生物燃气生产技术研究进展(1)
生物质能源技术的研究进展与应用前景
生物质能源技术的研究进展与应用前景近年来，环保成为了全球的一大热点话题。
人们开始越来越关注人类的生存环境，也更加重视地球的可持续发展。
在这个过程中，生物质能源技术作为一种绿色环保的新型能源受到了越来越多的关注和重视。
本文将对生物质能源技术的研究进展和应用前景进行探讨。
一、生物质能源技术的定义生物质能源技术是指利用植物、动物等生物体的能量来产生能源，包括发电、燃料生产、热能等多种形式，是一种可再生、可持续的新能源。
二、生物质能源技术的研究进展1.生物质燃气发电技术生物质燃气发电技术在过去的几年里得到了较大的发展，它采用的是生物质材料，将其燃烧转化为能量。
燃气发电技术的优点在于，可以避免燃烧产生的污染物，同时也能够很好地解决生物质能源的储存问题。
2.生物质颗粒燃料技术生物质颗粒燃料技术是指将生物质在高温高压下进行压缩成颗粒状。
这样可以提高生物质能源的密度，方便储存和运输，同时也可以避免生物质颗粒在燃烧时的不完全燃烧问题。
3.生物质液态燃料技术生物质液态燃料技术是指将生物质经过化学反应后转化为液态燃料，用于机动车辆和发电等多种用途。
这种生产方法可以在生产效率和发电效果方面取得很大的优势。
三、生物质能源技术的应用前景生物质能源技术作为一种绿色环保的新型能源，具有很好的应用前景。
它可以为解决国家经济和环境问题做出重要的贡献。
1.助力清洁能源革命随着全球对清洁能源的需求不断增加，生物质能源技术将逐渐成为一种备受青睐的清洁能源，因为从生产到使用，它都可以保持绿色、环保。
2.推动城市绿色发展城市发展需要大量的能源供给，而生物质能源技术可以解决城市能源供给问题。
通过生物质能源技术，城市可以利用废弃物、绿色植物等资源和废弃物，实现城市可持续发展。
3.促进农业可持续发展生物质能源技术还可以促进农业可持续发展，它可以利用农业渣余物，为农村生产带来新的产业机遇。
将废弃物利用，既降低了环境污染，又增加了农民的收入。
4.降低经济成本生物质能源技术的应用将降低石油、天然气等能源成本，从而可以有效地降低经济成本。
生物燃气生产技术研究进展
存 的重 要 能 源 ．它 是 仅 次 于煤 炭 、石 油 和 天 然 气
而 居 于世 界 能源 消 费 总 量第 ４位 的 能 源 ．在 整 个
能 源系 统 中 占有 重 要 地 位 在 我 国 ．生 物 质 能 占 全 部 能 源 消耗 总 量 的 ２ ％ 。但 长 期 以来 ．生 物 质 ０
能在 我 国 商业 用 能结 构 中 的 比率 极 小 ．其 主要 是 作 为 一 次 能 源 在 农 村 利 用 ．约 占农 村 总 能 耗 的
和微 生 物 分解 过 程 中 ，产 生 的 Ｃ 排 放 到 大 气 Ｏ 又
中 ，经 过 光合 作 用 ，大气 中 的 Ｃ ， 次 被植 物 吸 Ｏ再
收 固定 ，形 成 循 环 因此 以生 物 质 为基 础 的产 业
产业 的研 究 和发 展 生 物 质 能一 直 是 人 类 赖 以 生
利 用 生 物 质 ，借 助 生 物 、化 学 、物 理 等 加工 技术
手 段 ，得 到燃 料 、化 学 品 、材 料 、农 产 品 等 多 种
产 物 ．用 于生 活和工 农业 生 产
生 物炼 制作 为一 个 相对 比较年 轻 的研究 领 域 ．
７ ％左 右 ［。 ０
燃料将从 ２０ ０ １年 占美 国燃 料 消 耗 的 ０５ ．％增 长 到
２３ ０ ０年的 ２ ％ｔ 从 ２ ０ ０ 引 ０ ６年 １月 １１ ．我 国开 ３起
生物质燃气制备与利用技术的创新与突破
生物质燃气制备与利用技术的创新与突破生物质燃气作为一种可再生能源，在我国能源结构调整和环境保护中占有举足轻重的地位。
近年来，随着生物质燃气制备与利用技术的不断创新与突破，我国生物质燃气产业得到了快速发展。
本文将从生物质燃气的制备和利用两个方面，探讨该领域的技术创新与突破。
1. 生物质燃气的制备技术生物质燃气的制备技术主要包括生物质原料的预处理、生物质转化为燃气的方法以及燃气净化与提纯等技术。
1.1 生物质原料的预处理生物质原料的预处理是生物质燃气制备过程中的重要环节，其目的是提高燃气产率、降低能耗和减少污染物排放。
预处理方法包括粉碎、干燥、热解和气化等。
其中，粉碎和干燥可以减小生物质原料的体积，提高其表面积，有利于生物质的转化；热解和气化可以将生物质转化为燃气，提高燃气的产率和质量。
1.2 生物质转化为燃气的方法生物质转化为燃气的方法主要有生物质气化、生物质发酵和生物质热解等。
生物质气化是利用生物质在缺氧条件下产生的一氧化碳、甲烷等可燃气体；生物质发酵是利用微生物将生物质转化为甲烷等气体；生物质热解是利用生物质在高温条件下产生的一氧化碳、甲烷等气体。
1.3 燃气净化与提纯燃气净化与提纯是生物质燃气制备过程中的关键环节，其目的是提高燃气质量，满足燃气利用设备的要求。
燃气净化与提纯方法包括吸附、冷凝、膜分离和吸收等。
这些方法可以去除燃气中的杂质，提高燃气的纯度和热值。
2. 生物质燃气的利用技术生物质燃气的利用技术包括直接燃烧、气体发电、热电联产和燃料电池等。
2.1 直接燃烧直接燃烧是将生物质燃气作为燃料，直接燃烧产生热能和光能。
这种方法简单、易操作，适用于小型设备和家庭用气。
然而，直接燃烧的效率较低，烟气中含有大量灰尘和有害气体，对环境有一定污染。
2.2 气体发电气体发电是将生物质燃气作为燃料，驱动内燃机发电。
这种方法具有较高的能源利用率和较低的环境污染。
气体发电技术的关键是提高燃气发动机的效率和减少尾气排放。
先进生物天然气研发生产供应方案(一)
先进生物天然气研发生产供应方案一、实施背景随着环境保护意识的提升和清洁能源需求的增长，生物天然气的研发与生产逐渐成为全球关注的焦点。
生物天然气是指通过微生物发酵或厌氧消化等方法，从有机废弃物中转化出的可燃气体，其主要成分为甲烷。
作为一种绿色、低碳的能源，生物天然气对于我国能源结构的优化和农村废弃物的资源化利用具有重要意义。
二、工作原理生物天然气的生产主要通过厌氧消化过程实现。
厌氧消化是在无氧条件下，微生物将有机废弃物分解为二氧化碳、甲烷和水的过程。
其中，甲烷可进一步提纯为生物天然气。
这一过程不仅有助于减少有机废弃物的产量，还可以产生清洁能源。
三、实施计划步骤1. 资源收集：收集农业废弃物、生活垃圾等有机废弃物，作为生物天然气生产的原料。
2. 预处理：对收集到的废弃物进行破碎、筛分、干燥等预处理，以提高其厌氧消化效率。
3. 厌氧消化：将预处理后的废弃物放入厌氧消化器中，在适宜的温度、pH值和无氧条件下进行厌氧消化反应。
4. 气体提纯：将厌氧消化产生的气体进行提纯和压缩，得到生物天然气。
5. 储存与运输：将生物天然气储存于地下储气库或输送到管网，供用户使用。
四、适用范围生物天然气的适用范围广泛，主要包括：1. 能源供应：生物天然气可作为燃料供应农村、城市和工业区。
