生物质能利用技术
生物质能的生产与利用技术
生物质能的生产与利用技术随着环保意识的逐渐提高，生物质能作为一种新型的清洁能源，其生产与利用技术也越来越引起人们的重视。
本文将从生物质能的定义、生产技术、利用技术等多个方面进行探讨。
一、生物质能的定义生物质能是指以生物质为原料，通过化学反应或生物过程转化为可直接或间接使用的能量。
生物质能主要包括固体生物质能、液态生物质能和气态生物质能三种形式。
其中，固体生物质能包括木材、秸秆、芦苇等，液态生物质能包括生物柴油、生物乙醇等，气态生物质能则包括沼气、生物气等。
生物质能具有可再生、清洁、低碳等优点，尤其适合用于调节能源供应和环境保护。
因此，提高生物质能的生产水平和利用效率，对于保护生态环境、促进经济发展具有十分重要的意义。
二、生物质能的生产技术1.生物质能的初步处理技术在将生物质转化为可用能源之前，需要对原料进行初步处理，如粉碎、压缩等。
其中，固体生物质能的初步处理主要包括球磨、干燥、压缩等；液态生物质能的生产技术主要包括压榨、分离等；而气态生物质能的生产技术则需要进行发酵处理。
2.生物质能的转化技术生物质能的转化技术可以分为热化学转化技术和生物转化技术两种。
其中，热化学转化技术包括燃烧、气化、液化等，而生物转化技术则是通过微生物反应进行转化。
a)生物质气化技术：生物质气化技术是指将生物质转化为气态燃料的技术。
气化技术适用于大多数生物质种类，能够将生物质转化为气态燃料，不但能用于发电、供热等，还可以作为替代天然气和石油的燃料，逐步实现对传统能源替代。
气化技术相对于传统燃烧技术，其综合能源效率可以提高30%以上，同时能够有效的解决生物质能的定点使用和储存问题。
b)生物质发酵技术：生物质发酵技术是将生物质转化为液态或气态的低碳能源的生物转化过程。
其过程中产生的有机酸可以用于提取生物柴油或生物乙醇，从而实现生物质的能源利用。
三、生物质能的利用技术1.生物质燃烧技术生物质燃烧技术是最早被广泛利用的生物质能利用方式之一，主要适用于固体生物质能和液态生物质能。
生物质能利用技术
生物质能利用技术
生物质能利用技术是指将植物、动物、微生物等有机生物质转化
为可再生能源的过程。
生物质能利用技术是一种先进的能源利用方式，它不仅可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染，还可以利用农业、林业、畜牧以及生活垃圾等广泛的废弃物资源，实现资源的高效利用。
生物质能利用技术主要包括生物质发电技术、生物质直接液化技术、生物质气化技术、生物质乙醇制造技术等。
其中，生物质发电技
术是目前最为成熟的一种生物质能利用技术，其利用生物质热值发电，与传统的火力发电方式相比，生物质发电技术更为环保、高效。
生物
质直接液化技术则是将生物质通过化学反应转化成液态燃料，具有高
效利用生物质资源、减少废弃物排放的优势。
生物质气化技术则是将生物质在一定的条件下转化为可燃性气体，实现生物质资源的高效利用。
生物质乙醇制造技术是一种利用微生物
发酵生产乙醇的技术，其具有使用废弃物资源进行生产、能源保障的
优势。
生物质能利用技术的应用从农业、林业、畜牧等方面推进生物质
制品的生产，推动生态农业、林业、畜牧业的发展。
在生产和生活中，大量的废弃生物质资源经过种植后成为可再生资源，将被利用于生物
质化肥、废弃物处理、食品加工、制纸、造纸等多个领域，从而实现
资源的高效利用，促进经济的健康发展。
总之，生物质能利用技术是利用废弃物资源进行高效、环保的能源产业。
近年来的科技发展促进了这一领域的进步，使生物质能得以更好的应用于生产与生活。
发掘和利用生物质能将成为未来能源革命的重要领域之一。
生物质能的利用技术和经济效益评估
