国内外生物质能利用技术研究进展
生物质能利用技术的研究和应用
生物质能利用技术的研究和应用生物质能是一种非常重要的清洁能源，它不仅可以替代传统的化石燃料，而且还能够减少环境污染和碳排放。
自20世纪80年代以来，生物质能利用技术一直受到广泛的关注和研究，不断涌现出新的解决方案和应用。
本文将介绍一些最新的研究成果以及生物质能利用技术在不同领域中的应用。
一、生物质能的来源和特点生物质能是一种由植物、动物、微生物等生物体生产的有机物质，如木材、秸秆、麦草、压缩木块等。
生物质能利用技术就是将这些生物质能源转化为可用的能量，以满足人们的能源需求。
与传统的化石能源相比，生物质能有以下几个特点：1. 可再生性：生物质能是一种可再生的能源，可以不断地生产和使用，不会造成资源枯竭。
2. 低碳排放：生物质能的燃烧过程中会产生CO2，但这些CO2来自于植物在生长过程中吸收的空气中的CO2，与使用化石能源所产生的CO2相比，生物质能的碳排放量要低得多。
3. 适用范围广：生物质能可以用于发电、加热、热水供应、燃料等多种场合，而且可以与传统的能源相互补充，以提高能源的利用效率。
二、生物质能利用技术的研究进展1. 生物质能的化学转化：生物质能的化学转化是将生物质能源通过化学反应转化为燃料和化学原料的过程。
目前，生物质能的化学转化主要有生物质热解、生物质气化、生物质液化、生物质发酵等几种方法。
其中，生物质热解是将生物质在高温下分解为固体炭、液体物质和气态物质的过程；生物质气化是将生物质在高温下与氧气和水蒸气反应，产生一种称为合成气的可燃性气体；生物质液化是将生物质在高温下与液体催化剂反应，生成一种称为生物质液体的燃料；而生物质发酵则是将生物质通过微生物的作用转化为乙醇、丁醇等发酵产物。
2. 生物质能的热力学转化：生物质能的热力学转化是将生物质能源通过燃烧转化为热能的过程。
目前，生物质能的热力学转化主要有生物质直接燃烧、生物质间接燃烧、生物质混燃等几种方式。
其中，生物质直接燃烧是将生物质直接用作燃料进行燃烧，产生热能；生物质间接燃烧是将生物质通过热力学转化后再燃烧，如将生物质热解生成的液体燃料用作燃料；而生物质混燃则是将生物质与传统的燃料混合使用，以提高燃烧效率和减少环境污染。
生物质能技术的研究进展
生物质能技术的研究进展随着环保意识的增强和对非可再生能源的担忧，生物质能作为一种新兴的可再生能源，备受科研人员和产业界的关注和研究。
本文将从生物质能的概念、来源和应用、研究成果以及未来展望等方面，全面介绍生物质能技术的研究进展和应用前景。
一、生物质能的概念和来源生物质能是指从植物、动物和微生物等自然界中获得能量来源的一种方式，包括生物质的直接燃烧和化学转化等。
生物质能的来源十分广泛，包括森林、农作物、废物、家畜粪便等，其中，生物质废物和剩余物是最为重要的来源。
随着生物质能技术的进一步发展，现在已经有了多种不同的生物质能来源，如能用微藻生产生物质燃料或者利用水藻光合作用产生生物质能等。
二、生物质能的应用生物质能的应用十分广泛，既可以制备液态或气态燃料，也可以用作电力、热力和动力等用途。
在生物质能技术的应用方面，目前主要包括以下几个方面：（1）生物燃料的制备和利用：生物燃料，如生物柴油和生物汽油等，是生物质能最为广泛的应用之一。
生物燃料是指从植物、动物、微生物等生物质材料中提炼出的可燃烧物质，可作为传统的煤、油、气等化石燃料的替代品。
（2）生物质热能的利用：生物质热能，如生物质燃料、生物质焚烧、生物质气化和生物质液化等，可以用于供暖或直接进行加热。
同时，由于生物质燃烧产生的二氧化碳和水分被植物吸收和转化，所以生物质热能也是一种绿色的能源。
（3）生物质电能的生产和利用：生物质电能是指利用生物质材料进行热电化学转化或生物化学转化，将其转化为电能。
目前，生物质电能主要是由发酵方法和生物化学方法制备。
三、生物质能技术的研究成果生物质能技术的研究已经在多个方面取得了重要的进展。
目前，已经有很多研究人员致力于生物质能技术的研究和应用，在以下几个方面取得了显著的成果：（1）生物质高效还原：生物质高效还原是利用微生物将生物质分子转化成简单的物质并释放出能量的过程。
近年来，研究人员采用基因工程、代谢工程等方法，大大提高了生物质高效还原的效率和产率。
生物质能源的应用前景及技术进展
生物质能源的应用前景及技术进展摘要：生物质能源是可再生能源的组成部分。
生物质能源的开发利用为能源和生态问题的解决提供了一条新的思路。
为此,对近年来国内外生物质能源利用技术的实际应用前景和最近的研究进展进行了综述。
关键词：生物质能源；利用技术；应用前景；研究进展随着社会经济的飞速发展，人类对能源的需求趋势也随之改变。
生物质能源因其具有资源丰富、可再生、低污染等优点，使得其在人类生活和社会活动中的价值不断提高。
据报道，生物质能已上升为仅次于化石能源煤、石油和天然气之后的第4位能源，占世界一次能源消耗的14%。
与传统的直接燃烧方式相比，现代生物质能源的利用更多的是借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术，生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料，为人类生产、生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。
目前，生物质能作为一种可再生的低碳能源，具有巨大的发展潜力。
针对现代生物质能源利用技术的开发和研究，对替代或部分替代化石能源，保护生态环境，实现再生资源的合理利用及人类社会的可持续发展意义重大。
1生物质与生物质能源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以及农林废弃物和城市固体有机垃圾等。
生物质的硫含量、氮含量低，燃烧过程生成的SO2、NOX较少，由于其 CO2的排放量与其生长时吸收的量相当，可有效减轻温室效应和环境污染。
生物质能是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。
地球上的植物每年通过光合作用合成大约1400～1 800Gt的干生物质，其中蕴含的能量可达目前全球每年总能耗的10倍，在世界能耗中生物质能约占14%，在不发达地区占60%以上。
全世界约20亿人90%以上的生活能源是生物质能。
我国生物质能资源量每年4.87亿t油当量，其中有约可用于发电和供热，占总量的 76%。
目前全球生物质能消费量仅次于煤、石油、天然气，居第四位。
