传统的汽、柴油安全性更高。

1.2 缺点

以天然气作为汽车燃料虽然拥有上述诸多优点，但实际上我国不仅是“相对贫油国”，还是“相对贫气国”，人均天然气资源量只相当于世界平均水平的1/7，随着天然气消费量的逐年增长，供需缺口也将逐年增大。因此，如果找不到能部分替代天然气的新能源，用天然气作为汽车燃料来缓解当前的石油资源供需矛盾只能是暂时可行的战略路径，不会持久。除此之外，在燃气汽车应用的过程中，用户普遍也发现了一些问题：例如动力不足；车身太重；加气不方便，只能跑短途等。但相信经过不断的技术改进和加气站的开发建设，这些问题都可以得到解决。

2 汽车加气站的发展趋势

由于天然气具有低碳环保、经济实惠等诸多优点，近几年被广泛应用于车用燃料，国内的很多城市都在大力发展天然气汽车。预测近几年，天然气汽车在我国仍将呈“爆炸式”增长。这就要求加气站无论从数量还是规模上都跟上这个增长速度，以满足供应需求。此外随着我国西气东输工程的不断推进，更多的地方可以使用到廉价的天然气，也确保了加气站可以得到充足的气源。因此在未来的几年稳步推进数量适度、分布均衡的加气站十分有必要。

加气站类型主要分为油气合建站、单纯加气站和加气母站三种。现如今，全国范围内加油站的布局网络已经基本形成，所以加气站在选址时可以充分利用现有加油站的布局，建设适当数量的油气合建站，油气合建站主要建于干道和社区，占加气站总数的90%左右。针对单纯加气站即CNG加气站、LNG加气站、L-CNG加气站和LNG/L-CNG加气站的建设，需根据站区现场或附近是否有管线天然气。CNG加气站一般又可分为母站、常规站和子站：加气母站在城市门站储配站或天然气高压主管道上取气，气源稳定且压力波动小，不受工业民用天然气用气的影响，一般建于靠近城市门站的远郊；常规加气站一般建于靠近城镇燃气管道的城市中心区、城郊；加气子站基本没有土建工程，采用撬装设备，搬迁容易，受土地资源约束少，占地少，主要建于附近无城镇燃气管道的城市中心区、城郊；LNG加气站主要建于高速公路、城郊及公交停车场、物流站场等有LNG加气需求的场所；L-CNG加气站和LNG/L-CNG加气站主要建于附近无城镇燃气管道或母站的城市中心区、城郊。

今后在加气站建设方面，稳步推进加气站建设极为关键。需综合考虑各类加气站的特点，选择最合适的加气站类型。发展加气站的前提是要尽快做好前期调研和发展规划研究，对市场环境和供需群体进行透彻分析，然后通过对天然气汽车用户的用气需求预测进一步确定加气站的规模和数量，避免在加气站发展过程中出现盲目选址、布局混乱、种类单一、结构不合理等情况。

3 结语

天然气是一种洁净的能源，燃烧后的主要生成物为CO2和H2O，其产生的温室气体只有煤炭的一半，石油的2/3，天然气是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料。大力发展包括城市公交车、出租车、物流配送车、载客汽车、环卫车和载货汽车等以天然气为燃料的运输车辆，符合政府提出的以城市公交车、出租车和环卫车为重点，推广使用天然气燃料汽车，倡导私家车采用天然气作为汽车燃料。加快建设车用天然气加气站，满足市场发展和实际运行的战略要求。

生物燃料发展趋势篇（4）

柴油机的开发焦点已由传统的优先考虑经济性、可靠性和耐久性逐步转为目前的优先考虑环保的要求，即以优先保护好人类赖以生存的地球环境为出发点去考虑采用何种技术，去评价其先进性。

优先考虑柴油机排放、噪声对环境的影响问题，与过去相比也有不同，就是在满足目前对排气污染物、颗粒排放及噪声的限制要求时，不再以牺牲经济性、动力性和比质量等为代价，而是在达到上述目标的同时使产品具有可竞争的商业价格。欧洲一些公司近年或稍后将继续推出能满足环境要求的百公里油耗为3l的柴油机。

当前和将来一个时期车用柴油机技术的发展趋势突出表现在如下几个方面：

一、进一步优化燃烧系统，特别重视开发和选择喷射系统

perkins公司的ouadram燃烧室、日野公司的hmms燃烧室，小松公司的mtec燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等，都在试验开发阶段，其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合，并配合以合适的燃油喷射系统。

目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180mpa，实验室内已到200 mpa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射 规律 和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点，随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗，提高车辆装载效率，必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗，随着高增压和高a化，组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前，在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时，从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

三、全 电子 优化控制

如前所述，目前对燃油喷射时间、喷射量、惯性增压、增压器、进气涡流及废气再循环(egr)等都能实现电子优化的可变控制，从而对降低排放、减少油耗、提高输出功率和启动性能等有很大作用；但是，这些控制中的多半内容，如egr、自动诊断等，还有很多技术不够完善，有待进一步研究和开发，今后还将继续开发其它方面的电子可变控制机构，尤其是与整车相协调统一的综合化的全电子控制系统。

