生物质能利用技术(总8页)
生物质能利用技术
（1）气化生物质气化是指固体物质在高温条件下，与气化剂反应得到小分子可燃气体的过发电、制氢和间接合成，生物质转换得到的合成气(CO+H2)，经催化转化制造洁净燃料汽油和柴油以及含氧有机物如甲醇和二甲醚等。
生物质的气化制氢是指把气化产品中的氢气分离并提纯，所得产品可作燃料电池用氢。
生物质气化技术已有100多年的历史。
最初的气化反应器产生于1883年，它以木炭为原料，气化后的燃气驱动内燃机，推动早期的汽车或农业排灌机械。
第二次世界大战期间，是生物质气化技术的鼎盛时期。
（2）液化液化是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。
液化技术主要有直接液化和间接液化两类。
直接液化是把生物质放在高压设备中，添加适宜的催化剂，在一定的工艺条件下反应，制成液化油，作为汽车用燃料或进一步分离加工成化工产品。
间接液化就是把生物质气化成气体后，再进一步进行催化合成反应制成液体产品。
这类技术是生物质的研究热点之一。
生物质中的氧含量高，有利于合成气(CO+H2)的生成，其中的N、S含量和等离子体气化气体中几乎无CO2、CH4。
等杂质存在，极大地降低了气体精制费用，为制取合成气提供了有利条件。
我国虽然对费托合成进行了多年研究，但至今未工业化。
催化剂的开发及反应器系统的研究与开发是进一步放大的关键，特别是针对生物质合成气的特点(如气体组成，焦油等)，必须研究反应机理，对已有的技术及催化剂进行改造，提高产品品质及过程的经济性，才有望使之工业化。
（3）热解生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下，利用热能切断生物质大分子中碳氢化合物的化学键，使之转化为小分子物质的加热分解过程通常称之为热解，这种热解过程所得产品主要有气体、液体、固体三类按照升温速率又分为低温慢速热解和快速热解。
一般在400℃以下，主要得到焦炭(30%)；国外研究开发了快速热解技术，即在500℃，高加热速率(1 0000℃/s)，短停留时间的瞬时裂解，制取液体燃料油[6]。
生物质能的综合利用技术研究
生物质能的综合利用技术研究近年来，随着能源需求的不断增加以及环保意识的日益提高，生物质能的综合利用技术正受到越来越多的关注。
生物质能是指来自植物、动物和微生物等生物体的生物质（包括木材、农作物和废弃物等）转化而成的能源，是一种绿色、可再生、清洁的能源。
一、生物质能的综合利用技术简介生物质能的综合利用技术包括物理、化学、生物学等多种技术，其主要目的是将生物质转化为能够直接利用或加工成燃料、化学品等形式的产品，如生物质酒精、生物液体燃料、生物燃气、生物碳等。
生物质能的综合利用技术具有以下特点：1. 绿色环保。
生物质能是一种绿色、可再生、清洁的能源，与传统的化石能源相比，其排放的污染物更少，对环境的影响也更小。
2. 能源多样化。
生物质能可以利用各种生物质资源，如木材、农作物、废弃物等，且能够较好地适应地域和季节变化。
3. 经济效益好。
生物质能的制备和利用都可以实现产业化，且能够促进农业和林业的发展，从而拉动地方经济。
二、生物质能的综合利用技术研究现状1. 生物质发酵制氢技术生物质发酵制氢是指将生物质通过发酵反应转化为氢气的技术。
该技术具有高产氢效率、低投资成本等优点，目前已经进入产业化实验阶段。
该技术的研究成果可以应用于汽车、燃气灶、发电等领域。
2. 生物质固体废弃物生产生物油技术生物质固体废弃物生产生物油技术是指通过热解或气化等技术将生物质转化为生物油。
该技术具有废弃物资源化、低碳环保等优点，可以用于燃料、化学品等领域。
目前，该技术已经实现了工业化生产。
3. 生物质气化技术生物质气化技术是指通过热分解反应将生物质转化为可燃性气体（如合成气、甲烷等）。
该技术具有高效能、低排放等优点，可以用于发电、热能等领域。
目前，该技术已经进入产业化应用阶段。
三、生物质能的综合利用技术发展趋势1. 微生物技术的应用微生物技术是指利用生物学和生化学原理，通过微生物代谢反应降解生物质，进一步转化为生物燃料和其他化学品等。
生物质能的生产与利用技术
生物质能的生产与利用技术在生态环境逐渐恶化、能源紧缺的背景下，生物质能作为一种可再生的能源资源备受关注，其生产和利用技术也越发重要。
本文将介绍生物质能的生产与利用技术，探讨其在可持续发展中的潜力和前景。
一、生物质能的生产技术1. 生物质能的来源生物质能主要来自于森林、农田和城市固体废弃物。
森林中的木材、秸秆、谷壳等农田废弃物，以及生活垃圾都可以作为生物质能的生产原料。
2. 生物质能的生产过程生物质能的生产主要包括生物质的收集、处理、转化和储存。
收集阶段需要做好资源的调查与评估，选择合适的收集方法和设备。
处理阶段包括破碎、干燥和造粒等工艺，以提高生物质能的利用效率。
转化阶段通过气化、燃烧或发酵等方式将生物质转化为热能或燃气。
储存阶段则需要选用合适的储存设施，确保生物质能的保存和后续利用。
二、生物质能的利用技术1. 传统利用方式传统的生物质能利用包括烧木柴、秸秆等作为燃料，以及利用生物质发酵产生的沼气作为能源。
这些传统方式虽然简单易行，但效率较低，同时也会产生环境污染。
2. 热能利用技术生物质能可以通过燃烧或气化来产生热能，用于供暖、热水和工业生产等领域。
燃烧技术主要包括直接燃烧和间接燃烧两种方式，适用于不同形式的生物质能源。
