生物质能及其利用
第6章 生物质能及其利用
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生物质能
2 生物质能利用的形式
生物质能利用，主要是将生物质转变为可直接利用的热能、 电能和可存储的燃料。 生物质的组成与化石燃料大体相同，利用方式也类似。常规 能源的利用技术无需大改，即可应用于生物质能。
但生物质的种类繁多，各有不同的属性和特点，应用方式也 趋于多样，可能远比化石燃料的利用更复杂。
新能源与分布式发电
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生物质能
（3）禽畜粪便 主要来源是大牲畜和大型畜禽养殖场，集约化养殖所产生的 畜禽粪便就有4亿吨左右。 主要分布在河南、山东、四川、河北等养殖业和畜牧业较为 发达的地区。
（4）城市垃圾和废水 工业有机废水排放量高达20多亿吨(不含乡镇工业)。每年城 市垃圾产量不少于1.5亿吨，有机物的含量约为37.5％。
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生物质能
3 液体生物质燃料
主要包括燃料乙醇、植物油、生物柴油等，都可以直接代
替柴油、汽油等由常规液体燃料。 生成途径有热裂解 (已介绍)和直接液化法等。 固态生物质经一系列化学加工过程，转化成液体燃料，称 为生物质的直接液化。 直接液化得到的产品，物理稳定性和化学稳定性都更好。
新能源与分布式发电
新能源与分布式发电
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生物质能
（2）沼气 中国农村推广的沼气池多为水压式沼气池。 截至2006年底，全国农村约有2200多万户农村家庭已经利用 上了沼气能源。 尤其是在西部地区，发展更快。 沼气发酵技术对工厂废水、城市生活垃圾、农业废弃物等有 非常好的处理效果，有积极的环保意义。
新能源与分布式发电
造酒精的甜高粱，产糖的甘蔗，及向日葵等油料作物。 此外，海洋和湖泊也提供大量生物质。
新能源与分布式发电
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生物质能
2.2 其它形式的生物质
生物质能的开发与利用
生物质能的开发与利用随着全球环保意识的不断提高和对传统化石能源的限制，生物质能作为一种新型可再生能源已经越来越受到人们的关注。
生物质能是指由植物、动物和微生物等生物体生长和死亡过程中产生的所有有机物质。
这些有机物质可以被转化为能源，如热能、电能、生物柴油、生物甲醇等，具有广阔的应用前景。
本文将从生物质能的来源、开发利用及其未来发展方向等方面进行详细阐述。
一、生物质能的来源生物质能的来源多种多样，常见的有以下几种：1.木材和木质废弃物木材是指树干、树枝、树皮等植物部分，它们可以作为薪柴燃烧供暖或者用来生产木屑、木片等生物质燃料。
木质废弃物是指来自木制品生产或者家庭装修等产生的废弃物，如废木板、废纸、锯末等。
2.农作物和农业废弃物农作物包括粮食作物、油料作物、棉花、甘蔗等，它们可以通过农业林业废弃物资源化利用技术生产生物能源。
农业废弃物指农业生产过程中产生的废弃物，如秸秆、麦草、豆腐渣等。
3.城市垃圾和工业废弃物城市垃圾中的有些有机物质可以用来生产沼气，进而发电。
工业废弃物是指工业生产过程中产生的废弃物，如工业锅炉烟气、化工废水、冶金废渣等，它们可以用来生产生物燃料。
以上来源不仅存在于国内，也广泛存在于国际间。
例如，在欧洲和美国，木材及其产品、农作物和农业废弃物、城市垃圾和工业废弃物等都被作为生物能源的主要来源，实现了全面利用，分享了高效清洁能源带来的经济和环保效益。
二、生物质能的开发利用生物质能作为一种可再生能源，具有广泛的开发利用前景。
其开发利用主要包括生物质燃料、生物质液体燃料、生物质气体燃料和生物质电能几个方面。
1.生物质燃料生物质燃料是指利用生物质材料进行能量转化的燃料，主要包括木柴、木炭、木屑、木粉、木片等，广泛应用于家庭取暖、工业加热、热电联产等方面。
例如中国西南部的某地，传统的冬季取暖方式是采用薪柴烧火，为了改善燃烧的条件和环境卫生，当地政府推广了生物质燃料，并加大了生物质炉具的推广力度，有效地降低了对非可再生能源的依赖度，实现了可持续发展。
生物质能的资源利用与技术进展
生物质能的资源利用与技术进展在当今全球能源需求不断增长，传统能源逐渐枯竭，环境问题日益严峻的背景下，生物质能作为一种可再生、清洁的能源，受到了广泛的关注和研究。
生物质能来源于有机物，包括植物、动物及其排泄物、垃圾和有机废水等。
