第六章生物质能转换技术.ppt

生物质能转换技术 生物质及生物质能概念 生物质能分类 生物质能国内外发展现状和潜力分析 生物质能转化技术 一、生物质及生物质能概念 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（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。 二、生物质能分类 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 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。 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。  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、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。  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。  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。 生物质能的特点 1 可再生性 生物质属可再生资源,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； 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 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能； 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。 2010年我国可开发为能源的生物质资源达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。 三、生物质能国内外发展现状和潜力分析 能源短缺和环境污染日益成为制约人类社会发展的主要问题。据BP公司发布的世界能源统计报告，2003年全球煤炭、石油和天然气的采储比分别为204年、40年和60年；另外随着能源的无节制使用，环境问题变得日益严重，如全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈平衡、释放有害物质、引起酸雨等。因此，开发新的替代能源已成为21世纪必须解决的重大课题。 生物质能源具有可再生、二氧化碳零排放等诸多优点，是未来最重要的替代能源之一。我国植物种类丰富、幅员辽阔，有大量荒芜土地可以种植能源作物；我国又是一个农业大国，每年至少产生数亿吨的农作物废弃物。研究发展生物质能源产业，符合我国资源、社会、环境和谐发展的战略需求和目标。 1、国外生物质能的开发利用 目前生物质能开发利用技术成为世界重点研究课题之一，许多国家都制定了相应开发研究计划，如日本的“阳光计划”、美国的“能源农场”、印度的“绿色能源工程”和巴西的“酒精能源计划”等。 美国在生物质利用方面处于世界领先地位，有350多座生物质发电站，主要集中在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂。据有关科学家预测，到2011年生物质发电将达到13000MW装机容量。 1995年Hawaii大学和Vermont大学在国家能源部的资助下开展了流化床气化发电工作，Hawaii大学建立了日处理生物质量为100T的工业化压力