气化技术则可以将生物质转化为可燃气体，用于发电或替代石油、天然气等非可再生能源。
3. 生物质液体燃料的利用技术生物质能还可以通过生物质液体燃料的制备和利用来提供能源。
生物质液体燃料主要包括生物柴油和生物乙醇，可以用于汽车燃料、航空燃料等领域，具有良好的环保性能和可持续性。
4. 生物质能的发电技术生物质能也可以直接转化为电能，通过生物质发电技术实现。
常见的生物质发电技术包括生物质燃烧发电、生物质气化发电和沼气发电等。
这些技术可以同时解决生物质的清理和利用问题，减少对非可再生能源的依赖。
三、生物质能的可持续发展潜力1. 环保性能相比于传统能源，生物质能的利用对环境的影响较小。
生物质能的燃烧过程中释放的二氧化碳量与生物质原料的吸收量基本相当，不会造成二氧化碳的净增加。
《生物质能的利用》课件
供热
生物质能可用于家庭、工厂和 农业领域的供热，如生物质锅 炉、生物质壁炉等。
燃料
生物质能可以转化为液体燃料 ，如生物柴油和生物乙醇，可 用于替代化石燃料。
工业用途
生物质能还可用于生产化学品 、材料和纤维等工业产品。
02 生物质能的转化技术
生物质能转化技术概述
生物质能转化技术是指将生物质 转化为可利用的能源或化学品的
过程。
生物质能是一种可再生能源，具 有低碳、环保、可持续等优点。
生物质能转化技术的发展对于缓 解能源危机、减少环境污染、促
进可持续发展具有重要意义。
生物质能转化技术的种类
生物质直接燃烧技术
将生物质转化为热能，用于供热和发电 。
生物质液化技术
将生物质经过化学或生物化学转化， 生成可燃液体燃料，如生物柴油、生
生物质能的发展现状
生物质能利用历史
生物质能的应用领域
生物质能利用历史悠久，古代人类就 已开始使用木材等生物质燃料。
生物质能在能源、化工、农业等领域 得到广泛应用，为人类生产和生活提 供重要支持。
现代生物质能发展
随着环保意识的提高和能源需求的增 长，现代生物质能发展迅速，技术不 断进步。
生物质能的发展前景
国际合作与交流
强调未来国际间在生物质能领域的合作与交流的重要性，共同推动全 球生物质能技术的发展和应用。
ห้องสมุดไป่ตู้
01
02
03
替代化石能源
随着化石能源的枯竭和环 境污染的加剧，生物质能 成为替代化石能源的重要 选择。
技术创新
生物质能技术不断创新， 提高转化效率和降低成本 ，为大规模应用提供有力 保障。
农业废弃物利用
生物质能的生产和利用技术
生物质能的生产和利用技术生物质能作为一种可再生的能源，具有广泛的应用前景。
在能源需求的不断增长和环境污染日益严重的今天，生物质能的生产和利用技术成为了人们关注的热门话题。
一、生物质能的生产技术生物质能的生产技术主要分为两种类型，即生物质干法和湿法处理。
1. 生物质干法处理技术生物质干法处理技术是利用将生物质颗粒化，碾磨或切割成一个个小颗粒，并进行干燥处理，以便用于生物质热能的利用。
这种方法可以将生物质颗粒化为各种不同的大小和形状，使其适应多种燃料应用和能源需求。
生物质颗粒的制造过程中，需要进行原料的清洗和处理，去除过多的杂质和水分，使生物质成为干燥状态，并具有一定的压实性。
随后，将生物质送入加热炉内进行预处理，根据经济性和技术要求，设定不同的加温时间和加热温度。
预处理之后，将生物质送至压缩装置，通过压缩、挤压和切断等操作，将生物质压缩成小颗粒或成型成板材。
最后，对生物质颗粒进行冷却、筛分、包装即可。
2. 生物质湿法处理技术生物质湿法处理技术是利用玉米秸秆、麦秆等生物质原料进行制油、制酒精等领域的生产。
其中，以玉米秸秆为原料制油、酒精等的生产方式，已被证明具有环境友好、能源利用高等优点。
生物质湿法处理技术主要包括预处理、发酵、蒸馏等步骤。
如以玉米秸秆为原料生产酒精，需要进行原料的粉碎和混合处理，随后将原料送入发酵罐中，添加适量的微生物菌种发酵。
最后，对于发酵后的酒液需要进行蒸馏和分离，得到高纯度的酒精。
二、生物质能的利用技术生物质能利用主要涉及到燃烧、气化、液化等技术。
1. 生物质燃烧技术生物质燃烧技术是利用生物质作为燃料，通过燃烧释放热能并产生蒸汽，从而驱动发电机工作。
其中，生物质燃烧技术的关键在于燃料的选择和优化。
生物质燃烧技术对于生物质能的利用非常成熟和普遍。
在这个过程中，生物质被燃烧产生热量，从而转化为蒸汽并推动发电机提供电能。
然而，生物质燃烧还存在着一些问题，比如燃烧释放大量二氧化碳和其他温室气体，从而加剧气候变化。
生物质能的利用技术
生物质能的利用技术生物质是一种广泛存在于自然界中的有机物，包括植物、动物和微生物等的遗体、排泄物、废弃物以及其它有机物。
生物质能是一种绿色可再生的能源，以其低碳、环保的特点备受关注。
本文将介绍几种生物质能的利用技术。
一、生物质热能利用生物质热能利用是指利用直接和间接的方式将生物质转化为热能。
直接方式是指将生物质直接燃烧产生热能，如火炉、锅炉等；间接方式是指将生物质转化为气体或液体后再燃烧产生热能，如气化炉、生物质沸腾炉等。
生物质热能利用技术有很广泛的应用，如建筑供暖、热水供应、工业生产等领域。
在我国，农村的炊事用燃料很大程度上还是以生物质为主。
同时，生物质热能也是一种很好的发电方式，可以解决农村和偏远地区供电问题。
二、生物质气化技术生物质气化技术是指将生物质转化为气态燃料的过程，通过进行部分氧化或干馏，使生物质颗粒、块状、纤维状的原料向气态烟气等化学反应的过程，从而生成气态燃料，常常产生的产品是合成气。
合成气适用于工业生产，如有机合成、石油加氢等领域。
合成气也可以用于内燃机发电、热水供应等领域。