它的资源丰富，分布广泛，具有巨大的开发利用潜力。
生物质能的资源利用形式多种多样。
其中，生物质发电是较为常见的一种方式。
通过直接燃烧生物质或者利用生物质气化技术产生可燃气体，驱动涡轮机发电。
这种方式不仅能够有效地利用生物质资源，还能减少对传统化石燃料的依赖，降低温室气体排放。
例如，在一些农业发达的地区，利用农作物秸秆进行发电，既解决了秸秆处理的难题，又为当地提供了电力。
生物液体燃料也是生物质能利用的重要领域。
生物乙醇和生物柴油是目前应用较为广泛的两种生物液体燃料。
生物乙醇通常由富含糖分的农作物，如甘蔗、玉米等发酵制成。
而生物柴油则可以通过植物油或动物脂肪的酯交换反应获得。
这些生物液体燃料可以与传统的汽油、柴油混合使用，或者直接作为替代燃料，应用于交通运输领域。
随着技术的不断进步，生物液体燃料的性能和成本逐渐优化，其市场份额也在不断扩大。
此外，生物质还可以用于生产生物沼气。
通过厌氧发酵，将有机废弃物如畜禽粪便、餐厨垃圾等转化为甲烷为主的生物沼气。
生物沼气不仅可以用于发电和供热，还可以作为居民生活用气。
在一些农村地区，沼气池的建设和应用，为解决农村能源问题和改善环境卫生发挥了重要作用。
在生物质能的技术进展方面，也取得了一系列显著的成果。
生物质气化技术不断完善，提高了气化效率和气体品质，降低了污染物排放。
新型的催化气化技术和高温等离子体气化技术的研发，为生物质能的高效转化开辟了新的途径。
生物质热解技术也得到了快速发展。
通过控制热解条件，可以获得不同品质的生物油、生物炭和可燃性气体。
生物油经过进一步精炼，可以作为燃料或化工原料使用；生物炭具有良好的吸附性能和土壤改良作用；可燃性气体则可用于发电或供热。
生物质能利用及其发展趋势
生物质能利用及其发展趋势随着能源供给的需求增加以及环境保护意识的提高，人们需求的替代能源日益增多，而生物质能就成为了备受关注的一种替代能源。
生物质能利用简单来说就是利用植物、动物和微生物等生物体所储存的能量来进行热能、电能以及生物制品的生产。
生物质能具有可再生、低碳、让农业得以发展、增加能源供应等优点，在未来替代能源领域有着旺盛的市场需求和发展空间。
一、种类及利用方式生物质能源种类包括植物、动物及微生物等，植物由于种类繁多、生长迅速和寿命长而成为主要来源。
生物质能源主要利用方式有发电、热能利用和生物制品产出等。
1. 发电：利用生物质发电是生物质能的广泛应用，生产方式多样，主要有直接燃烧、气化和制气发电等，其中直接燃烧是最常用的方法，通过生物质直接燃烧获得热能，然后转换成电能。
2. 热能利用：生物质能也可以被转换成热能，主要适用于家庭、工业、商业、农业等用途。
例如，生物质能在住宅取暖中应用广泛，可以通过热交换器将热能转化成低温蓄热型热水器的作用。
3. 生物制品产出：将生物质能利用到生产微生物菌剂、秸秆酶解和天然高分子等生物制品方面也是发展的一种趋势，利用生物质能生产生物制品大大降低了生产成本，并且增加了产品的竞争力。
二、发展趋势随着生物质能的应用和发展逐步深入，其发展趋势也逐渐清晰。
在未来几年，生物质能是替代能源领域中增长最快的领域之一，具体趋势可分为以下三个方面。
1. 技术应用不断创新和提高：在生物质能利用领域，技术创新和提高是最重要的，意味着提高生物质的利用效率、节约能源、降低排放量、改进标准等多种方面。
2. 改善生产造成的环境影响：随着对环境保护意识的增强，生物质能作为清洁能源也要更加注重其对环境的影响，不仅要避免生产过程中可能的环境污染，也要实现生产过程中对环境的改善。
3. 拓展生物质能的应用领域：随着技术的发展及应用的不断拓展，生物质能的应用领域将更加广泛，逐渐将覆盖整个能源替代领域，如交通、建筑、农业、制药等。
生物质能的研究及其利用
生物质能的研究及其利用生物质能作为一种绿色且可再生的能源，在当今社会中得到了越来越多的关注。
生物质能是指以动植物残渣、农业废弃物、林业废弃物、城市固体废弃物以及粮食作物废弃物、蔗渣等为原料进行的直接、间接转化而获得的能源，其来源广泛，产量稳定，资源丰富，深受人们的青睐。
生物质能的研究始于20世纪初，经过数十年的研究和探索，逐渐形成了生物质能的现代化利用模式。
从生物质资源的开发、利用技术、生产过程、能源产品等各个方面进行研究，最终形成了一整套完整的生物质能利用技术。
在生物质能的利用过程中，一个主要的问题是如何将生物质能有效地转化为可用的能源。
生物质能的转化主要有两种方式：热化学转化和生物化学转化。
其中，热化学转化包括燃烧、气化和液化三种，而生物化学转化则包括发酵和生物化学反应两种。
在目前的能源转换技术中，生物质能转化主要被用于生产固体燃料、液体燃料和气体燃料。
