现代化学进展课程论文——生物质能
生物质能的研究进展及应用前景
生物质能的研究进展及应用前景近年来,随着人们对化石燃料的需求不断增长,许多国家开始积极探索新的、可再生的能源资源,其中生物质能备受关注。
生物质能是指通过对植物与动物生物体组织所进行的化学反应而获得的能源,具有可再生、无污染、广泛分布等特点。
本文将围绕生物质能的研究进展及应用前景展开讨论。
一、生物质能来源生物质能的来源主要分为植物和动物两种。
植物生物质能主要包括作物秸秆、木材、枝条等,而动物生物质能则是畜禽养殖和水产品养殖等过程中所产生的废弃物。
植物生物质能源在我国资源丰富,特别是秸秆这一资源得到越来越多的重视。
我国每年的秸秆总量高达1.2亿吨,其中70%以上未得到有效利用。
利用秸秆进行生物质能生产,无疑是极具潜力的可再生能源。
二、生物质能的种类及利用途径生物质能的种类多样,主要包括生物质固体燃料、液体燃料和生物质气体燃料等。
其中,生物质固体燃料主要包括木材、秸秆等,生物质液体燃料则包括生物柴油、生物乙醇等。
生物质气体燃料则主要包括沼气、氢气等。
生物质能的利用途径也多样,主要包括电力、热力、替代化石燃料等方面。
其中,生物质能电力主要是通过生物质发电厂实现的,采用生物质能源发电,可以有效地替代当前的化石能源,同时还很好地解决了生物质能的清洁利用问题。
生物质能热力主要是通过生物质能锅炉实现的,可以利用生物质原料或生物质燃料,提供各种形式的热能。
三、生物质能的优势相比于传统的化石能源,生物质能源具有以下优势:1. 明显的环保优势。
生物质燃烧能够有效地减少污染物的排放,对环境影响较小。
2. 可再生性。
生物质能源具有天然再生自然优势,不仅源源不断地提供能源,而且不会像化石燃料一样随着时间的推移而逐渐耗尽。
3. 资源分布广泛。
生物质能的原材料可以在全球各地的农地和林地得到,具有资源分布广泛而且可再生的特点。
四、生物质能的研究进展近年来,生物质能领域的研究和应用不断深入,涉及的方面也变得越来越广泛。
其中,以下几个方面是比较重要的:1. 生物质能的种类和开发。
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。
化工专业毕业论文生物质能源的开发与利用
化工专业毕业论文生物质能源的开发与利用生物质能源的开发与利用随着能源危机的严重性日益突显,生物质能源作为一种可再生且环保的替代能源逐渐成为关注的焦点。
化工专业是与能源相关性最强的学科之一,因此,在化工专业毕业论文中研究生物质能源的开发与利用问题是非常有意义的。
本文将就生物质能源开发的重要性、生物质能源的种类及利用方式、生物质能源开发中的困难和挑战等方面进行论述,旨在提供一些启示和建议。
1. 生物质能源开发的重要性生物质能源源自可再生的有机材料,如植物秸秆、木材、农作物残留物等,具有很高的可再生性和环保性。
相比传统的化石能源,生物质能源在减少温室气体排放、缓解能源供应紧张等方面具有巨大优势。
因此,开发和利用生物质能源对于实现可持续能源发展和生态文明建设具有重要意义。
2. 生物质能源的种类及利用方式生物质能源主要包括生物质固体燃料、生物质液体燃料和生物质气体燃料。
生物质固体燃料常用于火力发电、供热和家庭燃料等领域;生物质液体燃料被广泛应用于交通运输领域,如生物柴油和生物乙醇;生物质气体燃料则主要用于工业燃料和燃气发电。
除了能源利用,生物质还可以被转化为生物化工原料,如生物基聚合物、生物润滑油等,为化工行业提供可持续的替代品。
此外,生物质能源还可以通过生物炼制技术转化为高附加值的化学品,如生物平台化学品和生物基塑料等。
3. 生物质能源开发中的困难与挑战尽管生物质能源有着广阔的应用前景,但在开发利用过程中面临着一些困难和挑战。
首先,生物质能源的产量和品质不稳定,受到农作物季节性和生长环境等因素的影响,因此如何保证稳定供应是一个难题。
其次,生物质能源的生产过程需要消耗大量的水、土地和人力,这需要寻找合适的生产技术和管理模式,以降低生产成本和资源消耗。
此外,生物质燃烧和转化过程中产生的废气和废水对环境造成污染,如何处理废物和降低污染对于生物质能源的可持续发展至关重要。
4. 生物质能源开发与利用的前景和建议在生物质能源开发与利用的前景方面,可以采取多种策略和技术来增加生物质能源的产量和提高利用效率。
生物质能的利用_论文
生物质能的利用班级:XXX 姓名:XXX 学号:XXX一、引言:1、研究背景:当前,高碳的化石能源主导了能源消耗的主体。
以煤、石油、天然气为主的化石能源在燃烧过程中,释放出了大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害气体,严重污染了大气环境,化石能源的燃烧也是造成温室效应、导致全球气候变暖的最直接原因。