此外，通过进一步的处理，合成气还可以制备出各种化学药品，如甲醇、氢气等。
三、生物质液化技术生物质液化技术是指将生物质转化为液体燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
这种方法在能源开发方面具有重要的意义，它可以解决一些重要的能源问题。
例如，我国作为一个发展中国家，缺乏化石燃料的强大资源支持，但却拥有丰富的生物质资源。
生物质液化技术的开发，就可以为我国提供更多的可再生能源，保障国家能源安全。
生物柴油是一种清洁燃料，它具有高燃烧效率、低排放、无毒害等优点，被看作是传统石油燃料的最佳替代品。
生物乙醇是一种可以制备为燃料的有机物，可以通过反应生成乙醇燃料，有着广泛的应用前途，如汽车燃料、化工行业、药品等。
四、生物质发酵技术生物质发酵技术是指将生物质转化为可供人类利用的化学品或其他有用材料的过程，如酒精、有机酸、气体、酶、单细胞蛋白、食品添加剂等。
生物质能利用技术
生物质能利用技术在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，生物质能作为一种可再生能源，其利用技术正逐渐成为研究和应用的热点。
生物质能来源于有机物，包括植物、动物粪便、垃圾等，具有广泛的来源和巨大的潜力。
生物质能的利用技术多种多样，其中生物质燃烧发电是较为常见的一种方式。
通过将生物质燃料，如木材废料、农作物秸秆等，在专门设计的锅炉中燃烧，产生高温高压蒸汽，驱动涡轮机转动进而发电。
这种技术相对成熟，但其效率在一定程度上受到燃料质量和燃烧条件的影响。
为了提高燃烧效率，减少污染物排放，相关的燃烧设备和净化装置不断得到改进和优化。
生物质气化技术也是一项重要的利用途径。
在气化过程中，生物质在缺氧的条件下受热分解，转化为合成气，主要成分包括一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些合成气可以用于发电、供热，或者经过进一步处理合成液体燃料，如甲醇、乙醇等。
与燃烧发电相比，气化技术具有更高的能源利用效率，同时产生的污染物相对较少。
然而，气化过程中产生的焦油等副产物的处理仍然是一个需要解决的技术难题。
生物柴油是生物质能利用的另一个重要领域。
它通常由植物油或动物脂肪与醇类（如甲醇）通过酯交换反应制得。
生物柴油具有与传统柴油相似的性能，但具有更低的硫含量和更好的环保性能。
其使用可以在不改变现有发动机结构的情况下，有效降低尾气排放对环境的影响。
不过，生物柴油的生产成本相对较高，限制了其大规模的推广应用。
目前，研究人员正在努力通过改进生产工艺、寻找更廉价的原料等途径来降低成本。
除了上述几种主要的利用技术，生物质发酵制取沼气也在农村地区得到了广泛的应用。
沼气池将畜禽粪便、农作物秸秆等有机废弃物在厌氧条件下发酵，产生的沼气可用于照明、炊事和发电。
这种技术不仅能够解决农村能源问题，还能对废弃物进行有效的处理，减少环境污染。
同时，沼渣和沼液还可以作为优质的有机肥料，用于农业生产，形成了一个良性的生态循环。
在生物质能利用技术的发展过程中，也面临着一些挑战。
生物质能的利用和转化技术
生物质能的利用和转化技术生物质能是指由生命存在过程中产生的形式多样的可再生能源，能源来源包括植物、菌物、海藻、海洋性动物、微生物以及农林废物等生物组织，这些生物组织含有太阳能的化学能、光合作用后形成的碳化合物和纤维素、木质素等多种化学能。
生物质能是一种可再生、可持续开发利用的清洁能源，目前在世界各国的能源结构中已经占有重要地位，生物质能的利用和转化技术也越来越成熟。
一、生物质能的利用生物质能的利用主要分为两种方式，一是直接利用，二是间接利用。
1. 直接利用直接利用指的是将生物质能直接作为燃料进行燃烧，将化学能转化为热能、机械能或者发电。
在这个过程中，生物质能释放出的二氧化碳总量与它在生长过程中吸收的二氧化碳总量基本相当，从而避免了由化石燃料燃烧所引起的温室气体排放。
直接利用生物质能的方式有木材、生物质薪炭、麻、秸秆等等。
2. 间接利用间接利用是指将生物质能先经过某种处理过程，如发酵、气化或者液化等，将化学能转化为气体、液体和固体，再以这些产品作为原料进行燃烧、化学反应或者制造等其他过程。
与直接利用相比，间接利用的能量利用效率更高，产品的种类也更加丰富。
常见的生物质能的间接利用方式有：生物甲烷、生物乙醇以及生物柴油等等。
二、生物质能的转化技术1. 气化技术气化技术是指将生物质能通过高温、低氧或者无氧条件下，在气化剂的作用下转化为气体的过程。
气化产物主要包括合成气、含酚气、氢气、碳氢化合物和二氧化碳等。
在此过程中，最重要的气化反应是生物质的碳化反应、气相裂解反应和氧化反应。
气化技术主要应用在生物质柴油和液态油气的制备过程中，也可以用于生产合成气，使其代替地下天然气的应用。
2. 发酵技术发酵技术是生物质能转化为可燃的液态燃料的一种技术。
该技术的基本原理是通过固定化微生物前处理生物质成果糖后进入发酵罐进行发酵过程，使成果糖转化为丙酮酸酯，再通过加热蒸发和分离，得到乙醇等液态燃料。
发酵技术在实际生产中有多种流程和方式，广泛应用于生产生物乙醇和生物丁醇。
生物质能利用原理与技术pdf
生物质能利用原理与技术一、生物质能转化原理生物质能是指利用有机物质（例如植物、动物废弃物、有机废水等）所蕴含的太阳能，通过生物转化技术将其转化为高品位、高能效的能源形式。
生物质能转化原理主要包括热化学转化和生物化学转化两种方式。
