生物质资源的利用(p讲义pt)
生物质能源利用简介(课件)
2）生物质热解的原理 包括分子键断裂，异构化和小分子聚合等反应。 3）影响生物质热解的因素 a.热解的最终温度：木炭产量随温度升高逐渐降低 木醋酸组成在270-400 0C变化较大，〉4000C变化 不显著。 b. 升温速率：加热速率加快，木炭产量下降，焦油产量增加，最大可 达80%的生物原油产率 c. 压力：在1.33Pa的真空下热解，不释放热量，3.15MPa热解，放大 量的热。 d. 含水率：含水率过高，热解所需时间较长。较干的木材热解会放热 较快，降低木炭产量 e. 木炭的形态：沿纤维方向的热导率比纤维垂直方向的热导率大。 f. 反应的气氛：采用过热蒸汽处理，可得到酸率8%。
3）生物柴油的燃料特性 生物柴油与常规柴油的特性比较 主要燃料特性 相对密度 动力粘度40 0C/mm2/s 闭口闪点/0C 生物柴油 常规柴油 0.88 4-6 ﹥100 0.83 2-4 60 主要燃料特性 十六烷值 燃烧功效（柴油=100%） /% S（质量分数）/% 生物柴油 常规柴油 ≧56 104 ﹤0.001 ≧49 100 ﹤0.2
1）二甲醚性质 CH3OCH3，低毒，具有麻醉作用。
1）二甲醚性质 CH3OCH3，低毒，具有麻醉作用，是汽油柴油的有力竞争者。 二甲醚的燃料特性
性质
相对密度/（kg/L） 十六烷值 2）生产工艺 a. 甲醇脱水法 b. 合成气合成
数值
0.75 55
性质
爆炸极限/% 低位发热量/（MJ/kg）
数值
5.3
生物燃料乙醇
1）乙醇的制备方法 a. 化学合成法 乙烯水合法（硫酸水合法、直接水合法），乙醛加氢法 b. 发酵法 利用微生物的发酵作用将糖份活淀粉转化为乙醇的方法。 世界60%乙醇由甜菜发酵而成，7%化学合成，33%其他原料，1998年统计数据。 2）无水乙醇的制备 a. 吸水剂脱水法 CaO+H2O—Ca(OH)2 CaO+2CH3COOH—(CH3COO)2Ca+H2O 副反应 b. 分子筛法 水分可被沸石分子筛吸附（吸附的3/4为水，1/4为乙醇） c. 共沸脱水法 向乙醇水溶液中加入苯或戊烷、环己烷等，形成三元共沸物。 d. 真空蒸馏法 真空条件下，乙醇-水的共沸物向乙醇浓度增大的方向发展。 e. 蒸馏-膜脱水法 将蒸馏的酒精通过高分子膜塔制得无水乙醇。
生物质资源的应用途径
生物质资源的应用途径生物质资源是指由生物体或其代谢产物所形成的可再生资源，包括植物、动物和微生物等生物体本身以及其衍生物。
生物质资源广泛分布于大自然中各个领域，具有重要的经济价值和环境友好性。
在当前推动可持续发展的背景下，生物质资源的应用途径也越来越多样化。
生物质资源的应用途径可以从以下几个方面进行阐述：1. 生物质能源利用：生物质资源在能源领域的应用途径是最为广泛和重要的，主要包括生物质直接燃烧、生物质发电、生物质液体燃料和生物质气体燃料等。
生物质直接燃烧是一种常用的生物质能源利用方式，通过将生物质燃烧产生的热能用于供热、发电等。
生物质发电是利用生物质资源发电，既可以通过直接燃烧生物质发电，也可以通过生物质气化、生物沼气或生物质制氢发电。
生物质液体燃料是通过生物质转化为液体燃料，包括生物柴油、生物乙醇和生物油等。
生物质气体燃料是通过生物质气化或发酵生产生物质气体，如生物甲烷等。
2. 生物质化学制品利用：生物质资源还可以通过化学方式转化为各种化学制品，如生物质糖醇、生物质酸和生物质酯等。
生物质糖醇是通过将生物质中的多糖转化为糖醇，如木质纤维素转化为木糖醇和木醇等。
生物质酸是通过将生物质中的脂肪酸转化为有机酸，如生物质油转化为生物柠檬酸和生物丙酮酸等。
生物质酯是通过将生物质中的脂肪酸甲酯化而得到的，如植物油转化为生物柴油。
3. 生物质材料利用：生物质资源还可以用于生产各种生物质材料，如生物质纤维素和生物质纤维等。
生物质纤维素是将生物质中的纤维素分离提取，并通过加工制成纸浆、纤维板和生物质复合材料等。
生物质纤维是将生物质中的纤维素进行改性处理，用于生产纺织品、纤维制品和纸浆等。