生物质能具有许多优点：①生物质能资源分布十分广泛，远比石油丰富，且可不断再生；②从生物质能资源中提取或转化得到的能源载体更具有市场竞争力；③开发生物质能源资源，可以促进经济发展，提高就业时机；具有经济与社会双重效益；④在贫瘠或被侵蚀的土地上种植能源作物或植被，可以改进土壤、改善生态环境、提高土地的利用程度；⑤城市内燃机车辆使用从生物质资源提取或生产出的甲醇、液态氢，利于环境保护。
生物质能技术的研究现状与发展趋势
生物质能技术的研究现状与发展趋势生物质能技术指的是利用生物质材料生产能源的技术。
作为一种可再生能源，生物质能技术具有极为广阔的应用前景。
本文将介绍生物质能技术的研究现状与发展趋势。
一、生物质能技术的研究现状生物质能技术的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 生物质的制备与改性为了提高生物质能的利用效率，研究人员一直在探索如何制备更高品质、更易处理的生物质材料。
同时，改性生物质材料也成为了当前研究的热点之一。
例如，通过化学处理降低生物质的纤维素含量和提高木质素含量，可以提高生物质的可加工性和热值。
2. 生物质能转换技术生物质能转换技术主要分为热化学、生物化学和生物物理三种类型。
研究热化学转换技术的目的在于提高生物质的能量密度，并转化为可用于动力能的热能、电能或者液体燃料。
生物化学转换技术则是通过生物体内代谢活动将生物质转化为有用物质，例如酒精等。
生物物理转换技术则主要通过微生物的代谢反应来将生物质转化为能量。
3. 生物质利用技术生物质的利用方式包括：燃烧、气化、液化等多种形式。
燃烧主要是将生物质材料直接用作燃料，将热能转换为动力能。
气化和液化则是将生物质材料转化为气态或液态燃料，以方便存储和运输。
二、生物质能技术的发展趋势1. 高效制备生物质材料研究人员将会致力于开发更高效、更经济的生物质材料制备技术，并进一步提高生物质材料的处理能力和质量。
例如，通过基因改良或者其他方法，改良生物质的生长条件，提高生物质的产量和质量。
2. 推广生物质气化技术生物质气化技术可以将生物质材料转化为合成气和热能，不仅可以作为燃料使用，还可以用于化学品和液体燃料的生产。
因此，生物质气化技术受到广泛关注。
未来的发展方向是提高该技术的气化效率和产气量，并降低气化成本。
3. 基于微生物代谢的生物能源生产微生物代谢可以将有机物质转化为有用物质，具有独特的优势。
该技术可以用于生物质利用、酒精生产以及其他生物燃料生产领域。
未来的发展方向则是将微生物代谢和其他生物能源技术结合起来，开发更为高效和经济的生物质能生产工艺。
生物质能的研究进展
生物质能的研究进展摘要：文章介绍了生物质能的概念，概述了国内外生物质能的利用现状，阐述了生物质能转化技术的研究进展,展望了生物质能利用的发展前景。
关键词：一次能源；生物质能；转化技术；热化学转化1 引言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。
根据国际能源机构的统计，若按目前的水平开采世界已探明的能源,人类使用的主要能源——石油、天然气和煤炭供人类开采的年限分别只有40a、50a和240a[1-2]。
能源无节制使用，造成环境问题日益严重，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[3]。
生物质能具有含硫量低、灰分小，特别是CO2近“零”排放的特点，是一种理想的可再生能源，因此生物质能的开发利用受到世界各国的普遍关注[4]。
2 生物质能概念生物质（biomass）是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物的能再生的物质。
生物质能(biomass energy或bioenergy)是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用，将太阳能转化为化学能固定和贮藏在生物体内的能量。
生物质能是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，具有环境友好和可再生双重功能[5-7]。
生物质资源丰富，包括林业生物质；农业废弃物；人畜粪便；城市垃圾；有机废水；水生植物；能源植物等[8-14]。
3 生物质能的利用现状研究开发利用生物质能这种可再生能源已经成为了世界各国的一项重要任务[15]。
国外的生物质能利用则主要集中在把生物质转化为电力和把生物质转化为燃料方面[16]。
从20世纪70年代末期开始到现在，许多国家都制定了相应的开发研究计划，如巴西的酒精能源计划、美国的能源农场、欧盟的生物柴油计划、日本的阳光计划和印度的绿色能源工程等[17-20]。
目前，巴西采用甘蔗制乙醇作为汽车燃料，年产量达1400万吨，成为世界上最大的燃料乙醇生产国和出口国。
生物质能利用技术研究与应用
生物质能利用技术研究与应用生物质能是指由植物、动物、微生物等有机物转化而来的可再生能源。
利用生物质能可以实现能源的替代和可持续发展。
而生物质能的利用技术研究与应用也是当前能源领域的热点之一。
本文将从生物质能利用技术的研究现状、应用领域和未来发展方向等方面进行探讨。
一、生物质能利用技术的研究现状生物质能的利用技术主要包括生物质液化、生物质气化、生物质发酵和生物质燃烧等。
这些技术的研究和发展成果在一定程度上解决了生物质能利用过程中的难题，如低效率、高成本等。
1. 生物质液化技术生物质液化技术是将生物质转化为液态能源的过程。
目前，生物质液化技术主要包括热压水液化、介质温和液化、生物质溶胶液化等。
这些技术在产能、效率和资源利用方面有了很大的突破，为生物质能的有效利用提供了技术支撑。
2. 生物质气化技术生物质气化技术是将生物质转化为可燃气体的过程。
生物质气化技术主要包括固定床气化、流化床气化、气化发电等。
这些技术广泛应用于生物质发电、工业热能和生物质化学品等方面，解决了生物质能利用过程中的排放和污染问题。
3. 生物质发酵技术生物质发酵技术是利用微生物将生物质转化为生物燃料和化学品的过程。
生物质发酵技术主要包括生物质乙醇发酵、生物质乙酸发酵、生物质甲酸发酵等。
这些技术在生物质能利用领域具有广阔的应用前景，可以实现生物质能的高效转化和利用。
4. 生物质燃烧技术生物质燃烧技术是将生物质直接燃烧产生热能的过程。
该技术主要应用于生物质锅炉、生物质热电联产等领域。
生物质燃烧技术的研究与应用已经较为成熟，为农村能源和工业热能提供了可靠的供应。
二、生物质能的应用领域生物质能的应用领域主要包括能源、化工、农村能源和交通运输等。
这些领域都对生物质能提出了不同的应用需求，推动了生物质能利用技术的研究和发展。
1. 能源生物质能在能源领域的应用主要包括生物质热能和生物质发电。
生物质热能主要用于供暖和热水等方面，可以替代传统的煤炭和天然气等能源。