热化学转化包括燃烧、热解、气化等，生物化学转化主要包括厌氧消化、生物发酵等。
二、生物质燃烧技术生物质燃烧技术是最常见的生物质能转化技术之一，其原理是将生物质在炉膛内进行高温燃烧，释放出的热能可用来发电或供热。
通过优化燃烧条件，可提高燃烧效率，减少污染物排放。
三、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（主要为氢气、一氧化碳和甲烷等）的过程。
气化反应在缺氧或无氧条件下进行，通过热化学反应将生物质转化为气体燃料。
四、生物质液化技术生物质液化技术是将生物质转化为液体燃料的一种技术，主要方法有间接液化（生物油制备）和直接液化（生物燃料乙醇制备）。
间接液化是将生物质经过热解或气化生成气体，再通过催化剂作用转化为液体燃料；直接液化则是将生物质经过化学处理，直接转化为液体燃料。
五、生物质热解技术生物质热解技术是在无氧或少量氧存在下，将生物质高温热解为可燃气体、液体燃料和焦炭的过程。
热解产物中，气体主要成分为氢气和一氧化碳，液体主要成分为木焦油和木醋液，可用于化工原料或燃料。
六、生物质制氢技术生物质制氢技术是利用生物质在特定条件下分解产生氢气的过程。
该技术主要包括生物发酵制氢和光合作用制氢两种方式。
生物发酵制氢是通过厌氧发酵产生氢气，光合作用制氢则是利用光合细菌或藻类在光照条件下将二氧化碳和水转化为氢气。
七、生物燃料乙醇制备生物燃料乙醇是以淀粉、纤维素等含糖物质为原料，经过发酵、蒸馏等工艺制备而成的一种可再生能源。
制备过程中，淀粉、纤维素等物质经过糖化、发酵生成乙醇，再经过蒸馏提纯得到乙醇产品。
八、生物柴油制备工艺生物柴油是以动植物油脂为原料，经过酯交换反应生成脂肪酸酯类化合物，可作为柴油替代品使用的一种可再生能源。
生物质能利用技术及其应用
生物质能利用技术及其应用生物质能是指利用植物、动物等生物体来转化能量的一种能源形式。
随着全球对可持续发展的需求增加，生物质能的利用逐渐受到人们的关注。
本文将介绍生物质能利用技术及其应用。
一、生物质能利用技术1. 生物质气化技术生物质气化技术将生物质转化为一种含有可燃气体的混合气体，如合成气（Syngas），可供发电、提供热能和化工原料。
该技术的关键在于将生物质分解成由一氧化碳、氢气和其他气体组成的可燃性气体。
生物质气化技术的应用前景广泛，可以用于生产合成天然气，以及用于航空航天等领域的燃料生产。
2. 伯氏热解技术伯氏热解技术将生物质放入密闭的反应器中，在缺氧情况下进行高温（800-1000°C）和高压（20-40 bar）的处理，使生物质被分解为产生有机液体和气体的碳基化合物。
生产的有机液体可以用于制造石油替代品，如生物柴油和生物液化气，而气体主要用于发电和工业用途。
伯氏热解技术的优点在于可以处理多种类型的生物质，且产生的有机液体质量高、稳定性好。
3. 生物质热解技术生物质热解技术是将生物质在无氧或缺氧条件下进行加热处理，使其分解为产生有机倾向气体、固体和液体的化合物。
生物质热解技术不需要大量的氧气，所以对环境污染的风险也较低。
其中，生物质生物炭是一种多孔、高效吸水性、高热值的固体燃料，可以用于农业和工业。
二、生物质能应用领域1. 电力发电生物质气化技术和热解技术可用于电力发电。
生物质气化技术最大的好处是可以有效地转化生物质为燃料，应用于燃气轮机、内燃机和锅炉，可以提供洁净可再生的电力。
热解技术也被应用于为生物质能源发电，将空气和水加热制成高温高压蒸汽，然后用蒸汽驱动涡轮发电机，产生电力。
2. 燃料生产生物质可以用于生产燃料，如生物柴油和生物液化气。
伯氏热解技术可用于生产高质量的生物柴油，其性能与石油燃料相似，可应用于液体燃料的车辆。
生物液化气是一种有效的生物燃料，可用于燃烧器、壁炉和热水器等家庭用途。
生物质能利用技术
1.5 生物能的缺点
• 植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物；
• 单位土地面的有机物能量偏低； • 缺乏适合栽种植物的土地； • 有机物的水分偏多(50%～95%) 。
• 联合国粮农组织认为，生物质能有可能成为未 来可持续能源系统的主要能源，扩大其利用是 减排CO2的最重要的途径，应大规模植树造林 和种植能源作物，并使生物质能从“穷人的
净可再生能源系数（绿度）
• 可再生能源中有多少份额是真正可再生或者是真 正绿色的 ？ • 如风力发电设备的制造与安装要耗费自身150天 左右的发电量，考虑到其寿命为20年，则有较高 的绿度。 • 其他可再生能源，如光伏发电等，这个系数则要 低得多。
土地利用系数
• 单位土地的产出对类似我国这样土地资源匮乏 的国家十分重要！
全生命周期二氧化碳排放
• 用可再生能源的目的是开拓能源利用的新途径，使 能源的来源多样化，同时考虑到作物在生长时从大 气中吸收CO2，在随后作为燃料应用时放出CO2， 一吸一放，似乎CO2的排放应该为零。 • 但实际上，从生命周期考虑，有些生物燃料不仅没 有增添新的能量，相应的CO2减排的能力也很小。 • 所以，对任何可再生能源的作用必须从全生命周期 的效率和排放来考虑，这样才能有一个客观的评价。
1.4 生物能的优点
• 提供廉价能源(某些条件下)和低硫燃料； • 理论上不产生GHG，低含量的N，S化合物，可以 大量减少NOx，SOx等有毒气体排放，被称为“绿 色石油”； • 被称之为CO2中性的燃料。（对此持保留意见）