四、排气后处理技术

柴油机能否像汽油机那样使用催化剂大幅度减少排放，尤其是no x ，这是柴油机研制者一直追求的目标。日美欧现都在对此进行研究，日本有关大学、研究所和厂家正在对沸石镁及氧化铝的催化剂上用还原剂进行no x 还原试验，美国福特等公司也正在对催化还原系统(scr)及deno x ，催化器两种no x 还原系统进行研究。

scr技术是利用氮氧化物有选择地与存在于废气中的或喷入的反应剂反应，利用一个催化器降低no x 排放，排出生成的氧气。还原反应剂可以是在柴油机废气中的hc化合物或是由附加油箱直接喷入废气流中的物质，如氨等。

与scr技术相比，denox催化技术系统简单，无有害生成物，目前认为最具发展潜力。denox催化技术主要是将nox催化热裂变为n 2 和o 2 ,目前的问题是废气在催化器中停留时，催化器效率不高，因此带来转化还原效率也受到很大限制。

为减少颗粒排放而研制的各种“柴油机颗粒收集器或称过滤器(def)”，虽然不少产品已在欧洲轿车柴油机上装车使用，但由于def的耐久性差且过滤器的再生问题也没有彻底解决，因此，该项技术也正在进一步改进和发展中。

五、改进燃料

燃料性能的改进，对减少排放起到很大作用，日本继美欧之后，从1997年开始把轻油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐，同时减少egr造成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒；进一步减少硫含量，提高十六烷值，可进一步降低no x 。减少芳香烃，尤其是减少3环以上的芳香族成分，可减少排放颗粒中的硫化物、降低90%的蒸馏温度、改进点火性能；通过使用含氧燃料或添加剂，可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加，确保燃油喷射装置的润滑性，人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。

六、代用燃料

随着世界能源危机和环境污染问题的日趋严重，寻找一种更清洁的替代石油的原料已势在必行。经过多年的研究试验，目前公认天然气是21世纪的首选替代燃料。美国一些学者认为天然气发动机汽车是与电动车相媲美的清洁能源动力车。日本研究表明，天然气汽车在环境保护、石油燃料替代及实用性等方面有着无可比拟的优点。近年来，天然气发动机、包括柴油与天然气的双燃料发动机 发展 很快，目前，全世界有几百万辆天然气或双燃料汽车在运行，预计到2010年，全球将有1/3的国家使用天然气汽车。正如人类本世纪初从固体燃料向液体燃料过渡一样，如今已开始从液体燃料向气体燃料过渡，从而将提高整个能源系统的效率和清洁性。

参考 文献 ：

[1]马成权，邹吉平.缸内喷注技术未来汽车发动机的主流.辽宁省 交通 高等专 科学 校学报，2002，4（1）.

[2]汪卫东.车用柴油机的技术及发展方向.汽车技术，2004，（2）.

[3]杨靖.汽车发动机发展中的几点认识.安徽工学院学报(增刊)，1994.

生物燃料发展趋势篇（5）

美国、欧洲、日本交通运输领域节能与替代目标 大力发展节能与新能源汽车是国际社会应对能源短缺、环境污染和气候变暖问题在交通领域采取的共同措施。世界各国依据各自资源条件和产业技术状况，主要采取制定实施国家交通能源发展战略、组织开展国家重大科技开发计划、实行鼓励性政策等措施，推动新能源汽车的发展。总体来看，尽管在现阶段各国汽车节能技术发展的方向不尽相同、各具特色，但在近中期发展有资源优势和环境友好的替代燃料以调节交通能源结构，减少石油依赖，开发应用节能效果显著的混合动力汽车，降低能源消耗；长期发展纯电动汽车和燃料电池汽车，实现交通能源转型的总体趋势基本相同。 近年来，各国政府不断加大对节能与新能源汽车研发的投入，积极开展示范项目，对节能与新能源汽车的市场导入给予政策扶持，大大加快了节能与新能源汽车技术发展和商业化的进程。 美国：多种技术路线共同发展 由于国内各种力量的博弈，美国近三任总统对未来节能与新能源汽车的重点发展方向摇摆不定。克林顿政府制定了PNGV计划，提出重点发展混合动力电动汽车。而布什政府上台后，又提出了FreedomCAR计划，要重点发展燃料电池电动汽车。最近的奥巴马的一系列讲话，又让汽车业界感受到美国政府将可插入式混合动力电动汽车作为发展重点。 从总的发展趋势看，美国政府深刻认识到必须减少对进口石油的依赖，而且出台了多项汽车交通领域的能源法案及国家计划。在发展车用能源的战略选择上，美国已从以往重点进行燃料电池技术研发的单一化发展格局向氢燃料电池、混合动力、先进柴油、生物乙醇、生物柴油等多种技术路线共同发展的多元化格局转变。 欧洲：摆脱化石燃料的能源政策 欧盟从2000年起开始推进力图摆脱化石燃料的能源政策，在出台的一系列能源政策中，尤为重视可再生能源及生物燃料的应用。欧盟的车用能源发展战略主要体现在两个方面：第一，坚定不移地实施柴油化战略，同时加强柴油混合动力技术研究，以获得更加理想的节能效果；第二，积极推进车用能源多元化，重视发展氢、天然气和生物燃料。 欧盟委员会于2005年12月公布了“生物能源与生物燃料行动计划”，提议鼓励在交通、发电、取暖等20多个领域使用生物能源。该计划指出运输部门的目标是到2010年，将汽车燃油中生物燃油的使用率提高到5.75%，但2005年的份额仅为0.8%，远没有达到规定目标。根据上述行动计划，欧盟委员会在2006年1月通过一项“生物燃料战略”，该战略旨在促进生物燃料在欧盟和发展中国家的发展，推动第二代生物燃料的技术开发，改善生物燃料的成本竞争力。 2006年6月，欧盟委员会进一步发表了题为“生物燃料2030年展望”的报告，从长远观点提出导入生物燃料的意义与目标，提出了在欧盟内发展生物燃料的整体时间表，并给出了相应的措施和政策建议。报告中还提出了欧盟计划在2030年实现交通运输燃料的四分之一来自生物燃料的目标。 欧盟委员会于2007年1月公布了“新欧洲能源政策”，目标是到2020年，将欧盟27国的温室效应气体排放量削减到至少低于1990年的20%，将能源消耗中可再生能源(生物资源、风力、水力、太阳能)所占比例提高到20%，为此提出了到2020年生物燃料份额设定最低要达到10%的具有法律约束力的目标。 温室气体排放问题在欧盟受到了高度重视，并成为欧盟研究制定车用能源战略的重要考虑因素，同时也是欧盟先进汽车技术发展的主要推动力。根据欧洲汽车产业协会和欧盟委员会制定的限制二氧化碳排放协议，从1995年到2008年，轿车新车的平均排放量应当减少25%，到2008年机动车二氧化碳平均排放值降至140g/km。目前，欧盟正在与欧洲主要汽车厂商协商进一步降低机动车