生物质能技术和资源循环利用的研究进展
生物质能技术和资源循环利用的研究进展随着人们对环境保护意识的增强和可再生能源的重视，生物质能技术和资源循环利用成为了当前研究的热点。
这项技术能够将生物质转化为能源和化学品，不仅可以减少化石能源的使用，降低二氧化碳排放，还可以促进资源循环利用，推进可持续发展。
本文将介绍生物质能技术的基本原理和研究进展，并探讨资源循环利用的现状和未来发展方向。
一、生物质能技术的基本原理和类型生物质能技术是利用植物、动物等有机物质作为原料，通过物理、化学、生物等多种手段将其转化为生物质燃料或化学品的技术。
其基本原理是将有机物质在适宜的温度、压力、催化剂等条件下进行分解、转化、合成等反应，得到生物质燃料或化学品。
它可以分为以下几类：1.生物质热化学转换技术：主要是指生物质的热解、气化、液化等技术。
其中最常见的是生物质气化技术，它将生物质在氧气或气体（如水蒸气、氮气等）的存在下进行高温加热，生成一氧化碳、氢气等可用于发电或合成化学品的气体。
此外，生物质液化技术也具有一定的发展潜力，可以将生物质转化成液态燃料或化学品。
2.生物质生物化学转化技术：主要是指生物质的发酵、厌氧消化等技术。
其中最常见的是生物质发酵技术，可以将生物质中的碳水化合物、蛋白质等有机物质利用微生物等生物体系进行分解、转化，最终生成乙醇、醋酸、丙酮、氢气等用于发电或化学品合成的物质。
3.生物质非催化化学转化技术。
这种技术是指生物质的直接催化转化，不需要催化剂等外部条件的作用。
其中最常见的是酸解技术，可以将生物质中的纤维素、半纤维素等木质素类物质通过酸的作用进行裂解，最终生成糖类、有机酸等物质。
二、生物质能技术的研究进展生物质能技术的研究已经有了相当长时间，经过长期的发展，其技术水平已经得到了显著提高。
在国内外学者努力下，此项技术已经进一步优化和升级，使其更具实用性和广泛性。
以下是近年来与生物质能技术相关的研究进展：1.生物质气化技术：生物质气化技术是当前国内外的研究热点之一。
生物质能源的利用方法及发展趋势
生物质能源的利用方法及发展趋势随着我国经济的快速发展，我国的能源消耗与日俱增。
现在，我国能源年消耗量占世界能总消耗量的20%以上，而且呈现上升的态势。
我国生物多样性丰富，据调查，我国有油料植物为151科697属1554种，其中种子含油量大于40%的植物有154种。
且我国的可开发生物质资源总量为7t左右标准煤，其中农作物秸秆约3.5亿t，占50%以上。
因此，加大生物质能源的开发利用，进行农业生物质能源发掘利用，不仅可解决农民的增收和“三农”问题，还可解决目前中国面临的能源短缺、环境污染、食品安全等重大社会经济问题。
一、生物质能源的利用现状1、直接燃烧直接燃烧主要包括炉灶燃烧、焚烧垃圾、锅炉燃烧压缩成型燃料、联合燃烧。
炉灶燃烧是传统的用能方式，因其效率低而在逐渐被淘汰。
焚烧垃圾是锅炉在800℃-1000℃高温下燃烧垃圾可燃组分，将释放的热量来供热或发电。
压缩成型燃料燃烧是先将生物质压缩成密度大的性能接近煤的物质，再将其燃烧发电，因其排放的污染尾气小而发展前景良好。
联合燃烧是将生物质掺入燃煤中燃烧发电，此法可减少SO2、NO2等污染气体的排放。
2、物化转化物化转化主要包括干馏技术、生物质气化技术及热裂解技术等。
干馏是把生物质转变成热值较高的可燃气、固定碳、木焦油及木醋液等物质。
可燃气含甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等，可做生活燃气或工业用气，木焦油是国际紧俏产品，木醋液可形成多种化工产品。
生物质气化是在高温条件下，利用部分氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。
产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。
3、生化转化生化转化主要包括厌氧消化技术和酶技术。
厌氧消化是利用厌氧微生物在缺氧的情况下将生物质转化为CH4、CO等可燃气体。
同时得到效果很好的可用作农田的肥料的厌氧发酵残留物。
酶技术是利用微生物体内的酶分解生物质，生产液体燃料，如乙醇、甲醇等。
二、生物质能源的利用技术1、沼气发酵技术沼气发酵是有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经过沼气菌群消化的过程。
生物质能利用技术创新与应用研究
生物质能利用技术创新与应用研究生物质能是指以植物、动物、微生物等天然有机物质为原料，通过物理、化学或生物方法转化为燃料或化工产品的能源形式。
生物质能是一种可再生能源，具有独特的环境友好性和广泛的资源来源，被广泛认为是替代传统石油、煤炭等化石能源的重要途径。
在当前全球能源结构调整和气候变化背景下，生物质能利用技术的创新与应用成为了当今能源领域的研究热点。
一、生物质能利用技术的现状与挑战生物质能利用技术包括生物质能的制备、转化、储存和利用等过程。
在生物质能的制备方面，目前主要通过生物质颗粒、生物质油、生物气体等方式进行生物质能的生产。
在转化过程中，催化裂解、气化、液化等技术被广泛应用。
此外，生物质能的储存和利用也是生物质能利用技术研究的重要部分，如生物质热电联产、生物质燃气轮机等技术逐渐成熟。
然而，生物质能利用技术仍然面临着一些挑战。
首先，生物质能的采集和加工环节仍然存在高成本和低效率的问题，需要进一步解决。
其次，生物质能的生产过程对环境影响较大，如生物质燃烧释放的二氧化碳等温室气体对气候变化产生负面影响。
此外，生物质能利用技术在实际应用中还存在技术标准不统一、法规不完善等问题，亟待解决。
二、生物质能利用技术的创新方向为了解决生物质能利用技术面临的挑战，当前研究主要集中在以下几个方向展开创新研究。
1. 生物质能制备技术的创新：新型生物质颗粒生产技术、高效生物质油生产技术、生物气化一体化技术等被广泛提出并研究，旨在降低生产成本、提高生产效率。
2. 生物质能转化技术的创新：生物质能气化技术、生物质能液化技术、生物热电联产技术等的研究正在不断推进，以实现生物质能的高效利用和能源转化。
3. 生物质能储存技术的创新：生物质能贮运技术、生物质能发电技术、生物质能热利用技术等技术的创新研究正在积极进行，为生物质能的可持续利用提供技术支撑。
4. 生物质能综合利用技术的创新：生物质能与其它可再生能源、储能技术的结合，如生物质能与太阳能、风能等的综合利用，为能源的多元化和可再生提供新的思路。
生物质能利用的技术研究
生物质能利用的技术研究生物质能作为一种潜在的可再生能源，其开发和利用已经引起了广泛的关注。
相比于化石能源，生物质能具有更为环保和可持续的特点。
在生物质能利用的技术研究方面，国内外已经做出了许多有益的探索和尝试。