基于此背景下,如何发展一种环保型的低碳能源已成为必然,在大力发展低碳经济的背景下,我国正发展生物质能产业来满足低碳的要求,生物质能不仅低碳而且环保,因此生物质能产业作为一种新兴的环保产业成为今后重点发展的产业。
发展生物质能不仅满足了低碳经济的要求,更是实现生物资源合理有效利用的途径。
2、研究目的:研究生物质能的原理及转化方法,了解生物质能的应用领域及国内外现状,充分掌握生物质能的应用前景及产业优势及其存在的现状,并且初步了解技术特点。
3、研究意义: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四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。
有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
因此可见,地球上生物质能的储备是十分丰富的,研究生物质能的利用,有利于改善我国乃至世界目前的能源结构,实现能源利用的多样化与可持续化,并且减少温室气体的排放,有利于发展低碳及循环经济。
4、重要性:生物质能作为一种低碳能源,其开发与利用对于解决农村贫困问题、农村环境问题和农村能源问题有至关重要的意义。
生物质能作为一种经济的可再生能源,既是缓解我国资源瓶颈,保证能源可持续利用以及实现能源安全的保障,也是减少环境污染、改善生态环境、实现《京都议定书》节能减排目标的重要途径,更是我国促进农村经济发展,解决三农问题,建立和谐社会的重要物质载体。
如果政府及其相关部门能够在政策和资金方面给予支持,生物质能与其他能源相比将具有很大的优势。
生物质能源论文
化工导论结课论文学院化工学院专业化学工程与工艺六班年级2015级姓名王健指导教师唐韶坤2016 年1月15日生物质能源的产生与发展前景王健化工六班(3015207172)摘要:随着能源危机及温室气体减排呼声的日益高涨,寻找替代性清洁能源就成为化解能源危机和温室效应的最佳策略。
主要发达国家的技术专家和决策者都非常重视生物质能产业的开发。
近年来,生物质能源呈现出新的特点。
分析追踪这些新趋势和新特点,不仅有助于我们理解生物质能产业创新的规律,理性地制定生物质能产业发展战略,而且有助于我们把握生物质能产业创新的社会约束条件,科学利用并发展生物质能源,实现经济的可持续发展。
关键词:生物质能源可持续发展循环经济技术1生物质能源的定义所谓生物质能源,生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用。
在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料的能源。
是一种对环境友好的可再生资源,如燃料乙醇、生物柴油、沼气等。
生物质产业近些年来在我国的发展即是农业新功能(提供生物质能源)的一个具体体现,同时也被寄予“现代农业新的增长点”的厚望,发展生物质产业已成为我国加快现代农业建设、发展农村循环经济的重大举措。
2生物质能源的产生2.1生物质资源丰富中国发展生物能源产业有着巨大的资源潜力。
中国人口多,虽然可作为生物能源的粮食、油料资源很少,但是可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。
有很多秸秆尚未利用,同时森林等资源也可以进行开发。
现有可供开发的生物质能源至少能达4.5亿吨标煤,同时还有约1.33亿公顷宜农宜林荒山荒地,发展生物能源产业,利用农林废弃物,开发宜林荒地,将会极大地促进中国生物质资源开发利用,促进我国经济的转型。
2.2市场需求旺盛随着国民经济的发展和人们生活水平的提高,市场对于可再生能源的需求量将会越来越大,生物质能源的市场前景十分诱人。
生物质能源论文
发展生物质能源对现代工业发展的意义及技术现状李宁宁(冶能院动力092班学号200910505242)摘要:随着全球能源的紧缺和化石燃料使用带来的环境污染的加剧,生物质能源作为可替代化石能源的可再生能源之一.其使用范围越来越广泛。
生物质能源作为一种清洁的能源,为现代工业对能源短缺问题的解决开辟了一条新的道路的同时也面临着技术等一系列问题。
本文简单阐述了我国现代工业能源需求和各国对生物质能源的认识,并简单介绍了当今生物质能源技术开发现状以及发达、发展中国家技术发展情况,指出了发展生物质能源存在的问题,提出了相关解决对策。
关键字:生物质能源现代工业发展需求技术开发现状问题及对策1. 引言生物质能是太阳能以化学能形式储藏在生物中的一种能量,它直接或问接地来源于植物的光合作用。
在各种新能源中,生物质能是唯一可再生的碳源,并能转化为固态、液态、气态燃料。
生物质能遍布世界各地,每年聚集的生物质能相当于人类消耗的化石能源的20倍,或者说,相当于世界现有人口食物能量的160倍。
生物质能源是对相关植物提取和加工后生产出的一种可替代化石能源的燃料性物质。