生物燃料发展趋势篇（6）

Abstract: in the building construction in the application of material of fire prevention is a key step, in view of the traditional fire materials disadvantage, lists the flame retardant agent halogen development and application, discusses the superiority of the new fire materials.

Keywords: traditional; Fire retardant agents; No halogenating

中图分类号： TU892文献标识码：A 文章编号：

0前言

随着科学技术的发展，防火材料的研究与开发获得了前所未有的重视，每年都有新的防火材料研制成功。由于许多先进技术的应用，防火材料的研制有了较大的提高，特别是在绿色、新型及高科技含量防火材料方面有了长足的进步。

1传统防火材料

1.1 防火板

防火板是目前市场上最为常用的材料，其优点是防火、防潮、耐磨、耐油、易清洗，主要用于建筑物出口通道、楼梯井和走廊等处的防火吊顶建设，能确保火灾时人员的安全疏散，并保护人们免受蔓延火势的侵袭。

1.2 防火木制窗框

防火木制窗框周围嵌有木制密封材料，遇热膨胀，能防止火焰从缝隙钻入。这种窗框用松木制成，四周粘贴用石墨制成的密封材料，以堵住细微缝隙，增加防火效果，在距离窗框1O厘米处，用喷火器对准该窗框，喷出温度高达800℃的火焰，历时20分钟，火焰也未能透过窗框。

1.3 防火玻璃

防火玻璃的主要优点是具有良好的透光性能和耐火、隔热、隔声性能，常见的防火玻璃主要包括3种：夹层复合防火玻璃、夹丝防火玻璃和中空防火玻璃。防火玻璃是金融保险、珠宝金行、图书档案、文物贵重物品收藏、财务结算等重要场所和商厦、宾馆、影院、医院、机场、计算机房、车站码头等公共建筑以及其他设有防火分隔要求的工业及民用建筑的防火门窗和防火隔墙等范围的理想防火材料。

1.4 防火涂料

防火涂料是一类特制的防火保护涂料，由氯化橡胶、石蜡和多种防火添加剂组成的溶剂型涂料，具有耐火性好的优点。防火涂料施涂于普通电线表面后，遇火能膨胀产生200毫米厚的泡沫，炭化成保护层，隔绝火源，因此，适用于发电厂、变电所等级较高的建筑物室内外电缆线的防火保护。

2卤系阻燃剂

卤系阻燃剂作为有机阻燃剂中的一个重要品种,也是使用最早的一类阻燃剂。由于其价格低廉、添加量少、与合成材料的相容性和稳定性好，能保持阻燃剂制品原有的理化性能，是目前世界上产量和使用量最大的有机阻燃剂。但是国外现在正在调整卤系阻燃剂的用量，现在美国卤系阻燃剂的用量只占30%左右,西欧比此比例更低，日本略高，而在我国,阻燃剂仍以卤系阻燃剂为主，主要包含氯系和溴系，占整个阻燃剂体系的80%以上，其中氯系占69%，并有出口，溴系不足，每年需进口。

（1）氯系阻燃剂。我国阻燃产品以氯系阻燃剂为主,主要是因为氯系阻燃剂的价格便宜，其中又以氯含量高的氯化石蜡为主。但是它热稳定性差，仅适用于加工温度低于200℃的产品。

（2）溴系阻燃剂。溴系阻燃剂阻燃效率高，是氯系阻燃剂的两倍，因此相对用量少，又由于它与基体树脂互容性好，对材料的力学性能影响较小，并能降低燃烧气体中卤化氢的含量，在阻燃领域有其很高的地位。其中用量较大的有十溴联苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。

