生物质能开发利用的概述
生物质能的开发利用
生物质能的开发利用随着全球气候变暖和环境污染日益严重,人类越来越重视可再生能源的开发和利用。
生物质能是一种绿色、可再生、且来源广泛的能源,包括木材、农作物废弃物、动物粪便、城市垃圾等可以被用作能源的有机物质。
生物质能的开发利用可以减少对不可再生能源的依赖,同时也可以有效地解决环境问题。
在本文中,我们将探讨生物质能的开发利用以及未来发展的前景。
1. 生物质能的开发生物质能的开发可以分为两种方式:直接燃烧和生产生物质能燃料。
直接燃烧是利用生物质能源进行热能、电能转换的最传统的方式。
直接燃烧的能源来源包括木材、农作物秸秆等。
在直接燃烧过程中,生物质能会产生一定的废气和固体残留物,因此需要进行废气处理和固体残留物的处理。
生产生物质能燃料是将生物质能转化为燃料,以便更方便地运输和储存,同时也可以减少直接燃烧过程中产生的废气和固体残留物。
其中,最常用的生物质能燃料是生物柴油、生物乙醇和生物气体。
生物柴油的生产过程大致分为油醇法、酯交换法和热解法等,各有不同的优缺点。
生物乙醇的生产主要是以玉米、小麦、甜菜根、甘蔗等为原料,通过微生物发酵技术获得。
生物气体则是利用微生物将废弃物贡献为沼气,再通过净化和脱硫等处理得到能源。
2. 生物质能的利用生物质能的利用可以分为三个领域:能源领域、工业领域和农业领域。
(1)能源领域生物质能在能源领域的应用主要包括电力和热能的生产。
其主要方式是通过直接燃烧、生物质能燃料燃烧和生物质能燃料发电等方式。
生物质能发电是在生物质能燃料的基础上进行的一项技术,目前已经在一些国家得到了较好的应用。
发电设备主要有直接燃烧发电装置、燃气轮机和发电车等。
发电装置与传统电力发电设备十分类似,只是在燃料的投入和使用上不同而已。
(2)工业领域生物质能在工业领域的应用主要包括热能的利用和生物质能燃料的生产。
由于工业生产需要大量的能源支撑,生物质能的使用可以有效地减少对不可再生能源的依赖,同时也可以降低环境污染。
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。
生物质能的开发与利用
生物质能的开发与利用摘要:随着化石燃料的短缺和其使用时产生的污染问题的加剧,生物质能以其可再生、低污染、分布广泛等特点,日益受到世界各国的重视。
本篇论文从生物质能的概念入手,综合国内外对生物质能利用现状分析其优势、利用技术及开发研究前景。
21世纪被誉为是“生物能源时代”,是生物的世纪,是科学技术飞速发展新世纪。
可持续发展是当前经济发展的趋势所在,面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。
(一)新能源之生物质能研究背景当代社会使用最广泛的能源是煤炭、石油、天然气和水力,特别是石油和天然气的消耗量增长迅速,已占全世界能源消费总量的60%左右。
但是,石油和天然气的储量是有限的,许多专家预言,石油和天然气资源将在40年、最多50—60年内被耗尽,而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富,但是直接应用煤炭严重污染环境。
因此,为避免能源危机的出现,以化石能源为基础的常规能源系统正逐步持久的、多样化的、可以再生的新能源系统过渡。
我国自然资源总量排世界第七位,能源资源总量约4万亿吨标准煤,居世界第三位。
在能源领域面临的主要挑战是:(1)人均能源资源占有量不足,且分布不均;(2)人均能源消费量低,单位产值的能耗高;(3)能源构成以煤为主;(4)工业部门消耗能源占有很大的比重;(5)农村能源短缺,以生物质能为主;(6)从能源安全角度考虑,我国能源面临挑战;(7)能源品种结构不合理,优质能源供应不足;(8)能源工业技术水平有待进一步提高;(9)节能提效工作亟待加强等。
为此已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度:1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中明确提出,要“因地制宜地开发利用和推广大阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”;连续在四个国家五年计划中将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目。
国家先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源产业发展指导目录》、《生物产业发展“十一五”规划》,提出了生物质能发展的目标任务,明确了相关扶持政策。
生物质能资源的开发与利用
生物质能资源的开发与利用第一章:引言生物质能源是指利用生物制品、植物残渣、农业余材等可再生资源,通过热化学转换过程,获得热、电、气等能源产品的技术。
以生物质能作为新能源,不仅可以促进能源结构的调整,也可以对环境的保护有显著的作用。
在当前资源紧缺、环境污染严重的情况下,加强生物质能资源的开发与利用是一项非常重要的任务。
第二章:生物质能资源的特点1. 可再生性生物质能是指来源于生物体的可再生能源,可以通过生物种植和生物废弃物的回收再生,具有可再生性,得以实现可持续发展。
2. 分散性生物质能分布广泛,可利用的资源大多数是分散在农村和城市周围的。
因此生物质能的利用需要解决资源的采集、运输、处理等问题,并建设适当的加工设施。
3. 多种化生物质能源是多种能源的混合体,包括固体(如木材、竹杆)、液体(如生物柴油,生物乙醇),还包括气态燃料(如沼气),这些能源具有多种化的特性。
4. 环保性生物质能始于生物体,归于自然,产生时不会污染环境。
生物质能的废弃物是可以循环利用的资源,生物淤泥和排放的废气基本上是环境中的天然物质。
第三章:生物质能资源的开发利用及存在的问题1. 生物质能资源的现状中国的生物质能资源较为丰富,目前主要通过生物质发电和生物质燃料开发利用。