生物质能源因其清洁、可再生性而倍受世界各国的普遍重视,利用生物质原材料生产乙醇、甲醇、柴油等液体燃料,已成为全球新能源发展的重要途径之一。
[1]在目前世界的能源消耗中,生物质能耗占世界总能耗的14% ,仅次于石油、煤炭和天然气,位居第4位。
而在发展中国家,生物质能耗占有较大比重达到50%以上。
[2]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,提高就业机会,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,可以改良土壤、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,有利于环境保护。
生物质能论文
生物质能的液化技术18 世纪之前,生物质能一直是人类最主要的能量来源,直到今日,生物质能仍然是仅次于石油、煤炭、天然气的第四大能源,在世界一次能源供应量中的比重约为10%。
与太阳能、风能等常见的过程性可再生能源不同,生物质能属于含能体能源,在诸多方面与煤炭、石油、天然气等常规化石能源相似,具有可存储、可运输等特点。
生物质能资源来源于一切直接或间接利用绿色植物进行光合作用而形成的有机物质,包括动物、植物、微生物,以及由这些生物产生的排泄物和代谢物[1]。
长期以来,生物质能资源的利用以直接燃烧为主,不仅效率低下,而且污染环境。
随着科学技术的发展,生物质能资源可以通过各种技术加以转化和高效利用,产生电力和热力,或生产生物燃料,如乙醇、生物柴油及沼气。
生物质能资源的科学利用,对缓解能源供需矛盾、优化能源品种结构、减少温室气体排放、提高农民收入及农村生活条件,促进经济社会可持续发展等都具有重要意义。
我国一次能源消费量仅次于美国,为世界第二大能源消费国,然而2000年进口原油已达7 000万t。
液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全,为此我国提出了大力开发新能源和可再生能源、优化能源结构的战略发展规划[1-2]。
生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。
生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物以及各种有机垃圾等。
我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿t左右[3],发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力。
生物质能源化技术主要包括气化、直接燃烧发电、固化成型及液化等。
生物质液化包括生物化学法生产燃料乙醇和热化学法生产生物油,热化学法又可分为快速热解液化和加压液化。
着重介绍了目前达到工业示范规模的各种快速热解液化工艺,如旋转锥反应器、携带床反应器、循环流化床反应器、涡旋反应器、真空热解磨反应器等,以及处于实验室阶段的等离子体液化工艺。
生物质能的研究及应用
生物质能的研究及应用生物质能是指利用可再生的有机物质,如植物、农作物残渣、木材等,通过化学或生物学的转化过程产生的能量。
随着人们对于可再生能源的需求不断增加,生物质能作为一种绿色、可持续的能源,受到了广泛的关注和研究。
在以下回答中,我将从生物质能的来源,研究进展以及应用领域三个方面来探讨生物质能的研究及应用。
首先,生物质能的来源主要包括农业废弃物、森林资源和生活垃圾等。
例如,农田秸秆、麦秸、稻草等农作物残渣可以通过生物质能转化技术转化为生物质燃料,如生物质颗粒、生物乙醇等。
森林资源中的木材可以经过生物质能转化技术制备生物质炭、木炭等。
此外,生活垃圾中的厨余垃圾、废纸等可通过生物质能转化技术处理,生产生物气体、生物油等能源。
在生物质能的研究中,主要包括生物质能转化技术的开发和改进。
生物质能转化技术主要包括生物质热解、生物质气化、生物质发酵等多种方法。
生物质热解是指通过加热生物质,使其分解成气体、液体和固体三相产物的过程。
生物质气化是指将生物质在高温和缺氧条件下转化为可燃气体的过程。
生物质发酵是指利用微生物或酶类催化生物质,转化为生物燃料或化学品的过程。
随着技术的发展,研究人员不断改进生物质能转化技术,提高其转化效率和产物质量,以实现更好的利用生物质能的效果。
生物质能在能源领域的应用十分广泛。
首先,生物质能可以替代传统化石燃料,用于发电、供热和燃料替代等方面。
生物质能的燃烧不产生二氧化碳的增加,减少了对全球气候的影响,因此被认为是一种低碳、环保的能源替代方案。
其次,生物质能还可以作为原料用于化工和生物炼制领域。
通过生物质能转化技术,可以获得生物柴油、生物乙醇等可替代石油燃料的化学品。
此外,生物质能还可以用于生物医药领域的制药和生物制剂生产,如抗生素、酶类和药物等。