生物质能的利用技术和经济效益评估生物质能是指生命体自然生长过程中获得的可再生有机物质，它包括生物质能原、生物质废弃物和生物质中的其他有机成分。
生物质能是一种环保、生态、可再生的能源，与传统能源相比，在节能减排、替代石化能源等方面具有明显优势。
本文将探讨生物质能的利用技术和经济效益评估。
一、生物质能的利用技术1. 生物质颗粒燃料技术生物质颗粒燃料技术是目前生物质能利用的主流技术之一。
它将木材、秸秆、稻草、芦苇等生物质废弃物压制成颗粒状的生物质颗粒燃料，进行燃烧。
生物质颗粒燃料的优点在于能够有效地利用生物质资源，提高能源利用效率，降低能源消耗，减少二氧化碳等有害气体排放。
2. 生物质液体燃料技术生物质液体燃料技术是一种将生物质颗粒燃料转化为液态燃料的技术。
生物质液体燃料包括生物质油和生物乙醇等。
生物质液体燃料技术的优点在于能够有效地降低温室气体排放，同时具有可再生性，能够大幅度减少对化石能源的依赖。
3. 生物质气体燃料技术生物质气体燃料技术是将生物质废弃物通过生物质发酵等方式转化为气态燃料的技术。
生物质气体燃料主要包括沼气、生物气和合成气等。
生物质气体燃料技术的优点在于能够有效地利用生物质废弃物，降低温室气体排放，同时具有可再生性。
二、生物质能的经济效益评估生物质能作为一种新型能源，具有很高的发展前景。
但是，在考虑生物质能的利用时需要综合考虑其经济效益。
下面将对生物质能的经济效益评估进行探讨。
1. 投资成本生物质能的利用需要建设生产线、设备及相关基础设施，因此投资成本较高。
根据不同的生物质能利用技术，投资成本也有所不同。
例如，生物质颗粒燃料技术的投资成本较低，而生物质液体燃料技术需要建设相应的生产线和设备，投资成本相对较高。
2. 生产能力生物质能的生产能力除了受到投资成本的限制外，还需要考虑生物质资源的可持续性。
生物质能的生产能力应当根据当地的生物质资源充分发挥其潜力。
3. 能源代替效应生物质能作为可再生能源，可替代一部分石化能源，使能源结构更加多样化，也能够降低国家对外能源的依赖程度，具有很高的社会经济效益。
生物质能利用技术
（1）气化生物质气化是指固体物质在高温条件下，与气化剂反应得到小分子可燃气体的过发电、制氢和间接合成，生物质转换得到的合成气(CO+H2)，经催化转化制造洁净燃料汽油和柴油以及含氧有机物如甲醇和二甲醚等。
生物质的气化制氢是指把气化产品中的氢气分离并提纯，所得产品可作燃料电池用氢。
生物质气化技术已有100多年的历史。
最初的气化反应器产生于1883年，它以木炭为原料，气化后的燃气驱动内燃机，推动早期的汽车或农业排灌机械。
第二次世界大战期间，是生物质气化技术的鼎盛时期。
（2）液化液化是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。
液化技术主要有直接液化和间接液化两类。
直接液化是把生物质放在高压设备中，添加适宜的催化剂，在一定的工艺条件下反应，制成液化油，作为汽车用燃料或进一步分离加工成化工产品。
间接液化就是把生物质气化成气体后，再进一步进行催化合成反应制成液体产品。
这类技术是生物质的研究热点之一。
生物质中的氧含量高，有利于合成气(CO+H2)的生成，其中的N、S含量和等离子体气化气体中几乎无CO2、CH4。
等杂质存在，极大地降低了气体精制费用，为制取合成气提供了有利条件。
我国虽然对费托合成进行了多年研究，但至今未工业化。
催化剂的开发及反应器系统的研究与开发是进一步放大的关键，特别是针对生物质合成气的特点(如气体组成，焦油等)，必须研究反应机理，对已有的技术及催化剂进行改造，提高产品品质及过程的经济性，才有望使之工业化。