2. 废弃物处理：生物天然气生产过程有助于减少有机废弃物的排放，改善环境质量。
3. 化工原料：生物天然气可用于生产化肥、塑料等化工品。
五、创新要点1. 高效厌氧消化技术：引进和创新厌氧消化技术，提高生物天然气生产效率。
2. 废弃物预处理技术：研究废弃物的优化预处理方法，提高厌氧消化产气量。
3. 气体提纯技术：研发高效、环保的生物天然气提纯技术，提高产品质量与产率。
4. 能源与资源回收：将生物天然气生产过程与资源回收相结合，实现能源与资源的双重利用。
5. 全产业链优化：从原料收集、生产、运输到应用，优化生物天然气全产业链，降低成本并提高效率。
生物质燃气燃烧器技术研究进展分析陈晓堃
生物质燃气燃烧器技术研究进展分析陈晓堃发布时间：2021-07-19T16:52:54.743Z 来源：《基层建设》2021年第12期作者：陈晓堃[导读] 处于我国市场经济年度增收量稳步提升的时代背景中，为解决化石能源储备量日趋减少、东莞市卓高电子科技有限公司广东东莞 523000摘要：处于我国市场经济年度增收量稳步提升的时代背景中，为解决化石能源储备量日趋减少、自然生态环境污染逐步加剧等不良性社会问题，积极摸索出契合我国再生能源领域长远发展的科学开发路径、进一步强化能源燃烧综合效率将具有较强现实意义。
对此，领域工作人员应以燃气燃烧器技术的深度分析入手，通过生物质燃气的特点与净化工艺的精准把握，获知时下生物质燃气发展现况。
并结合“BCT-1”燃烧器及生物质燃气专用灶具的深入探究，深刻认知到典型生物质燃气燃烧器的功能性能，为我国生物质燃气领域日后健康、长足进步提供科学凭据。
关键词：生物质；燃气燃烧器技术；研究进展引言：“生物质燃气”简单来讲就是将农作物、林木的秸秆等废弃物作为基础性生物质原材料，在水蒸气及低氧、缺氧等载体介质、物理作用下，以高温降解为中间步骤，在完成热化学自然转化后得到的特殊性可燃性气体。
该类燃气作为前沿性清洁能源的一种，可在通过除焦、除尘等净化处理后实现燃烧，能够为多样设备装置提供充足的热能。
生物质燃气不仅可在农村地区炊事作业中多角度彰显积极性应用价值，还能够针对性取代传统化石燃料，应用于工业领域生产制造工作中。
可为化石能源在加热燃烧后衍生出的污染问题的高效解决拓展新思路，满足大众日常生活生产对空间环境、能源供给等方面的现实性需要。
1.燃气燃烧器技术浅析1.1燃气燃烧器技术发展进展国外首次研究、发展燃气燃烧器可追溯至百年前，现阶段，其产业发展体系健全，所配套使用的配件元件、装置安装规格、作业工序等细化内容均已形成统一性国际标准。
一些高性能、代表性的燃烧器实现了高达99%的平均燃烧效率，而CO排放量却仅为1.02×10-4mg/m3，甚至还包含几乎为0的排放烟气黑度。
生物质燃气技术在农村能源供应中的应用与研究
生物质燃气技术在农村能源供应中的应用与研究生物质燃气技术是一种将生物质转化为燃气的方法，可以有效解决农村能源供应问题。
在我国农村地区，生物质资源丰富，通过利用生物质燃气技术，可以将这些资源转化为清洁的能源，提高农村地区的能源供应水平。
本文将分析生物质燃气技术在农村能源供应中的应用与研究。
1. 生物质燃气技术的原理生物质燃气技术主要是利用生物质在缺氧条件下，通过厌氧消化、气化或发酵等过程产生燃气的技术。
生物质燃气主要包括甲烷、二氧化碳、氢气、一氧化碳等成分，其中甲烷的含量较高，是主要的可燃气体。
2. 农村生物质资源的利用我国农村地区生物质资源丰富，主要包括农作物秸秆、禽畜粪便、生活污水等。
这些生物质资源通过生物质燃气技术可以转化为燃气，用于农村地区的供暖、烹饪等生活用能。
3. 生物质燃气技术在农村能源供应中的应用生物质燃气技术在农村能源供应中的应用已经取得了一定的成果。
许多农村地区已经建立了生物质燃气发电站、生物质燃气供应站等设施，为农民提供了清洁、便宜的能源。
同时，生物质燃气技术的应用也有助于减少农村地区的环境污染，提高农村居民的生活质量。
4. 生物质燃气技术的研究进展在生物质燃气技术的研究方面，我国已经取得了一系列的突破。
例如，研究者们已经研发出了一种新型的生物质燃气发酵菌种，可以有效提高生物质燃气的产量和质量。
此外，生物质燃气的工程化技术也得到了很大的发展，许多生物质燃气项目已经实现了商业化运营。
5. 生物质燃气技术的挑战与对策尽管生物质燃气技术在农村能源供应中的应用已经取得了一定的成果，但仍面临着一些挑战。
例如，生物质燃气的生产成本相对较高，需要进一步降低；生物质燃气供应系统的建设也需要大量的投资。
为了解决这些问题，政府和社会各界需要加大对生物质燃气技术的支持力度，推动生物质燃气技术在农村能源供应中的应用。
6. 结论生物质燃气技术是一种具有广泛应用前景的技术，可以有效解决农村能源供应问题。
生物质气化技术的研究进展
生物质气化技术的研究进展在全球能源需求不断增长以及对环境保护要求日益严格的背景下，生物质气化技术作为一种具有潜力的可再生能源利用方式，正受到越来越广泛的关注和研究。
生物质气化技术是将生物质原料（如农作物秸秆、林业废弃物、木材加工剩余物等）在一定的温度和压力条件下，通过与气化剂（空气、氧气、水蒸气等）发生反应，转化为可燃气体的过程。
这些可燃气体主要包括一氧化碳、氢气、甲烷等，可以用于发电、供热、供气等领域，具有广泛的应用前景。
生物质气化技术的发展可以追溯到很久以前。
早期的气化技术相对简单，效率低下，而且产生的气体质量不稳定。
然而，随着科学技术的不断进步，现代生物质气化技术在设备、工艺和应用方面都取得了显著的进展。
在气化设备方面，各种新型的气化炉不断涌现。
例如，流化床气化炉具有良好的传热传质性能，能够实现较高的气化效率；固定床气化炉结构简单，操作方便，适用于小规模的气化应用。
此外，还有旋转床气化炉、气流床气化炉等，它们各自具有独特的优点和适用范围，为不同的需求提供了多样化的选择。
气化工艺的改进也是研究的重点之一。
通过优化气化反应的温度、压力、气化剂的比例等参数，可以提高气体的产量和质量。
同时，采用催化气化技术，能够降低反应的活化能，加快反应速度，提高气体的热值和纯度。
在应用方面，生物质气化技术的应用领域不断拓展。
除了传统的发电和供热，生物质气化产生的气体还可以用于合成液体燃料，如甲醇、二甲醚等，为交通领域提供替代能源。
此外，将生物质气化与燃料电池技术相结合，能够实现高效的能源转化和利用，提高能源系统的整体效率。
然而，生物质气化技术在发展过程中也面临着一些挑战。
首先，生物质原料的收集、运输和储存存在一定的困难，成本较高。
由于生物质的分布较为分散，收集和运输需要耗费大量的人力和物力。
其次，气化过程中产生的焦油问题仍然没有得到完全解决。
焦油的存在会降低气体的质量，影响设备的正常运行，增加维护成本。
此外，生物质气化技术的经济性在一定程度上还受到能源价格和政策支持的影响。
生物质燃烧技术的研究进展
生物质燃烧技术的研究进展摘要：生物质燃烧技术是生物质能转化利用途径研究较成熟的一种主要方式。