另外,生物质能可以用于生活垃圾和污水处理,解决环境污染的问题。
生物质能的研究和应用都有着重要的意义。
首先,生物质能作为一种可再生的能源,具有极大的潜力,可以减少对化石燃料的依赖,缓解能源危机和环境污染问题。
生物质能的利用与开发研究进展
生物质能的利用与开发研究进展近年来,环保已成为世界共识,随之而来的是绿色能源的迅速发展。
生物质能是绿色能源的重要组成部分,具有很高的开发利用价值。
本文将对生物质能的利用与开发研究进展进行探讨。
一、生物质能的定义及形成生物质能指生物质本身所含的能量,也就是从植物、动物、微生物等生物生命活动中提取的能量,可以分为直接利用和间接利用两种方式。
生物质能形成和积累的过程主要是通过光合作用和微生物降解两个环节完成的。
在光合作用中,植物从阳光、二氧化碳和水中获取能量,生产出有机物和氧气。
植物中的有机物由大量碳、氢、氧等元素组成,因此具有较高的能量,常用作生物质能源。
同样地,在动物和微生物的生命活动中,有机物也可以被催化或分解为二氧化碳、水和其他化合物,从而也会产生能量。
二、生物质能的利用方式生物质能的利用方式主要有热能、发电、生物制品、生物燃料和化学品等几种类型。
热能利用:指的是利用生物质进行生产和供暖,例如利用秸秆做燃料的窑炉,在乡村常被使用。
发电利用:指的是将生物质转化成电能,可以分为生物质燃烧和生物质气化两种方式。
生物质燃烧是指将生物质燃烧后的烟气产生高温蒸汽,从而驱动涡轮机发电。
而生物质气化则是将生物质加热、分解,生成一氧化碳、水和一些有机物质等气体,从而驱动内燃机发电。
生物制品利用:指的是生物质被转化为化学品、材料、制药等生物制品,例如生物炼油、生物涂料、生物塑料等。
生物燃料利用:指的是利用生物质制作气体和液体燃料。
生物燃料也可以分为生物柴油和生物酒精两种类型。
化学品利用:指利用生物质制造化学品,例如甲醇、乙醇、丙酮等。
三、生物质能开发的研究进展近年来,生物质能的开发和利用逐渐得到了重视,相关研究也得到了大力发展。
以下是生物质能开发的主要研究进展。
生物质能气化技术:生物质气化技术是一种高效的发电方式,已经成为绿色能源的重要组成部分。
通过气化,可以将生物质转化为氢气、一氧化碳等燃气,进而驱动内燃机发电。
现代化学进展课程论文——生物质能
生物质能源的利用摘要:在这个能源危机的时代,生物质能作为新型的可再生能源,具有极其广泛的的应用前景。
生物质能来源广泛,木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等都可以作为能源加以利用,从而更能减少他们对环境的污染。
生物质能的应用方面很广,可以制备生物柴油、生物乙醇、发电、制沼气,还可以与常规能源制成复合燃料等,虽然在投资成本方面、利用转化率方面有不少欠缺,但相信随着科学技术的进步,生物质能将成为我们的主要能源。
关键词: 能源危机;生物质能;来源;应用引言生物质能是以生物质为载体的能量形式,即通过植物的光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中储存的一种能源形式。
目前,生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源【1】。
生物质能是重要的可再生能源资源,具有资源种类多、分布广的特点,在当今能源日趋紧张的情况下,越来越引起人们的关注。
我国是一个农业大国,薪材、秸秆、畜类等农业生物质能非常丰富【2】。
一、生物质能的定义生物包括动物、植物和微生物【3】。
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。
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。
地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。
生物质能的研究与利用
生物质能的研究与利用生物质能是以植物、动物、微生物等为基础的可再生资源,通过生物质能的转换和利用,可以实现能源的高效利用和环境可持续发展。
在当今世界上,生物质能的研究和利用已成为解决能源问题和环境保护问题的重要途径,并且正在快速发展。
本文将从生物质定义、生物质能的转化方式、生物质能的应用和发展前景等几个方面探讨生物质能的研究与利用。
一、生物质定义生物质是指生物体、生物固体废弃物、生物液体废弃物和农业、林业、渔业等生产过程中产生的生物原料,包括各类植物、动物、微生物等。
生物质具有可再生性、分布广泛、资源丰富、环境友好等诸多特点,是一种天然而优质的能源资源。
因此,研究和利用生物质能已成为当前世界上应对能源和环境问题的重要途径。
二、生物质能的转化方式生物质能主要分为三种转化方式:生物化学转化、热化学转化和生物物理转化。
其中,热化学转化是目前生物质能应用最为广泛的方式。