（3）热解生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下，利用热能切断生物质大分子中碳氢化合物的化学键，使之转化为小分子物质的加热分解过程通常称之为热解，这种热解过程所得产品主要有气体、液体、固体三类按照升温速率又分为低温慢速热解和快速热解。
一般在400℃以下，主要得到焦炭(30%)；国外研究开发了快速热解技术，即在500℃，高加热速率(1 0000℃/s)，短停留时间的瞬时裂解，制取液体燃料油[6]。
生物质能利用技术
图2—2l 图A为光学显微镜下的丛粒藻英国藻 种，化学种A。图中一些折射的脂类球状4 是盖玻片所压出的图；图B是象牙海岸的化学 种L的透视电子显微镜切面显示出连续的 外壁包围着细胞。图C为化学种B的非常大的 藻群的扫描电子显微镜图。
丛粒藻
丛粒藻的分类：
分类依据：产生的烃的不同 三个化学种：A、B和L。化学种A产生直链的奇数C23～ C31的n-二烯烃和三烯烃，偶尔有较短的n-链烃。化学种 B产生丛粒藻烯，一种分枝的C30～C37，三萜烯，该种 的密度小，易浮于水面；产烃量较高，多为其干重的25 ％～40％，可用过滤法收集；且可耐含量为1．8％的 NaCl，有利于防止杂菌污染。化学种L产生C40的 Lycopadiene(四萜烯)。该产物是一类罕见的四类萜烃， 它的存在从地球化学的观点是值得注意的。而丛粒藻烷 是化学种B的独有代谢产物，是丛粒烯彻底还原的衍生 物，己在茂名油页岩中发现。
3．炭的机械强度
生物质原料加热后很快析出挥发分，剩余的 木炭组成气化炉中的反应层。作为支撑生物质 物料颗粒形状的骨架，木炭的机械强度对反应 层的构成有重要影响。由木材等硬柴形成的木 炭机械强度较高，析出挥发分后几乎可以保持 原来的形状，形成孔隙率高而且均匀的优良反 应层。而秸秆的机械强度很低，在大量挥发分 析出后，不能保持原有形状，容易在反应层中 产生空洞，形成不均匀气流，细而散的炭粒降 低了反应层的活性和透气性。
组成的有机化合物，乙醇分子式C2H5OH，相对分子 质量为46.07。常温常压下，乙醇是无色透明的液体， 具有特殊的芳香味和刺激味，吸湿性很强，可与水以 任何比例混合并产生热量。乙醇易挥发、易燃烧。工 业乙醇含乙醇约95%，含乙醇达99.5%以上的酒精称 为无水乙醇。
燃料乙醇应用状况 ：燃料乙醇的生产工艺已经比较
生物质能的高效利用技术
生物质能的高效利用技术生物质能是指来自生物体内、生物体宏观遗体及它们代谢活动残余物的可再生能源。
这种能源的开发与利用为保护生态环境、缓解能源短缺和改善农民生活提供了新的途径。
生物质能高效利用技术能够将废弃农作物、农畜禽集中处理后形成的垃圾转化为优质的生物燃料，从而实现能源经济、环保、高效的可持续发展。
一、利用生物质能的需求与意义随着我国工业的日益发展和城市化进程的加速，燃料供应压力愈加凸显。
从资源储量和开采成本等方面看，化石能源不可能为我国提供长期可持续的能源，而生物质能源则成为一种稳定、可再生的燃料。
另外，生物质能源除了能在取得可靠的能源供应外，对生态环境也有重大的贡献。
在生产生物质能源的过程中，CO2和其他温室气体的排放量小，对气候变化的影响相对较小。
同时，生物质能源生产也有助于农村综合利用，提高农民生活质量。
二、生物质能高效利用技术现状当前，生物质能高效利用技术主要包括生物制油、生物质气化、沼气发电等。
其中，生物制油技术是将种子与果仁加工后，通过挤压或提取等方式分离油脂，生产生物柴油的一种技术。
生物质气化技术是将固体生物质转化为可燃气体，采用该技术可以生产出生物质气和生物合成气。
沼气发电是将农业废弃物、食品废弃物等在沼气池内通过微生物作用而产生的天然气进行利用，通过发电、取暖等方式产生能源。
三、生物质能高效利用技术的优势3.1 便于储存和运输生物质具有易得易存的特点，不像化石燃料需要建设大型运输管道或进行油轮、油罐车等大量实物的物流运输。