• 将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如城市垃 圾的集中处理)； • 与其它非传统性能源相比较，技术上的难题较少。
• 对燃料乙醇而言，甘蔗为较好的原料，但我国种 植面积有限。 • 对生物柴油来说，棕榈果实单位面积出油最多， 其他作物相对要小得多。 • 由于这个原因，东南亚及南美等地大量种植棕榈 树，甚至不惜砍伐雨林作为代价，从而引起新的 生态问题（如破坏了生物的多样性、影响CO2的 吸收等）。
生物质能利用技术
Xg一已知的相应干基成分(％质量分数)或发热值(kJ／kg)；
My——原料的收到基水分(％质量分数)。
部分生物质原料的工业分析结果如表2.2
部分生物质原料的元素分析的结果如表2.3所示
与同是固体燃料的煤炭相比，生物质原料的特点：
一名参观者在广西区农业厅展厅观看重49公斤的
“木薯王”
2．木薯生产燃料乙醇的工艺流程
其工艺特点：
(1)湿法粉碎工艺 (2)蒸煮、糖化采用诺维信(NOVOZYMES)热蒸汽喷 射．管道维持中温双酶法工艺
(3)大罐固定化酵母糖化连续发酵(或活性干酵母)法，罐 外冷却连续发酵
(4)五塔差压蒸馏工艺生产优质酒精
2.3.1 生物质液化
生物质液化：是指通过热化学或生物化学方法将生物
质部分或全部转化为液体燃料。
包括：
间接液化：指通过微生物作用或化学合成方法生成液体燃料。 eg:甲醇、乙醇
直接液化：指采用机械方法，用压榨或提取等工艺获得可燃 烧的油品。
eg：棉籽油等植物油
燃料乙醇
简介
燃料乙醇：乙醇又称酒精，是由C、H、O三种元素
堆积密度：即包括颗粒间空隙在内的密度， 一般在自然堆积的状态下测量。对固定床气化 工艺用得更多的是堆积密度。它反映了单位体 积物料的质量。
2．自然堆积角
当物料自然堆积时会形成一个锥体，锥体母线 与底面的夹角叫做自然堆积角(图2．24)。
自然堆积角的本质：
反映物料的流动特性。流动性好的物料颗粒在
很小的坡度时就会滚落，只能形成很矮的锥体，因 此自然堆积角很小。而流动性不好的物料会形成很 高的锥体，自然堆积角较大。 碎木材一类原料的自然堆积角一般不超过450，在固 定床气化炉中依靠重力向下移动顺畅。当下部原料 消耗以后，上部原料自然下落补充，形成充实而均 匀的反应层。而铡碎的玉米秸和麦秸堆垛以后，即 使底部被掏空，上面的麦秸依然不下落，这时的自 然堆积角已经超过了900而成为钝角，在固定床气化 炉里容易产生架桥、穿孔现象。
生物质能的利用技术
生物质能的利用技术摘要:发展生物质能是解决当今社会能源危机的一种有效方式。
秸秆作为一种典型的生物质能,在我国储量巨大,发展秸秆发电技术能够带来很大的经济效益并同时降低温室效应。
关键词:生物质能;秸秆;发电生物质能,又称为绿色能源,是地球上最广泛存在的物质,是一种古老的可再生能源。
目前,全球生物质能消耗量仅次于煤、石油、天然气,位居第4位。
根据生物学家估算,地球上每年生长的生物质能总量约1 400～1 800亿t,相当于目前世界总能耗的10倍。
我国生物质能也极为丰富,现在每年农业剩余物量约为6.50亿t,2010年将达到7.26亿t,相当于5亿t标煤。
如果考虑日益增多的城市垃圾和生活污水、禽兽粪便等其他生物质资源,我国每年的生物质资源达6亿t标煤以上,扣除一部分做饲料和其他原料,可开发为能源的生物质资源达3亿多吨标煤[1]。
1生物质能的概念据IEA国际能源署的定义,生物质能分为固体生物质、木炭、城市固体废弃物、生物液态燃料和沼气等,其直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固体燃料、液体燃料和气体燃料。
依据是否能大规模代替常规化石能源,而将生物质能分为传统生物质能和现代生物质能。
传统生物质能主要包括农村生活用途:薪柴、秸秆、稻草、稻壳和其它农业生产的废弃物和畜禽粪便等;传统生物质能主要限于发展中国家,广义来说它包括所有小规模使用的生物质能。
现代生物质能是指那些可以大规模用于代替常规能源即矿物类固体、液体和气体燃料的各种生物能。
2生物质能的特点生物质能作为优质的可再生能源,与传统的化石能源相比具有很多优点,这也是生物质能越来越被人们重视的原因。
生物质能的特点如下:2.1生物质能在燃烧的过程中,对环境污染危害很小生物质能在燃烧过程中排放的CO2可被等量生长的植物光合作用吸收,实现CO2零排放,这对减少大气中的CO2含量以及降低温室效应极为有利。
生物质能含硫量很少,在利用过程中,相比化石能源能够减少对环境的危害。
生物质能的利用技术研究
生物质能的利用技术研究生物质能是指从自然界及农林业生产过程中产生的有机物，如植物、动物及其废弃物、粮食加工剩余物、木材废弃物、城市垃圾等。
生物质能利用技术研究的目的是开发高效、可持续且环保的生物能源，以减少石油、煤炭等化石能源的使用，同时实现经济、社会和环境的可持续发展。
一、生物质能利用技术1.生物质直接燃烧：将生物质直接燃烧，产生热能，用于供热和发电。
这种燃烧方式最简单、直接、经济，但污染较大，且需要处理废弃物。
同时，由于燃料含水量及燃烧方式等因素的不同，其能源利用效率也不同。
2.生物质制气：将生物质制成可燃性气体，如生物质气、天然气和液化石油气等，可用于热电联产和交通运输。
生物质制气技术成熟，对环境污染较少，但需要大量的能源、原材料，且在处理水、气、渣等废弃物时也存在成本较高的问题。