1.生物化学转化生物化学转化主要是指微生物和酶类通过生物反应,将生物质转化为气体、液体或固体燃料等产品的过程。
如发酵生产乙醇、丁醇等生物燃料,以及通过微生物的代谢作用,将有机物转化为甲烷和其他低分子有机化合物等。
2.热化学转化热化学转化主要是指通过加热生物质,将其分解为气体、液体和固体燃料等产品的过程。
热化学转化主要有焦化和气化两种方式。
焦化是将生物质在高温下(500℃-1000℃)进行加热,部分热解产生的固体炭素就是炼焦煤和石墨的重要原料。
气化则是将生物质在高温(600℃-1000℃以上)和压力下与水蒸气或空气或氢气反应,产生可燃性气体的过程。
例如,我们可以通过木屑、秸秆、稻壳等生物质的气化来制造合成气,或将气化后得到的气体用于发电。
3.生物物理转化生物物理转化主要是指利用光能、热能和机械能等能源对生物质进行转换和利用的过程。
如利用光合作用产生生物质能的光能转化,利用生物质氧化还原反应产生的热能进行加热,以及通过机械能的压碎、打碎等作用来提高生物质能的利用效率。
生物质能论文
黑龙江省生物质能源开发可行性及前景摘要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四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。
本文以肇东市为例,对肇东市的生物质发电项目进行可行性论证,进而探讨黑龙江省生物质能源开发前景。
关键词:生物质;黑龙江省;肇东市;开发前景Biomass energy development feasibility ofHeilongjiang province and its prospectsabstractBiomass energy has been to the survival of humans important energy, it is second only to coal, oil and natural gas and energy consumption is the fourth in the whole of the energy, energy system occupies an important position. In this paper, the ZhaoDong city as an example, the ZhaoDong city biomass power generation of project feasibility of heilongjiang province, and then discusses the biomass energy development prospects.Keyword: Biomass; Heilongjiang province; ZhaoDong city; Development prospects一、课题背景当前,我国能源供应过分依赖煤炭等一次能源,煤电占全国电力的70%以上,但我国煤炭资源储备人均占有量低,煤炭资源人均相对匮缺,且我国产能、储能地域与主要用能地域之间距离过远,造成运力(输能)负担过重和损耗增加,煤炭供应紧缺,能源利用率较低。
生物质能的研究与应用
生物质能的研究与应用1. 引言生物质能作为一种可再生能源,具有广阔的研究和应用前景。
本文旨在探讨生物质能的研究进展,以及其在能源领域的应用情况。
2. 生物质能的定义与来源生物质能是指通过生物质转化而产生的能源,主要来源于植物、动物及其废弃物。
植物生物质包括木材、农作物秸秆等,动物生物质包括动物粪便、待处理的废弃物等。
3. 生物质能的转化技术3.1 生物质的直接燃烧生物质通过直接燃烧可以产生热能,用于供暖、发电等。
这种方法简单易行,但会产生大量的废气和固体废物,对环境造成污染。
3.2 生物质气化生物质气化是将生物质在高温下分解为气体状产物,主要包括可燃性气体和凝结物。
这些气体可以用于发电、制氢等,凝结物则可转化为液体燃料或肥料。
3.3 生物质液化生物质液化是将生物质转化为液态燃料。
通过热解、溶解和催化等方法,生物质中的有机化合物可以转化为液态产物,如生物柴油和生物醇等。
生物质液化技术可以有效利用农作物秸秆等废弃物资源。
4. 生物质能在能源领域的应用4.1 生物质能的发电生物质能可以直接用于发电,实现绿色能源的利用。
生物质能发电可以通过燃烧、气化和液化等技术实现,其中以生物质气化发电最为常见。
生物质能发电具有可持续性和环境友好性,成为许多地区解决能源问题的重要途径。
4.2 生物质燃料的利用生物质能源还可以用作交通领域的燃料。
生物柴油作为一种可再生燃料,可以通过生物质液化技术生产,可以替代传统石油柴油,减少对化石能源的依赖,降低环境污染。
4.3 生物质能的热利用生物质能源可以用于供暖系统,如生物质燃烧锅炉等。
生物质燃烧可以产生热能,用于取暖和热水供应等。