一、生物质能的概述生物质是指植物、动物等有机生物体或其代谢产物，包括木材、秸秆、农作物残留物、食品废弃物、家畜粪便等。
生物质能是从这些原料中提取能源的能力，它可以通过化学、物理或生物方法来转换成固体燃料、液体燃料、气体燃料、电力和热能等。
二、生物质利用的主要技术路径1.生物质制氢技术生物质制氢技术是通过生物质热解或气化过程中所产生的一种化学反应来制取氢气。
这种技术具有环保、高效、低成本、可再生的特点，可以有效地解决氢气能源的生产问题。
2.生物质固体燃料技术生物质固体燃料技术是将生物质转化成固体燃料，如木质颗粒、木材炭等。
这种技术成本低、环保性好、易于储藏和运输，是目前广泛应用于家庭供暖、热水器、烤炉等领域的一种生物质利用方式。
3.生物质液体燃料技术生物质液体燃料技术是将生物质通过热解等化学反应转化成液态燃料，如生物柴油、生物酒精等。
生物质液体燃料具有环保、可再生、省资源的特点，是目前替代石油燃料的一种重要途径。
4.生物质气体燃料技术生物质气体燃料技术是通过生物质发酵、热解等反应生成气体燃料。
这种技术具有高效、环保、可再生等特点，可以广泛应用于发电、热水器、烧烤等领域。
三、生物质能利用的前景生物质能利用具有较大的应用前景和发展潜力，它可以有效地缓解化石能源的压力，实现能源的可持续利用。
随着技术的不断进步和应用的不断扩大，生物质能的利用前景将更加广阔。
但是与此同时，我们也应该意识到生物质能利用存在的一些问题，如生产过程中排放的污染物等，需要借助科技手段的帮助来解决。
四、结语总的来说，生物质能是一种非常重要的可再生能源，其利用技术的不断进步将为人类的能源需求提供更好的解决方案。
我们应该积极引导技术的发展，在尽可能降低生产成本和对环境的影响的同时，实现对生物质能源资源的可持续利用。
生物质能源的利用及研究进展
生物质能源的利用及研究进展【摘要】化石能源的日益紧缺及其衍生的环境污染问题越来越严重。
生物质能源的开发和应用，因其可再生性和环保性，越来越受到人们的重视。
本文首先介绍了生物质能源相关的基础知识，然后综述了生物乙醇与生物柴油的发展情况，并展望了生物质能源的发展趋势。
随着全球经济的发展，人们对能源的依赖程度逐渐增加，需求与日俱增，目前作为能源主要载体的化石燃料面临枯竭，油价飞涨，压力突出。
消耗化石能源引起的污染越来越严重，不利于环保要求，必须寻求清洁、安全、可靠、可持续发展的新能源体系，从而保护自然资源和生态环境。
生物质能源是可再生能源的重要构成部分，具有产业化和规模化发展趋势，也是传统化石能源的替代品，在未来的能源结构优化中占据重要地位，各国政府无不关注，并积极引导相关专家从事生物质能源新技术的开发研究。
一、生物质能源生物质能源是指通过植物光合作用，将太阳能转化为植物体内的化学能。
生物质能源作为一种可再生能源，它的开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。
(一)生物质能源的特点。
1.可再生性。
可再生能源，储备多，获取方便，具有天然的自我再生功能，可以保证能源长久持续的使用。
排放有突出作用，有助于减缓温室效应，2.环保性。
利用生物质能源对降低CO2并且在转化过程的同时减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放。
3.兼容性。
可直接使用，也可以利用转化工艺作为二次能源使用。
生物质可以通过生物，化学和物理方法转换成生物能源。
4.缺点。
生物质分布不集中、单位体积内的能量低、低发热量和种类多而杂等。
(二)生物质能源的主要来源。
目前，主要的生物质能源来源如作物秸秆、林场枝叶废弃物、畜牧粪便等非粮物质。
但长久以来，人们对生物质资源中的固体废弃物常用堆肥、填埋、焚烧等方式处理，导致废物处理时间久，污染土壤和水资源；虽然焚烧法的热值高，可是成本高，而且易污染大气。
因此若是能够高效利用这些废弃物来生产新能源物质可以增加产业利润，还可以解决环境污染的问题。
生物质能的开发和利用技术研究
生物质能的开发和利用技术研究生物质能是指通过生物体生长所积累的有机物质，采用特定的生物化学技术进行处理和利用，能够转化成多种形式的能源。
近年来，随着能源需求的不断提高和环保意识的增强，生物质能已经成为绿色、可持续的新能源形式，具有非常广阔的应用前景。
一、生物质能技术类型及其特点1.生物质能热利用技术生物质能热利用技术是指通过燃烧生物质原料，将热能转化为电能、热水、蒸汽等形式进行利用。
其具有节约资源、降低能源消耗及污染、减少温室气体排放等显著的环境效益。
2.生物质能液态燃料技术生物质能液态燃料技术是将生物质原料进行化学反应处理，生产出燃料替代传统石油及天然气的燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
液态燃料技术具有油耗低、排放少、环保等优势，但同时也存在制造成本高、生产难度大等问题。
3.生物质能气化技术生物质能气化技术是指通过生物质原料进行高温气化反应，将其转化为气态能源进行利用。
具有资源再生利用率高、节能环保、燃烧效率高等优良特性。
二、目前生物质能利用技术研究现状目前国内外对于生物质能利用技术研究的重点在于降低成本、提高能源利用效率、加强环保措施等方面。
在生物质能热利用技术领域，人们正在努力探索新型的燃烧方式、水平炉排改造等技术手段，以降低能源消耗和污染物排放。
在生物质能液态燃料技术研发方面，科研人员正在研究如何提高生物柴油含量、降低成本、提高质量等问题。
在生物质能气化技术领域，人们正在开发新型的气化反应器、改善气化产品的质量、降低能耗等。
三、未来生物质能利用技术的发展展望随着环保意识及可持续发展思想的不断普及，生物质能必将成为新能源领域的一个重要组成部分。
未来，生物质能利用技术将集中发展在以下几个方向：提高生物质原材料的再生能力、改善气化产品的质量与稳定性、提高燃料品质的稳定性、提高生物质能利用的生产效率、推广新型的利用方式、降低生产成本等。
综上所述，生物质能作为一种具有环保性、可持续性的新能源，未来其开发和利用将成为新能源领域的一个重要发展方向。
生物质能利用技术的研究及发展
2、电力利用技术
生物质能电力利用技术主要包括生物质气化和生物质直接燃烧等。生物质气 化是指将生物质转化为气体燃料，如氢气、甲烷等，再通过燃气轮机或内燃机发 电。生物质直接燃烧则是指将生物质送入锅炉，与常规燃料发电相似。
3、工业利用技术
生物质能工业利用技术主要包括生物质制氢、生物质合成液体燃料等。生物 质制氢是指通过生物质发酵产生氢气，用于燃料电池等。生物质合成液体燃料是 指利用生物质资源合成石油、柴油等液体燃料，提高能源利用效率。