从影响生物质燃烧特性的因素出发，综述了生物质燃料组分、理化特性和运行条件在生物质燃烧技术中的作用，介绍了生物质燃烧过程的动力学模拟研究现状，对生物质燃烧过程中存在的问题进行了总结和探讨，并对今后生物质燃烧技术的发展进行了展望。
生物质是指来源于生物有机体的材料，尤其是基于植物体的材料，包括大量的草本植物、淀粉、纤维素、木质素等。
但目前生物质原料不仅仅局限于植物类的废弃物，还包括农林畜产品废弃物、食品加工产业废弃物、餐饮废弃物和城市有机生活垃圾等。
生物质能是绿色植物通过光合作用将光能储存为生物有机体内的化学能，与煤相比，生物质能作为新兴能源，受到全世界越来越多的关注，主要因其具有如下特点：①生物质能是一种绿色能源，符合可再生、可持续利用能源的目标，成为当前最洁净的能源之一，对环境污染小，可以降低对传统化石能，在生命周期内可以实源的依赖性；②生物质能在成长过程中吸收环境中的CO2现CO的零排放或零增长，降低使用化石燃料造成的温室气体排放量；③生物质2中灰分比重低、含硫量少和挥发分含量高；④生物质种类繁多、来源广泛、总量丰富，且具有本土特性。
生物质能由于其在社会效益、环境效益和经济效益中的可持续发展而备受世界各方重视并得以大力推广。
目前生物质能提供全球总量10％～15％的能源供应，是世界上排名第四的能源。
在工业发达国家中，生物质能占到能源总量的9％～14％，而在发展中国家则更高，占到25％～30％，部分地区甚至高达50％～90％。
但在这些国家中，大部分生物质能被当地低收入者用于炊事和供暖用能，商业化程度并不高，且热利用效率极低。
随着科技的进步，生物质能的转化利用形式也多种多样，改变了简单的直燃模式下利用效率低的缺点。
当前生物质能转化的方式主要可以归结为：热裂解、气化、液化、超临界流体提取、厌氧消化、厌氧发酵、酸解、酶解和酯化降解等，但这些生物质转换技术由于成本、技术的成熟度和使用效率等方面的原因，难以大面积推广，生物质能的应用仍以直接燃烧为主。
生物质燃气技术的创新与产业化
生物质燃气技术的创新与产业化一、前言与背景生物质燃气技术是一种利用生物质资源，通过热化学或生物化学方法转化为可燃气体（如合成气、生物天然气等）的技术。
该技术起源于人类对可再生能源的探索与利用，经历了从简单的生物质燃烧到高效的生物质气化、发酵等过程。
研究生物质燃气技术对社会、经济、科技等方面具有重要的现实意义。
首先，生物质燃气是一种清洁能源，可以有效减少化石能源的消耗，降低温室气体排放，对抗全球气候变化。
其次，生物质燃气技术有助于提高能源利用效率，促进能源结构的优化。
此外，生物质燃气产业的发展还能带动农村经济的增长，改善农村生态环境。
二、生物质燃气技术的分类与特征2.1 生物质气化技术生物质气化技术是通过热化学方法将生物质转化为合成气（Syngas），主要反应为生物质的裂解、气化和化学合成。
该技术具有较高的能量转换效率，可应用于发电、制氢等领域。
2.2 生物质发酵技术生物质发酵技术是通过生物化学方法将生物质转化为生物天然气（Biogas），主要反应为生物质的厌氧消化。
该技术具有较高的环保性能，可应用于供暖、照明等领域。
2.3 生物质燃气技术的应用领域及市场潜力生物质燃气技术广泛应用于能源、化工、环保等领域。
其中，生物质气化技术在钢铁、化工等行业具有较大的市场潜力；生物质发酵技术在农业、畜牧业等领域具有广泛的应用前景。
2.4 生物质燃气技术与其他相关领域的交叉与融合生物质燃气技术与其他相关领域的交叉与融合主要表现在以下几个方面：1.与新能源领域的融合：生物质燃气技术可以与太阳能、风能等新能源技术相结合，形成多元化能源供应系统。
2.与环保领域的融合：生物质燃气技术可以与废弃物处理、污染物降解等环保技术相结合，实现资源化利用。
3.与化工领域的融合：生物质燃气技术可以与合成气、生物天然气等化工产品的生产相结合，推动化工产业的绿色转型。
三、生物质燃气技术的关键技术及创新成果3.1 生物质气化关键技术生物质气化的关键技术包括生物质的预处理、气化炉的设计、气化剂的选择等。
生物质燃气化技术的研究与开发
生物质燃气化技术的研究与开发一、引言随着世界能源消费的逐年增长和能源结构的改变，传统煤、油、气和核能等能源资源显著减少，利用新能源或代替能源成为了迫在眉睫的问题。
生物质能作为新能源之一，具有广泛的来源、可再生和环保等特点，成为了全球各国重点发展的领域之一。
生物质燃气化技术作为生物质能利用的一种重要方式，也日益受到重视。
本文将在介绍生物质燃气化技术的基础上，重点阐述了生物质燃气化技术的研究与开发，包括生物质燃气化反应的机理和动力学特性、生物质燃气化技术的应用及其优缺点等方面。
二、生物质燃气化技术的基础生物质是指在动态生产和分解的过程中所得到的有机物，包括植物残渣、废弃物、木材、森林和农业废物等，它是一种可再生的，绿色的，丰富的资源。
生物质能利用是一种基于碳循环的清洁能源利用方式，具有替代煤、油等传统能源的巨大潜力。
生物质燃气化技术是利用生物质进行气化反应，将其转化为一种可利用的气体燃料。
生物质燃气化技术是一项高效、清洁、节能和环保的能源利用技术，具有广泛的应用前景。
三、生物质燃气化技术的机理和动力学特性生物质燃气化技术是一种重要的能源转化方式，其反应机理和动力学特性是实现高效气化的关键。
生物质气化反应是一种复杂的化学反应，涉及到物理、化学和热力学等多个方面的知识。
1.生物质燃气化反应的机理生物质气化反应的机理包括干馏、热解、裂解、重组等多个过程。
干馏是指生物质被裂解成烃类气体的过程。
生物质中存在大量的纤维素和木质素，这些有机物会在高温条件下干馏得到一系列脂肪酸、羰基类物质、酚类物质等，这些物质会继续进行热解和裂解产生一系列简单烃类物质。
这些烃类物质经过重组反应形成了可利用的合成气。
2.生物质燃气化反应的动力学特性生物质燃气化反应的动力学特性受多种因素影响，如反应温度、反应压力、催化剂等。
反应温度是影响气化速率的主要因素。
在适当的温度条件下，气化速率随着温度的升高而增加。
反应压力主要影响气化反应的平衡状态和相对气化产物的产量。
生物质燃气化技术的研究及应用
生物质燃气化技术的研究及应用随着世界人口的增长和能源需求的不断增加，传统的化石能源面临着越来越多的压力和限制。
而生物质燃气化技术则成为了一种备受关注的清洁能源解决方案。
生物质燃气化技术可以将生物质制成气体燃料，以代替传统的化石燃料，具有无污染、低碳排放、资源丰富等诸多优势。
下面，本文将从生物质燃气化的定义、原理、技术路线、发展与应用等方面进行探讨。
一、生物质燃气化技术的定义与原理生物质燃气化是指将生物质原料通过化学反应，转化为气体燃料的过程。
生物质是指所有的可再生植物物质，如木材、秸秆、草、稻壳、棉杆、枯枝落叶等。
燃气化过程是通过高温催化剂在缺氧条件下进行的，主要将生物质物质转化为合成气体，即含有大量CO和H2的气体燃料。
