生物質(zhì)熱化學(xué)科普

1、LOGO生物質(zhì)能科普報(bào)告生物質(zhì)能科普報(bào)告 1、何為生物質(zhì)和生物質(zhì)能、何為生物質(zhì)和生物質(zhì)能v生物質(zhì)，生物質(zhì)，是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。v生物質(zhì)能生物質(zhì)能，就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。 1、何為生物質(zhì)和生物質(zhì)能、何為生物質(zhì)和生物質(zhì)能v生物質(zhì)在地球上無處不在，生物質(zhì)能可以說遍地都是。v人類利用生物質(zhì)的歷史極其悠長，薪柴秸稈的直接燃燒利用曾給人類的生存發(fā)展帶來極大的支撐，在人類發(fā)展史上發(fā)揮了更重要作用的化石類能源煤炭、石油、天然氣等也是生物質(zhì)中的有機(jī)物經(jīng)過上億年的時(shí)間演變而來。v生物質(zhì)能的原始能量來源于太陽，所以從廣義上講

2、，生物質(zhì)能是太陽能的一種表現(xiàn)形式。2、生物質(zhì)能的分類、生物質(zhì)能的分類v依據(jù)來源的不同，可將適合于能源利用的生物質(zhì)分為五大類 一二二三三四四五五3、生物質(zhì)能的特點(diǎn)、生物質(zhì)能的特點(diǎn)4、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化方法、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化方法4.1、生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化v定義：生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)是指在加熱條件下，用化學(xué)手段將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成燃料物質(zhì)的技術(shù)，包括燃燒、氣化、熱解及直接液化燃燒、氣化、熱解及直接液化。4.1.1、直接燃燒、直接燃燒v直接燃燒是最普通的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)。v所謂直接燃燒就是燃料中的可燃成分和氧化劑（一般為空氣中的氧氣） 進(jìn)行化合的化學(xué)反應(yīng)過程，在反應(yīng)過程中強(qiáng)烈放出熱量，并使燃燒產(chǎn)物的溫

3、度升高v直接燃燒的主要目的就是取得熱量。4.1.1、直接燃燒、直接燃燒生物質(zhì)爐灶生物質(zhì)爐灶生物質(zhì)爐灶生物質(zhì)爐灶仍然是農(nóng)民炊事、取暖的主要生活用能設(shè)備。4.1.1、直接燃燒、直接燃燒現(xiàn)代燃燒技術(shù)現(xiàn)代燃燒技術(shù)v現(xiàn)代燃燒技術(shù)一般用于工業(yè)過程、區(qū)域供熱、發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域。v工業(yè)用生物質(zhì)燃料包括木材工業(yè)的木屑和樹皮、甘蔗加工中的甘蔗渣等。v目前法國、瑞典、丹麥、芬蘭和奧地利是利用生物質(zhì)能供熱最多的國家，利用中央供熱系統(tǒng)通過專用的網(wǎng)絡(luò)為終端用戶提供熱水或熱量。4.1.1、直接燃燒、直接燃燒現(xiàn)代燃燒技術(shù)現(xiàn)代燃燒技術(shù)4.1.1、直接燃燒、直接燃燒 直燃發(fā)電技術(shù)直燃發(fā)電技術(shù)v現(xiàn)代生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)誕生于丹麥。

4、v 在發(fā)達(dá)國家，目前生物質(zhì)燃燒發(fā)電占可再生能源（不含水電）發(fā)電量的70%，例如，在美國與電網(wǎng)連接以木材為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機(jī)容量已經(jīng)超過7GW。v目前，我國生物質(zhì)燃燒發(fā)電也具有了一定的規(guī)模，主要集中在南方地區(qū)，許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。例如，廣東和廣西兩省共有小型發(fā)電機(jī)組300余臺(tái)，總裝機(jī)容量800MW，云南省也有一些甘蔗渣電廠。4.1.1、直接燃燒、直接燃燒 直燃發(fā)電技術(shù)直燃發(fā)電技術(shù)4.1.2、氣化、氣化氣化和燃燒區(qū)別：氣化和燃燒區(qū)別：v燃燒燃燒過程中氧氣是足量或者過量的，燃燒后的產(chǎn)物是二氧化碳和水等不可再燃的煙氣，并放出大量的反應(yīng)熱，即燃燒主要是將生物質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；v氣化氣化是在一定