3卤系阻燃剂的应用状况

（1）有机阻燃剂每年全球总耗量为20～25万t，其中卤系阻燃剂因其用量少、阻燃效率高且适应性广，已发展成为阻燃剂市场的主流产品，在今后的相当长时间内仍会是阻燃剂的主力，毕竟在很多应用领域一时还很难找到适合的代用品。卤系阻燃剂生产商也已走止国际化，在欧美主要表现为重组合并或建立新的生产基地，提高其市场份额在亚洲则表现为扩大销售网络和增加地区合作伙伴，这主要是由于其在价格和隆能方面具有绝对的优势，卤系阻燃剂目前仍然占据塑料配方的主导地位，因此它还是有良好的市场前景。

（2）目前我国还在生产和使用的十溴二苯醚（DBDPE）因为致癌性问题长期为人争议，六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚A(TBBA)、卤化石蜡等大量使用的低档阻燃剂，也不能满足一些高新技术行业所需阻燃工程塑料的需要，只能使最终产品占据低档阻燃尼龙市场。现在部分厂家开始使用溴代环氧齐聚物,而适用于阻燃工程塑料（PBT、PC）及其合金的磷系、磷―氮系、硅系及高性能卤系、氢氧化铝、氢氧化镁、膨胀型阻燃剂，尚未形成系列化的、可满足多种需要的产品并且档次不高，有的仍处于研发阶段。

因此我们应当加强新产品的研发工作，如开发在性能、价格及环保方面都可为用户接受的DBDPE的代用品（如对DBDPE控制其纯度，严格控制中低溴二苯醚的含量）、低渗出、与玻纤相容的改性聚合型阻燃剂、可用于聚烯烃及一些含氧工程塑料如（PC、PA、PBT及它们的合金等）使用的新型阻燃剂。

（3）磷―卤协同作用已为许多实验证实，磷一卤型有机磷系阻燃剂是各类阻燃剂中最复杂、也是研究较充分的一类，这类阻燃剂受热分解时能产生偏磷酸、三卤化磷和三卤氧磷等，它们相互作用，从而发挥凝聚相和气相阻燃作用。目前，这类阻燃剂很受重视，国内外销量一直呈递增趋势，但国内厂家多生产一些价格低廉的低相对分子质量、液态的三卤代烷芳基磷酸醋，它们易迁移、挥发性大、耐热性差、对树脂有塑化作用，劣化了制品物理性能，因而使用范围受到限制，应该加强该类阻燃产品的研发。

（4）卤系阻燃剂微胶囊化后可以提高阻燃剂的热分解温度和软化温度，消除异味，改善了阻燃材料的耐热性、耐侯性和抗迁移性，也是改善卤系阻燃剂性能的一个方法。

4阻燃剂应对无卤化趋势

卤系阻燃剂的严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，可导致电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对环境的污染对人体呼吸道和其它器官的危害更大，可导致窒息从而威胁生命安全。近几年，美国、英国、挪威、溴大利亚已制定或颁布法令,对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品的使用所释放的酸性气体进行规定，开发无卤阻燃剂、升级卤系阻燃剂，逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化，已是发展趋势之一。

（1）氯系阻燃剂。对于氯系阻燃剂而言，大力发展氯化脂环烃等热稳定性较高的氯系阻燃剂成为趋势,此系列产品主要有四氯邻苯二甲酸配、全氯戊环癸烷、六氯环戊二烯、苯基三氯化磷、苯氧氯化磷、氯桥酸配、四轻甲基氯化磷等。

（2）溴系阻燃剂。欧盟电子电机中危害物资禁用指令中决定在2006年7月1日全面禁止聚溴联苯及多溴二苯醚等溴系阻燃剂的使用。为了应对这一情况，提高溴系阻燃剂的环保性能，目前国际上溴系阻燃剂技术发展的方向是提高溴含量和增大分子量，这种大分子技术能够提高被阻燃基材的抗紫外线稳定性，减小烟、腐蚀性气体和有毒气体的释放量。如美国Ferro公司的PB-68主要成分为溴化聚苯乙烯，分子量15 000，含溴68%。溴化学法斯特公司和Ameribrom公司分别开发的聚五溴苯酚基丙烯酸醋，含溴量70.5%，分子量30 000-80 000。这些阻燃剂适合于各类工程塑料，在迁移性、相容性、热稳定性、阻燃性等方面均大大优于许多小分子阻燃剂，有可能成为今后的更新换代产品。

（3）无卤阻燃剂。由于环保问题，卤系阻燃剂的使用受到了不同程度的限制，阻燃剂的无卤化正成为阻燃剂开发应用的主要趋势。无卤阻燃剂主要由有机含磷、氮、硅阻燃体系形成的高阻燃性、无熔滴行为，对长时间或重复暴露在火焰中有较好的抵抗性能的膨胀性阻燃剂以及无机阻燃体系，主要有金属氧化物、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、钥化物、二茂铁、磷系化合物红磷、磷酸醋、硅系化合物、金属硝酸盐硝酸铜、硝酸银、季戊四醇、聚磷酸钱等。

5结束语

我国现有的阻燃剂结构有悖当今环保的要求，应尽快采取措施，发展低烟、低毒的环保型阻燃剂。包括减少卤系阻燃剂的用量，大力增加无机阻燃剂、有机磷系、磷一氮系、氮系阻燃剂的用量，开发高效多功能复合阻燃剂和无机环保阻燃剂，发展阻燃剂的微胶囊化技术、交联技术、直接生成阻燃单体技术、合理的表面处理技术。阻燃剂应具有能源消耗低、无害、难迁移、燃烧时释放出的有毒有害气体及烟尘量低、易回收、产品性价比优异的性能。目前我国正不断推进消防法规和标准的建设，始终坚持“ 防消结合、以防为主”的消防方针，在此基础上正努力发展评价阻燃剂的性能及使用的检测方法，相信卤系阻燃剂的发展及使用会为我们的消防事业及社会安全做出更大的贡献。