3.生物质液化：将生物质经过转化制成生物质液体燃料（Bio-Liquid Fuel），如生物柴油、生物乙醇和生物丁醇等，可直接用于机械设备的燃料或添加到传统石油产品中使用。
生物液化技术相比于生物制气技术较为先进，但仍然需要解决质量控制和成本问题。
4.生物质发酵：将生物质发酵制成生物气体(Bio-gas)，如甲烷、氢气、二氧化碳等，用于发电和供暖。
生物质发酵技术具有潜在的经济和环境优势，但还需要大量的研究和发展。
二、生物质能利用的发展现状当前，生物质能利用技术已经得到了广泛的研究和应用，成为化石能源的重要替代品，广泛用于能源、工业、农业和交通等领域。
例如，欧盟于2018年发布的生物经济战略计划，旨在将生物经济作为创新、增长和就业的重要领域之一，并在2030年前实现可持续的生物经济发展。
中国也在加大生物质能利用技术的研究和应用力度，例如，推广生物质颗粒燃料和生物质气化炉，发展生物乙醇、生物柴油和生物丁醇等生物液体燃料，积极构建和优化生物质能利用产业体系，实现能源的可持续发展。
三、未来生物质能利用的前景随着人们对于环境保护和可持续发展的需求不断提高，生物质能利用技术将会得到更广泛的应用和发展。
《生物质能利用技术》课件
生物质能在交通领域的应用
生物质能在交通领域的应用主要包括 生物柴油、生物乙醇等替代燃料的使 用。这些替代燃料可以用作汽车、船 舶、飞机等交通工具的燃料，替代传 统的化石燃料。
《生物质能利用技 术》ppt课件
目 录
• 生物质能概述 • 生物质能利用技术 • 生物质能应用 • 生物质能发展前景与挑战 • 案例分析
01
生物质能概述
生物质能定义
生物质能定义
生物质能是指通过光合作用将太阳能转化为化学能，并储存在生物质中的可再 生能源。它是一种绿色、可再生的能源，具有低碳、环保、可持续等优点。
3
生物质热解技术的工艺流程较为复杂，需要高温 、真空等条件，投资和运行成本较高。
03
生物质能应用
生物质能在供热领域的应用
生物质能在供热领域的应用主要包括集中供热和分布式供热两种方式。集中供热主要应用于城市或工业园区，通过生物质锅 炉或生物质热电联产等方式，为大量用户提供热水或蒸汽。分布式供热则适用于小规模用户，如居民小区、办公楼等，通过 小型生物质锅炉或生物质壁挂炉等方式，满足用户个性化的供热需求。
生物质能在供热领域的应用具有环保、节能、经济等多重优势。与传统的化石能源相比，生物质能源燃烧产生的二氧化碳、 氮氧化物等污染物排放较少，有利于减少空气污染和温室气体排放。此外，生物质能源的利用还可以降低对化石能源的依赖 ，保障能源安全。
生物质能在电力领域的应用
生物质能在电力领域的应用主要包括生物质发电和生物质燃料电池等。生物质发电是指利用生物质能 转化为热能，再通过热能转化为电能的过程。生物质燃料电池则是利用生物质中的化学能直接转化为 电能的过程。
生物质能利用
生物质能的利用
目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。
生物质是一种通过大气、水、土地以及阳光产生的可再生的和可循环的有机物质，是一种持续性资源，包括农作物、树木以及其他植物以及其残体。
生物质如果不能通过能源或物质方式被利用，微生物会将它分解成基本成分水、二氧化碳以及热能。
因此，人类利用生物质作为能源来源，无论是作为粮食、取暖、发电或生产液体燃料，都符合大自然的循环体系。
生物质能开发利用有直接燃烧技术、物化转化技术、生化转化技术和植物油技术等形式。
生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。
据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重)，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。
但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。
生物质酒精加工
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。
生物质的直。
生物质能利用技术
1.3 生物质能的利用
• 生物质是人类用火以来，最早直接应用的能源。
• 储量大，地球上每年生物质能总量约 1400-1800 亿吨(干重），相当于目前每年总能耗的十倍。
• 生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能 源，在整个能源系统占有重要地位。
• The major technologies are: ➢Suspension burning ➢Atmospheric fluidised bed combustion
➢Bubbling fluidised bed boilers (BFBC) ➢Circulating fluidised bed boilers (CFBC)
Gasification
B
Combustion
Alt. Liquid fuels
Electricity
D
Electricity
Biochemical conversion of biomass
Raw Biomass
Combining of two steps proposed: simultaneous
– Consolidated bioprocessing: one reactor for enzyme production, hydrolysis, fermentation.