3、热化学转化：将生物质在高温高压下，使用氧气或水蒸气进行氧化反应， 生成可燃气体和生物油。这种技术效率较高，但需要高温高压条件，因此设备成 本较高。
4、生物质气化：通过将生物质在缺氧条件下加热，生成可燃气体（主要为 氢气和一氧化碳）。这种技术效率较高，且产生的气体可用于发电或交通燃料。
三、最新研究进展
三、生物质能利用技术的发展
1、政策支持
政府政策对生物质能利用技术的发展起着至关重要的作用。政府可以通过财 政补贴、税收优惠等措施鼓励企业和个人使用生物质能。此外，政府还可以制定 相关法规和标准，限制传统能源的使用，推动能源结构转型。
2、市场需求
市场需求是推动生物质能利用技术发展的另一重要因素。随着人们环保意识 的提高和新能源技术的不断发展，生物质能的市场需求不断增长。除了在常规能 源市场上的替代作用，生物质能在新能源市场上的潜力也不可忽视。
生物质能利用技术的研究及发展
01 一、研究背景
目录Байду номын сангаас
02
二、生物质能利用技 术的研究
03
三、生物质能利用技 术的发展
04 四、总结与展望
05 参考内容
随着全球能源危机的加剧和环境保护意识的提高，生物质能利用技术逐渐受 到人们的。生物质能是一种可再生、清洁的能源，通过转化生物质资源生成能源， 可有效缓解能源压力，促进可持续发展。本次演示将探讨生物质能利用技术的研 究及发展，以期为相关领域提供参考。
生物质能源工程技术研究进展
摘要：研究生物质能源技术在能源安全、环境保护、农村发展方面的重要意义，介绍国内外生物质能源技术的研究发展历程和现状，为加速我国生物能源的开发利用提供理论参考。
关键词：生物质能源；工程技术；环境保护；农村发展未来科技、经济和社会发展的竞争首先是能源的竞争。
目前，全世界约85%的能源是通过燃烧化石燃料获得的，按现在的消费量推算，世界石油资源在今后50～80 a间将消耗殆尽。
因此，开发和利用新能源来替代化石能源，已得到世界各国的高度重视。
2002年，在约翰内斯堡举行的世界峰会上，各国首脑取得了共识：发展可再生能源对人类可持续发展至关重要。
我国作为农业生产大国，生物质资源数量巨大，每年农业生产废弃物产量约为6.5亿t，到2022年，产量可达7.3亿t，可产生超过12 EJ的能量。
1 发展生物质能源工程技术的意义1.1 保障国家能源安全近年来，随着经济的持续快速发展，能源需求不断增加，我国正面临着严峻的能源安全形势。
2022年，全国一次能源消耗量已达到22.2亿标准煤，约占世界能源消耗总量的15%，是世界第二大能源消耗国。
“十一五”至2022年是我国全面建设小康社会的重要时期，能源需求将持续增长，因此，积极开发生物质能源、逐步减少化石能源消耗、提高可再生能源利用比重，是我国保障能源安全的重要战略举措。
1.2 保护环境及可再生资源我国能源消费结构以煤为主，是世界第一大煤炭生产和消费国。
2022年，我国煤炭消费量为21.4亿t，占一次能源消费总量的68.7%。
大量燃用煤炭造成了严重的环境问题。
据统计，全国CO2排放总量的90%是由燃煤造成的，酸雨面积已占全国的1/3，大气污染损失已相当于全国GDP的10%。
预计2030年，我国可能成为世界第一排放大国。
开发利用清洁的、丰富的生物质能是有效替代化石能源、减少污染物排放、保护环境、实现可持续发展的重要措施。
1.3 促进农村经济发展我国有80%的人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料，不仅利用效率低，而且造成严重的室内外环境污染，危害人体健康。
生物质能利用技术现状及发展趋势分析
生物质能利用技术现状及发展趋势分析随着全球气候变化和能源危机的加剧，人们对可再生能源的需求越来越高。
生物质能作为一种重要的可再生能源已经成为研究的热点之一。
目前，生物质能利用技术不断发展，我们将从生物质能的来源、利用技术以及未来的发展趋势进行探讨。
一、生物质能的来源生物质能的来源主要包括生物质废弃物、农业废弃物、林业废弃物以及能源作物等。
其中，生物质废弃物是最常见的来源。
生物质废弃物是指生产生活过程中产生的各种有机物质，如食品加工剩料、森林剩余物、居民生活废弃物等。
这些有机物质如果不及时处理，会对环境造成严重的影响。
在生物质能的利用中，生物质废弃物是最为适合的一种。
因为这些废弃物处理成本低，并且对环境影响小。
生物质废弃物不仅可以用来发电，还可以用来制备生物燃料、生物化学品和生物材料等。
二、生物质能利用技术目前，生物质能利用技术主要包括生物质燃烧发电、生物质气化发电、生物质液化发电以及生物质燃料电池等。
1. 生物质燃烧发电生物质燃烧发电是目前应用最广泛的生物质能利用技术。
该技术利用生物质废弃物进行燃烧发电，产生电能和热能。
生物质燃烧发电有助于减少化石燃料的使用，达到减排减碳目的。
2. 生物质气化发电生物质气化发电技术是将生物质通过高温、高压的条件下进行气化反应，将生物质转化为燃气，然后再利用燃气发电。
该技术具有高效率、低污染、低碳排放等优点。
但生物质气化发电设备比较昂贵，运营维护成本高，需要较长的投资回收期。
3. 生物质液化发电生物质液化发电技术是将生物质通过高温高压的条件下进行液化反应，得到生物燃料。
该技术具有成本低、可再生、绿色环保等优点。
但该技术还存在着能量转化效率低、设备造价高等缺点。
4. 生物质燃料电池生物质燃料电池技术是利用生物质废弃物中的有机物质进行催化反应，产生电能。
该技术可以高效地将生物质转化为电能，因此是一种具有发展前景的生物质能利用技术。
三、生物质能利用技术的发展趋势随着生物质能利用技术的不断发展，越来越多的研究正在进行中。
生物质能的生产及利用技术的研究现状
生物质能的生产及利用技术的研究现状随着人类对能源需求的不断增长，传统化石能源日益减少，环境污染日益严重，生物质能因其清洁、可再生、低碳排放等优势逐渐成为了替代化石能源的重要选择。
本文将针对生物质能的生产及利用技术的研究现状进行探讨。
一、生物质能的生产技术生物质能的生产技术主要包括生物质资源的采集、处理、转化和利用等环节。
目前，针对这些环节的技术已经相当成熟。
1、生物质资源的采集生物质能的生产的第一步就是生物质资源的采集。
生物质资源主要是指各种植物、动物的有机废弃物和农林废弃物等。
目前主要采用的方法是：生物质能林的种植，固定种植的作物通过年轻成熟，每3至5年进行采伐或修枝剪枝，从而得到生物质；农林废弃物的回收，即利用农作物秸秆、芦苇、树叶、树皮、剪枝等生物质废弃物进行回收。
生物质资源在采集后，需要进行处理。
目前主要采用的生物质资源处理技术有：颗粒化技术、压块技术、热解技术和厌氧消化技术等。
颗粒化技术可以使生物质资源在非常高的压力下形成微小颗粒，不仅容易储存和运输，还能提高生物质资源的热值、降低含水量。