参考文献：

生物燃料发展趋势篇（7）

中图分类号：V2：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0198-01

1未来航空飞行器对材料的要求与挑战

随着社会的不断发展，航空飞行器正日新月异，作为飞行器的核心航空发动机在现代航空飞行器的发展中扮演的角色也越来越重要。性能的提高，必然会要求发动机能够具有更加优良的机械性能，比如能够耐高温、高压、更加轻质化等等。因此，从某种意义上说，未来发动机材料直接决定了发动机的性能，本文对未来航空发动机的材料面临的挑战与发展趋向的研究具有非常重要的现实意义。

根据未来航空飞行器发展的趋势来看，节能、环保、高效率、高性能已经成为了未来的航空飞行器对发动机的主要要求。然而在现有的技术条件下，虽然我们通过改变发动机的结构能够起到一定的节能、环保、提高燃烧效率的作用，但是，在现有发动机技术的前提下，若能改善发动机材质，则能够更好的满足未来的航空飞行器对于发动机的性能、环保和节能的各方面的要求。这也是对发动机材料提出的一个全新的挑战。

2航空发动机关键零部件材料的技术发展趋向

1）航空发动机压气机。目前普遍作为压气机盘和叶片材料的钛合金耐高温能力最高为600℃。随着压气机进压比及的增加，压气机的出口温度也随之增加，现在的压气机的后几级一般采用耐热钢和镍基合金材料，但是这样的材料在随着压气机总压比的增大过程中，已经越来越难以满足实际的需求，因为随着发动机推重比的提升，压气机的出口温度也会越来越高，当发动机的推重比达到20的时候，压气机的出口温度看达到800℃。为了解决这一新出现的问题，国外正在研究通过增加难熔金属的比例和有效的控制晶粒的尺寸，从而形成一种粉末冶金镍合金盘，这种新型的盘合金可以有效的提升压气机出口温度的耐温能力，这种效果的直接效果是提升40℃～70℃的耐温性能。同时还在研究的有用于压气机叶片的聚合物基复合材料，这种材料可以有效的降低压气机叶片的重量。为了达到更好的效果，现在正在致力于研究一种整体叶片，这样的叶片是通过采用低密度的钛金属基复合材料和Y-钛铝金属间化合物组合而成的，通过这样的整体叶片制成的压气机，在重量上可以有效的减轻40%，同时采用这样的材料能很好的提高压气机的抗疲劳强度。

2）航空发动机的燃烧室。航空发动机中温度较高的部件应该是航空发动机的燃烧室，一般情况下燃烧室的温度可以达到2 000℃，通过现有的手段可以使其温度降至1 000℃左右，这就要求制造燃烧室的材料有很高的抗冷热的疲劳性能，有很好的抗氧化性，有很高的强度等要求。现在通常采用的材料是钴基和镍基合金材料。但是随着高性能发动机的发展，就必然通过采用高温燃烧的方式来推动发动机的推重比，这就对制造燃烧室的材料提出了新的要求，以往所采用的材料已经不能满足当前的发展的需要。此时随着高温材料的需求，陶瓷基复合材料（CMCs）应运而生，这种材料可以在极高的温度下工作，这就减少了燃烧室中冷却空气的步骤，这种材料是未来制造燃烧室的有效材料。

3）航空发动机涡轮。目前涡轮部件选用的材料基本还是以镍或钴为基础的高温耐热合金。国外高温高强度低密度材料在过去几年取得了重要进展，金属间化合物、复合材料、碳-碳复合材料、陶瓷和陶瓷基复合材料正在研究之中，并且取得了很多成果。涡轮叶片材料的发展经历了从锻造高温合金、多晶铸造高温合金、定向凝固柱晶、单晶和定向共晶高温合金的发展历程，今后将进一步发展金属间化合物、人造纤维的增强高温合金和定向再结晶氧化物弥散的强化合金。涡轮材料近期的规划走势是：定向共晶的合金、超单晶的合金和机械合金化的高温合金。远期的规划走势是人工纤维增强的高温合金、定向再结晶氧化物弥散的强化合金以及新的能承受高温度的材料。未来的航空发动机涡轮进口温度要求为2 000℃，叶片将采用新型高温结构材料。以Si3N4为代表的高温结构陶瓷是最有前途的材料之一。

3两种航空发动机重点材料的应用及发展

1）碳/碳复合材料。C/C基复合材料是到目前为止唯一一个被认定可以作为压气机推重比20以上的耐高温的新型材料，通过采用C/C基复合材料，可以使发动机的进口温度达到1 930℃-2 227℃，这种材料是继涡轮转子叶片之后最受重视的新型高温的材料。这种耐高温材料是21世纪美国的重点发展法相，也是世界先进的工业国家所要追寻的最高目标。

C/C基复合材料，即碳纤维增强碳基本复合材料，它把碳的难熔性与碳纤维的高强度及高刚性结合于一体，使其呈现出非脆性破坏。由于它具有重量轻、高强度，优越的热稳定性和极好的热传导性，是当今最理想的耐高温材料，特别是在1 000℃～1 300℃的高温环境下，它的强度不仅没有下降，反而有所提高。在1 650℃以下时依然还保持着室温环境下的强度和风度。因此C/C基复合材料在航空制造业中具有很大的发展前途。