生物质燃气化的基本反应是：CnHmOx + H2O + CO2 → nH2 + mCO + xCO2该反应的原理是将复杂的生物质分解成单一分子，即通过碳水化合物及氢气的反应，生成含有大量一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等气体的气体燃料。
二、生物质燃气化技术路线生物质燃气化技术路线可以分为固定床燃气化、流化床燃气化、进口式燃气化、双流量燃气化等多种形式。
其中，固定床燃气化是最常用的一种工艺路线。
固定床燃气化装置主要由生物质燃烧区、燃烧后燃料性催化反应区和固定床反应区等部分组成。
在生物质燃烧区，生物质被加热至高温状态，燃烧产生的热量传递到反应区，使其中催化剂物质被激活。
而在燃烧后燃料性催化反应区，则会分解出大量的二氧化碳、水蒸气和一氧化碳，产生的热量带动反应驱动生物质的快速分解，生成含气体的原料气。
三、生物质燃气化技术的发展与应用生物质燃气化技术的发展已经历了多年的蜕变。
最初，生物质电力技术主要应用于发生燃料，即将生物质处理成类似煤炭的固燃燃料，然后使用这些燃料产生电力或热能。
后来，随着生物质燃气化技术的逐步成熟，人们开始关注将生物质转换为气体燃料，并将其应用于城市燃气、发电、热水系统、工业炉、公共交通工具等多个领域。
生物燃气净化提纯制备生物天然气技术研究进展
生物质燃气的科研创新与技术突破
生物质燃气的科研创新与技术突破一、前言与背景生物质燃气作为一种可再生能源，起源于人们对环境保护和可持续发展的需求。
随着化石能源的逐渐枯竭和环境问题的日益严重，生物质燃气作为一种清洁能源，具有巨大的潜力和市场前景。
生物质燃气的研究不仅具有重要的环境保护意义，也对经济发展和科技进步具有深远影响。
二、生物质燃气的核心概念与分类2.1 核心概念生物质燃气是指通过生物质转化技术，将生物质原料（如农业废弃物、植物纤维等）转化为可燃气体。
生物质燃气的主要成分是甲烷，同时还含有少量的二氧化碳、氢气等气体。
2.2 分类与特征生物质燃气可以根据原料来源、转化技术、应用领域等不同标准进行分类。
•原料来源分类：根据原料来源的不同，生物质燃气可以分为农业生物质燃气、林业生物质燃气、城市废弃物生物质燃气等。
•转化技术分类：根据转化技术的不同，生物质燃气可以分为直接燃烧生物质燃气、生物质气化生物质燃气、生物质发酵生物质燃气等。
•应用领域分类：生物质燃气可以应用于家庭供暖、工业生产、交通燃料等多个领域。
2.3 与其他领域的交叉与融合生物质燃气的研究与开发与其他领域密切相关，如生物学、化学、环境科学等。
生物质燃气的研究可以促进农业废弃物的资源化利用，减少环境污染，与环境保护领域相互交叉与融合。
同时，生物质燃气的研究也可以推动新能源技术的发展，与新能源领域相互促进。
三、关键技术突破与创新成果3.1 关键技术生物质燃气的关键技术包括生物质转化技术、气体净化技术、能量转换技术等。
3.2 技术突破与创新成果近年来，生物质燃气领域取得了一系列的技术突破和创新成果。
例如，高效生物质气化技术的开发，通过优化气化过程，提高了生物质燃气的产气率和热值。
另外，新型生物质发酵剂的研发，可以显著提高生物质发酵的效率和燃气产量。
3.3 对行业竞争格局和市场格局的影响这些技术突破和创新成果的取得，将有助于提高生物质燃气的性能和经济效益，进一步推动生物质燃气行业的发展。
生物质气化技术及其研究进展
生物质气化技术及其研究进展摘要 生物质能源是一种理想的可再生能源，由于其在燃烧过程中对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应，因而越来越受到世界各国的关注。
对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍，着重介绍了生物质气化技术在国内外的发展现状，提出了我国在生物质气化领域的重点研究方向。
1前言生物质能源是一种理想的可再生能源。
具有以下特点：(1)可再生性；(2)低污染性(生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的SO2、NO2较低，生物质作为燃料时，二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应)；(3)广泛的分布性。
缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能。
所以，利用生物质作为替代能源，对改善大气酸雨环境。
减少大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有极大的好处。
生物质能的低硫和CO2的零排放使生物质成为能源生产的研究热点。
20世纪70年代，Gahly等首次提出了将气化技术用于生物质这种含能密度低的燃料。
生物质气化是生物质转化过程最新的技术之一。
生物质原料通常含有70℃～90℃挥发分，这就意味着生物质受热后，在相对较低的温度下就有相当量的固态燃料转化为挥发分物质析出。
由于生物质这种独特的性质，气化技术非常适用于生物质原料的转化。
不同于完全氧化的燃烧反应，气化通过两个连续反应过程将生物质中的碳的内在能量转化为可燃烧气体，生成的高品位的燃料气既可以供生产、生活直接燃用，也可以通过内燃机或燃气轮机发电，进行热电联产联供，从而实现生物质的高效清洁利用。
生物质气化的一个重要特征是反应温度低至600～650℃，因此可以消除在生物质燃料燃烧过程中发生灰的结渣、团聚等运行难题。
生物质气化采用的技术路线种类繁多，可从不同的角度对其进行分类。
根据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化，其中后者又可根据反应气氛的不同细分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气及其这些气体的混合物的气化。
根据采用的气化反应器的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化。
生物质燃气燃烧器技术研究进展
生物质燃气燃烧器技术研究进展摘要：由于当今化石能源日益减少，环境污染加剧，寻找新型可再生能源和提高能源燃烧效率尤为迫切。
在总结国内外燃气燃烧器现状、归纳各种燃气燃烧器的特点和应用范围的基础上，结合生物质燃气净化工艺、燃气成分及特性，分析了生物质燃气燃烧器设计的基本思路与要求，详细阐述几种典型生物质燃气燃烧器的结构和特点，提出生物质燃气燃烧器设计的不足及燃气燃烧存在的问题。
为进一步提高生物质燃气利用率，结合我国农业与农村生产，提出适宜我国生物质燃气发展的方向。
引言生物质燃气是以农作物秸秆、林木废弃物等生物质为原料在缺氧、低氧或水蒸气等介质下，经过高温降解的热化学转化过程后，产生的可燃气体。
作为新型清洁能源，该气体需除尘、除焦等净化后燃烧，供于其他设备用热。