热解技术是将生物质资源在火焰或高温环境下进行热解，得到液态、气态、固态等产物的过程。
这种技术可用于生产进口替代石油的生物质液体燃料。
压块技术将生物质资源压缩成块状，降低其占用空间，方便储存和运输，同时还能提高热值。
厌氧消化技术是将生物质资源在密闭的情况下，通过微生物的作用产生沼气。
该技术及产生的沼气可用于大量的发电和生活用燃气。
在生物质能生产过程中，转化是最为关键的环节。
现阶段实现生物质能转化主要采用的技术主要有：气化技术：将加热后的生物质资源中的碳、氢、氧等元素随着空气的加入，通过气态化反应产生的一种制气来实现生物质资源的转化，最终得到生物质燃料气。
液化技术：将生物质资源在高温下，通过液态化反应的方式将其转化成一种可用于燃烧的生物质液体燃料。
该液体燃料的稠度和黏度均较低，更易于使用。
生物质发酵技术：通过对多种细菌和真菌的选择使用调节生物质资源的环境，使得生物质能得到大量进一步转化为根据不同需求制成的生物质酒精、醋酸和甲酸等生物质化工产品。
生物质能的资源利用与技术进展
生物质能的资源利用与技术进展在当今全球能源需求不断增长，传统能源逐渐枯竭，环境问题日益严峻的背景下，生物质能作为一种可再生、清洁的能源，受到了广泛的关注和研究。
生物质能来源于有机物，包括植物、动物及其排泄物、垃圾和有机废水等。
它的资源丰富，分布广泛，具有巨大的开发利用潜力。
生物质能的资源利用形式多种多样。
其中，生物质发电是较为常见的一种方式。
通过直接燃烧生物质或者利用生物质气化技术产生可燃气体，驱动涡轮机发电。
这种方式不仅能够有效地利用生物质资源，还能减少对传统化石燃料的依赖，降低温室气体排放。
例如，在一些农业发达的地区，利用农作物秸秆进行发电，既解决了秸秆处理的难题，又为当地提供了电力。
生物液体燃料也是生物质能利用的重要领域。
生物乙醇和生物柴油是目前应用较为广泛的两种生物液体燃料。
生物乙醇通常由富含糖分的农作物，如甘蔗、玉米等发酵制成。
而生物柴油则可以通过植物油或动物脂肪的酯交换反应获得。
这些生物液体燃料可以与传统的汽油、柴油混合使用，或者直接作为替代燃料，应用于交通运输领域。
随着技术的不断进步，生物液体燃料的性能和成本逐渐优化，其市场份额也在不断扩大。
此外，生物质还可以用于生产生物沼气。
通过厌氧发酵，将有机废弃物如畜禽粪便、餐厨垃圾等转化为甲烷为主的生物沼气。
生物沼气不仅可以用于发电和供热，还可以作为居民生活用气。
在一些农村地区，沼气池的建设和应用，为解决农村能源问题和改善环境卫生发挥了重要作用。
在生物质能的技术进展方面，也取得了一系列显著的成果。
生物质气化技术不断完善，提高了气化效率和气体品质，降低了污染物排放。
新型的催化气化技术和高温等离子体气化技术的研发，为生物质能的高效转化开辟了新的途径。
生物质热解技术也得到了快速发展。
通过控制热解条件，可以获得不同品质的生物油、生物炭和可燃性气体。
生物油经过进一步精炼，可以作为燃料或化工原料使用；生物炭具有良好的吸附性能和土壤改良作用；可燃性气体则可用于发电或供热。
生物质资源利用技术的研究进展
生物质资源利用技术的研究进展一、概述生物质资源是一种富含碳元素、可再生的天然能源，包括各种植物、动物和微生物等生物体的非化石化燃料和化学原料。
它是可再生能源的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
近年来，随着人们对可再生能源的研究和利用，生物质能作为一种新型的能源获得了广泛的关注和应用，其利用技术也在不断地发展和完善，为促进可再生能源的发展作出了重要的贡献。
二、生物质资源利用技术1、生物质发电技术生物质发电技术是指利用生物质能源进行发电的一个过程，包括直接燃烧发电、生物质气化发电、生物质液化发电和生物质焚烧等。
其中，直接燃烧发电和生物质气化发电是最常用的两种技术。
直接燃烧发电是指利用生物质燃料进行直接燃烧，通过蒸汽驱动涡轮机发电。
该技术具有简单、容易操作、技术成熟等优点，但是需要大量的生物质原料，使用不当容易造成环境污染。
生物质气化发电是指将生物质原料通过高温气化反应产生气体，然后利用气体来驱动燃气轮机或内燃机进行发电。
该技术具有高效、一次热能利用率高等优点，但是设备成本较高。
2、生物质液化技术生物质液化技术是利用生物质原料进行液化反应，生产出液体燃料。
该技术可分为热解液化和溶剂液化两种。
热解液化是指在高温高压条件下，将生物质原料在没有氧气的情况下进行快速加热，产生液体燃料。
溶剂液化是指在常温下，将生物质原料放入溶剂中进行反应，生成液体燃料。
3、生物质热化学技术生物质热化学技术是指将生物质原料在加热的条件下，与化学试剂进行反应，生产出液体燃料。
主要包括生物质热解和生物质氧化两种技术。
生物质热解是指将生物质原料在高温下进行热解反应，生成液体燃料。
生物质氧化是指将生物质原料与氧气反应进行氧化反应，生成液体燃料。
4、生物质生物化学技术生物质生物化学技术是指利用生物质原料进行酶解、发酵等生物反应，生产出液体燃料。
其中，生物质乙醇技术是最常用的一种生物化学技术，其主要步骤包括获得生物质原料，酶解成糖，将糖发酵成乙醇，提纯乙醇等。
生物质能资源技术利用新进展
生物质能资源技术利用新进展生物质能是一种可再生的能源，由生物质原料转化得来。
生物质能的利用对于减少对传统石化能源的依赖，缓解环境负荷，实现可持续发展具有重要的现实意义。
近年来，生物质能资源技术利用方面出现了一些新进展。
本文将从以下几个方面进行探讨。
一、生物质能材料低质利用技术传统上，生物质能材料大多用作燃料或浮渣。
随着生产技术的不断发展，人们开始探索生物质能材料利用的更多可能性。
生物质能材料低质利用技术指将低品质、低质量的生物质能材料通过技术手段转化为高品质、高附加值的产品。
例如，利用微生物对废水进行处理、发酵，将其转化为生物质能材料；将生活垃圾通过生物转化技术，转化为生物质能材料等。
这些技术的出现，使得传统的生物质能材料利用更加多元化，资源利用效率也得到进一步提高。
二、生物质能材料高效利用技术生物质能材料高效利用技术是指将生物质能材料中的各种成分、组成分子等进行分离提取，分别用于不同的领域。
例如，生物质能材料中的纤维素、半纤维素等组成分子可以用于生产生物基化学品，如生物柴油、生物甲醇、生物醋酸等；生物质能材料中的淀粉、蛋白质等成分可以用于生产生物基高分子材料，如生物塑料、生物纤维等。
生物质能材料高效利用技术的重要性在于，其能够实现生物质能材料的最大化利用，将以前被浪费掉的部分进行提取和回收。
三、生物质能材料多级利用技术生物质能材料多级利用技术是指将生物质能材料通过多种技术手段进行加工处理，使其不断获得新的附加值和应用领域。