2）金属间化合物。高性能、高推重比航空发动机的研制，促进了金属间化合物的开发与应用。如今金属间化合物已经发展成为各种各样的形式，它们一般都是由二元三元或多元素金属元素组成的化合物。金属间化合物因为其具有很高的使用温度和很好的使用强度，有很好的导热率等优势，所要这种化合物在高温结构的应用方面具有很大的潜力。这种材料的最佳状态是在高温状态下，有很好的抗氧化性、很高的抗腐蚀性和很强的蠕变性能，因此成了航空发动机制造耐高温部件的理想材料备选。

目前在航空发动机结构中，致力于研究开发的主要是以钛铝（TiAl、）和镍铝等为重点的金属间化合物。这些钛铝化合物与钛的密度基本相同，但却有更高的耐温性。例如和TiAl的耐温性分别为816℃和982℃。

金属间化合物原子间的结合力强，晶体结构复杂，造成了它的变形困难，在室温下显现出硬而脆的特点。目前经过多年的试验研究，一种具有高温强度和室温塑性与韧性的新型合金已经研制成功，并已装机使用，效果很好。

4结束语

航空飞行器的不断发展以及社会节能环保意识的增强，对发动机材料提出了新的要求。本文分析了航空飞行器对其发动机材料提出的要求和挑战，并且研究了航空发动机压气机、燃烧室、涡轮以及两项重要材料的应用及发展趋势，希望本文的研究能够为航空发动机未来的发展提供一定的参考和借鉴。

参考文献

生物燃料发展趋势篇（8）

目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180MPa，实验室内已到200MPa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点，随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗，提高车辆装载效率，必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗，随着高增压和高a化，组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前，在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时，从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

三、全电子优化控制

如前所述，目前对燃油喷射时间、喷射量、惯性增压、增压器、进气涡流及废气再循环(EGR)等都能实现电子优化的可变控制，从而对降低排放、减少油耗、提高输出功率和启动性能等有很大作用；但是，这些控制中的多半内容，如EGR、自动诊断等，还有很多技术不够完善，有待进一步研究和开发，今后还将继续开发其它方面的电子可变控制机构，尤其是与整车相协调统一的综合化的全电子控制系统。

四、排气后处理技术

柴油机能否像汽油机那样使用催化剂大幅度减少排放，尤其是NOx，这是柴油机研制者一直追求的目标。日美欧现都在对此进行研究，日本有关大学、研究所和厂家正在对沸石镁及氧化铝的催化剂上用还原剂进行NOx还原试验，美国福特等公司也正在对催化还原系统(SCR)及DeNOx，催化器两种NOx还原系统进行研究。

SCR技术是利用氮氧化物有选择地与存在于废气中的或喷入的反应剂反应，利用一个催化器降低NOx排放，排出生成的氧气。还原反应剂可以是在柴油机废气中的HC化合物或是由附加油箱直接喷入废气流中的物质，如氨等。

与SCR技术相比，DeNOx催化技术系统简单，无有害生成物，目前认为最具发展潜力。DeNOx催化技术主要是将NOx催化热裂变为N2和O2,目前的问题是废气在催化器中停留时，催化器效率不高，因此带来转化还原效率也受到很大限制。

为减少颗粒排放而研制的各种“柴油机颗粒收集器或称过滤器(DEF)”，虽然不少产品已在欧洲轿车柴油机上装车使用，但由于DEF的耐久性差且过滤器的再生问题也没有彻底解决，因此，该项技术也正在进一步改进和发展中。

五、改进燃料

燃料性能的改进，对减少排放起到很大作用，日本继美欧之后，从1997年开始把轻油中的硫含量降到0.05%以下，以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐，同时减少EGR造成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒；进一步减少硫含量，提高十六烷值，可进一步降低NOx。减少芳香烃，尤其是减少3环以上的芳香族成分，可减少排放颗粒中的硫化物、降低90%的蒸馏温度、改进点火性能；通过使用含氧燃料或添加剂，可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加，确保燃油喷射装置的性，人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。

六、代用燃料

随着世界能源危机和环境污染问题的日趋严重，寻找一种更清洁的替代石油的原料已势在必行。经过多年的研究试验，目前公认天然气是21世纪的首选替代燃料。美国一些学者认为天然气发动机汽车是与电动车相媲美的清洁能源动力车。日本研究表明，天然气汽车在环境保护、石油燃料替代及实用性等方面有着无可比拟的优点。近年来，天然气发动机、包括柴油与天然气的双燃料发动机发展很快，目前，全世界有几百万辆天然气或双燃料汽车在运行，预计到2010年，全球将有1/3的国家使用天然气汽车。正如人类本世纪初从固体燃料向液体燃料过渡一样，如今已开始从液体燃料向气体燃料过渡，从而将提高整个能源系统的效率和清洁性。

参考文献：

[1]马成权，邹吉平.缸内喷注技术未来汽车发动机的主流.辽宁省交通高等专科学校学报，2002，4（1）.

[2]汪卫东.车用柴油机的技术及发展方向.汽车技术，2004，（2）.

[3]杨靖.汽车发动机发展中的几点认识.安徽工学院学报(增刊)，1994.