4. 生物质资源利用于农业和园艺：生物质资源还可以用于农业和园艺领域，包括生物质有机肥料、生物质接种材料和生物质保鲜剂等。
生物质有机肥料是将生物质通过堆肥、发酵等方式转化为有机肥料，用于农田、果园和蔬菜地等的施肥。
生物质接种材料是将生物质中的菌种或微生物进行培养、提取并包埋制成的，用于农作物的栽培和园林植物的保护。
第2章 资源生物学 生物质资源 ppt课件
动物源生物质生态功能
另外，动物作为自然生态系统中的一环，其自身也承 担生态系统运行的物质转运和能量传递的功能，其生 态学价值也是动物源生物质的外延服务功能。
二、动物源生物质的价值
1动物毛皮 4,动物血液 2动物内脏 5.动物油脂 3.动物骨骼 6.蛋壳
三、微生物源生物质 (一)单细胞蛋白 1.单细胞蛋白的定义 Ø 单细胞蛋白，也叫微生物蛋白，它是用许多工农业废料
二、生物活性物质的种类
(一)氨基酸与蛋白质类生物活性物质 (二)糖类活性物质 (三)油脂类活性物质 (四)其他生物活性物质
第三节 动物和微生物源生物质
一、动物源生物质的内涵
动物源生物质的物质基础即动物自身各种专业化的细 胞和组织，如具有防御功能、支持与运动功能、代谢 与运输功能的各类细胞或组织。不同性质的细胞具有 不同的结构组成，造成它们组成不同的分子和元素是 其应用的物质基础。
狭义的生物活性物质 Ø 从生物质中提取获得的一类对人体、动物、植物或微生
物具有显著调控作用的天然组分，这种组分对产生它的 生物体无显著作用，但对其他生物体的生命活动却有影 响，尤其是对改善人类健康有积极功效。 Ø 这类生物活性物质往往是产业化追求的目标，可通过提 取，改性、修饰、转化成为具备产业价值的活性物质。
质素的含量不同。
木质纤维素不仅是自然界分布最广泛、存量丰富的生物 质,更是其他生物质产生的主要物质基础;人类活动首先 也依赖于对木质纤维素的直接利用和开发。
二、木质纤维素的功能
(一)木质纤维素的储存功能 (二)木质纤维素的结构功能
第二节 生物活性物质
一、生物活性物质的内涵 生物活性物质( bioactive substance或 bioactivator) 是指来自生物体内的对生命过程有调控作用的微量或少量 物质。
最新生物质资源的利用教学讲义PPT课件
不需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件，大多 常温常压下，活性最高。
4. 多样性
目前已发现的酶有2500种，还有2万多种具有催 化作用的微生物，几乎能催化所有的化学反应。
生物质资源利用实例
历史悠久的发酵技术
大约5000年前，我国人民已掌握酿酒、酿醋技术。
酿酒
原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 蒸 化 酒
量达
响,但尾气中碳氢化合物、
❖ 到2.7%；如添加10%乙醇,
NOx和CO的含量明显降低。
氧含量可以达到3.5%，所 以加入乙醇可帮助汽油完 全燃烧,以减少对大气的污 染。使用燃料乙醇取代四 乙基铅作为汽油添加剂,可 消除空气中铅的污染；取 代MTBE,可避免对地下水和 空气的污染。
美国汽车/油料（AQIRP） 的研究报告表明：使用含6 ％乙醇的加州新配方汽油, 与常规汽油相比，HC排放 可降低5％,CO排放减少2128%，NOx 排放减少7-16%, 有毒气体排放降低9-32%。
秸秆的生物炼制
餐厨垃圾炼制生物柴油
可再生能源——
燃料乙醇
❖ 燃料乙醇，一般是指体积浓度达到99.5%以上的无 水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料。燃 料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙醇发动机 中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原 汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含 醇汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使 燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。在 美国和巴西等国家燃料乙醇已得到初步的普及，燃 料乙醇在中国也开始有计划地发展。源自酶——打开生物质资源宝库的钥匙