5、的條件下，只提供有限氧的情況下使生物質(zhì)發(fā)生不完全然撒，生成一氧化碳，氫氣和低分子烴類等可燃?xì)怏w。即氣化是將化學(xué)能的載體由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。相比燃燒，氣化反應(yīng)中放出的熱量小得多，氣化獲得的可燃?xì)怏w再燃燒可進(jìn)一步釋放出其具有的化學(xué)能。4.1.2、氣化、氣化4.1.2、氣化、氣化4.1.3、熱裂解、熱裂解v 生物質(zhì)熱裂解生物質(zhì)熱裂解（又稱熱解或裂解）（又稱熱解或裂解）是指在隔絕空氣或通入少量空氣的是指在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿幼又械幕瘜W(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的過程物質(zhì)的過程4.1.3、熱裂解、熱裂解v根據(jù)熱解條

6、件和產(chǎn)物的不同，生物質(zhì)熱解工藝可以分為以下幾種類型幾種類型v1） 燒炭燒炭。將薪炭放置在炭窯或燒炭爐中，通入少量空氣進(jìn)行熱分解制取木炭的方法，一個(gè)操作期一般需要幾天。v2） 干餾干餾。將木材原料在干餾釜中隔絕空氣加熱，制取醋酸，甲醇，木焦油抗聚劑、木餾油和木炭等產(chǎn)品的方法。v3） 熱解液化熱解液化。把林業(yè)廢料及農(nóng)副產(chǎn)品在缺氧的情況下中溫（500650）快速加熱，然后迅速降溫使其冷卻為液態(tài)生物原油的方法。4.1.3、熱裂解、熱裂解燒炭燒炭4.1.3、熱裂解、熱裂解干餾干餾4.1.3、熱裂解、熱裂解熱接液化熱接液化4.1.4、直接液化、直接液化v直接液化直接液化是把固體生物質(zhì)在高壓高壓和一定溫度下

7、直接與氫氣反應(yīng)（加氫），轉(zhuǎn)化為物理化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定的液體燃料的熱化學(xué)反應(yīng)過程。v熱體產(chǎn)物的高位熱值可達(dá)2530MJ/kg，明顯高于快速熱解液化。v一般使用催化劑且具有較高的氫分壓，以提高反應(yīng)速度，改善過程穩(wěn)定性。但因其技術(shù)成本高目前還難以商業(yè)化4.1.5四種轉(zhuǎn)化技術(shù)與產(chǎn)物的相互關(guān)系四種轉(zhuǎn)化技術(shù)與產(chǎn)物的相互關(guān)系4.2、生物質(zhì)生化轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)生化轉(zhuǎn)化v一、定義定義：依靠微生物或酶的作用，對生物質(zhì)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)出如乙醇、氫、甲烷等液體或者氣體燃料的技術(shù)。v二、分類分類：水解發(fā)酵水解發(fā)酵和沼氣技術(shù)沼氣技術(shù)v三、應(yīng)用應(yīng)用：主要針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工過程加工過程的生物質(zhì)，如農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、生活污水、工業(yè)有機(jī)廢水和其他有機(jī)廢棄物等。4.2、生物質(zhì)生化轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)生化轉(zhuǎn)化4.3、其他生物質(zhì)利用技術(shù)、其他生物質(zhì)利用技術(shù)v生物質(zhì)壓縮成型v生物柴油（酯化）5、能源植物及分類、能源植物及分類v