[4]何林华.车用柴油发动机的发展趋势.客车技术与研究，2004，26（3）.

[5]MichalW.GlobalTrendsinDieselParticulateControl.SAPPaper950149.

生物燃料发展趋势篇（9）

中图分类号：TK175 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0165-02

虽然我国国民经济和工业的发展呈现高速平稳状态，但是能源问题依然是经济发展的重大威胁。目前我国已成为世界上能源需求第二的国家，能源消费占到世界的10%左右，但是能源利用率却远远低于发达国家。为我国建设和谐社会和实现经济可持续发展的目标，党的“十一五规划”、“十二五规划”都对节能减排提出了要求。可见实现节能对国家及国家经济实现可持续发展的重要性。而工业炉又是我国能源消耗大户，因此对工业炉节能提出了更高的要求。文章就从工业炉出现的问题谈起，分析其节能现状及其发展趋势。

1 工业炉问题

虽然近年来我国工业炉的发展取得了很大的进展，但是它的确还存在着许多问题。

1.1 炉型与燃烧装备落后，污染严重

我国工业炉总量很大，但是燃烧装备落后，特别是燃煤锅炉总数多，耗煤总量大。而燃煤工业炉又存在许多问题。它不仅技术装备差、能源利用率低、热效率低、运行水平也比较低，而且污染又很严重，它每年会产生大量煤渣，向大气中排放大量的烟尘、二氧化碳，成为了大气的直接污染源，影响了空气质量。

1.2 工业炉大多分散

我国工业炉虽然数量较多，但是分布散开，不集中。虽然我国许多地区已采取了热电联供、锅炉大型化和供热集中的措施，以及利用清洁燃料。这些在一定程度上减少了空气污染，但是我国以煤炭为主的能源结构在短期内不会改变，所以煤炭工业炉还将长期大量被分散应用。

1.3 工业炉利用率低

我国工业炉间歇性运行这使得利用率很低。我国工业炉的平均热效率较发达国家的工业炉热效率要低20%左右，可见我国节能工作还不够完善，节能空间可以有很大的提升，提高能源利用率可以极大提高经济效益，所以节能工作的依然需要花费大量的时间和精力来完善。

1.4 技术落后，开发不够

我国工业炉的运行状态较其它领域的现代工业技术水平要低的多。工作方式原始，劳动强度依然很大。技术水平还不达标。

1.5 工业炉保温差，热损失大

我国工业炉产品大部分为非标产品，产品保温材料性能不达标，热量损失严重，对节能造成很大的困扰。

1.6 检测、计量及控制仪表的力度不够

我国工业炉通常是工艺要求控制某些参数才会设有仪表，一般都是凭借经验来测量风量、能耗、烟气。这些硬件不达标更谈不上说工业炉节能问题了。

1.7 管理水平不够

我国基础管理人员对工业炉节能问题没有给予以重视，管理水平过低，管理制度不够完善。

工业炉存在的各种问题，引起了国家、社会、企业的广泛关注。因此在国家“十一五计划”中将工业炉作为了十大重点节能工程之一，“十二五计划”继续贯彻执行实现降耗20%的目标，我国工业炉节能现状令人期待。

2 工业炉节能现状

针对工业炉存在的各种问题我国的工业炉节能已采取了许多措施。

2.1 设备改进

我国工业炉燃烧设备落后、陈旧。而工业炉装置又直接影响到能源消耗的多少。采用合理的燃烧装置可以实现燃料的充分燃烧，使炉内温度场均匀分布以及实现节能降耗。比如：在工业炉上已经用到的高速烧嘴可以实现燃料完全燃烧，既提高了热量的利用质量又节约了燃料；平焰烧嘴使炉内温度场分布均匀；蓄热式烧嘴有很明显的节耗续能的效果。

2.2 燃烧技术改进

采用良好的燃烧技术达到节能减排的效果。如：高温空气燃烧技术，可以回收80%的烟气，有低污染、环保、节能、燃烧均匀、燃烧面积广等优点：富氧助燃技术，可以加快燃烧速度，促进完全燃烧，提高能源的利用率。

2.3 工业炉的结构改进

工业炉要选择适合的炉膛结构，如：选择圆形替代方形，使受热均匀。另外也可根据需要加热的材料来选择合理的炉膛结构及合适的尺寸。

2.4 余温高效回收

在燃烧完成后烟气通过排烟口排出，但是由于烟气排出后在排出口进行交换的时间短，烟气带走了大量的热，大约达到了40%～60%。如果能够充分利用好这份热量，就可以回收大量的热，提高热能源利用的效率。这一方法被利用最广泛的就是预热助燃空气。预热助燃空气加快了空气的升温速度，提高了热能利用效率。也提高了生产效率，同时也提高了经济效益。

2.5 传热过程进行强化

对加热物质进行烘烤、干燥等处理，有利于提高热交换速度，提高效率。同时加热材料质量也得以提升。除了可以对加热材料进行处理外，也可以对工业炉内外壁进行清洁，使受热力层均匀，加快传热速度。还可以利用红外线等设备加强辐射，提高热效应。

2.6 检测与控制的完善

前文已提到我国工业炉检测设备缺乏，大部分时候凭借经验。这样的方式原始并且落伍，劳动强度大，给工人造成了很大的工作负担，他们在观测时很难得到理想的结果。这样就不可避免的造成了许多浪费。为实行节能减排，我国现在推行工业炉自动控制技术。现在推行很广泛的是热平衡测试，这可以有效的控制能源，及时调控，实现高效节能。