这一点对于空间和时间的限制也更加克服。
3.2 可再生生物质能源的原材料在天然环境中可得、获得方式大多相对简单，且其具有丰富的可再生特性，生产成本也相对较低。
3.3 可减少温室气体排放生物质能源生产的排放物中，二氧化碳等污染物的含量不高，且这些元素通常来自大量吸收了大量二氧化碳的林木、植物等生物体中。
在生物质能源的制备、储装过程中，二氧化碳将会被被大量吸收和封存，有利于减缓环境变化的进程。
生物质能的生产和利用技术
生物质能的生产和利用技术生物质能作为一种可再生的能源，具有广泛的应用前景。
在能源需求的不断增长和环境污染日益严重的今天，生物质能的生产和利用技术成为了人们关注的热门话题。
一、生物质能的生产技术生物质能的生产技术主要分为两种类型，即生物质干法和湿法处理。
1. 生物质干法处理技术生物质干法处理技术是利用将生物质颗粒化，碾磨或切割成一个个小颗粒，并进行干燥处理，以便用于生物质热能的利用。
这种方法可以将生物质颗粒化为各种不同的大小和形状，使其适应多种燃料应用和能源需求。
生物质颗粒的制造过程中，需要进行原料的清洗和处理，去除过多的杂质和水分，使生物质成为干燥状态，并具有一定的压实性。
随后，将生物质送入加热炉内进行预处理，根据经济性和技术要求，设定不同的加温时间和加热温度。
预处理之后，将生物质送至压缩装置，通过压缩、挤压和切断等操作，将生物质压缩成小颗粒或成型成板材。
最后，对生物质颗粒进行冷却、筛分、包装即可。
2. 生物质湿法处理技术生物质湿法处理技术是利用玉米秸秆、麦秆等生物质原料进行制油、制酒精等领域的生产。
其中，以玉米秸秆为原料制油、酒精等的生产方式，已被证明具有环境友好、能源利用高等优点。
生物质湿法处理技术主要包括预处理、发酵、蒸馏等步骤。
如以玉米秸秆为原料生产酒精，需要进行原料的粉碎和混合处理，随后将原料送入发酵罐中，添加适量的微生物菌种发酵。
最后，对于发酵后的酒液需要进行蒸馏和分离，得到高纯度的酒精。
二、生物质能的利用技术生物质能利用主要涉及到燃烧、气化、液化等技术。
1. 生物质燃烧技术生物质燃烧技术是利用生物质作为燃料，通过燃烧释放热能并产生蒸汽，从而驱动发电机工作。
其中，生物质燃烧技术的关键在于燃料的选择和优化。
生物质燃烧技术对于生物质能的利用非常成熟和普遍。
在这个过程中，生物质被燃烧产生热量，从而转化为蒸汽并推动发电机提供电能。
然而，生物质燃烧还存在着一些问题，比如燃烧释放大量二氧化碳和其他温室气体，从而加剧气候变化。
生物质能的利用技术
生物质能的利用技术生物质是一种广泛存在于自然界中的有机物，包括植物、动物和微生物等的遗体、排泄物、废弃物以及其它有机物。
生物质能是一种绿色可再生的能源，以其低碳、环保的特点备受关注。
本文将介绍几种生物质能的利用技术。
一、生物质热能利用生物质热能利用是指利用直接和间接的方式将生物质转化为热能。
直接方式是指将生物质直接燃烧产生热能，如火炉、锅炉等；间接方式是指将生物质转化为气体或液体后再燃烧产生热能，如气化炉、生物质沸腾炉等。
生物质热能利用技术有很广泛的应用，如建筑供暖、热水供应、工业生产等领域。
在我国，农村的炊事用燃料很大程度上还是以生物质为主。
同时，生物质热能也是一种很好的发电方式，可以解决农村和偏远地区供电问题。
二、生物质气化技术生物质气化技术是指将生物质转化为气态燃料的过程，通过进行部分氧化或干馏，使生物质颗粒、块状、纤维状的原料向气态烟气等化学反应的过程，从而生成气态燃料，常常产生的产品是合成气。
合成气适用于工业生产，如有机合成、石油加氢等领域。
合成气也可以用于内燃机发电、热水供应等领域。
此外，通过进一步的处理，合成气还可以制备出各种化学药品，如甲醇、氢气等。
三、生物质液化技术生物质液化技术是指将生物质转化为液体燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