生物质燃气既可以用于农村炊事用能，也可以替代传统化石燃料应用于工业窑炉及锅炉行业，不仅能减缓化石能源燃烧带来的全球变暖和空气污染的问题，同时成为满足人类生存和发展的动力需求。
国外生物质能源技术比较先进，以欧美一些发达国家为主，农场作为农业生产的特色，生物质资源数量多并相对集中，热解生成大量生物质燃气，较多用于发电和区域供热并实现了商业化应用，形成了规模化产业经营。
20世纪80年代美国可再生能源实验室和夏威夷大学进行了生物质燃气联合循环发电系统(BIGCC)的研究。
我国能源相对不足，资源质量较差，能源以煤为主，环境问题也日益严峻，不符合发展循环经济的战略方针，生物质为原料生成生物质燃气，可实现废物减量化、改善城市生态环境，还可生产生物质能源，涵盖了“节能环保”和“新能源”两个战略性产业旧。
在生物质能源开发利用方面，生物质燃气燃烧装备的开发对提高污染治理和资源环境利用率起着至关重要的作用。
1燃气燃烧器技术概况1.1燃气燃烧器技术进展国外燃气燃烧器有上百年的历史，产业发展成熟，所用配件、安装尺寸和工作工序均有国际标准，部分较高性能燃烧器的燃烧效率平均能够达到99.96％，烟尘排放量24mg／m3，SO2排放量137mg／m3，CO的排放量仅有1.02×10-4mg／m3，而且烟气黑度等级几乎为零，对自然环境污染的影响可以忽略不计，如利雅路系列低NO x燃烧器。
生物燃气技术及工程的发展现状①
生物燃气技术及工程的发展现状①生物燃气经常说的沼气，沼气发酵是指有机物在厌氧的条件下，被沼气微生物分解代谢，最后形成以甲烷和二氧化碳为主体的混合气体，是一个生物化学过程。
沼气发酵的原料是供给微发酵生物，进行正常生命活动所需的营养和能量，是不断生产沼气的物质基础。
沼气的来源十分丰富，主要是农业的剩余物包括秸秆、杂草、树叶等，还有猪、牛、羊、马等家禽的粪便，工农业产品的废水废物（如豆制品的废水、酒精和糖渣），还包括大部分的水生植物，这些都是能够用来生物发酵的理想原料。
沼气发酵工艺是指从发酵原料到生产沼气的整个过程所采用的技术和方法。
这个过程主要包括原料的收集和预处理，接种物的选择和富集，消化器的启动和日常操作管理及其他相应的技术措施。
1 沼气发酵中的微生物沼气是有机物质在厌氧条件下通过大量的不同种类的微生物分解代谢产生的。
凡参与把有机物质分解、发酵、代谢、转化为沼气的微生物统称为沼气微生物，也叫沼气细菌。
由于有机物分解为沼气是一个非常复杂的过程，因此沼气细菌不仅仅是一种单一的细菌，而是由许多细菌组成的总称，据相关统计，沼气细菌拥有几十个属上千种之多。
在沼气厌氧发酵过程中沼气细菌是1/ 4最活跃的因素，他们能把各种有机物固体和处于溶解状态的复杂有机物，按照各自的营养需求进行分解转化，最终形成沼气。
但是，沼气细菌把有机物分解为甲烷需要在没有氧气和没有氧化剂的环境下才能进行，同时PH值也要符合一定的条件，因此，沼气发酵又可以叫做厌氧发酵。
将这些发酵细菌按其在发酵过程中扮演的不同作用，可分为分解菌和产甲烷菌两大类。
在沼气发酵过程中，各种微生物之间的关系非常复杂，甲烷的产生式各种发酵微生物相互协同、相互制约产生的。
这种复杂的关系既体现在分解菌和产甲烷菌之间，同时也体现在分解菌之间和产甲烷菌之间的相互作用。
其实分解菌与产甲烷菌之间的关系主要是，不产甲烷菌为产甲烷菌提供长生和产甲烷所需要的物质，产甲烷菌又为分解菌提供生化反应解除反馈抑制；分解菌为产甲烷菌提供适宜的氧化还原条件；分解菌为产甲烷菌清除有毒物质；分解菌与产甲烷菌共同维护生化环境中适宜的pH值。
生物质燃气的技术创新与工程实践
生物质燃气的技术创新与工程实践生物质燃气作为一种可再生能源，在我国能源结构调整和环境保护中占有重要地位。
近年来，随着生物质能源技术的不断创新和工程实践的积累，生物质燃气产业得到了迅速发展。
本文将从生物质燃气的技术创新和工程实践两个方面进行探讨。
生物质燃气的技术创新生物质燃气的技术创新主要体现在原料处理、发酵技术、净化设备和燃烧设备等方面。
原料处理生物质燃气的原料主要包括农业废弃物、林业废弃物和城市有机垃圾等。
原料处理技术创新主要集中在提高原料的粉碎粒度和湿度控制，以提高发酵效率和燃气产量。
如采用高效粉碎机和蒸汽干燥设备，使原料粒度达到10mm以下，湿度控制在60%-70%。
发酵技术发酵技术是生物质燃气技术的核心。
近年来，通过选育高效产气菌种、优化发酵条件（如温度、pH值、氧气浓度等）和缩短发酵周期等方面的技术创新，提高了生物质燃气的产量和质量。
如采用两段式发酵工艺，将发酵周期缩短至20天以内，燃气产量提高20%以上。
生物质燃气中含有大量杂质，如不进行净化处理，将影响燃气质量和设备寿命。
净化设备技术创新主要集中在提高过滤效率、降低能耗和减少维护成本等方面。
如采用高效纤维过滤材料和自动清洗装置，实现燃气中悬浮颗粒物小于10mg/Nm³，硫化氢含量小于20mg/Nm³。
燃烧设备燃烧设备技术创新主要体现在提高燃烧效率、降低氮氧化物排放和减少热量损失等方面。
如采用分级燃烧和烟气再循环技术，使生物质燃气锅炉的燃烧效率达到90%以上，氮氧化物排放低于50mg/Nm³。
工程实践生物质燃气工程实践主要表现在项目规模、分布区域和应用领域等方面。
项目规模近年来，我国生物质燃气项目规模不断扩大。
据不完全统计，截至2020年底，全国生物质燃气项目年处理能力已超过1000万吨，年产生燃气约400亿立方米。
分布区域生物质燃气项目分布区域逐渐从农村向城市拓展。
当前，我国生物质燃气项目已覆盖全国20多个省份，形成了东北、华北、华东和中南四大生物质燃气产业区。
生物质燃气的技术进步与创新发展
生物质燃气的技术进步与创新发展1. 背景生物质燃气作为一种可再生能源，以其清洁、环保、可再生的特点逐渐受到广泛关注近年来，随着科技的进步和环保理念的深入人心，生物质燃气的技术不断发展和创新，为人类提供了一种可持续发展的能源解决方案2. 生物质燃气的技术进步2.1 生物质燃气的制备技术生物质燃气的制备技术主要包括厌氧消化、气化、热解和发酵等方法这些方法各有优缺点，但都主要目的是将生物质转化为可燃气体随着研究的深入，这些技术逐渐成熟，制备效率和燃气质量不断提高2.2 生物质燃气的净化技术生物质燃气中含有大量的杂质，如硫化氢、有机酸、固体颗粒等，这些杂质会影响燃气的燃烧效率和环境污染因此，燃气净化技术的发展对提高生物质燃气品质至关重要目前，常用的净化技术包括吸收、吸附、冷凝和膜分离等，这些技术在去除杂质和提高燃气品质方面取得了显著成果2.3 生物质燃气的储存和运输技术生物质燃气的储存和运输技术是生物质燃气产业发展的关键环节为了确保燃气在储存和运输过程中的安全、高效和低成本，研究者们开发了多种储存和运输技术如高压气体瓶储存、低温液化储存、管道输送和槽车运输等这些技术的应用为生物质燃气的商业化提供了有力支持3. 