其中,生物质发电的发展较快,已占到国内可再生能源的一定比例,生物质燃料则在其发展潜力很大,但在实际推广应用方面还存在一定的难度和问题。
2. 存在的问题目前,生物质能资源的开发与利用还存在着以下几个问题:(1)生物质能资源多为分散分布,资源采集和转运较为困难,加工设施建设、改造需要大量的资金投入;(2)生物质能的开发利用技术还不成熟,需要加强技术创新和研发,推动先进技术的应用,如微生物转化技术、高效气化技术等;(3)现阶段生物质能资源开发利用的市场尚未成熟,需要政府扶持和相关政策的出台;(4)生物质能资源的生产和利用还面临一定的技术和管理缺陷,在生产、运输和应用过程中容易出现质量问题或安全隐患。
生物质能开发利用的概况及展望
缺、 环 境 污染 等 问 题 , 各 国 都在 大 力 开 发利 用 生 物 质 能 , 这 必 将使 得生 物 质 能 在 今后 能 源 替 代 方 面 起 到 越 来 越 大 的作 用 。为 此 , 介 绍 了我 国开 发 利 用 生 物 质 能 的 战 略 意 义 ; 同时 , 对 国 内外 开 发 利 用 生 物 质 能 的 现 状 进 行 了概 述, 并展 望 了我 国 开发 利 用 生 物 质 能 的前 景 。 关键 词 :生 物 质 能 ;战 略 意义 ;开 发 利用 ;前 景
渠道( 6 - t o ] 。
收稿 日期 :2 0 1 2 — 0 3 — 2 8 基金项 目:江西省重大科技专项( C B 2 0 1 1 0 2 0 0 9 ) 作者简介 :魏 伟 ( 1 9 8 7 一 ) , 男 , 南 昌人 , 硕 士研 究 生 , ( E - m a i l ) w e i —
1 开发 利用生 物质能 的战略意义
2 l 世纪, 随着人类社会经济的快速发展 , 石油 、 天 然气等矿物 能源 的消耗正在 以比它们 自然 形成 的速
度 快 大约 1 0 0万 倍 的速 度 增 长 , 人类 也 因此 面 临着 油
价攀升 、 能源 安全 、 气 候不 稳定 等一 系 列重 大 问题 。
1 )有利 于解 决 “ 三农 ” 问 题 。“ 三农 ” 问题 是 我 国 社 会 经 济生 活 中急需 解 决 的 一 大 问 题 , 也 是 我 国能 否 实现经济 发展 和全 面 建设 小康 社 会 的关键 性 问题 。
近年来 , 世界经 济发展 加快 , 全球 能源 需求迅 速
增长 , 能源、 环 境 和 气 候 变 化 问 题 日益 突 出 。大 力 开
生物质能开发与利用
生物质能的开发与利用摘要生物能源——又称生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物中的能量形式,即以生物为载体的能量。
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随着社会的发展和技术的进步,人类对能源的需求越来越高,但是地球化石资源的储存量却在逐渐降低,同时,生态环境也不断恶化。
这些都迫使全球能源结构必须进行战略性调整,开发新的能源。
生物能源由于其可再生性,它的发展不仅可以从根本上解决能源危机,而且还能改善日益恶化的环境,振兴低碳经济需要发展生物质燃料,我国拥有开发和发展生物燃料的雄厚潜力。
站在保障国家能源安全和发展低碳经济的战略高度,为充分满足国民经济高速、持续发展对新型能源日益增长的需求,我国必须大力加快发展生物质能源,使之成为替代化石能源的重要新能源,开拓低碳经济的广阔路径。
本文阐述了当前我国生物能源的主要种类,生物能源的生产技术研究现状及生物能源在我国的发展现状,并展望了生物能源的发展前景关键字:生物能源;低碳经济;能源安全前言近年来,石油价格上涨和全球气候变化的影响,可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视。
其中,生物能源作为目前可直接利用、能较大规模生产并替代运输燃料的能源产品之一,已成为可再生能源发展的重点。
但是,一些地方出现的一哄而上发展生物能源的倾向令人担忧。
因此,对发展生物能源进行全面、客观的评估,显得尤为重要。
严峻的情势特别是上世纪70年代世界石油危机爆发的巨响,使人类猛然惊醒,不得不开始反思和纠正自身不科学地利用能源的行为。
在深刻反思贪婪性消耗能源行为而觉醒的基础上,及时把发展新能源、节约能源、保障能源安全和可持续发展置于经济社会发展的战略地位,建立健全起符合本国实际需要的能源安全保障体系。
就我国而言,确保为13亿人口提供安全的、低成本的、“环境友好型”新能源。
生物质能资源的利用与开发
生物质能资源的利用与开发1. 生物质能资源的概念生物质能资源是指生物通过光合作用生长、发育,形成的的植物干燥质、废弃物及动物的粪便等,以及有机垃圾和生物质能源作为固体、液体、气体燃料形式的原料,以及生物质能源生产与利用中形成的能源废料等。
2. 生物质能资源的类型生物质能源按来源分为林业生物质能源、农业生物质能源、县城固体废弃物能源、城市污水处理废弃物能源等。
林业生物质能源包括林木、枝条、树皮、枯枝败叶、松针等。
其中最重要的是木材,可用作切割、钻孔、研磨等多种用途的生育剂和柴烧。
农业生物质能源的主要来源是废弃物和粪便。
随着人们环保意识的提高和农村建设的加快,农业废弃物成为生物质能源的重要来源。
城市固体废弃物能源主要来自于生活垃圾中的有机物。
垃圾中的有机物中含有大量的生物质能,利用城市固体废弃物能源可将有机物减量甚至无害化处理,同时可以发电、加工或燃气等锅炉燃料使用。
城市污水处理废弃物能源是非常重要的资源,可用于沼气发电、燃烧等多种方式利用。
3. 生物质能资源的优点和缺点生物质能资源以其取之不尽、用之不竭、储藏容易等优点而备受青睐。
与化石能源相比,其环保和可持续性等方面的优点更加明显。
然而生物质能源也存在一些缺点,如生物质储量相对较小、单一来源、成本过高、生产精度低等。