这种方法在能源开发方面具有重要的意义，它可以解决一些重要的能源问题。
例如，我国作为一个发展中国家，缺乏化石燃料的强大资源支持，但却拥有丰富的生物质资源。
生物质液化技术的开发，就可以为我国提供更多的可再生能源，保障国家能源安全。
生物柴油是一种清洁燃料，它具有高燃烧效率、低排放、无毒害等优点，被看作是传统石油燃料的最佳替代品。
生物乙醇是一种可以制备为燃料的有机物，可以通过反应生成乙醇燃料，有着广泛的应用前途，如汽车燃料、化工行业、药品等。
四、生物质发酵技术生物质发酵技术是指将生物质转化为可供人类利用的化学品或其他有用材料的过程，如酒精、有机酸、气体、酶、单细胞蛋白、食品添加剂等。
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2.3 生化转换技术
• 生物化学转换技术主要是以厌氧消化制取沼气 和特种酶技术催化制氢为主。
沼气化技术
有机 污染物
沼气 技术
沼气 肥料
循环经济
户用沼气
户用沼气
• 1958年，毛主席提出“要好 好推广沼气”，引起全国范 围内沼气建设热潮，由于技 术不成熟和采取群众运动的 方式，此项活动昙花一现。
和种植能源作物，并使生物质能从“穷人的
燃料”变成高品位的现代能源。
2 生物质能的利用技术
• 生物质能的利用技术大体上分为直接燃烧技术、 物化转化技术、生化转化技术和植物油技术四 大类，各类技术又包含了不同的子技术。
2.1 直接燃烧技术
• 直接燃烧大致可分四种情况： （1）炉灶燃烧； （2）锅炉燃烧； （3）垃圾焚烧； （4）固型燃料燃烧。
• The major technologies are: ➢Suspension burning ➢Atmospheric fluidised bed combustion
➢Bubbling fluidised bed boilers (BFBC) ➢Circulating fluidised bed boilers (CFBC)
• 制糖作物，制糖作物可直接发酵，转变为乙醇。 • 油料作物，可制作转变为生物柴油。 • 其它，如城市垃圾和粮食
1.3 生物质能的利用
• 生物质是人类用火以来，最早直接应用的能源。
• 储量大，地球上每年生物质能总量约 1400-1800 亿吨(干重），相当于目前每年总能耗的十倍。
• 生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能 源，在整个能源系统占有重要地位。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
1.1 生物质能简介
• 生物质 （biomass）
• 概念：是指有机物中除化石燃料外的所有来源 于动、植物能的物质。
• 形成：是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射 的能量以一种生物质形式固定下来的能源。是 人类最重要的间接利用太阳能方式。
• 为缓解农村日益突出的生活 用能矛盾，70年代初又开始 兴办沼气，仍然没能推广。
户用沼气现状三农问题 Nhomakorabea生态家园富民计划
西部开发
• 2000年，投资4亿元开始试点
• 2003年9月，农村沼气建设国债启动，总额10亿元， 涉及1000个县，受益农户达170万户
• 以沼气为纽带的各类能源生态模式工程是近期的主要 建设内容
• 该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气 或水蒸汽)，生物质在缺氧的条件下转变为小 分子可燃气体。