• May 2009 study from U.S. National Academy of Sciences:
– Ethanol yield with current known technology: ~260 liters/dry t biomass
生物质能利用技术
生物质能利用技术生物质气化发电研究进展[摘要]生物质能源因其清洁、无污染的特点越来越受到人们的重视，开发新的生物质能利用技术已成为当前的一个热点，生物质气化发电是利用生物质能源的一种新技术。
本文主要介绍了我国生物质气化发电的主要技术类型和生物质联合循环发电技术。
目前我国的生物质气化发电仅仅是初具规模，热效率很低且存在不少技术问题。
要利用气化发电技术创造良好经济效益，同时取得良好的环保效益，在解决技术性问题的同时，一定要因地制宜采用适宜的气化发电技术形式。
[关键字]生物质整体气化联手循环播发电气化发电一、生物质气化发电技术简介生物质气化发电先将生物质原料放到气化炉中气化，分解成的易燃气体再经过净化后供给内燃机或小型燃气轮机冷却助推发电机发电；这就是一种最有效率和最洁净的现代化生物质能利用方式，设备紧凑型污染太少，可以消除化解生物质燃料的能源密度高和资源集中的缺点【1】。
近几年来，我国的生物质发电技术研究获得了明显进步，趋向明朗。
生物质发电的发展方向就是联手循环发电(bigcc)以及一流的小型燃气轮机发电。
生物质气化发电技术是生物质能利用的一种有效方式，既有利于解决生物质直接燃用热效率不高的缺点，又可以发挥燃气发电设备紧凑而且污染少的优点，对改善我国以煤炭发电为主的电力生产结构，特别是对农村地区因地制宜提供清洁电力具有十分重要的意义。
二、生物质气化发电的主要技术类型【2】2.1固定床气化发电技术固定床气化炉又分成上吸式固定床气化炉、下吸式固定床气化炉、横吸式固定床气化炉、高兴式固定床气化炉。
应用领域最广泛的气化炉几乎都就是下吸式固定床气化炉，因为这种炉型生产量的燃气焦油含量较低，净化相对直观，负压操作方式，易于皮德盖，原料为木片、咖啡壳、玉米秸秆等各类生物质，生产强度为200kg/(m2·h)，燃气热值在4200~5000kj/m，使用内燃机发电机组。
目前我国生物质气化发电技术已推广到200多套，气化发电机组主要有3种规格，即60、160、200kw。
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生物质能利用技术(总8页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除生物质能利用技术摘要生物质是可再生能源之一，分布广泛且资源丰富，对其的利用将会是未来能源发展的重要方向。
为了了解生物质能利用技术，本文从沼气发酵工艺、燃料乙醇技术、直接燃烧技术、生物质热裂解、生物质气化、生物柴油这几个方向去介绍。
总结得出近阶段中国适合发展小型规模的生物质能转化工艺，等到废弃农作物较为集中时才适合发展大型化的生物质能转化工艺。
关键词：生物质，木质纤维素，燃料乙醇，生物柴油AbstractBiomass is one kind of the renewable energy, which is widely distributed and resourceful. Therefore, its utilization will be an important direction of future energy. In order to understand the biomass utilization technology, this paper will introduce from the biogas fermentation, fuel ethanol, direct combustion, biomass pyrolysis, biomass gasification, biodiesel. It is concluded that the development of small-scale biomass conversion technology is suitable now and the development of large-scale biomass conversion technology will not be suitable for China until the waste crops are concentrated. Key words: Biomass, Lignocellulose, Fuel ethanol, Biodiesel前言中国是一个“富煤少油缺气”的国家，事实上中国人均的煤炭资源也不多，仅为88吨/人，按照目前的开采速度，中国的煤炭在大约100年后即将枯竭殆尽。
一个国家的发展需要消耗能源作为代价，而化石能源供应紧张的现状及未来趋势严重制约中国的发展，开发新能源来替代化石能源的思路不仅可以改变现在的能源消费格局，而且还可以作为技术储备以备不时之需。
目前已知的新能源主要有太阳能、风能、潮汐能、核能、地热能、生物质能等，它们普遍都具有污染少、储量大的特点，而且有很多新能源分布均匀，对遏制能源引发的战争有重要意义。
其中，风能、潮汐能、太阳能受天气影响较大，核能的安全性使人类对其一直持有保守的态度，生物质能作为一种取之不尽用之不竭的可再生能源，分布广泛，可以用来代替化石能源，是相对有强发展潜力的新型能源。
人类对生物质能的利用可以追溯到五六十万年前第一次对火的利用，人类将生物质作为燃料产生火，而随着文明的不断进步陆续出现了更为高级的利用方式：发酵制酒精、制糖、制沼气，提炼植物油和动物油脂，热解液化，高温气化等。
生物质资源随处可见，而且其利用后产生的CO2与生成时吸收的CO2近似相等，即对环境的CO2排放近乎为零。
生物质能因其可持续利用性及环境友好性，已然成为社会关注的焦点和科学研究的重点。
目前生物质的利用技术主要方向有：生物质直接燃烧、生物质气化、生物质热解、燃料乙醇、生物柴油、沼气、制氢等。