大分子 物质
淀粉
纤维素 半纤维素
物理法 化学法
葡萄糖
《生物质能利用技术》PPT课件
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8
2 生物质能的分类
• 林业资源 • 农业资源 • 生活污水和工业有机废水 • 城市固体废物 • 畜禽粪便
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9
3 生物质能的特点
• 可再生性
• 低污染性
• 广泛分布性
• 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。
生物质能利用新技术
2/1/2021
1
生物质能利用技术
• 第一节 生物质能简介 • 第二节 生物质能的分类 • 第三节 生物质能的特点 • 第四节 生物质能的利用技术 • 第五节 生物质能的利用现状 • 第六节 生物质能的原则
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2
1.1 生物质能简介
• 生物质能 （biomass energy）
沼气 技术
循环经济
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沼气 肥料
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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。
• 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。
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5.1 国内利用生物质能的现状
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19
5.2 国外利用生物质能的现状和技术展望
• 生物质能是丹麦主要的可再生能源，2000年丹 麦生物质能约占全国可再生能源的85%，作为 世界风力机主要的供应者，其风能只占10% 。
《生物质能的利用》课件
供热
生物质能可用于家庭、工厂和 农业领域的供热，如生物质锅 炉、生物质壁炉等。
燃料
生物质能可以转化为液体燃料 ，如生物柴油和生物乙醇，可 用于替代化石燃料。
工业用途
生物质能还可用于生产化学品 、材料和纤维等工业产品。
02 生物质能的转化技术
生物质能转化技术概述
生物质能转化技术是指将生物质 转化为可利用的能源或化学品的
过程。
生物质能是一种可再生能源，具 有低碳、环保、可持续等优点。
生物质能转化技术的发展对于缓 解能源危机、减少环境污染、促
进可持续发展具有重要意义。
生物质能转化技术的种类
生物质直接燃烧技术
将生物质转化为热能，用于供热和发电 。
生物质液化技术
将生物质经过化学或生物化学转化， 生成可燃液体燃料，如生物柴油、生
生物质能的发展现状
生物质能利用历史
生物质能的应用领域
生物质能利用历史悠久，古代人类就 已开始使用木材等生物质燃料。
生物质能在能源、化工、农业等领域 得到广泛应用，为人类生产和生活提 供重要支持。
现代生物质能发展
随着环保意识的提高和能源需求的增 长，现代生物质能发展迅速，技术不 断进步。
生物质能的发展前景
国际合作与交流
强调未来国际间在生物质能领域的合作与交流的重要性，共同推动全 球生物质能技术的发展和应用。
ห้องสมุดไป่ตู้