例如，将生物质能材料用于生产生物柴油，生物柴油可以用于发电、运输等领域；将生物质能材料用于生产生物基高分子材料，生物基高分子材料可以用于塑料、纤维、涂料等领域；将生物质能材料用于生产生物基化学品，生物基化学品则可以应用于化妆品、药品等领域。
生物质能材料多级利用技术的出现，不仅增加了生物质能材料的附加值和应用领域，也使得其产业化利用变得更加可行和有前景。
四、生物质能材料耦合利用技术生物质能材料耦合利用技术是指将不同的生物质能材料进行组合利用，形成新的科技产业链。
生物质能的研究进展及应用
生物质能的研究进展及应用生物质能是指利用生物质作为能源的技术与产业。
与化石能源相比，生物质能具有绿色环保、可再生等特点，被广泛应用于发电、热力、燃料等领域。
本文将主要介绍生物质能的研究进展及其应用。
生物质能的利用历史悠久，其最初的应用可以追溯到古代中国的竹木焚烧制盐技术。
随着社会的发展，人类开始将木材用于建筑、家具和文化艺术等领域，逐渐形成了独特的木材资源体系。
随着科技的不断发展，人类开始从生物质中提取可燃气体，进而开发了液态燃料，如乙醇、生物柴油等。
到了20世纪后期，生物质能开始被认识为可再生能源的重要来源之一。
在欧美国家，生物质能作为清洁能源正受到越来越多的关注，各国纷纷出台政策，推行生物质能的利用。
2007年起，欧盟制定了“2020能源和气候变化包”，规定到2020年欧盟需要将可再生能源占比提高至20%。
英国、荷兰、德国等国家也制定了减排目标，并通过政策鼓励生物质能的应用。
目前，生物质能主要应用于发电、热能、燃料等领域。
发电领域是生物质能应用较为广泛的领域，主要包括生物质直燃发电、生物质热电联产和生物质气化发电。
其中，生物质热电联产是目前应用最广泛的方式。
仅在欧洲，生物质热电联产装机容量就已达到5.5万兆瓦，占可再生能源总发电量的近60%。
除了发电，生物质能在热力领域也有着广泛的应用前景。
有超过80%的农村家庭和30%以上的城镇居民使用生物质火炉和炉灶供暖、烤面包等。
此外，生物质还被广泛用作造纸、纤维板等工业原料。
在此基础上，生物质化学品的研究也越来越受到关注。
如乙醇、丁二醇等生物基化合物被广泛用于化工生产、医药生产等领域。
虽然生物质能应用广泛，但是其基础研究还处于相对落后的阶段。
生物质能研究需要涉及化学、生物学、物理学等多个学科领域，需要提高生物质转化的效率和可行性。
同时，生物质能生产与利用还面临诸多问题，如资源的收集和分发、能源产业的初期建设和产业发展的国际合作等。
总之，生物质能作为一种可再生的清洁能源，发展前景广阔。
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国内外生物质能利用技术研究进展余 珂 胡兆吉 刘秀英(南昌大学环境科学与工程学院,江西南昌330029)摘 要:生物质能是可再生能源的重要组成部分,生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。
为此,本文对生物质能的概念、生物质资源的特点及利用现状进行了介绍。
并概述了国内外生物质能利用技术的研究现状,展望了生物质能利用的发展前景。
关键词:生物质能 直接燃烧 气化 液化能源是人类生存与发展的前提和基础。
人类文明的每一步跨越和进步都与所用能源种类及其利用方式紧密相连。
当今人类对化石能源的极大依赖,不仅对人类赖以生存的环境带来严重的污染(如CO2的大量排放造成的温室效应,SO2造成的酸雨现象等),并且由于这种能源的逐渐匮乏,还必将成为未来社会的潜在危机。
根据2000年世界常规能源概况表明,石油尚可开采40a,煤炭可开采460a,天然气可开采62a[1]。
能源和环境的双重压力,使得人类不得不开始寻找一种相对比较清洁的可再生能源,而生物质能就是目前比较理想的选择之一。
本文主要对生物质能的利用技术和研究进展进行介绍。
1 生物质能的特点及利用现状1.1 生物质能资源的特点植物利用光合作用,捕获太阳能将其转化为化学能存储在有机体中,并通过各种不同的转化途径,将这些取之不尽、用之不竭的能量转化为电、热以及其它各种形式的能源,这种可用于产生能源的有机物资源被统称为生物质(bi omass)[2]。
生物质(biomass)包括木质素(木块、木片、木屑、数枝等)、农业废弃物、水生植物、油料植物、有机物加工废料、牲畜粪便等,生物质资源极其丰富,世界上每年生物质产量约1460亿t[3]。
生物质能具有可再生,低污染,分布广泛等特点[4],与煤炭等化石燃料相比,生物质能源还具有硫、氮含量低、灰分小等特点。
生物质在生长过程中通过光合作用吸收CO2,在其作为能源利用过程中,排放的CO2又有效地通过光合作用而被生物质吸收,因而,其产生和利用过程构成了一个C O2的封闭循环。
生物质中的碳来自空气中流动的CO2,参与植物的光合作用和燃烧反应的可逆循环利用过程。
即CO2+H2O+太阳能(C H2O)燃烧CO2+热量(C H2O)表示生物质生长过程中吸收的碳水化合物的总称。
如果以上两个反应速度有合适的匹配,CO2甚至可以达到平衡,因此整个生物质能循环就不会引起全球变暖。
这对于缓解日益严重的 温室效应具有特殊的意义。
1.2 国内外生物质能的利用现状研究开发利用生物质能这种可再生能源已经成为了世界各国的一项重要任务。
在德国,生物质被用来和煤混用用于发电、产气等[5]。
英国建立了要在十年之内国家电力需求的10%来自生物质的目标[6]。
欧盟在1998年白皮书上提出,到2010年生物质能利用,占能源消耗总量的12%,是1998年的5.6%的2倍还多[7]。
法国建立了要在2年之内将生物质燃料的产量提高3倍的目标,使能源作物种植面积达到100万公顷,并最终成为欧洲生物质燃料生产的第一大国[8]。
有不少国家都制定了相应的开发研究规划,例如,日本的新阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等。
有科学家预言,至2050年,生物质能源将提供世界60%的电力和40%的液体燃料(植物石油、酒精),使全球CO2的排放量大幅度减少,生物质能有可能成为未来可持续发展能源系统中的主要能源。
生物质能在我国是仅次于煤炭、石油和天然气的第四位能源资源,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。
而我国目前生物质能利用的主要方法是传统的炉灶直接燃烧,其转换效率仅为10%~20%,浪费严重,并且造成环境污染[9]。
2 生物质能利用技术分类一般来讲,生物质能的转换利用技术大致可分为三类:一是直接燃烧,直接燃烧的主要目的是为了获取热量;二是生物转换技术,通过微生物发酵方法制取液体燃料或气体燃料:三是热化学转换技术,通过热化学技术转化成优质的流体燃料。