通过技术进步和利益共赢,可以不断克服这些缺点。
4. 生物质能资源的开发利用为了更好地利用生物质能源,需要进行开发和利用。
目前,生物质能源的开发利用主要有以下几种方式:(1)直接燃烧生物质:将木材、秸秆等生物质直接燃烧,以实现发电、采暖等目的。
(2)生物沼气发电:通过细菌的作用,将有机物制成沼气,进而利用沼气发电。
(3)生物质液化:液体生物质能源主要分为生物质燃料油和生物质酒精两种。
其中生物质燃料油的制造,是将生物质在高温、高压和催化剂的作用下加工而成的。
(4)生物质颗粒化:将生物质破碎、干燥后,通过颗粒机颗粒成生物质颗粒。
5. 生物质能源的发展前景随着我国经济转型,新能源的推广和应用已经成为国家战略规划的重要组成部分。
生物质能的开发和利用
生物质能的开发和利用随着现代社会的不断发展和人们生活水平的提高,对能源的需求不断增加,能源的采集和利用成为一个国家发展的重要标志之一。
但由于传统的石化能源不仅对环境产生了污染,而且其储存成本高,为此人们开始开发和利用新的能源形式,其中一种广泛使用的新能源便是生物质能。
一、什么是生物质能生物质能是指从植物或动物的有机物中通过热化学或生物化学反应而转换成的可再生能源。
生物质能广义上包括固体、液态和气态平凡生物质资源,如农作物秸秆、酒精原料、薪柴、制浆废渣、城市生活垃圾等。
狭义上的生物质能则是指生物质能源,如生物质热能、生物质液体燃料和生物质气体燃料等。
二、生物质能的优点1. 环保:生物质能是可再生资源,燃烧后不会对环境造成污染,并且减少了温室气体的排放,特别是生物质废弃物重新利用更为环保。
2. 节约能源资源:生物质能来源广泛,是一种可以再生的资源,而不像石化能源那样一旦用尽便无法再生。
生物质燃料可以在农业、林业和城市生活垃圾处理中获取,不需要额外采集能源而影响自然环境和社会资源。
3. 降低环境污染:在研制生物质能燃料时,减少了二氧化碳和其他有害气体的排放,保护了生态环境,更适合国家科学技术进步和经济增长的倡议。
4. 人口可持续发展:发展生物质能源可以减少贫困和改善当地居民的生活质量,并为这些人提供生活所需的温暖、光明和能源。
三、生物质能的开发利用1. 生物质热能:生物质热能是通过直接燃烧或生物质气化的方式进行利用,主要用于家庭采暖、热水供应和锅炉或热电联产等生产用途。
其中,生物质气化技术是一种向氢气和一氧化碳转化的过程,它可通过将生物质颗粒物、秸秆、木屑等物质放入气化炉中加热,产生高温的反应并产生气体,最终将这些气体通过生物质气化炉进一步处理,将生成的气体燃烧为热能。
2. 生物质液体燃料:生物质液体燃料主要包括生物柴油和生物乙醇。
其中,生物柴油是通过对植物油中的油脂成分进行酯化反应,制得精炼的生物柴油;而生物乙醇是通过将种子、果实、花、茎等植物部位中含糖成分提取出来,通过发酵和蒸馏过程制得。
生物质能利用发展历程
生物质能作为一种清洁、可再生的能源,其利用发展历程可以追溯到远古时期。
从最早的生火、烹饪、取暖,到现代社会的生物质发电、生物燃料等,生物质能的利用经历了漫长的发展过程。
以下是生物质能利用发展历程的简要概述:
1. 原始社会:生物质能的初步利用
在原始社会,人们开始学会使用火,通过燃烧生物质(如木材、植物秸秆等)来取暖、烹饪食物等。
此外,人们还利用生物质能制作一些简单的工具,如弓箭、渔叉等。
2. 农业社会:生物质能的广泛利用
随着农业的发展,生物质能的利用得到了进一步的推广。
人们开始使用畜力、水力等生物质动力来协助农业生产。
此外,木材、植物秸秆等生物质资源在农业社会中被广泛用于建筑、燃料等方面。
3. 工业革命时期:生物质能的工业化利用
工业革命时期,生物质能开始被用于工业化生产。
人们开发出了许多新的生物质能利用技术,如蒸汽机、内燃机等,将生物质能转化为机械能和热能。
4. 20世纪70年代:生物质发电技术的兴起
20世纪70年代,随着全球化石能源供应逐渐紧张,生物质作为一种可再生、污染性低的清洁能源受到了人们的关注。
生物质发电技术应运而生,成为最具发展潜力的生物质能利用技术之一。
5. 当代:生物质能的多元化利用
在当代,生物质能的利用得到了更为广泛和深入的发展。
除了生物质发电外,人们还研发出了许多其他生物质能利用技术,如生物燃料、生物塑料、生物降解等。
生物质能逐渐成为全球能源体系中不可或缺的一部分。
生物质能的利用与开发
生物质能的利用与开发随着能源危机的日益加剧,人们对于一种清洁、可再生的能源的需求越来越大。
同时,固体生物质作为一种潜在的新能源资源,受到了越来越多的关注。
那么,生物质能的利用与开发究竟是什么呢?一、生物质能的定义和种类生物质指的是在生物界中由光合作用得来的固体有机物,如植物、畜禽粪便等。
将这些有机物处理之后,就可以得到生物质能。
生物质能可以直接燃烧,也可以进行热化学转化、生物化学转化和生物降解等,得到燃料、发电、热力、化工、建材等多种能源产品和化工原料。
生物质能分为四类:固体生物质能、液体生物质能、气体生物质能和微生物能。
其中,固体生物质能包括林木、农作物秸秆、禽畜粪便等,液体生物质能则包括生物柴油、生物醇等,气体生物质能包括沼气、生物气等,微生物能则包括酶的生产等。
二、生物质能的开发利用现状我国是个人口众多、资源匮乏、能源发展不平衡的发展中国家,因此,加快生物质能的开发和利用,是保障国家能源安全的必要手段之一。
据统计,我国每年可利用的生物质能达到1.5亿吨,其中只有15%得到了利用,尚有85%没有得到合理利用。
因此,我国生物质能的开发利用仍处于起步阶段。
目前,我国生物质能的开发利用主要集中在生物质固体燃料、液体燃料、沼气、生物质发电等几个方面。
其中,生物质发电的发展最为迅速,2018年全国生物质电量达到997亿千瓦时,约占全国发电量的1.4%。
三、生物质能的优点和挑战与传统的煤炭、石油等化石能源相比,生物质能有着以下几个优点。