01
02
03
替代化石能源
随着化石能源的枯竭和环 境污染的加剧，生物质能 成为替代化石能源的重要 选择。
技术创新
生物质能技术不断创新， 提高转化效率和降低成本 ，为大规模应用提供有力 保障。
农业废弃物利用
生物质资源及其开发利用
3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0
1980
禽畜排泄物（干重，亿吨） 亿吨油当量
1982 1984 1986 1988 1990
1992
1994
1997
1999
2000
禽畜排泄物生物质能量增长趋势
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城市生活垃圾
年产出量约1.5亿吨，约合1500万吨油当量，并以每年10%左右 的增长率递增
（3） 用途广泛
利用生物质可以生产清洁燃料，如生物酒精、生物柴油等 可以用于开发出适应未来市场且环境友好的生物基产品
如生物质高分子材料,生物质精细化学品等 生物质在生产及使用过程中与环境友好
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二、利用生物质资源是可持续经济发展的趋势
3．对我国国民经济建设具有重要的作用
（1）缓解能源危机，是国民经济可持续发展重要保证 （2）促进林业产业的跨越式发展 （3）是调整农村产业结构、解决“三农”问题的重要支
总生物量 （亿吨） 153～ 166 36～40 62～66 40～42 15～18 9～12 6～7 1～2 2～3 3～4 15～18 8～9 3～4 4～5
可获得生物量（亿吨/年） 6～7（用材、防护、特有和能源林）
3～3.5（采伐剩物和死木清理）
1.8～2（抚育修枝）
1～1.2（抚育间伐）
0.2～0.3（抚育）
要原料
➢ 杜邦公司将2010年销售额的25%定位于生物质产品
➢ 生物质资源将有可能替代化石资源成为所有化学品的来源 18
二、利用生物质资源是可持续经济发展的趋势
2．生物质资源的特点
（1） 资源丰富 （2） 品种多样 （3） 用途广泛
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2．生物质资源的特点
5生物质资源的利用(PPT)
生物柴油
世界石油资源的枯竭 石油资源对国家和个人的影响 2004年中国成为全球第二大石油
消耗大国——3亿吨 生物柴油
生物柴油及生产方法
生物柴油
——一种脂肪酸甲酯类化合物，通过植物油或动
物脂肪与醇类化合物在催化剂存在下进行酯化反
应生成
原料——油料作物、野生油料植物和工程微藻等 水生植物油脂，以及动物油脂、废餐饮油料。
不可再生资源及生物质
石油
能源、有机化工原料
煤
天然气
生物质 植物 动物 微生物
5.1生物质资源
绿色植物利用叶绿素通过光合作用把CO2和 H2O转化为葡萄糖，并把光能储存在其中，然 后进一步把葡萄糖聚合淀粉、纤维素、半纤维 素木质素等构成植物本身的物质。
生物质应用的优点： （1） 储量丰富，来源广泛； （2） 清洁，无污染； （3） 节省能源； （4） 可再生，符合可持续发展
目前由生物质资源进行生物炼制，可以生产出几大 产品体系：C1体系主要包括甲烷、甲醇等；C2体系 主要包括乙醇、醋酸、乙烯、乙二醇等；C3体系主 要包括乳酸、 丙烯酸、丙二醇等；C4体系主要包 括丁二酸、富马酸、丁二醇等；C5体系主要包括衣 康酸、木糖醇等；C6体系主要包括柠檬酸、山梨醇 等。其中一些化学品的生产已在大规模应用，农用 化学品、精细化学品、大宗化学品、药物及高分子 材料等领域的工业化应用也呈现快速增长的趋势。
什么是生物质？
现代的生物质产业概念，是指利用可再生的有机物 质，包括农作物、树木等植物及其残体、畜禽粪便、 有机废弃物，通过工业加工转化，进行生物基产品 (Biobasedproducts)、生物燃料(Biofuels)和生物 能源(Bioenergy)生产的一种新兴产业。 根据我国生物质资源的特点和技术潜在优势， 可以将燃料乙醇、生物柴油、生物塑料以及沼气发 电和固化成型燃烧作为主导产品。 其中，以生物质为源头几乎可以生产出所有的 基础有机化工原料，并且很多产品已经显现出很好 的经济性。