在固体燃料方面，木材、秸秆等材料可以通过压碎或破碎的方式制成颗粒状的木屑或秸秆燃料，被广泛用于燃烧锅炉和工业炉灶中。
在液体燃料方面，生物柴油、生物乙醇等被广泛应用于交通运输领域。
在气体燃料方面，生物气体、沼气等则被广泛利用于城市居民生活和工业生产等领域。
生物质能不仅能够替代传统的化石能源，减少对化石燃料的依赖性，同时还能有效地降低二氧化碳和其他污染物的排放，使得空气质量得到改善，环境保护得到了提升。
此外，生物质能的开发还能够促进当地的经济发展，提高农民的收入水平，创造更多的就业机会。
当然，生物质能的利用也存在一些问题和挑战，如生物质能的碳排放问题、资源回收和再利用问题、生物质能生产技术的转型问题、生物质能产业链的完善等等。
但这些问题也在生物质能研究者的不断探索和创新中得到了逐步的解决和突破，使得生物质能利用技术不断得到提升和发展。
总的来说，生物质能作为一种绿色环保、可再生的能源，具有独特的优势和巨大的潜力，其研究进展和利用模式的不断完善，将有助于未来世界更好地应对能源危机和环境问题。
生物质能及其利用技术的探讨
生物质能及其利用技术的探讨
生物质能是指动植物在生长和代谢过程中所储存的能量，包括植物的
木材、秸秆、草等以及动物的粪便、骨头等。
生物质能具有可再生、较为
充足且分布广泛等特点，是一种绿色、可持续的能源资源。
目前，生物质
能已经成为了世界各国重要的能源之一，被广泛运用于发电、加热、照明、工业加工等领域。
生物质能的利用技术主要包括生物质能发电技术、生物质能热利用技术、生物质制氢技术和生物质转化油技术等。
其中，生物质能发电技术是
应用最为广泛的一种利用方式，主要包括生物质直接燃烧发电和生物质气
化发电等。
生物质能热利用技术则是指将生物质能转化为热能，进而用于
发电、加热或照明等方面。
生物质制氢技术则是利用生物质能源制取氢气，以替代传统的化石燃料制氢方法。
生物质转化油技术则是将生物质能源转
化为液态燃料，以替代石油等传统的化石燃料。
随着全球能源需求的不断增加以及环境保护意识的提高，生物质能的
利用技术也在不断发展和创新。
特别是近年来，生物质能在新能源领域中
的地位越发重要，各国也在积极推动生物质能技术的发展和应用。
在未来，生物质能有望成为一个稳定、可持续、可靠的新能源资源，为实现能源可
持续发展做出重要贡献。
浅析生物质能源的开发利用及其意义
浅析生物质能源的开发利用及其意义随着我国经济的快速发展，我国的能源消耗与日俱增。
现在，我国能源年消耗量占世界能总消耗量的20%以上，而且呈现上升的态势。
我国生物多样性丰富，加大生物质能源的开发利用，进行农业生物质能源发掘利用，不仅可解决农民的增收和“三农”问题，还可解决目前中国面临的能源短缺、环境污染、食品安全等重大社会经济问题。
一、生物质能源的利用现状1、直接燃烧。
直接燃烧主要包括炉灶燃烧、焚烧垃圾、锅炉燃烧压缩成型燃料、联合燃烧。
炉灶燃烧是传统的用能方式，因其效率低而在逐渐被淘汰。
焚烧垃圾是锅炉在800℃-1000℃高温下燃烧垃圾可燃组分，将释放的热量来供热或发电。
压缩成型燃料燃烧是先将生物质压缩成密度大的性能接近煤的物质，再将其燃烧发电，因其排放的污染尾气小而发展前景良好。
联合燃烧是将生物质掺入燃煤中燃烧发电，此法可减少SO2、NO2等污染气体的排放。
2、物化转化。
物化转化主要包括干馏技术、生物质气化技术及热裂解技术等。
干馏是把生物质转变成热值较高的可燃气、固定碳、木焦油及木醋液等物质。
可燃气含甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等，可做生活燃气或工业用气，木焦油是国际紧俏产品，木醋液可形成多种化工产品。
生物质气化是在高温条件下，利用部分氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。
产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。
3、生化转化。
生化转化主要包括厌氧消化技术和酶技术。
厌氧消化是利用厌氧微生物在缺氧的情况下将生物质转化为CH4、CO等可燃气体。
同时得到效果很好的可用作农田的肥料的厌氧发酵殘留物。
酶技术是利用微生物体内的酶分解生物质，生产液体燃料，如乙醇、甲醇等。
二、生物质能源的利用技术1、沼气发酵技术。
沼气发酵是有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经过沼气菌群消化的过程。
沼气发酵可生产沼气作为能源，又可处理有机废物以保护环境，经沼气发酵后的沼渣、沼气液是优化的有机肥料。