2.7 加强能源管理

如果管理不到位，能源利用不合理，就会导致严重的浪费问题。所以组织高效的管理机制，对设备及时维修清理，对人员编制管理好，就会有利于能源的合理利用。

3 节能发展趋势

现在我国针对工业炉存在问题虽已提出了一些解决措施，但是从我国经济突飞猛进的发展速度和我国能源消耗大来看，我国面临着严峻的形势。为了改变这一严峻的形势，我国必须抓住机会发展节能经济。在未来工业炉发展上可以作如下措施。

3.1 对能源结构进行调整，实行燃料替代

我国能源主要是煤炭为主，工业炉也是以煤炭为主，但是大量直接的燃煤对空气环境造成极大的污染。所以要寻找一种能源来代替煤炭。现在可以利用的资源还有有柴油、天然气，虽然这些能源清洁度要高，但是这些能源成本过高，会降低经济效益。在我国目前的工业炉企业很难广泛使用。为此我们考虑到新的生物能源，这在我们的工业炉中有很大的发展前景。这些生物能源技术有：生物气化技术、生物成型燃料技术和生物裂解油技术。

3.2 进一步研发新的高效燃烧技术

虽然我国已经采用了良好的燃烧技术（高温燃烧技术、富氧助燃技术），但是这些技术也依然未达到最优化的程度。为了提高节能效率，这些燃烧技术水平有待更进一步的提高，如：燃烧技术可发展为使燃料燃烧用尽并且大量减少污染物的生成的水平，这样是实行节能减排的良好措施。

3.3 节能与环保同等重要

我国工业炉大量使用煤炭燃烧，工业炉燃烧过程中排放了大量的烟层，污染物，对环境造成了极大的破坏，可见工业炉环保必要性。因此工业炉节能在进行的同时要注意减少空气污染物的排放并及时消除污染物。

3.4 革新工业炉原料设备，采用新型材料

我国工业炉设备随着经济的发展显得落后，为了适应现代科技的发展，我国的工业炉设备要及更新，可以采用轻型工业炉燃烧设备和耐热型燃烧设备。这样有利于充分的实现节能减排。

3.5 注重环保绿色

中国经济发展道路上环保成为了一个大问题，以前的工业总是走先发展，后治理的道路，这不利于经济的可持续发展。所以现在的工业炉行业要对能源结构进行调整，使工业炉发展走上绿色的道路。

3.6 进行人才管理培训

虽然装置设备、燃烧技术、检测监测等硬件正在不停完善，但是工程技术人员、管理人员更应该受到重视。一个国家的长远发展要看国家的软文化实力，相比之下工业的发展从近期到未来的发展，他的技术人员都是十分重要的。同时为提高工业炉的利用率，人员管理安排也很重要，如果人尽其才就会起到事半功倍的效果。

4 结 语

工业炉的节能措施关乎工业的经济效益、竞争力，关乎国家现在经济的发展，更关乎国家未来的可持续发展。现实环境要求我们正视工业炉存在问题，要求我们对其节能现状分析，让我们更好的预测其发展趋势，这也使我们得到了一个结论：要实现真正意义上的绿色环保经济需要我们加强对新技术、新能源的研发力度。不断探寻节能道路，走出一条属于自己的环保、节能、经济的发展大道。

参考文献：

生物燃料发展趋势篇（10）

1农业机械节能环保设计的意义

当前，我国的农业机械采用的是传统设计方法，资源和能源消耗大，效益低，对环境污染严重，是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展，农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废，采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小，减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力，·使废弃物、垃圾污染程度降到最低。农业机械节能环保设计不仅给社会提供了质量高、成本低的产品，而且还可以带动企业或整个农机行业的振兴与全面发展，提高我国农机产品的竞争力，有效地占领国内市场并扩大出口。节能环保设计已成为农业机械发展的必然趋势。

2农业机械节能环保设计趋势

2.1农业机械的清洁性

常用农业机械动力为内燃机提供，内燃机环境性指标主要存在问题有:消耗一次性能源石油;噪声、废气污染;热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大，废气中NOX，HC化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械，加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究，采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性，柴油低硫化与柴油润滑性，生态燃料与生态摩擦学，汽油机沉积物与汽油清净剂，柴油机颗粒与消烟助燃剂，润滑油和添加剂与排放催化转化，润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂，催化助燃/补燃，发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。

2.2产品的可回收性设计

可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题，最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如，在农业机械中常用的联接件(螺栓、螺母等)的回收与再利用。

2.3产品的可拆卸性设计

设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段，可采用模块化设计方法，即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析，在此基础上划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同产品，满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾，又可为产品的快速更新换代缩短设计周期，降低成本，有利于回收和重用，以达到节约资源和能源、保护环境的目的。

2.4环保产品的成本分析

由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能，因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本。

2.5材料选择

环保材料是指应来源丰富，便于利用，便于回收再利用且对环境影响小的材料。材料选择是环保设计不可缺少的部分，它也是产品开发设计早期的主要的决策之一。材料选择应尽量减少材料种类，少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料，尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有:环保设计对材料要求的确定;环保材料的选择原则;材料选择的影响因素分析;环保材料的开发与应用;新功能(指环保型)材料的开发与应用;回收物资再资源化的应用等。