生物质燃气的创新发展3.1 生物质燃气与智能技术的结合随着大数据、物联网和等技术的发展，生物质燃气产业也开始迈向智能化通过将这些技术与生物质燃气制备、净化、储存和运输等环节相结合，可以实现远程监控、自动控制和优化管理，从而提高生物质燃气的制备效率和能源利用率3.2 生物质燃气与碳捕捉技术的融合生物质燃气燃烧过程中会产生二氧化碳，为了减少温室气体排放，研究者们将碳捕捉技术应用于生物质燃气产业通过对燃烧后的烟气进行碳捕捉和封存，可以降低二氧化碳排放，减轻对环境的影响此外，captured的二氧化碳还可以用于生产化学品、制冰等用途，提高资源利用率3.3 生物质燃气多元化利用生物质燃气不仅可以用于发电、供暖和烹饪等，还可以用于生产化学品、生物塑料等高附加值产品通过生物质燃气多元化利用，可以实现资源的最大化利用，提高生物质燃气的经济价值4. 结论生物质燃气技术在制备、净化、储存和运输等方面取得了显著进步，为可再生能源的发展提供了有力支持同时，生物质燃气与智能技术、碳捕捉技术和多元化利用的结合，为生物质燃气产业的创新和发展注入了新的活力在未来，生物质燃气技术将继续发展，为人类社会的可持续发展做出更大贡献1. 背景在能源危机和环境问题日益严重的背景下，生物质燃气作为一种清洁、可再生的能源，得到了世界各国的广泛关注生物质燃气技术的发展和进步，不仅有助于缓解能源压力，减少环境污染，还能推动农业废弃物资源的合理利用近年来，生物质燃气技术在燃气制备、净化、储存和应用等方面取得了显著成果，不断创新和发展，为人类社会的可持续发展提供了有力支持2. 生物质燃气的技术进步2.1 生物质燃气的制备技术创新生物质燃气的制备技术创新主要体现在厌氧消化、气化、热解和发酵等技术的改进和优化例如，通过基因工程技术提高微生物的降解效率，采用新型气化剂和热解方法提高生物质燃气产率，以及开发高效发酵菌种和优化发酵条件等这些创新技术的应用，大大提高了生物质燃气的制备效率和燃气品质2.2 生物质燃气的净化技术升级生物质燃气中的杂质含量较高，如硫化氢、有机酸、固体颗粒等，这些杂质会影响燃气的燃烧效率和环境污染为了解决这一问题，研究者们开发了新型净化技术，如高级氧化过程、生物脱硫、纳米材料吸附等这些技术的应用，有效提高了生物质燃气的净化效率和燃气品质2.3 生物质燃气的储存和运输技术突破生物质燃气的储存和运输技术是生物质燃气产业发展的关键环节为了确保燃气在储存和运输过程中的安全、高效和低成本，研究者们不断探索新型储存和运输技术如低温液化储存技术、高压气体瓶储存技术、管道输送技术和槽车运输技术等这些技术的突破，为生物质燃气的商业化发展提供了有力保障3. 生物质燃气的创新发展3.1 生物质燃气与绿色建筑的融合生物质燃气作为一种清洁、可再生的能源，与绿色建筑的融合具有巨大的发展潜力通过利用生物质燃气作为绿色建筑的能源供应，可以降低建筑物的能耗，减少温室气体排放，提高建筑物的环保性能此外，生物质燃气发电和供暖系统还可以与绿色建筑的储能系统和智能控制系统相结合，实现能源的高效利用3.2 生物质燃气与碳捕捉和封存技术的结合生物质燃气燃烧过程中会产生二氧化碳，为了减少温室气体排放，研究者们将生物质燃气与碳捕捉和封存技术相结合通过对燃烧后的烟气进行碳捕捉和封存，可以降低二氧化碳排放，减轻对环境的影响此外， captured的二氧化碳还可以用于生产化学品、制冰等用途，提高资源利用率3.3 生物质燃气在交通领域的应用创新生物质燃气在交通领域的应用创新，有助于减少交通领域的能耗和污染通过将生物质燃气作为汽车、船舶和飞机等交通工具的燃料，可以降低交通工具的碳排放，改善空气质量此外，生物质燃气燃料加注站的建设和运营，为生物质燃气在交通领域的应用提供了便利4. 结论生物质燃气技术在燃气制备、净化、储存和应用等方面取得了显著进步，为可再生能源的发展提供了有力支持同时，生物质燃气与绿色建筑、碳捕捉和封存技术以及交通领域的创新应用，为生物质燃气产业的创新和发展注入了新的活力在未来，生物质燃气技术将继续发展，为人类社会的可持续发展做出更大贡献应用场合1. 能源供应生物质燃气可广泛应用于家庭、商业和工业的能源供应在家庭应用中，生物质燃气可作为烹饪、供暖和热水供应的燃料在商业和工业领域，生物质燃气可用于供暖、热水供应、蒸汽生成和发电等2. 绿色建筑生物质燃气与绿色建筑的融合，可降低建筑物的能耗，减少温室气体排放，提高建筑物的环保性能在绿色建筑中，生物质燃气可用于供暖、空调、热水供应和发电等3. 交通领域生物质燃气可作为汽车、船舶和飞机等交通工具的燃料，降低交通工具的碳排放，改善空气质量生物质燃气燃料加注站的建设和运营，为生物质燃气在交通领域的应用提供了便利4. 农业废弃物利用生物质燃气技术可将农业废弃物转化为可燃气体，提高农业废弃物的资源利用率，减少环境污染农业废弃物如秸秆、动物粪便等，可通过生物质燃气技术转化为清洁燃料，用于农村地区的能源供应注意事项1. 技术成熟度在应用生物质燃气技术时，需关注技术的成熟度选择经过验证、技术成熟的技术方案，确保项目的稳定运行和长期效益2. 燃气品质生物质燃气中的杂质含量较高，需重视燃气的净化和提纯在项目设计和技术选型时，要充分考虑燃气品质对设备性能和应用场合的影响3. 储存和运输安全生物质燃气在储存和运输过程中，要确保安全根据燃气的特性，选择合适的储存和运输方式，如低温液化储存、高压气体瓶储存、管道输送和槽车运输等4. 环境影响在生物质燃气项目的规划和实施过程中，要充分考虑环境影响遵循环保法规，采取有效措施减少污染，实现绿色、可持续发展5. 政策法规关注国家和地方政策法规对生物质燃气产业的支持和限制充分利用政策优势，规避法规风险，确保项目的合规性和可持续发展6. 经济性在应用生物质燃气技术时，要关注项目的经济性计算投资成本、运行成本和收益，评估项目的经济效益，确保项目具有良好的投资回报7. 技术创新与升级生物质燃气技术处于不断发展和创新中，要关注技术动态，及时进行技术创新和升级以提高项目性能、降低成本、提高市场竞争力8. 人才培养与合作培养专业人才，加强团队合作，确保项目顺利实施与科研机构、高校和企业建立合作关系，共享资源，共同推动生物质燃气技术的发展生物质燃气技术在能源供应、绿色建筑、交通领域和农业废弃物利用等方面具有广泛的应用前景在应用过程中，要关注技术成熟度、燃气品质、储存和运输安全、环境影响、政策法规、经济性、技术创新与升级以及人才培养与合作等方面，确保项目的成功实施和可持续发展。
生物质燃气技术在工业制造中的应用研究
生物质燃气技术在工业制造中的应用研究生物质燃气技术作为一种可再生能源技术，在我国得到了广泛的研究和应用。
生物质燃气是通过生物质发酵产生的一种清洁燃料，其主要成分是甲烷和二氧化碳。
在工业制造领域，生物质燃气技术的应用不仅可以减少对传统化石燃料的依赖，降低能源成本，还可以减少温室气体排放，对我国工业可持续发展具有重要意义。
本文将对生物质燃气技术在工业制造中的应用进行深入探讨。
生物质燃气的制备技术生物质燃气的制备技术主要包括厌氧消化、气化、热解和直接发酵等。