这种方式不仅可以替代传统燃料,还可以减少温室气体的排放。
5. 生物质能的研究进展5.1 生物质能的可持续利用研究为了更好地利用生物质能,研究人员致力于开发更高效、环保的生物质能转化技术,以及改进生物质供应链的可持续性。
例如,通过提高生物质气化的转化效率,减少废气排放和固体废物的生成;优化生物质燃烧和液化的过程,提高能源利用效率。
生物质能的利用与发展
生物质能的利用与发展随着世界能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重,寻找可再生能源已成为当今全球的共同关注。
生物质能作为一种可再生能源,具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。
本文将探讨生物质能的利用与发展,以及面临的挑战和未来的发展方向。
一、生物质能的利用1.生物质能的来源生物质能来自于生物质的积累和转化。
生物质包括植物、树木、农作物残渣等有机物质,其主要成分是碳、氧、氢和少量的氮、硫等元素。
通过生物质能的高效利用,可将这些有机物质转变为燃料、电力和热能等形式,满足人类的能源需求。
2.生物质能的利用方式(1)生物质气化:生物质气化是将生物质在高温下分解转化为气体的过程。
通过气化,可以获得生物质气体,如生物质气体发动机可用于发电和供热。
(2)生物质液化:生物质液化指将生物质转化为液体燃料,如生物柴油和生物乙醇。
这些生物质液体燃料可以替代传统的石油和煤炭,减少对化石燃料的依赖。
(3)生物质固体燃料:生物质也可以直接作为固体燃料进行燃烧,如木材、秸秆等。
生物质固体燃料广泛应用于农村地区的生活热水、采暖和灶具燃料等方面。
二、生物质能的发展1.应用领域的扩大生物质能的应用领域正在不断扩大。
除了传统的能源供应领域外,生物质能还可应用于化工、航空、交通等领域。
例如,生物质燃料可以用于汽车、飞机等交通工具的动力系统,以减少对石油的需求。
2.技术的改进和创新随着科技的不断进步,生物质能的利用技术也在不断改进和创新。
新的生物质能转化技术不仅可以提高能源的利用效率,还可以更好地处理生物质废弃物,减少环境污染。
三、生物质能的挑战1.资源供给不足生物质能的发展面临着资源供给不足的挑战。
虽然生物质资源广泛存在,但由于种植面积的限制和竞争资源的增加,导致生物质能的供给面临一定的困难。
2.成本高昂生物质能的利用和生产成本相对较高,这主要是由于技术投入、原料采集和运输等因素导致的。
这一问题制约了生物质能的规模化应用和市场竞争力。
化学工程中的生物质能源利用技术发展
化学工程中的生物质能源利用技术发展随着全球对环保和可再生能源的重视程度不断提高,生物质能源作为一种环保、可再生的能源逐渐被人们所重视。
化学工程作为研究生物质能源利用技术的重要学科,正在为生物质能源开发和利用发挥着越来越重要的作用。
本篇文章将从生物质能源的概念入手,探讨生物质利用技术在化学工程中的发展状况和未来趋势。
一、生物质能源概念生物质是指植物、微生物和动物的残体、渣滓、废弃物和农林业生产中的剩余物等所组成的一类有机物质。
生物质能源是利用这些有机物质而获得的一类可再生能源。
与传统石油、天然气等有限资源相比,生物质能源具有循环利用、低碳排放、资源广泛等特点,越来越受到人们的关注。
二、生物质能源利用技术在化学工程中的发展1. 生物质预处理技术由于生物质的结构复杂,含有大量的木质素、半纤维素等,其含水量、纤维素结晶度等因素都会影响到生物质的降解和转化效率,因此在生物质能源利用过程中,生物质预处理技术是至关重要的。
目前,生物质预处理技术主要包括机械、物理和化学预处理三种。
其中,物理预处理技术包括热水处理、蒸汽爆破等;化学预处理技术包括弱酸、强酸、弱碱、氢氧化钠等。
通过不同的预处理方法,可以改变生物质的组分、形态和结构,使其更易于降解和转化。
2. 生物质转化技术生物质转化技术是将生物质原料转化为液态燃料、气态燃料、固态燃料等能源的关键技术。
常用的生物质转化技术包括生物质气化、生物质液化、生物质分解等。
生物质气化是将生物质在高温、高压条件下通过部分氧化、热裂解等反应,转化为合成气(CO和H2)和一些有机物质的过程。
该技术可得到高品质的合成气,为合成二甲醚、氢气等燃料提供了重要原料。
生物质液化(包括直接液化和间接液化)是将生物质在催化剂作用下转化为液态燃料的过程,常用的催化剂有ZSM-5、Y型分子筛等。
生物质液化技术可得到高效的生物柴油和液态燃料。
生物质分解是将生物质通过微生物、酶等作用,转化为乙醇、醋酸、丙酮等有机物的过程。
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生物质能源的利用摘要:在这个能源危机的时代,生物质能作为新型的可再生能源,具有极其广泛的的应用前景。