1. 可再生:生物质能源来自于植物和动物的生长过程中得到的碳水化合物,是一种可以再生的资源。
2. 环保:生物质能不会产生二氧化碳等有害气体,对环境不会造成太大的影响。
3. 广泛:生物质资源广泛,且分布均匀。
可以利用农作物秸秆、森林废弃物和工业有机废弃物等来生产生物质能源。
但是,生物质能也存在一些挑战。
比如,生物质资源分布不均,且存在着并不稳定的因素;生物质能的转化效率较低,且研究领域仍有待于进一步开发;此外,生物质能的生产成本较高,同样也需要进一步优化。
生物质能的开发及其应用领域
生物质能的开发及其应用领域近年来,随着全球环保意识的不断提高,生物质能作为一种天然、可再生的资源,在能源领域逐渐受到人们的关注,其开发利用成为了国际社会关注的热门话题之一。
本文将探讨生物质能的开发及其应用领域。
一、生物质能的概念与类型生物质能是指经过处理或转化后能被用作燃料、发电或制造化工原料等用途的有机物,包括植物、动物和微生物。
生物质能是一种可再生的资源,其生产需要少量的化学能和太阳能。
生物质能类型主要分为三类:生物质固体能、生物质液体能和生物质气体能。
生物质固体能包括木材、生物质炭、农作物秸秆等,是最传统的生物质能类型。
生物质液体能包括生物柴油、生物酒精等,是近年来发展较快的生物质能类型。
生物质气体能包括生物质气体、甲烷、氢气等,是一种高效节能、环保的能源。
二、生物质能的开发利用1、生物质发电生物质发电是利用生物质作为燃料,通过热能转化、发电机转换,将生物质中含有的化学能转化成为电能。
生物质发电是一种既环保又经济的发电方式,其燃料可来源于农业、林业、畜牧业及城市生活垃圾等非化石能源。
2、生物质炭生物质炭是通过热解、高温炭化将生物质转化而来,既具有木材的特点又具有炭的特点,是一种高度稳定的储存材料。
生物质炭可用于提高农作物和园艺作物的产量,还可作为燃料和床上覆盖材料。
3、生物质气化生物质气化是将生物质转化为可燃气体的过程。
它是将生物质在高温、低氧的条件下,通过化学反应转化为沼气、合成气等燃气的过程。
生物质气化是一种可节能、高效、清洁、环保的能源利用模式。
三、生物质能的应用领域1、生物质发电生物质发电是一种环保、经济的能源利用模式,其应用领域十分广泛。
目前生物质发电系统已经应用在城市、农村、工业、车间等多个领域,而且也被广泛应用于一些较为落后和未电气化的农村地区。
2、生物质炭生物质炭作为一种经济、生态、农业良好结合的种植技术,其应用领域涉及到园艺、种植、生产等多个领域,尤其在农业生产中被广泛应用。
生物质能的开发与利用
生物质能的开发与利用生物质能是指通过利用自然界中生物有机物质的能量来满足人类能源需求的一种可再生能源形式。
它不仅可以替代传统的化石燃料,减少对环境的污染,还具有可持续利用的特点。
随着对环境保护和可再生能源的重视,生物质能的开发和利用变得越来越重要。
本文将从不同方面探讨生物质能的开发与利用。
一、生物质能的来源1. 农作物废弃物:农作物的秸秆、麦杆、玉米芯等废弃物是一种丰富的生物质能来源。
这些废弃物可以通过生物质能设备进行处理后转化为生物质能。
2. 森林资源:森林木材和木屑等都可以作为生物质能的来源。
这些资源在森林管理和木材加工过程中产生,可以通过燃烧等方式利用。
3. 家庭和工业生活垃圾:生活垃圾和工业废物中含有大量的有机物质,这些有机物质可以经过垃圾处理厂的处理,转化为生物质能。
二、生物质能的开发利用方式1. 生物质能发电:生物质能可以通过燃烧产生蒸汽,然后通过蒸汽发电机产生电能。
这种方式可以有效利用生物质能,并将其转化为电力,用于满足人们的生活和工业用电需求。
2. 生物质能燃料:生物质能可以转化为生物质燃料,用于取代传统的化石燃料。
生物质燃料可以应用于热能供应、汽车燃料等方面,减少对化石能源的依赖,并减少大气污染。
3. 生物质能热能利用:利用生物质能进行供热,可以应用于家庭取暖、工业加热等领域。
这种利用方式不仅减少了对传统煤炭和石油的需求,还具有环保和减排的优势。
三、生物质能的优势和挑战1. 优势:- 可再生性:生物质能是可再生能源的一种形式,相比于化石燃料等有限能源,具有长期可持续利用的特点。
- 减少温室气体排放:生物质能的燃烧过程中释放的二氧化碳可以被下一轮植物吸收,实现了碳的循环利用,减少了温室气体的排放。
- 农林废弃物综合利用:生物质能的开发利用可以使农林废弃物得到综合利用,减少了土地的浪费,降低了环境对废弃物的污染。
2. 挑战:- 生物质能资源不均衡:生物质能的来源和分布存在一定的不均衡性,需求和供给之间的差距较大,需要进行有效的资源配置和利用。
生物质能开发利用概述
维普资讯
日・ ・ ・ 囡 圈 圈
占能源 消费 量 的 2 8% , 而在可 再 生能 源 消费 中 ,
生物质能占了 5 5%, 主要作为区域供热燃料 。 德 国和意大利对生物质固体颗粒技术和直燃 发电 也 非常重 视 , 生物 质热 电联 产 应用 方 面也很 普 在 遍 。如德 国 2 0 年能源消费总量约 5 t 准 02 亿 标 煤, 其中可再生能源 1 0 0万 t 5 标准煤 , 占能源 约 消费总量的 3%。 在可 再生能源消费中生物质能 占6 . 8 5%,主要为区域热电联产和生物液体燃 料。 意大利 20 年能源消费总量约为 2 亿 t 02 . 5 标 准煤 , 中可再生能源约 1 0 万 t 其 0 3 标准煤 , 占能 源 消费 总量 的 5 %。在可 再生 能 源消 费 中生物质 能占 2 %,主要是固体废弃 物发电和生物液体 4 燃料。 生物质能利用的第二 大领域是利用生物质 制取液体或气体燃料代替汽油或柴油。 目前 , 利 用粮食产品或油料作物 , 如大麦或油菜籽生产燃 料乙醇或生物柴油的技术已经成熟 , 在欧洲已比 较广泛 的代替汽油或柴油使用 , 面临的问题主要 是 原料 的供 应 。 3 我国发展 生物质 能利 用的重 要意义 . 我 国是 农 业 、林 业 大质 能技 术利 用状 况 .