这些技术在制备生物质燃气的过程中各有优缺点，具体适用性需根据实际情况进行选择。
厌氧消化厌氧消化是利用微生物在无氧条件下对生物质进行分解，产生甲烷和二氧化碳的过程。
该技术具有较高的甲烷产量和较低的能耗，但需要较长的时间和较高的温度，且对原料的预处理要求较高。
生物质气化是将生物质在缺氧条件下加热，使其分解生成可燃气体。
气化技术具有较高的能量转换效率和较低的投资成本，但气化产物中含有一氧化碳等有害物质，需要进一步净化处理。
生物质热解是在高温条件下将生物质分解为可燃气体和固体残留物。
热解技术具有较高的甲烷产量和较快的反应速度，但能耗较高，且固体残留物的处理问题需要解决。
直接发酵直接发酵是将生物质在常温条件下直接进行微生物发酵，产生甲烷和二氧化碳。
该技术具有较低的投资成本和较快的反应速度，但甲烷产量较低，且对原料的预处理要求较高。
生物质燃气在工业制造中的应用生物质燃气在工业制造中的应用主要包括锅炉燃料、发电、供热和作为化工原料等。
锅炉燃料生物质燃气作为锅炉燃料，可以替代传统的化石燃料，降低能源成本，减少温室气体排放。
生物质燃气锅炉的运行效率较高，且对环境友好。
生物质燃气发电是将生物质燃气燃烧产生的热能转化为电能。
该技术具有较高的能源利用率和较低的碳排放，但投资成本较高。
生物质燃气供热是将生物质燃气燃烧产生的热能用于供暖和热水。
该技术具有较小的投资成本和较高的能源利用率，但需要考虑供热管网的建设和维护。
生物燃气生产技术研究进展
生物燃气生产技术研究进展1 概述进入21世纪以来，煤炭、石油、天然气等化石燃料的不可再生性，以及石油炼制产业引起的温室效应、酸雨、粉尘污染等种种环境问题，引起人们普遍关注，极大地推动了风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源产业的研究和发展。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第4位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。
在我国，生物质能占全部能源消耗总量的20%。
但长期以来，生物质能在我国商业用能结构中的比率极小，其主要是作为一次能源在农村利用，约占农村总能耗的70%左右。
美国国会对于生物质定义：生物质在一个可循环的基础上可利用，包括能量作物、农业食物和饲料作物剩余物、水生植物、木材和木材残余物、动物废物和其它废物材料。
生物质利用光合作用固定大气中的CO2，同时在生物质的燃烧和微生物分解过程中，产生的CO2又排放到大气中，经过光合作用，大气中的CO2再次被植物吸收固定，形成循环。
因此以生物质为基础的产业结构是可持续发展的。
全球范围内，每年通过光合作用生产1.7×1011t生物质，然而却只有3.5%得到利用。
目前，以可再生生物质为基础的生物炼制产业正在全球范围内积极发展。
生物炼制利用生物质，借助生物、化学、物理等加工技术手段，得到燃料、化学品、材料、农产品等多种产物，用于生活和工农业生产。
生物炼制作为一个相对比较年轻的研究领域，系统的研究和开发主要是在欧洲进行的；而工业领域的发展则主要是在美国。
美国生物质技术顾问委员会开展了一个关于生物能量、生物燃料和生物产物的长期计划和目标，基于生物质的运输燃料将从2001年占美国燃料消耗的0.5%。
增长到2030年的20%。
从2006年1月1日起，我国开始施行《中华人民共和国可再生能源法》，将大大促进可再生能源的开发利用，增加能源供应，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展。
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收稿日期：２００８加４－０２
作者简介：卢元（１９８３一），男。河南省人。博士在读，从事生物 能源的研究。
万 பைடு நூலகம்数据
化学工业
・３２・
ＣＨＥＭＩＣＡＬ耵忉ＵＳＴＲＹ
２００８年第２６卷
原料。所有气体中。氢气最轻，导热性最好；除 核燃料外．氢的发热值是所有化石燃料和生物燃 料中最高的：氢可以以气态、液态或固态的金属 氢化物出现．能适应贮运及各种应用环境的不同 要求【引。通过生命周期分析．在所有燃料中氢气 有最高的原料灵活性．来源于可再生生产途径的 氢气环境友好．不涉及温室气体排放．最终实现 化石能源到可再生能源的平稳转换【７’引。 “油井到车轮”分析表明生物甲烷是最有能效 的燃料之一。这一分析的依据是测算生产自１
表１不同预处理方法对于木质纤维生物量的化学组成和 化学／物理结构的影响
Ｓｃｈｏｂｅｒ等人以厨房残余物为原料．利用白腐真菌
ｃｈａｅｔｏＩＩｌｉｕｍ ｃｅｌｌｕｌｏｌｙｔｉｃｕｍ在温度为３７℃和ｐＨ为
６．０条件下进行预处理．通过厌氧／好氧／厌氧降解 步骤。９６％的挥发性固体得以减少［１８］。但利用真 菌降解木质素的最大缺点是真菌生长慢、降解需 要的时间长．
３生物燃气的生产
３．１利用生物质发酵生产甲烷 在微生物发酵产甲烷状态下．有机物经一系 列生化过程。最终被分解为以ＣＯ：为最高氧化态 和以ＣＨ４为最低还原态的碳化物。生物质发酵产 甲烷的生态系统由水解液化、产酸和产甲烷三阶 段组成［悖］。所有的产甲烷菌属于古细菌，对氧高 度敏感。使其成为难于研究的细菌之一。例如， 甲烷八叠球菌暴露于空气中时会很快死亡．其数 量半衰期仅为４ ｍｉｎ。在实际甲烷发酵体系中，较 多使用的是厌氧颗粒污泥等混合菌群体系。在厌 氧污泥的微生态颗粒中．产甲烷菌在颗粒核心， 很容易得到低氧化还原电位环境保护．甲烷发酵 过程是多种细菌协同完成的微生物学过程．本质 上涉及电子流的流动［驯。在中性ｐＨ条件下，大约 ７０％甲烷由乙酸分解形成。而３０％甲烷衍生自Ｈ，
包括林木生物质、农业秸秆、畜粪和城市垃圾， 蕴藏量为６．９８×１０９
ｔ［１
部用来生产生物燃气，估计可以生产ＣＨ。３．９５×１０８
其热值相当于２．２０×１０ｍ ＧＪ；如果用来生产氢气， 可以得到Ｈ：６．３５×１０７ ｔ，相当于９．０５×１０９ ＧＪ的热 值。因此。生物质生产生物燃气的技术的研发具 有重要的战略意义。 废弃生物质原料价格本身比较低廉。利用生 物质通过厌氧生物转化．生产生物燃气的生产技 术核心是如何提高生物燃气的转化率和生产速率．
１０ｓ
ＧＪ。而用新的制氢技术转化这些生物量，每年 ＧＪ的热值［１２】。据估计，我国生物质资源实物． ３｜。如果将这些生物质资源全
ｔ，
可以产生Ｈ２ １．４７×１０１０ｍ３（１．３２×１０６ｔ），相当于１．８８×
１０ｓ
组成具有不均一性．没有通用的前处理工艺【培］。 木质纤维原料在利用之前．必须通过预处理 技术改变或去除其物化结构和组成的阻碍。使得 微生物或者酶能够对其中纤维素和半纤维素进行 充分的利用。 木质纤维生物质水解和前处理分为物理、化 学、生物或这些方法的组合。 ２．１生物质预处理的目标 生物质预处理应尽可能保存戊糖（半纤维素） 片断。而且要限制降解产物的形成（抑制发酵微 生物生长，最小化能量需求和限制费用）。另外预 处理目标还包括低的前处理催化剂费用或廉价的