生物质能来源广泛,木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等都可以作为能源加以利用,从而更能减少他们对环境的污染。
生物质能的应用方面很广,可以制备生物柴油、生物乙醇、发电、制沼气,还可以与常规能源制成复合燃料等,虽然在投资成本方面、利用转化率方面有不少欠缺,但相信随着科学技术的进步,生物质能将成为我们的主要能源。
关键词: 能源危机;生物质能;来源;应用引言生物质能是以生物质为载体的能量形式,即通过植物的光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中储存的一种能源形式。
目前,生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源【1】。
生物质能是重要的可再生能源资源,具有资源种类多、分布广的特点,在当今能源日趋紧张的情况下,越来越引起人们的关注。
我国是一个农业大国,薪材、秸秆、畜类等农业生物质能非常丰富【2】。
一、生物质能的定义生物包括动物、植物和微生物【3】。
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。
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。
地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。
地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%【4】。
二、生物质能的来源依据来源的不同,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。
三、生物质能的利用生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径【5】。
生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。
当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶,推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施,被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。
生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。
生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。
沼气转化是有机物质在厌氧环境中,通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气、乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
1、厌氧发酵制备沼气:将有机废水(如酒精废醪、制药厂废水、人畜粪便等)置于厌氧发酵罐(或称反应器、沼气池)内,先由发酵细菌将复杂的有机物水解并发酵为有机酸、醇、H2/CO2等产物,尔后由产氢产乙酸菌将发酵产物———有机酸和醇类代谢为乙酸和氢,最后由产CH4菌利用已产生的乙酸和H2/CO2等形成CH4【3】。
2、微生物制取酒精:乙醇的生产主要采用生物发酵法。
发酵法生产乙醇的原料主要是淀粉质作物(玉米、小麦、高粱、木薯等)、含糖作物(甘蔗、甜高粱、甜菜等)和纤维质原料(秸秆、木屑、农作物壳皮等)。
这些原料经过加工、处理后转化变成微生物可利用的糖类物质,再经发酵过程后提取发酵醪液中的酒精。
该工艺的特点是产品纯度比较高,原料可再生【11】。
3、生物制氢3.1 厌氧消化制氢:秸秆是通过光合作用而生成的生物质,而粪便是食物经过消化吸收后剩余的生物质,它们均含有许多可被微生物代谢利用的营养成分,其元素组成主要为:C、H、O、N、S、P等,其物质组成主要为:纤维素、淀粉、脂肪和蛋白质等,可以通过厌氧过程产生氢气【6】。
厌氧消化过程主要分为三个阶段【7-8】:厌氧水解、产氢产酸和产甲烷阶段。
在整个厌氧消化过程中,由于三大类菌群的相互协同作用,最终使得复杂的有机物降解为CH4和H2。
【7-8】3.2 生物质气化制氢【10】:生物质气化制氢是普遍认为最具有商业前景的、清洁的生物质制氢技术,它的一般工艺流程为:气化→焦油的催化裂解→一氧化碳的中、低温变换反应→粗气的净化→氢气提纯。
该工艺过程存在几点不足之处:①气化温度高(700℃一1200℃)、能耗大、对设备要求高。
②工艺长,设备初投资和运营成本高。
③该工艺不能完全除去温室气体甲烷,造成资源浪费并引发温室效应。
4、生物柴油:【9】生物柴油是燃料乙醇以外的另一种液体生物质燃料。