2 纪7 0世 0年代 以来 , 欧洲 为 了应 对石 油 危 机 ,生物 质 能利用 技 术逐 步 发展 起来 。 目
前 ,生物质能利用技术 已成为最受欧盟 国家 重视的可再生能源技术 。在各国支持可再生 能源发展的政策推动下 ,生物质能利用技术 发 展很 快 ,生 物质 能在 能源 中的 比例 迅速 提 高 ,特 别是 生 物质 颗粒 成 型技 术 和直 燃 发 电 技 术应 用 已非常 广泛 。目前 , 仅瑞典 就有 生物 质 颗粒 加工 厂 l 0多家 , 个 企业 的 年生 产 能 单 力 达到 了 2 0多万 t 此外 , 用农 作物秸 秆 和 。 利 森林废弃物进行直接燃烧发电也是 目前生物 质 能利 用最 成熟 的技 术 。目前 , 以生 物 质为燃 料的小型热电联产( 装机为 1 2 k 已成 ~ 万 W) 为瑞典和丹麦的重要发 电和供热方式 。如瑞 典 20 0 2年 的 能 源 消 费 量 为 730万 t 准 0 标 煤 ,其 中可再生能源为 210 t 0 万 标准煤 , 约
生物质能源概述可编辑全文
我国目前规模最大的垃圾焚烧厂——上海江桥生活垃圾焚烧厂,每天处理垃圾2000吨。
截至2010年,我国已经建成有100多个日处理量在200吨以上的焚烧装置。
目前全球有垃圾电站近1000座,预计未来三年内,将超过3000座。
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
垃圾发电平均上网电价为0.54元/千瓦时,发电成本为0.5元/千瓦时。火力发电成本仅为0.2元/千瓦时,水力发电的运营成本仅为0.03/千瓦时-0.05元/千瓦时。相比之下,垃圾发电成本是相当高的,没有任何竞争优势。
1:1.4
能源草
秸秆
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
2005年,我国首个秸秆与煤粉混烧发电项目在枣庄十里泉发电厂竣工投产:引进了丹麦BWE公司的技术设备,对1台14万千瓦机组的锅炉燃烧器进行了秸秆混烧技术改造。
十里泉电厂
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
生活垃圾焚烧后,质量只有焚烧前的10%,体积最多只有1/4。
生物柴油替代柴油的优势
生物质能利用-热化学转化—生物柴油
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。
麻风树
黄连木
发酵厌氧消化
生物质能利用-生物化学转化
生物质能利用-生物化学转化-发酵
发酵
催化酶
糖
生物质能的开发利用与环境保护
生物质能的开发利用与环境保护生物质能是一种源自自然界的可再生能源,包括植物、动物、微生物和人类生活垃圾等材料,在适当处理后可以转化为热能、电能和燃料等形式,用于满足人类生活和工业生产的能源需求。
生物质能的开发利用不仅能够减少化石能源的使用和相应的二氧化碳排放,还能缓解能源供应短缺和农业废弃物的处理难题,实现经济、社会和环境的可持续发展。
一、生物质能的开发利用1.1 生物质能的利用途径生物质能的利用途径主要包括热能、电能和燃料等形式。
其中,生物质燃料是直接利用生物质能转化为热能或动力能的一种方式,包括木材、秸秆、沼气和生活垃圾等;生物质燃料在农村地区和发展中国家得到广泛应用,能够减少化石能源的使用和相应的二氧化碳排放。
生物质热能则是通过生物质燃烧或其他方式,将生物质能转化为热水、蒸汽或热空气等,用于供暖、热水和工业生产等方面。
生物质电能则是通过生物质燃烧或发酵等方式,产生热能,并利用热能发电的方式产生电能,用于满足人类生活和工业生产的电能需求。
1.2 生物质能与农业废弃物的利用生物质能与农业废弃物的利用密不可分,其中包括农作物秸秆、麦秸、稻草、玉米芯等。
这些废弃物一般被当做农业废弃物,被视为垃圾处理掉或留在田野里被当做肥料,但是这些废弃物却可以被高效的利用为生物质燃料。
1.3 生物质能的开发利用生物质能的开发利用已经成为全球范围内的一项重要任务,各国都在积极开展相关的研究和开发工作。
在开发利用过程中,需要注重简化技术、降低成本、提高效率和扩大规模;还需要加强政策引导,增加投资和资金支持,促进生物质能的开发利用和推广。
二、生物质能的环境保护2.1 生物质能的环保优势生物质能是一种源自自然界的可再生能源,其开发利用与环境保护息息相关。
与化石能源相比,生物质能具有多种环保优势。
首先,生物质能是一种可再生能源,不会像化石能源一样造成能源资源的枯竭。
其次,生物质能的燃烧产生的二氧化碳可以被植物吸收,形成一个可循环的碳循环系统。
生物质能的研究与开发利用
生物质能的研究与开发利用1. 引言生物质能是指利用植物、动物或微生物等生物体的有机物质进行能源转化的一种能源形式。
在当前全球持续发展的能源需求背景下,生物质能具有广阔的发展前景。
本文将重点探讨生物质能的研究与开发利用。
2. 生物质能的来源生物质能主要来源于植物、动物和微生物等生物体。
植物是最主要的生物质能来源, 如木质、农作物秸秆和纤维等是人们常用的生物质材料。
动物的废弃物,如畜禽粪便等也包含丰富的有机物质,是可利用的生物质能资源。
另外,微生物如藻类等也可用于生物质能的开发。
3. 生物质能的转化技术生物质能的转化技术多种多样,包括生物化学方法、生物物理方法和热化学方法等。
生物化学方法是指通过微生物的酶作用,将生物质材料分解为简单的有机化合物,再转化为可用于生产能源的生物气体或生物醇等。
生物物理方法则是通过微生物进行直接发酵,产生生物燃料。
热化学方法是将生物质材料进行燃烧或气化,生成生物质发电、生物质燃气等。
4. 生物质能的优势生物质能具有多项优势。
首先,生物质能来源广泛,具有丰富的储备潜力。
其次,生物质能属于可再生能源,具有环保、可持续利用等特点。
此外,生物质能转化过程中产生的废弃物可以作为肥料或生活用水的处理剂等,具有降低环境污染的潜力。
5. 生物质能的应用领域生物质能的应用领域广泛。
首先,生物质能可用于发电,如生物质发电厂是一种常见的利用方式,通过燃烧或气化生物质材料,发电机转动产生电能。
其次,生物质能可用于生物燃料的生产与利用,包括生物柴油、生物乙醇等。
此外,生物质能还可应用于生物质热能的利用,如生物质热电联产技术可将生物质燃料转化为热能和电能。
另外,生物质能还可用于化学原料的生产,如生物质生物降解塑料等。
6. 生物质能的挑战与解决办法生物质能的研究与应用还存在一些挑战。
首先,生物质能的转化效率有待提高,目前仍然存在能源利用效率较低的问题。