文献[10]还对生物质转换方式进行了更详细的分类,见下图1。
图1 生物质能利用技术分类3 生物质能利用技术研究现状3.1 直接燃烧技术发展状况生物质直接燃烧主要分为炉灶燃烧和锅炉燃烧。
炉灶燃烧操作简便、投资较省,但燃烧效率普遍偏低,从而造成生物质资源的严重浪费;而锅炉燃烧采用先进的燃烧技术,把生物质作为锅炉的燃料燃烧,以提高生物质的利用效率,适用于相对集中、大规模地利用生物质资源。
生物质燃料锅炉的种类很多,按照锅炉燃用生物质品种的不同可分为:木材炉、薪柴炉、秸秆炉、垃圾焚烧炉等;按照锅炉燃烧方式的不同又可分为流化床锅炉、层燃炉等。
早在1979年,美国就开始采用垃圾直接燃烧发电,发电的总装机容量超过10000MW,单机容量达10~25MW;美国爱达荷能源产品公司已经开发生产出燃烧生物质流化床锅炉,蒸汽锅炉出力为4.5t.h-1!50t.h-1,供热锅炉出力36.67MW;美国CE公司利用鲁奇技术研制的大型燃废木循环流化床发电锅炉出力为100t.h-1,蒸汽压力为8.7MPa;此外,瑞典以树枝、树叶等林业废弃物作为大型流化床锅炉的燃料加以利用,锅炉热效率可达到80%;丹麦采用高倍率循环流化床锅炉,将干草与煤炭按照6:4的比例送入炉内进行燃烧,锅炉出力为100t.h-1,热功率达80MW[11]。
固型燃料燃烧是把生物质固化成型后再采用传统的燃煤设备燃用,此法可缩小生物质原料体积,大大增加燃料的能量密度,以提高利用效率[12]。
近年来,我国生物质的成型技术得到一定发展,浙江大学、江苏省能源研究所、西北农业大学等10余家高校、科研院所均研究和开发出生物质成型燃料技术和设备。
3.2 生物质气化技术发展状况生物质气化是利用氧气等氧化物质为气化剂将生物质原料中的碳氧化成可燃气体[13],热解后的气体在气化炉的氧化区和炭发生氧化反应并燃烧,燃烧放出的热量用于维持干燥、热解和还原反应,生成可燃的混合气体,去除焦油、杂质后即可燃用[14]。
这种方法通过改变生物质原料的形态,来提高能量转化效率,获得高品位能源。
生物质气化具有就地取材、废物利用、减少污染、使用方便卫生等优点。
目前的生物质气化技术主要有固定床、流化床和直接干馏热解三种工艺形式。
其中固定床技术最为简单,易于操作,投资低。
但产生的燃气热值低,一般在5000kJ/m3左右,并且焦油含量高,容易堵塞管路。
流化床工艺得到的生物质燃气热值高,可达12000kJ/m3左右。
燃气产率和气化效率也分别达到了0.95和63%左右。
但是这一工艺设备复杂。
操作不易掌握。
直接热解技术能达到很高的热值。
但还处于试验阶段[13]。
生物质气化联合循环系统(BIGCC)发电效率可达40%,有可能成为将来生物质能转化的主导技术之一。
奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站计划。
到本世纪末,该国已拥有装机容量为1MW一2MW的区域供热站及供电站80~90座[15]。
早在1992年,美国已经有1000个利用木材气化的发电厂,运行装机650KW,年发电4200MKW∀h,发电成本46美分/kW∀h;夏威夷15家糖厂利用蔗渣发电,提供了10%的电力供应,生物质动力工业在美国已成为仅次于水电的第二可再生能源工业[16]。
我国在20世纪60年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统,目前160k W和200k W的生物质气化发电设备在我国己得到小规模应用,显示出一定的经济效益。
近年来,在1MW的生物质气化发电系统的基础上,已经研制开发出4~6MW的生物质气化燃气!!!蒸汽联合循环发电系统,建成了相应的示范工程,燃气发电机组单机功率达500kW[15]。
我国也开展了秸秆生物质气化与集中供气的生物质气化技术的研究工作,并取得了一系列成果。
特别是山东省科学院能源研究所研制开发的桔秆生物质气化集中供气系统,在农村具有广泛的开发应用前景,集中供气系统每立方米燃气成本低于0.15元,目前全国已经推广建成115个示范工程[17]。
3.3 生物质液化技术发展状况生物质裂解液化技术被认为是最具有发展潜力的生物质利用技术之一。
根据裂解条件不同,生物质热裂解可以分为慢速裂解(烧炭法)、常规裂解、快速裂解和高压液化。
由于高压液化成本过高,该技术现已不再具有吸引力。
而生物质快速裂解技术在20世纪80年代后取得了很大的进展,国际能源署(IEA)组织了加拿大、芬兰、意大利、瑞典、英国和美国的十余个研究小组包括Batelle,MIT等国际著名大学及实验室进行了十余年工作,到1995年初,已有20余套工业示范装置在运行中,最大处理能力为日处理生物质100t。
加拿大西安大略大学开发的生物质直接超短接触液化技术,大规模工业化生产成本仅为50加元/t(约合人民币300元/t),是生物质液化技术的重大突破,其技术经济评价表明,目前的生产成本已可与常规的石化燃料相竞争:此外,INTERC HE M建造了大型涡旋反应器。
加料流量达1350kg/h;德国TUBINGEN大学开发了低温裂解装置处理城市垃圾,加料流量达2000kg/h;美国太阳能研究所建立了不同工艺的生物质裂解油试验装置,产油率达70%左右[18]。
荷兰Twente大学研究开发了旋转锥反应器,经预处理的固体生物质混同预热的热载体(如砂)加入旋转锥底部,当旋转锥在外部动力下旋转带动固体颗粒螺旋上升时,生物质发生快速热分解,其热分解产物主要是不凝气、油和碳,重量比为20:70:10,并已建立起处理量为10kg/h的固体生物质小型联合装置[17]。
在国内,生物质热解液化技术的研究尚处于起步阶段。
近年来,河南农业大学机电工程学院、浙江大学、山东能源研究所、山东工程学院、沈阳农业大学、东北林业大学在这方面开展了一些相关研究工作,20世纪90年代中期,沈阳农业大学引进了荷兰研制的第一代热解液化实验装置!!!锥式热解实验装置,加工能力为50kg/h,并用设备带来的松木粉作了一些生物燃油转换实验[18]。
在该技术的研究方面,我国远远落后于国外,美国、英国、荷兰等国己研究出常规、快速、真空、闪速、流化床、固定床等十几种热解装置及相应的技术,而且有一部分已经达到商业化阶段。
还有人研究了超临界液化技术,用超临界流体萃取生物质,使其液化而成燃料。
实验证明,使用超临界水液化技术比使用裂解技术能得到更高产率的液体产品[19]。
目前的研究集中在用超临界水液化生物质,如用超临界水液化纤维生物质,用超临界水和超临界甲醇液化木质素生物质和锯末等[20,21]。
4 生物质利用技术的前景展望面对人类化工能源的枯竭和环境污染的加剧,寻找一种洁净的新能源成了迫在眉睫的问题。