9第四章生物质新能源.pptVIP

3、生物质液化技术 生物质直接液化：把固体生物质在高压和一定温度下直接与氢气反应，转化为液体燃料的热化学反应过程。 液化油的特性 元素分析 含量 液化油特性 密度/ kg/L 1.15 C/% 72.6 含水率/% 5.1 H/% 8.0 高位热值/ MG/kg 35.0 O/% 16.3 黏度（61℃）/mPa·s 15000 S/×10-6 45 生物质间接液化 生物质 合成气 液体燃料 定向气化 净化 甲醇 柴油 二甲醚 分离提纯 生物质定向气化 以生产合成气为目的的生物质定向气化，与以生产燃气为目的的常规气化有着本质区别：它不是以热值为追求目标，而是要使木质纤维素尽可能多地转化为富含H2、CO、CO2的混合气体，其中的无用气体和碳氢化合物要尽可能少，以减轻后续重整变换的难度。 实现生物质定向气化的措施 提高气化反应温度 气化反应温度是影响气化产物的一个最主要因素，温度越高，所产气体中的H2、CO和CO2越多，CH4等碳氢气体越少。 纯氧和水蒸气并用 采用纯氧作为气化剂，在避免带入大量N2对生成气体稀释的同时，还可以有效地提高气化反应区的温度，从而为加注适量水蒸气创造了条件。 水蒸气既可以直接与炙热的炭反应生成H2和CO，又可以与碳氢化合物发生水蒸气变换反应，生成对合成甲醇有用的气体，从而减轻气体重整变换的工作量。 延长反应物的滞留时间 气化反应实际是由生物质的热解反应和热解产物的裂解反应所组成的，但无论是哪种反应，在一定条件下，反应物的滞留时间越长，反应就越充分，生成物也就越多。 气体重整变换 气体重整变换工艺流程图 1陶瓷过滤膜 2重整反应床 3旋风分离器 4变换反应床 5冷却装置 6气相色谱仪 气体过滤 阻止气体中的微米级粉尘进入后续工艺。 气体重整 将气体中的碳氢化合物（如烃类气体和焦油等）催化裂解为有用气体，并除去H2S等有害气体。 气体变换 使H2/ 2CO＋CO2）最终约等于1.05。气体变换最简单的方式是直接向混合气体中加注适量的H2，以实现三者之间的比例要求。 4、生物柴油 动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，在酸 或者碱性催化剂和高温 230～250℃ 下进行转 酯化反应，生成相 应的脂肪酸甲酯或 乙酯，再经洗涤干 燥即得生物柴油。 甘油 原材料 棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物 油以及海藻等。 欧洲：生物柴油使用最多，份额已占到成品油市场的5%；原料主要为菜籽油。 美国：大豆油；已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物。 日本：工业废油和废煎炸油。 我国：地沟油是目前主要原料。麻风树、黄连木等油料作物有望大面积种植。 生化法利用 1、发酵 催化酶 糖 发酵 生物质 乙醇 原材料 糖类：甘蔗、甜菜等糖类生物质转化成乙醇相对容易，但原料成本高。 淀粉类：淀粉类生物质（玉米、高粱、木薯）需要先水解成糖类。 木质纤维类：木材、草等预处理更复杂，需要经过几种酸的水解才能变成糖。 美国马萨诸塞大学的化学工程师George Huber找到一种有效的方法，成功地让柳枝稷、白杨树等植物的木质纤维素（即固态生物质能）转化为“绿色汽油”。 这是首次实现植物纤维素到汽油组分的直接转变。 2、沼气 生物质 细菌绝氧分解 沼气 （60％甲烷，30～40％CO2） 沼气发电机 原料 人畜排泄物 沼液、沼渣 沼气 照明做饭 沼气灯 提高棚温 增施气肥 猪 蔬菜 沼气池 粪便 残叶 垃圾：垃圾填 埋场经过特殊 设计，可增加 沼气产量，并 且在填埋垃圾 之前预先铺设 收集气体的管 道。 3、制氢 生物质直接制氢 气化制氢 光合微生物光解制氢 　柱孢鱼腥藻和其他有异形胞的蓝藻的氢光解形成 间接催化制氢 生物质 物理法、化学法、生物法 低碳醇、酸，高碳醇 COX、H2 CO2、H2O 光合作用 水汽重整部分氧化 氧化 甲醇催化转化制氢 水汽重整 CH3OH + H2O 3H2 + CO2 分解反应 CH3OH 3H2 + CO2 部分氧化 CH3OH + 1.5 O2 2H2 + CO2 乙醇催化转化制氢 水汽重整 C2H5OH + 3H2O 6H2 + 2CO2 部分氧化 C2H5OH + 1.5H2O 3H2 + 2CO2 合成重整 C2H5OH + 1.8H2O + 0.6O2 4.8H2 + 2CO2 碳水化合物与水的液态重整 葡萄糖水溶液重整 C6O6H12 + 6H2O 12H2 + 6CO2 山梨醇水溶液重整 C6O6H14 + 6H2O 13H2 + 6CO2 丙三醇水溶液重整 C3H8O3 + 3H2O 7H2 + 3CO2 生物质压缩成型技术 将生物质压缩为成型燃料，提高了能源密度，解决了收集、运输、储藏的问题，并可形成商品能源； 将松散的秸秆、树枝和木屑等挤压成固体燃料，