• 生物质与煤相比，挥发分含量高，灰分含量少， 固定碳含量虽少但活性却比煤的高许多。因此， 生物质通过气化之后加以利用，比煤气化后再 利用的效果要好。
生物质热解技术
• 是生物质受高温加热后其分子破裂的热加工过程。
流态化过程
气体流化床类似液体性质的示意图
（ a ）密度小的物体浮起；（ b ）表面保持水平；（ c ）小孔喷出； （ e ）床面自动找平；（ f ）床层静比差
• 生物质直接燃烧利用所面临的问题主要有体积密 度和能量密度低。
• 由此造成运输、储存费用都相对较高，一般认为 生物质的利用半径仅为80～120 km，这大大限制 了生物质能的有效利用。
• 特征：是贮存的太阳能，是一种唯一可再生的 碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。 同时是唯一的可储存和运输的可再生能源。
1.2 生物质能的来源
• 柴薪，至今仍是许多发展中国家的重要能源。但 由于柴薪的需求导致林地日减，应适当规划与广 泛植林。
• 秸秆和牲畜粪便，经干燥可直接燃烧供应热能。 若经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。
圾的集中处理)；
• 与其它非传统性能源相比较，技术上的难题较少。
1.5 生物能的缺点
• 植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物； • 单位土地面的有机物能量偏低； • 缺乏适合栽种植物的土地； • 有机物的水分偏多(50%～95%) 。
• 联合国粮农组织认为，生物质能有可能成为未 来可持续能源系统的主要能源，扩大其利用是 减排CO2的最重要的途径，应大规模植树造林
• 产物一般为三种，可燃气体(一般为CO、H2、CH4 等的混合气体)、液体(焦油，Tar)及固体(木炭)。
• 采用快速热解热解液化方法还可将生物质转变为生 物燃油（Bio-diesel）。
• 生物燃油的能源利用效率约为直接燃烧物质的4倍， 且辛烷值较高，若将生物燃油作为汽油添加剂，其 经济效益更加显著。
• 直接燃烧烟尘大，热效率低，能源浪费大。
State-of-the-art technologies
• State-of-the-art technologies are the technologies, that can be used at the present time with minimal developmental barriers.
新能源技术教学
生物质能利用技术
生物质能利用技术
• 第一节 生物质能简介 • 第二节 生物质能利用技术 • 第三节 生物质能的利用与评价
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
• 提高生物质的体积、能量密度是生物质直接利用 的重要研究方向。目前采用的主要技术有打包、 制作生物质高压成型块以及制作生物质焦碳。
2.2 物化转换技术
• 物化转换技术包括三方面： （1）干馏技术； （2）气化制生物质燃气； （3）热解制生物质油。
生物质气化技术
• 是指将生物质在高温下部分氧化转化为气体燃 料的热化学过程。
• 在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14％， 在发展中国家占40％以上。
1.4 生物能的优点
• 提供廉价能源(某些条件下)和低硫燃料； • 理论上不产生GHG，低含量的N，S化合物，可以
大色石量油减”少；NOx，SOx等有毒气体排放，被称为“绿 • 被称之为CO2中性的燃料。（对此持保留意见） • 将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如城市垃