能源工程中的生物质能发电技术资料
能源工程中的生物质能发电技术资料在能源工程领域中，生物质能发电技术具有重要的地位和作用。
生物质能发电技术，即利用生物质作为燃料，通过燃烧或气化等方式转化为能量，进而驱动发电机组发电。
本文将详细介绍生物质能发电技术的相关资料，以及其在能源工程中的应用。
一、生物质能发电技术资料1. 生物质能介绍生物质是指来源于植物和动物的有机物质，包括木材、秸秆、农作物废弃物、食品加工废弃物等。
生物质资源广泛，易获取，是可再生能源的重要组成部分。
2. 生物质能发电技术分类生物质能发电技术主要包括直接燃烧发电、气化发电和生物质废弃物发电。
直接燃烧发电是将生物质直接燃烧，产生热能，再通过蒸汽发电机组转化为电能。
气化发电是将生物质气化为合成气，再通过燃气发电机组进行发电。
生物质废弃物发电是利用农作物秸秆、木屑等废弃物通过发酵和厌氧消化等方式产生沼气，再通过沼气发电机组发电。
3. 生物质能发电技术优势生物质能发电技术具有以下优势：（1）可再生性：生物质是一种可再生资源，可以不断获取和利用，有效缓解能源短缺问题。
（2）环保性：生物质能发电过程中的排放物相对较少，不会对环境造成明显的污染，符合可持续发展理念。
（3）废弃物综合利用：生物质废弃物可通过发电技术转化为电能，实现资源的综合利用，减少废弃物对环境的负荷。
二、生物质能发电技术在能源工程中的应用1. 农村电力供应生物质能发电技术在农村电力供应中起到重要作用。
农村地区常常存在着电力供应不足的问题，而农作物秸秆、柴草等生物质资源丰富。
利用这些资源进行生物质能发电，可以满足农村地区的电力需求，促进农村经济发展。
2. 工业生产用能生物质能发电技术可用于工业生产过程中的能源供应。
许多工业生产过程需要大量的能源，而利用生物质作为燃料，既能满足能源需求，又减少对化石能源的依赖，降低能源成本和环境影响。
3. 城市垃圾处理城市垃圾中含有大量的有机物质，是理想的生物质能发电原料。
通过垃圾气化或沼气发电技术，将城市垃圾转化为电能，可以实现垃圾资源化利用和减少垃圾对环境的污染。
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生物质能及其利用
1 生物质能的概述
生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。
目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。
生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。
2 生物质能的分类
2.1 林业资源
林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等
2.2 农业资源
农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。
能源植物泛指
各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
2.3生活污水和工业有机废水
生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、
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洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。
工业有机废水主
要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。
2.4城市固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。
其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
2.5 畜禽粪便
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸
秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
2.6沼气
沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体,通常可以供农家用来烧饭、照明。
3 生物质能的特点
3.1可再生性
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风