其次,生物质能的原料供给和运输方面也需要解决,包括生物质能生产原料的质量控制、储存方式的优化及运输效率的提高等。
生物质资源的开发利用与新技术
生物质资源的开发利用与新技术生物质资源是指从生物生长过程中产生的各种物质,包括木材、秸秆、枯枝落叶、生活垃圾等。
作为一种可再生资源,生物质资源的开发利用已成为当前世界能源领域的热门话题。
本文将就生物质资源的开发利用以及新技术进行论述。
一、生物质能的开发利用1. 生物质热能利用生物质能作为一种清洁、环保的能源,其利用具有广泛的适用性。
我国先后建设了以秸秆、木材、草木为原料的生物质能热电联产、生物质气化等应用工程。
当前,我国生物质能产业规模越来越大,相关专家也呼吁加强生物质资源的可持续利用。
2. 生物质液体燃料利用生物质液体燃料通过高温高压处理,将生物质转化为液态燃料,以满足机动车燃料需求。
作为一种新型燃料,其具有高能效、低碳排放、非常安全等优良特性。
近年来,国家在生物质液体燃料产业的政策支持和国际石油资源的危机下,生物质液体燃料产业获得了快速的发展。
3. 生物质化学制品利用生物质还可以作为一种原料,进行化学加工,形成一系列高附加值的化学产品。
我国已建成了大量的生物质化学制品生产企业,并逐渐向微生物学制品领域拓展。
二、新兴技术的应用1. 生物质能产业互联网随着互联网的发展,生物质能产业也出现了互联网相关的技术应用。
一个生物质能产业的互联网平台,涉及到基础设施云、生物质交易、生物质资源、节能环保、技术培训、智能设备、先进制造等领域,促进生物质能设备生产、系统集成及安全生产、环保能源效率。
当前,生物质能产业互联网正在稳步发展中。
2. 先进生物质转化技术生物质能的开发利用是一个全面、复杂的过程,需要通过各种技术手段来实现。
生物质转化技术是目前生物质资源利用中的一种主要技术,其能够将生物质进行焚烧、气化、液化等处理方式,实现生物质的利用,为后续生物质资源的开发提供了坚实的技术基础。
同时,近年来,新兴的先进生物质转化技术,如生物质微波化学反应技术、生物质基纳米复合材料技术等,成为当前生物质转化技术的一个热点。
生物质能的开发
生物质能开发利用方法
将生物质经过化学或生物化学变化而转化成二次燃料的能源技术方法。
生物质能开发利用方法是将生物质经过化学或生物化学变化而转化成二次燃料的能源技术方法。
广大农村和城市有大量生物质原料(城市的生物质主要是垃圾),对这些生物质进行化学或生物化学处理,可使其转化成气体或液体燃料,提高生物质的价值,变废为宝,创造经济效益和社会效益。
生物质能的化学转化方法较多,仅从转化成能源的角度看,就有:①生物质厌氧发酵法,以畜粪和城市垃圾为原料生产沼气(其主要成分为甲烷),该法是为解决农村能源问题和保护环境问题而开发的,在一些农村已推广应用,有低温(4℃)、中温(30~40℃)和高温(50~60℃)三种生产工艺。
发酵工艺研究主要是解决提高产气效率和稳定供气等问题。
②固体生物质经热解生成低热值煤气(含有CO,CO2,H2,CH4等),仍处在试验阶段。
③多糖类生物质发酵法,以含淀粉、纤维素的生物质或有关的工业废物为原料生产酒精(乙醇)。
④纤维素生物质酶水解法,该法是利用遗传工程原理生产乙醇,是当前研究开发的重点,如酶单细胞菌发酵法就是将糖和淀粉快速转换成乙醇的高效发酵法。
此外,两段厌氧消化法,即一段为酸化水解(酸化器)、二段为甲烷化(气化器)的有机废物处理方法,也正处在研究开发中。
生物质能开发利用方案
生物质能开发利用方案1. 引言本文档旨在提供一种生物质能开发利用方案,该方案旨在促进可持续发展和资源利用的最佳实践。
通过有效地开发和利用生物质能源,我们可以减少对传统能源的依赖,降低环境污染,并促进经济增长。
2. 生物质能开发利用方案概述生物质能开发利用方案的核心目标是将可再生能源中的生物质转化为可利用的能源形式,如生物燃料、生物电力和生物气体。
以下是该方案的主要步骤:1. 生物质资源评估:对潜在的生物质资源进行全面评估,包括农业废弃物、木材和能源作物等。
评估应确定资源的可持续供应潜力和环境影响。
2. 生物质收集和处理:建立高效的生物质收集系统,并采用适当的处理方法,如压缩、干燥和浸泡等,以确保生物质的质量和稳定性。
3. 生物质能转化:利用适当的技术将生物质转化为可利用的能源形式。
这包括生物质发酵、气化和热解等过程。
4. 能源利用:将生物能源应用于不同领域,如交通、电力和供热等。
应根据资源可用性和能源需求确定最佳的利用方式。
5. 环境影响评估:对生物质能开发利用方案的环境影响进行评估,并采取措施最小化其负面影响。
6. 法律和政策支持:制定相关法律和政策,促进生物质能开发利用方案的实施和发展。
3. 方案优势和挑战生物质能开发利用方案具有以下优势:- 可再生能源:生物质是一种可再生资源,通过有效开发利用,可以实现能源的可持续供应。
- 环境友好:生物质能的利用相对于传统能源来说更加环境友好,减少了温室气体的排放和空气污染。
- 经济潜力:生物质能开发利用方案可以创造就业机会,促进经济发展。
然而,生物质能开发利用方案也面临一些挑战:- 资源可持续性:生物质能源生产需要大量的生物质资源,因此需要确保资源的可持续供应和管理。
- 技术和设备限制:生物质能转化技术和设备的研发和投资是方案实施的关键。
- 经济可行性:生物质能开发利用方案的经济可行性需要全面考虑成本效益和市场需求。
4. 结论通过制定和实施生物质能开发利用方案,我们可以有效地利用可再生能源,降低环境污染,并促进经济增长。
生物质能开发利用的概况及展望
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&生物质发电技术 生物质发电被认为是* 零排放+ 的电力能源# 生物质发电 技术主要有三种形式!生物质直接燃烧发电'沼气发电和生物 质气化发电(D) # $&$ 生物质直接燃烧发电 生物质直接燃烧发电技术是指将秸秆'树枝类木质纤维素 等直接送入特殊燃烧室内燃烧"利用燃烧过程中产生的热气流 或高压蒸汽发电# 直接燃烧发电技术具有处理系统直观'风险 小和投资少等优点(0) # 近几年来"我国在生物质直接燃烧发电产业化方面也取得 了很大的进展# 国内生物质电站应用最多的是循环流化床炉 和水冷振动炉排高温高压生物质料锅炉# )%$$ 年"临沂工程作 为国内新一代生物质直燃发电工程的示范代表项目"以树皮' 枝桠等为燃料"采用水冷振动炉排高温高压生物质燃料锅炉" 取得了良好的经济效益(1) # 此外"山东电力工程咨询院有限公 司作为我国生物质直接燃烧发电技术的引领者"不断开拓创新 生物质直接燃烧发电技术# 目前"生物质 直 接 燃 烧 发 电 作 为 最 常 用 的 生 物 质 发 电 技 术"技术已基本成熟"将是未来生物质发电产业中发展规模最 大的部分(;) # $&) 沼气发电 沼气发电是利用有机废弃物"经过厌氧发酵处理使其产生 沼气"并以此来驱动沼气发电机组进行发电"该技术综合能源 利用率达到 ;%E以上(') # 在我国"沼气行业的发展关注程度不断增高# .)