生物质能源利用简介ppt课件
干燥
粉碎
储存 计量
储存 计量
混合
成型
筛分
生物质型煤
生物质 干燥 粉碎 储存 计量
2.2 生物质固硫型煤燃烧特性
1）点火性能 可燃基挥发分比原煤高，进入炉膛后，生物质首先燃烧，使型
煤短时间达到着火点，生物质燃料燃烧后体积收缩，使型煤产生 很多孔道及空袭，形成多孔形球体。 2）燃烧机理
静态渗透式扩散燃烧 燃烧由表面及不断深入到内部，不会发生热解析炭冒烟现象。 3）固硫特性 生物质比煤先燃烧，形成的空隙起到了膨化疏松作用，使固硫 剂CaO颗粒内部不易发生烧结，可使空袭率增加，增大SO2和O2 向CaO颗粒内的扩散作用，提高钙的利用率。 可在较低的Ca/S下，使固硫率达到50%以上。
日本开发，间歇反应器，以He为载气，反应温度为250-400 0C， 催化剂为碱金属的碳酸盐，产油率为50%（采用发酵残渣为原料）。
Na2CO3+H2+2CO----2HCOONa+CO2 2C6H10O5+2HCOONa---2C2H10O4+H2O+CO2+Na2CO3 3）煤与生物质共同液化
可降低煤的液化温度，增加低分子量的戊烷可溶物，生物质与煤 相互作用机理不明。
汽油中可以掺入25%，提高辛烷值。Leabharlann 性质 相对密度（20 0C）
辛烷值 闪点
甲醇的燃料特性
数值
性质
0.80
馏程/0C
100 热值/（kJ/kg）
11 汽化潜热/（kJ/kg）
数值 65 19647 1105
2）甲醇生产工艺 生物质---合成气的制造----合成气净化---甲醇合成---甲醇精馏
两类催化剂： • ZnO-Cr2O3为基础的改良氧化物系统催化剂，反应压力34MPa, 温度
生物质能源技术和资源利用
生物质能源技术和资源利用在现代社会中，随着能源需求的增加和环境污染的日益严重，生物质能源技术和资源利用逐渐成为了人们重要关注的问题。
生物质能源技术是指利用固体、液态和气态的生物质，通过各种方法将其转化为可供利用的能源形式。
本文将从生物质能源的定义、生物质能源的种类、利用生物质能源所面临的挑战和展望等方面进行探讨。
一、生物质能源的定义生物质能源，指利用生物质作为原料生产能源的一种新型能源技术。
生物质能源是一种可再生能源，其中包括从农作物、植物废弃物、森林废弃物、动物废弃物等生物类废弃物进行能源转换的技术。
生物质能源是一种低碳、环保、清洁的新能源，在各国的能源发展计划中占据着重要的位置。
二、生物质能源的种类生物质能源的种类很多，主要包括：1.生物质发电技术：生物质发电是指利用生物质能源（如秸秆、木头、农作物残渣、家禽粪便等）来产生电能，以满足能源需求。
2.生物质热能技术：生物质热能技术是指利用生物质能源，通过燃烧、气化等方式，将其转化为热能。
3.生物燃料技术：生物燃料技术利用生物质产生的液态或气态燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
4.生物质化学品技术：生物质化学品技术是指将生物质能源转化为可用于生产化学品的原料，如生物基聚酯、生物基丙烯酸等。
三、利用生物质能源所面临的挑战1.资源利用问题。
生物质资源的开发利用，必须注重可持续性和生态环境保护，否则会对环境造成影响。
2.技术问题。
生物质能源技术还存在许多问题，如产量低、技术难度大、能源转换效率低等。
3.经济问题。
生物质能源技术成本高，利用范围窄，且市场规模有限，需要国家政策的支持和财政资金的投入。
4.标准问题。
生物质能源的标准缺乏，不利于生产和使用的规范化。
四、展望未来生物质能源技术将得到各国的重视和发展。
随着环境问题日益突出，生物质能源的利用将越来越广泛，其市场前景很好。
同时，生物质能源技术在促进农村发展、改善能源结构、减少温室气体排放等方面具有广阔的发展前景。