能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
3.2低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为
燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3.3 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
3.4 生物质燃料总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。
根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。
生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。
我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。
随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
4 生物质能的利用途径
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。
生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。
当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶,推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施,被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。
生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。
生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。
沼气转化是有机物质在厌氧环境中,通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气、乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
5 生物质能源开发利用技术的现状
一般来讲,生物质能的转换利用技术大致可分为三类:一是直接燃烧,直接燃烧的主要目的是为了获取热量;二是生物转换技术,通过微生物发酵方法制取液体燃料或气体燃料。
三是化学转换技术,其又可分为有机溶剂提取法、气化法和热分解法。
而按过程的表观现象将转换技术分为燃烧、干化学转换和液化。
自"七五"以来,我国已开展了广泛的生物质高品位的转换装置和利用技术的研制和开发,在生物质气化、液化和致密成型方面都取得了较大进展。
生物质气化装置已小批量地投入市场,用于户用或木材烘干和供暖;集中供气流化床干馏热解煤气也处于示范推广阶段。
目前己有不少研究单位、工厂和公司从事生物质能高品位利用和开发的研制、示范试验、批量生产和销售服务。
6 生物质能利用技术发展展望
根据国家科委等“1996-2010年新能源和可再生能源发展纲要”的精神,生物质能技术发展目标为:紧密联系市场需求,与工程项目相结合迅速将科研成果转化为生产力,推动生物2015年的发展趋势主要为:进一步提高生物质能转换技术的效率;生物质能发电技术;生物质供热技术及装置-生活及生产用;生物质热电联供技术;与上述技术相关的配套技术及设备等。
7 生物质能对中国的意义
中国是一个人口大国,又是一个经济迅速发展的国家,21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。
因此改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程,满足农民富裕后对优质能源的迫切需求,同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。
由于中国地广人多,常规能源不可能完全满足广大农村日益
增长的需求,而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约,限制二氧化碳等温室气体排放,这对以煤炭为主的我国是很不利的。
因此,立足于农村现有的生物质资源,研究新型转换技术,开发新型装备既是农村发展的迫切需要,又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。