%$; 年中 国生物质发电产业排名报告/ 中显示"我国 )%$; 年沼气发电项 目共 $(0 个"装机总量达 3'&' 万千瓦"发电量达 ))&$( 亿千瓦 时"上网电量 $'&)D 亿千瓦时($%) # 预计到 )%)% 年"国内沼气年 应用总量将会实现 33% 亿立方米"农村沼气应用量将会实现 (%% 亿立方米($$) # 从我国沼气 发 展 的 现 状 看" 由 于 沼 气 发 电 具 有 对 环 境 友 好'安全稳定等诸多优点"在我国迅速发展的道路上"将为国家 清洁能源和环境保护事业做出不可磨灭的贡献# $&( 生物质气化发电 生物质气化发电是指基于热化学转换原理将固态生物质 气化"生成可燃性气体"再通过外燃机或内燃机做功发电())) # 生物质气化发电技术成熟'灵活"对环境友好"大大减少了 A")
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生物质能开发利用的概述——能源工程课题论文刘雅俊南京大学化学化工学院111130075 摘要:生物质能源是惟一可再生、可替代化石资源转化成气态、液体和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。
随着化石资源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注, 生物质能源替代化石资源利用的研究和开发, 已成为国内外众多学者研究和关注的热点。
关键词:生物质;生物质能;沼气;微藻生物前言生物质是地球上存在最广泛的物质,它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。
生物质能源是一种可以与环境协调发展的可再生能源。
通过现代生物质能转化技术可以将生物质转化成各种清洁燃料, 替代煤炭、石油和天然气等矿物能源。
目前, 生物质能源的研究与开发技术主要包括物理转化、热化学转化和生物转化三大类, 其中生物转化技术主要是以酶法水解和微生物发酵为手段, 促进生物质转化的过程。
从世界范围看, 生物质能转化的原料主要还是玉米、小麦等淀粉类粮食作物。
与石油燃料相比, 以农作物为原料转化的产品成本较高, 且受人口、土地等因素限制, 产量也不可能大幅度增加。
植物秸秆等农业废弃物中富含葡萄糖和木糖等可发酵糖,以大量廉价的农作物废料和植物秸秆等木质纤维素为原料是解决能源危机的有效途径。
以下将详略介绍三代生物质能源技术及其概况。
第一代生物质能源以玉米、甘蔗等农作物为原料生产生物乙醇,或者以大豆、油菜籽、油棕榈等油料作物为原料加工生物柴油。
它们都存在着产量低、成本高、经济性差、与其它农作物争夺土地、导致国际粮食价格提升等缺点。
而且油料植物主要有麻疯树、油桐树、油茶、黄连木等, 它们仅生长在少数地域, 且要受到季节变换以及生长周期的影响, 不能够源源不断地长期产油。
国内目前的生物柴油工厂大都以廉价的餐饮废油脂为原料,餐饮废油存在质量不稳定、来源分散等问题。
第二代生物质能源技术可以直接把农业废弃物等木质素纤维素转化为燃料,其中以生物质裂解气化技术为主。
生物质气化是把生物质在高温的条件下裂解成为小分子的气体物质,设备要求较高,且产物储存困难,一般需要再次转化,成本很高。
虽然这两代生物质能运用上有困难和不足之处,但依国情和地理环境形势也有很多优点可取。
对于一代生物质能早有大量讨论,本文将着重介绍二代生物质能以及具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短、产量高等众多特点的第三代生物质能——海藻生物燃料。
正文1.“沼气”的开发和利用目前新型生物质能的主流应用方向有热化学转化和生物化学转换两种,其中生物化学转换包括“生物质-乙醇转换”“生物质-柴油转换”和“生物质-沼气转换”三种。
生物乙醇是从甘蔗、玉米、薯类作物或农作物秸秆中提炼、加工,生物柴油是用油菜籽、向日葵、大豆等油料作物加工而成。
但是前两者虽然可以缓解能源压力、减小环境污染,但考虑到世界上的粮食短缺问题,用粮食作物生产燃料无异于挖肉补疮。
世界银行研究指出,2005-2007年玉米价格上涨超过60%,美国的生物转能源计划则是一主要诱因(美国目前是世界第一大生物燃料生产国)。
因此,“生物质-乙醇转换”“生物质-柴油转换”的广泛推广应用存在着很大限制,而“生物质-沼气转换”则不存在这样的问题。
1776年,意大利科学家沃尔塔发现沼泽地里腐烂的生物质发酵,从水底冒出一连串的气泡,分析其主要成分为甲烷和二氧化碳等气体。
由于这种气体产生于沼泽地,故俗称“沼气”。
在沼气发酵过程中,有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氧产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加沼气发酵。
它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求,有以下三个阶段:第一个阶段落:液化。
在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶,如纤维酶、淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等,对有机物进行体外酶解,也就是把禽畜粪便、作物秸秆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪等小分子化合物这个阶段叫液化阶段。
第二个阶段:产酸。
这个阶段是三个细菌群体的联合作用,先由发酵性细菌将液化阶段产生的小分子化合物吸收进细胞内,并将其分解为乙酸、丁酸、氢和二氧化碳等,再由产氢乙酸菌把发酵性细菌产生的丙酸、丁酸转化为甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳等。
另外,还有耗氧产乙酸菌群,这种细菌群体利用氧和二氧化碳生产乙酸,还能代谢糖类产生乙酸,它们能转变多种有机物为乙酸。