ｈａ
以最大限度降低成本．和化石能源以及其他生物 能源（生物酒精、生物柴油等）相竞争。主要涉 及两方面的问题：一是生物质的预处理。另一个 就是生物燃气的高效生物转化工艺。
２生物质的预处理
生物质都是以大分子状态存在．不能被微生 物直接吸收利用．必须被分解成可溶于水的小分 子化合物，即多糖分解成单糖或二糖．才能进入 微生物细胞内．进行以后的一系列的生物化学反 应。可循环利用生物质中．农业食物废弃物、有 机生活垃圾、动物粪便等含有大量结构比较简单、 比较容易处理的碳水化合物。然而农作物秸秆、 木材废弃物等木质纤维生物质却难以处理．主要 由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成。半 纤维素和纤维素微纤维的氢键形成一个网络．形 成植物细胞壁的结构骨架。在一些细胞壁中，木 质素进一步提高其韧度。纤维素和半纤维素是可 发酵糖的来源．而细胞壁中木质素的存在．是影 响细胞或酶水解的重要因素【Ｈ］。 生物质在自然生态循环中无时无刻不在发生 转化利用过程．大部分植物残体进入土壤而完成 能量与物质循环。这是一个极缓慢而人类又无法 直接获得所需要能量和物质的过程．在经济上是 一个无效的循环过程。而从生态学、酶学和化学 酸水解的角度看．在工艺原理上，木质纤维素生 物质也是不难降解成小分子的．但一旦变成工业 生产。就会出现技术经济难以过关的问题。 来自富纤维素生物质经济生产的４个障碍是： （１）虽然生物质原料价格低，但是分布分散，使 得收集代价高； （２）由于纤维原料具有结晶结构 （３）纤维素链难 （４）木质素和半纤维素 以及木质素，使得预处理困难； 以破坏为葡萄糖等单糖：
ｅｎｅ哟ｒｂｅｎ商ｔ）”㈣。
Ｄａｖｉｄ
Ｂ．Ｌｅｖｉｎ等人根据加拿大每年的森林和
农业生物量进行了甲烷和氢气的估计。基于２００１ 年和２００３年统计的森林和农业生物量．加拿大每 年产生近１．４５ｘ１０ｓ ｔ的生物量。理论上。该生物量 包含碳约６．３８×１０７ ｔ、能量约２．２８×１０９ＧＪ。用传统 技术进行生物量的厌氧消化，每年可以产生ＣＨ４ 约１．１４×１０１０ ｍ３（８．２１×１０６ ｔ）。其热值相当于４．５６×
万 方数据
第６期
卢
元等：生物燃气生产技术研究进展
・３３・
催化剂循环．和更高附加值木质素共产物的产生。 这些都作为评价预处理好坏的基础。预处理还必 须考虑其对于下游工艺费用、操作费用、资本费 用和生物质费用的影响。 ２．２生物质的物理和化学预处理手段 表１为不同预处理方法对于木质纤维生物量 的化学组成和化学／物理结构的影响．概括了蒸汽 爆破、液体热水、稀酸、石灰和氨等物理或化学 预处理手段的关键特征［１４］。
Ｒｕｄｉａｎｔｏ Ａｍｉｎａ等人用白腐真菌ｃｅｒｉｐｏｒｉｏｐ８ｉ８
中国科学院过程工程研究所的陈洪章研究员 等人，研究了蒸汽汽爆、固态发酵分级处理和快 速热解相结合的方法对秸秆进行处理．结果表明 预处理可以更好地充分利用生物质资源【埔］。 ２．３生物质的生物预处理手段 生物质的化学预处理手段大量使用酸、氧化 剂、敏化剂等化学试剂，选择性差。降解过程有 许多副产物产生．且降解反应条件较为苛刻．后 处理困难。而酶催化将纤维素水解成葡萄糖，选 择性高，反应条件温和．环境友好．是理想的洁 净工艺。常用的葡萄糖水解酶主要有３种：内切一 ＪＢ一葡聚糖酶，外切］Ｂ一葡聚糖酶和］８一葡糖苷酶。 半纤维具有和纤维素相似的化学反应。但由于酶 的制造成本高．限制了其在生物质水解中的工业 化应用。 虽然木质素是一种难于降解的高分子化合物。 但还是有一些真菌和细菌作用于木质素．有的真 菌还能彻底降解木质素为ＣＯ：。目前用于生物降 解机理研究的微生物主要是一类称之为白腐茵 的担子真菌。涉及最重要的酶有３类：木质素过
土地生物质的燃料能够使汽车运行的最大距离。 研究表明．生物甲烷燃料汽车能行驶生物柴油３ 倍的距离。也比燃料乙醇长５０％［９］。甲烷还可作 为良好的化学原料．可通过甲烷氧化菌利用甲烷 生产甲醇等［－们。 此外，相比液体燃料来讲，氢气和甲烷作为 气体更容易分离．会大大降低生物能源的生产和 分离成本。因此．利用生物质生产氢气和甲烷具 有良好的工业应用前景。利用生物质进行生物燃 气的生产加工主要有热化学和生物转化两种方法。 生物厌氧转化过程相比热化学方法有更低的能 量消耗需求．相反的是．富能的最终产物氢气 或者甲烷被生产．被称为“双重能量效益（ｄｕａｌ
１概述
进入２ｌ世纪以来。煤炭、石油、天然气等化 石燃料的不可再生性．以及石油炼制产业引起的 温室效应、酸雨、粉尘污染等种种环境问题，引 起人们普遍关注。极大地推动了风能、太阳能、 水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源 产业的研究和发展。生物质能一直是人类赖以生 存的重要能源．它是仅次于煤炭、石油和天然气 而居于世界能源消费总量第４位的能源．在整个 能源系统中占有重要地位。在我国，生物质能占 全部能源消耗总量的２０％。但长期以来。生物质 能在我国商业用能结构中的比率极小。其主要是 作为一次能源在农村利用。约占农村总能耗的 ７０％左右［１］。 美国国会对于生物质定义：生物质在一个可 循环的基础上可利用．包括能量作物、农业食物 和饲料作物剩余物、水生植物、木材和木材残余 物、动物废物和其它废物材料［２］。生物质利用光 合作用固定大气中的Ｃ０：，同时在生物质的燃烧 和微生物分解过程中．产生的ＣＯ：又排放到大气 中。经过光合作用，大气中的ＣＯ：再次被植物吸 收固定，形成循环。因此以生物质为基础的产业 结构是可持续发展的［引。全球范围内．每年通过 光合作用生产１．７×１０ｕ ｔ生物质．然而却只有３．５％ 得到利用【引。目前，以可再生生物质为基础的生 物炼制产业正在全球范围内积极发展．生物炼制
■一主要影响；口一微小影响；ＮＤ一未确定。
和ＣＯ：或甲酸。在较高温度（６０～７０℃）条件下， 多数甲烷衍生自Ｈ：和ＣＯ：，因为更高的温度条件 下。乙酸厌氧分解为Ｈ：＋ＣＯ：。在低温（＜１５℃） 条件下，乙酸分解产生甲烷的贡献高于７０％【，１］。 要提高甲烷发酵的效率．首先应注意原料与 微生物之间的一致性。这在利用难降解有机物为 原料时尤其重要。其次．要注意活性污泥中产甲 烷菌的数量．特别是食乙酸产甲烷菌的数量。因 为在通常情况下．发酵性细菌和产氢产乙酸菌的 繁殖速度较快．而产甲烷菌特别是食乙酸产甲烷 菌繁殖较慢．在沼气池启动和运转过程中往往称 为限制因子。此外．为厌氧消化微生物创造良好 生长条件，如合适的温度、ｐＨ等，防止有毒物质 的进入．特别是控制负荷以维持酸化和甲烷化速 度的平衡．都是厌氧发酵反应器正常运转的重要 因素［２¨。
第２６卷第６期
２００８
化学工业
年
６
月
Ｃ皿ⅣⅡＣＡＬⅡ虹）１７ＳＴＲＹ