它是指以油料作物(如麻风树、黄连木等植物)、野生油料作物等植物油脂,以及动物油脂、废餐饮油等为原料油通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。
生物柴油可以替代部分石油等化石资源,具有温室气体排放量少、排放物易于生物降解等特点。
生物柴油生产技术经过多年的研究和发展,已经形成比较完备的技术体系和方法,涵盖了化学催化剂法、生物酶催化剂法、无催化剂法(在高温、高压下进行)、常压法和加压法等生产技术[11--12]。
其反应原理如下:植物油生物柴油副产品甘油(注:R',R" ,R" 为烷基或烯烃基)当前,在生物柴油的研发和利用方面,要改进生物油脂向生物柴油转化的工艺过程,还要寻求廉价的生物油脂来源。
木本油料植物(如油茶、麻风树等)抗逆性强、管理容易、出油率高,具有巨大的开发潜力和广阔的发展前景;此外,寻找制备高效的催化剂来提高柴油转化率,降低生产成本,也是当今研究的重要内容。
5、秸秆、城市垃圾发电6、生物质与煤混合燃烧的燃料:【3】生物质与煤混合燃烧燃料主要用来发电,这种混合燃烧燃料发电主要有两种方式:一种是将生物质原料直接与煤在燃煤锅炉中燃烧,生产蒸汽,带动蒸汽轮机发电;另一种是生物质原料先气化生成可燃气体,再与煤混合在一起燃烧发电。
煤与生物质可燃气体混燃技术的关键点在于生物质气化装置,气化设备的优劣决定着混燃质量的好坏。
四、生物质能源的技术的发展4.1化学转换技术生物质化学转换最简单的利用方法是直接燃烧。
但是,直接燃烧烟尘大,热效率低,能源浪费大。
除农村外,一般在城镇不提倡直接燃烧的方法。
4.2生物质压块细密成型技术将农林剩余物进行粉碎烘干分级处理,放入成型挤压机,在一定的温度和压力下形成较高密度的固体燃料。
该方法使用专用技术和设备,在农村有很大的推广价值。
4.3热解技术生物质热解技术是生物质受高温加热后,其分子破裂而产生可燃气体(一般为CO、H2、CH4等的混合气体)、液体(焦油)及固体(木炭)的热加工过程,此法比一般的直接燃烧法能源利用效率高出4倍,经济可观。
4.4、生物质气化技术【14--15】:生物质气化技术是通过热化学反应,将固态生物质转化为气体燃料的过程。
它可以水解发酵制乙醇,生物发电,生物气质化制氢等。
传统的热解气化方法,燃气被焦油和颗粒物所污染,并且燃气热值相对较低,这将极大的影响燃气的后续利用.另外,不能灵活的使用多样化的生物质燃料,并且大规模的生物质应用,在经济和环境上也是不可行的. 利用廉价的生物质产氢,是解决能源危机,实现废物利用,改善环境的有效手段.随着对能源需求量的日益增加,对氢气的需求量也不断加大,改进旧的和开发新的制氢工艺势在必行。
五、前景展望生物质能的开发利用以生物质固定太阳能作为能量和物质合理流动为基础,随着生物潜力的不断挖掘,这一能量足以满足人类的需要。
此外生物质能转化技术不会带来CO2和SO2的污染【12】;生物质能作为一种可再生能源,在能源结构系统中的地位越来越重要.由于化石燃料的不可再生性和使用过程中对环境的影响,生物质能将成为21世纪的主要能源之一,生物质转化利用技术将成为这一转变的关键.目前有关生物质转化利用的成套技术已经出现,但是由于实用性和经济性无法统一,导致这些技术大部分难以普及.随着研究的不断深入,这种状况必定会得以解决.同时也会出现更多的生物质转化利用新技术. 此外,立足于我国农村现有的生物质资源,研究新型转换技术,开发新型装备既是农村发展的迫切需要,又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。
参考文献【1】朱积余,廖培来.广西名优经济树种[M].北京:中国林业出版社,2006. 【2】张宗兰,刘辉利,朱义年,我国生物质能利用现状与展望。
中外能源,2009(14),27—33【3】周善元,21世纪的新能源—生物质能. 江西能源,2001(4),34—38【4】熊承永,吴力斌.我国生物质能资源及其利用现状[J].太阳能,1993(3):6-7.【5】王革华.我国生物质能利用技术展望[J].农业工程学报,1999,15(4):19-22. 【6】卢怡等,畜禽宾便、农作物枯杆发酵产氮潜力的研究. 云南师范大学硕士研究生学位论文,2004【7】Mdenac,A.Miguel,I.J.Dunn.Modeling, Dynamic Experiments on the Anaerobie Degradation of Molasses Wastewater,Biotechnology and Bioengineering,1988,31:l一10【8】赵一章,产甲烷细菌及研究方法,成都:成都科技大学出版社,1997【9】韩德奇,徐国英,徐会林等.生物柴油的现状与发展前景[J].国际石油经济,2002,10(5):20~23.【10】张尤华等,一种以生物质为原料制备氢气的方法。