新能源發(fā)電技術(shù) 電子課件 5.1 生物質(zhì)能的利用基礎(chǔ)

5.1生物質(zhì)能的利用基礎(chǔ)任課老師：2018年6月30日目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能與光合作用密切相關(guān)1）光合作用二氧化碳和水有機(jī)物氧氣色素分子和酶2）生物質(zhì)能的特點(diǎn)可再生性通過光合作用不間斷再生，使人類重復(fù)使用光合作用所需要的原料和產(chǎn)物都是對環(huán)境無污染的物質(zhì)清潔性生物質(zhì)分布廣泛，在客觀上為生物質(zhì)能的利用提供了便利廣泛分布性目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)中最主要的成分是纖維素和半纖維素纖維素

半纖維素1）纖維素和半纖維素水溶性木材中的占比結(jié)構(gòu)難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。40～50%10～30%難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。難溶于水和有機(jī)溶劑，一定條件下可水解。木質(zhì)素是具有復(fù)雜三維空間結(jié)構(gòu)的非晶體高分子。木質(zhì)素中碳元素含量高，所以它具有較高的可利用能量，但由于它包圍在纖維素之外，影響生物質(zhì)的水解，故木質(zhì)素的含量對原料的化學(xué)提取加工會產(chǎn)生一定影響。木質(zhì)素隔絕空氣高溫?zé)岱纸饪梢缘玫侥咎?、焦油、木醋酸和氣體產(chǎn)物。纖維素開始強(qiáng)烈熱分解的溫度是280~290℃，而木質(zhì)素的熱分解溫度是350~450℃解可以得到木炭、焦油、木醋酸和氣體產(chǎn)物。2）木質(zhì)素灰分由礦物元素組成，包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Cl、P等。不同植物的組成元素有較大不同，總體來看林木灰分含量較少，草本類、水生類和廢棄物類生物質(zhì)灰分含量較高。3）灰分目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)的分類生物質(zhì)林業(yè)資源農(nóng)業(yè)資源有機(jī)廢水固體廢棄物沼氣林業(yè)資源是指森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源，包括林業(yè)主、副產(chǎn)品及其剩余物比如：薪柴林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑、果皮和果核等。1）林業(yè)資源農(nóng)業(yè)資源是指農(nóng)業(yè)作物包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中和農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物如：農(nóng)作物收獲時(shí)殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中剩余的稻殼、甘蔗渣等2）農(nóng)業(yè)資源工業(yè)有機(jī)廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水等。生活污水主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成，如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。3）有機(jī)廢水、污水城市固體廢物主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成，主要用厭氧消化法處理。畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其他形態(tài)生物質(zhì)（主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等）的轉(zhuǎn)化形式，包括畜禽排出的糞便及其與墊草的混合物。4）城市固體廢物和畜禽糞便沼氣是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的一種可燃?xì)怏w，可供家庭使用和發(fā)電。5）沼氣目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式與我國其他資源（如水、氣資源）一樣，我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源具有資源豐富、利用潛力大、分布相對不均勻等特點(diǎn)。資源豐富：我國可作為能源利用的農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物和能源作物、生活垃圾與有機(jī)廢棄物等生物質(zhì)資源總量每年約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。利用潛力大：以秸稈為例，秸稈商品化程度低，相關(guān)企業(yè)規(guī)模小，綜合利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展緩慢，秸稈利用技術(shù)仍有較大發(fā)展空間。分布相對不均勻，省際差異較大：四川、云南、黑龍江、內(nèi)蒙古和西藏等省的生物質(zhì)資源相對豐富，共占全國含量的近四成，而上海、北京、天津、海南和寧夏等省份相對儲量最小，只占全國含量的2%左右。1）特點(diǎn)林業(yè)資源分布：我國主要的林區(qū)，如西藏、四川、云南三省就占了全國林業(yè)資源總量的50.9%，黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林三省則占全國總量的27.4%，其余依次是陜西、福建、廣西等省。農(nóng)業(yè)資源分布：秸稈是我國最主要的農(nóng)業(yè)資源，主要集中分布于中部和東北的農(nóng)業(yè)區(qū)以及西南部分省市，其中黑龍江、河北、山東、江蘇和四川五省總量占全國的36%以上。2）我國主要生物質(zhì)資源分布情況目錄Contents5.1.1光合作用5.1.2生物質(zhì)的主要成分5.1.3生物質(zhì)的分類5.1.4我國現(xiàn)有生物質(zhì)資源5.1.5生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能的利用方式1）物理轉(zhuǎn)換

物理轉(zhuǎn)換核心應(yīng)用生物質(zhì)固化成型技術(shù)。固化成型技術(shù)是指將具有一定粒度的生物質(zhì)原料，在一定壓力作用下，制成棒狀、顆粒狀等各種形狀的燃料。生物質(zhì)能的物理轉(zhuǎn)換是其他轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，便于生物質(zhì)的儲存、運(yùn)輸和利用。生物質(zhì)原料經(jīng)擠壓成型后，密度可達(dá)1.1~1.4t/m3，能量密度與中質(zhì)煤相當(dāng)，可作為工業(yè)鍋爐、民用灶爐和工廠、家庭取暖的燃料，也可進(jìn)一步加工成木炭和活性炭。2）熱化學(xué)轉(zhuǎn)化熱化學(xué)轉(zhuǎn)化直接燃燒生物質(zhì)氣化熱解液化3）生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化發(fā)酵制乙醇技術(shù)厭氧消化技術(shù)指依靠厭氧微生物的協(xié)同作用將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣及其他產(chǎn)物的過程，依據(jù)規(guī)模大小可分為小型沼氣池技術(shù)和大型的工業(yè)厭氧消化技術(shù)