液化阶段和产酸阶段是一个连续过程,统称不产甲烷阶段。
在这个过程中,不产甲烷的细菌种类繁多,数量巨大,它们主要的作用是为产甲烷菌提供营养和为产甲烷菌创造适宜的厌氧条件,消除部分毒物。
第三个阶段:产甲烷。
在此阶段中,产甲烷细菌群可以分为食氢产甲烷菌和依乙酸产甲烷菌两面三刀大类群。
已研究过的就有70多种产甲烷菌,它们利用以上不产甲烷的三中菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。
1781年,法国科学家穆拉发明人工沼气发生器。
200多年过去了,如今全世界约有农村家用沼气池530万个,中国就占了92%。
农村沼气池的主要填料是猪粪、秸秆、污泥和水等。
随着农村沼气使用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步,90年代以来,世界范围内的一些大型沼气工程有了迅速发展。
沼气原料来源广泛且低廉,作物秸秆、人畜粪便、各类杂草落叶、酒糟、有机垃圾和生活污水等都可以进行发酵,对设备要求不高,普通农户可以支付。
目前,农村户用沼气池均为水压式,其工作原理简单地讲就是“气压水,水压气”。
当沼气池内装入一定量的发酵原料并封池之后,在沼气池内就形成了以液面为界,下为发酵料液,上为储存气体的两个部分。
发酵原料在沼气微生物的作用下,不断地产生沼气,因沼气不溶于水,相对密度又小,就会上升到上部的储气部分。
伴随产生量的不断增加,储气部分储存的气体就会向各个方向产生压力,由于发酵间与进料管、出料管相连,进出料管连接的进料口、水压间又都与外界大气相通,当储气部分的气体所产生的压力大于外界大气的压力时,就会压迫发酵间的液面向下,被压入进、出料管,使进、出料管的液面上升。
随着压力的不断增大,会有更多的料液被压入进料管及与出料管相连的水压间,沼气池内储气部分的空间也会随之不断增大,这个过程就称为“气压水”。
当使用沼气时,因沼气池内的料液平面低于进料管和水压间的料液平面,进料管和水压间中高出发酵间内料液平面的一部分料液就会产生压力,压迫沼气通过导气管向外输送,直到沼气池内外料液面相平,这一过程称为“水压气”。
“气压水、水压气”,沼气池内的料液平面不断变化,对发酵原料具有一定的搅拌作用,既能减轻料液在上部结壳,又能促进沼渣外排,对沼气发酵是非常有益的。
目前沼气应用有三大方向Ⅰ、沼气直接燃烧因为沼气的主要成分是甲烷。
甲烷完全燃烧时,火焰是淡蓝色,放出大量热能化学反应式:CH4+2O2 CO2+2H2O(l)ΔH=889.6kJ/mol甲烷、氧---- 二氧化碳、水、热能产生的热量可供取暖、煮饭。
Ⅱ、沼气发电沼气中杂质含量如 Si、HS等应控制在一定的范围内,沼气的温度为10~60 ℃,压力为 0~5kpa ,具体见沼气的气质要求,一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求,污水处理沼气需要脱硫等处理,垃圾填埋沼气需要脱水等处理。
沼气发电机组的输出电压为 400V,可以与6300V或10000V变压器低压端相联,若低压线路长,400V 可以升压到6300V与供电局进线相连;若不上网送发电,为防止向网上倒送电加逆功率继电器保护,对电网运行安全没有影响。
Ⅲ、沼气燃料电池沼气燃料电池有三个单元组成:燃料处理单元、发电单元和电流转换单元。
(1)燃料处理单元:主要部件是沼气裂解转化器,以镍为催化剂,将甲烷转化为氢气;(2)发电单元:把沼气燃料中的化学能直接转化为电能;(3)电流转化系统:将直流电转换为交流电。
沼气燃料电池发电与沼气发电机发电相比不仅发电效率和能量利用率高,而且震动和噪音小,排出的废气氮氧化物和硫化物浓度低。
2.微藻制备生物燃料技术的原理及其应用微藻是指一些微观的单细胞群体, 是最低等的、自养的释氧植物。
它是低等植物中种类繁多、分布极其广泛的一个类群。
无论在海洋、淡水湖泊等水域, 或在潮湿的土壤、树干等处。
几乎在有光和潮湿的任何地方, 微藻都能生存。
这为藻类生物燃料的发展提供了充足的原料。
微藻生物原料的制备Ⅰ.利用细胞工程技术制备微藻清华大学缪晓玲等通过异养转化细胞工程技术获得了高脂含量的异养小球藻细胞, 其脂含量高达细胞干重的55 %(质量分数) 。
是自养藻细胞的4 倍。
将制备的微藻经离心分离、蒸馏水洗、冷冻干燥、萃取,最后利用酸催化酯交换技术一步得到生物柴油和副产甘油。
Ⅱ.利用分子生物学和基因工程技术制备微藻美国可再生能源国家实验室在20世纪80年代就开始了对利用微藻制备生物柴油的研究。
其研究人员经筛选、分离和表征, 最后选出300 含油量高的海藻标种海藻样品, 主要是绿藻和硅藻。
发现去除微藻细胞壁中的N 和Si 元素,可以使细胞中的油脂含量增加。
所以应用分子生物学和基因工程的技术使得微藻细胞壁在降低N、Si含量的前提下,保持较高的产量。
目前其改造的“工程微藻”细胞中油脂的质量分数增加到60 %以上。
藻类生物燃料的制备方法①.开放池塘法在池塘、湖面等封闭水域养殖藻类。
简便易行、成本较低,但易污染、占地面积大、难以对水体和温度进行调节从而生产不稳定,发展受到很大限制。
②.封闭环路系统法在闭合的人造水渠中进行,含有藻类的液体在其中循环,循环过程中将藻类进行新陈代谢所需的二氧化碳和养分引入到水渠的液体中。
操作简单,培养条件、参数易控制,条件稳定,成品质量高,可实现全年无菌纯种培养,能较大幅度地提高微藻细胞密度,其生长速率和生物量大幅度提高,近些年已应用于微藻的商业性、高密度大规模培养生产。
但生产成本相对较高,成本为开放式池塘培养法的10 倍以上。
③.固化反应器法用一些透明管道装满工厂排出的废水和废气,管道内的藻类吸收废气中所含的二氧化碳,用于光合作用。
同时,藻类排出氧气,生成用于提炼燃料的物质。
④.直接热解制备生物柴油南昌大学万益琴等在生物质微波裂解技术基础上,以干海藻为原料,经微波加热,在只消耗少量电能的情况下,即能热解大量的干燥海藻产品,获得大量的海藻生物油,该油在自然条件下分层,成为可直接燃烧的油相生物油及主要成分是含氮化合物的水相生物油,为从海藻到燃油的转化提供了一种简便、经济且因无需添加任何试剂而对人无害的方法。
但目前仍处于试验阶段,未能取得大规模生产。
利用藻类物质制备燃料的优点大力发展从藻类物质制备生物燃料产业,不但可以解决传统原料来源单一、价格昂贵等一系列问题,它还有着其自身的发展优势。
(1)我国海洋面积广阔,有很大的海域还没有开发利用,若利用这些海域大量培养藻类,不但可以避免资源的浪费,还可以带动沿海地区的经济和社会发展。