这些方向所用到的技术各有差异性也有共同性，将这些方向的利用技术可以大致归为生化转化、化学转化、直接燃烧三类。
生化转化技术的特点是生物质经微生物或酶生化转化而变成酒精、生物柴油、沼气等燃料。
化学转化技术的特点是利用化学反应来生产燃料。
直接燃烧技术的特点顾名思义就是将生物质直接作为燃料燃烧，不同于传统的地方在于利用率更高、污染更小。
基于以上的一些观点，本文结合前人所做的研究以及目前已经商业化运作的工艺，对生物质能利用技术作一综述。
主要将其分为生物质能源的特点和分类、生物质的利用方向和方法两方面来介绍。
生物质能源介绍生物质是自然界中有生命的、可以生长的各种有机物质，它是由太阳能转化而来的以化学能形式储藏在生物质中的能量，包括动植物、微生物、粪便、污泥等。
它们的基本来源主要是绿色植物通过光合作用把水和二氧化碳转化成碳水化合物而形成的，地球上的植物通过光合作用每年吸收CO2约7000亿吨，合成有机物约5000亿吨。
据生物学家估算，地球陆地每年生产约1000~1250亿吨生物质，海洋生产约500亿吨，这个总量加起来换算成能量相当于全世界总能耗的10倍。
所以生物质能源是一个储量相当可观的潜在环境友好型能源。
1.1 生物质能源的特点首先，生物质的可再生性和资源总量丰富在前文中已有提到。
其次，生物质还具有低污染的特点。
生物质中的S、N元素含量低，在燃烧过程中生成的SOX 、NOX相对煤、石油来说是较少的，同时生物质在生成过程中消耗的CO2和利用时排放的CO2基本能达到平衡，从整个利用过程来看相当于没有排放CO2，对于缓解温室效应有一定的积极作用。
再者，生物质具有广泛分布的特点，有生命存在的地方就有生物质，而且可以稳定生成。
但是生物质能也有其不便的地方，虽有分布广泛的优点但同时也有着分布分散的缺点，不易集中利用以至于不适合发展大规模的工厂建设。
它能量密度低，不利于收集和运输，且有些含有水分易腐蚀储运设备。
1.2 生物质能源的分类生物质资源不仅数量庞大，而且种类繁多，形态多变。
通常可将生物质资源分为以下几大类[1]：（1）农作物类：主要包括产生淀粉的甘薯、玉米等，产生糖类的甘蔗、甜菜果实等。
（2）林作物类：主要包括白杨、桦树等树木类及苜蓿、象草、芦苇等草木类。
（3）水生藻类：主要包括海洋生的马尾藻、巨藻、海带等，淡水生的布袋草、浮萍等。
（4）微生物类：主要是可以进行光合作用的硫细菌和非硫细菌等。
（5）其它废弃物类：主要包括农产品的废弃物（秸秆、稻壳等）、城市垃圾、林业废弃物、畜业废弃物等。
生物质能利用方向和技术生物质种类的复杂显而易见，而生物质又是一种不可忽视的可再生资源。
每年农作物的秸秆就达到了6亿多吨，换算成标煤为2.15亿吨。
但是目前对生物质的利用主要还是集中在采用直接燃烧的方式，这样的方式不但能源转化效率低，而且也会造成严重的大气污染。
因此，探索新的高效生物质利用技术、开发出高品位的优质能源势在必行，对应复杂种类的生物质也应有不同的转化方式对其进行合理利用。
生物质能的利用方式主要可归为三类，即生化转化、化学转化和直接燃烧。
其中，生化转化包括发酵制沼气、水解发酵制乙醇等；化学转化包括生物质气化、生物质热解、高压液化、酯交换等；2.1 沼气发酵工艺沼气是一种混合气体，其组成不仅取决于发酵原料的种类及其相对含量，而且随发酵条件及发酵阶段的不同而变化。
沼气发酵的原料可以是农业剩余物（秸秆、杂草、树叶等），也可以是动物的粪便、水生植物、工业有机废水（酒糟、糖渣等）。
当沼气池处于正常稳定发酵阶段时，沼气的体积组成大致为：CH4（50~70%），CO2（30~40%），此外还有少量的CO、H2、H2S、O2和N2等气体。
为了达到较高的沼气生产效率，沼气发酵过程就要最大限度地培养和积累沼气发酵微生物，而沼气发酵微生物都要求适宜的生存环境，对温度、pH值等各种环境因素都有一定的要求。
沼气工艺就是在满足这些条件下进行的，使得产气量最高。
而该工艺往往会因为某一个因素没有控制到位，影响整个工艺的运转。
一般较为适宜的环境为：无氧、温度控制在30~60℃、pH值在6.8~7.4之间等[2]。
沼气工艺非常适合以农业为主的地区，就地取材方便，资源也是年年不间断地供应，所产生的沼气可以用于当地的能源供应，缓解农村地区能源供应的严重不足。
2.2 燃料乙醇技术乙醇蒸汽与空气混合可以形成爆炸性气体，其爆炸极限位4.3%~19.0%，利用这一点，乙醇可以作为内燃机的燃料使用。
目前燃料乙醇的使用方法有两种，其一是以乙醇为汽油的“含氧添加剂”，无水乙醇占汽油的10%（体积分数）；另一种是将无水乙醇部分或完全代替汽油作为内燃机燃料使用，当乙醇与汽油的混合比在25%以内时，不必对发动机做出调整也可以保持原有的动力。
目前燃料乙醇的主要原料为淀粉类、糖类、木质纤维素类生物质原料，单糖和二糖可以直接通过乙醇发酵菌种发酵转化成乙醇，而淀粉、纤维素、半纤维素需要通过预处理、水解等途径转化成单糖或者二糖后才可利用乙醇发酵菌种进行发酵。
但是用淀粉类、糖类生物质生产燃料乙醇存在一个与人争粮、与田争地的问题，而纤维素类原料主要是一些秸秆、果壳、落叶等农林废弃物，所以采用纤维素类原料水解后转化成燃料乙醇是一个较好的选择。
然而纤维素类生物质的水解却成为了一个难题，纤维素水解无论在常温下还是在高温下速度都很慢、需要添加催化剂才能显着地进行。
虽然半纤维素容易水解，但是植物中半纤维素与纤维素交织在一起，故只有当纤维素被水解时，半纤维素才能被水解完全。
木质素作为纤维素外层的保护层，影响着纤维素的水解。
因此，木质纤维素发酵制乙醇首先要对原料进行切碎研磨，使原料的粒度尽可能的小，也有使用蒸汽爆破法预处理的方式提高酶可及性[3]，再使用催化剂对木质纤维素进行水解。
其中，水解采用的催化剂分为三种：稀酸、浓酸和酶。
稀酸水解的速度较快，一般在1%浓度的稀硫酸测催化剂作用下，温度为215℃，停留时间3min时能得到50~70%的糖产率。
浓酸水解的时间较长，在酸固比为2时，硫酸浓度在30~80%，反应时间为165min，水浴温度在95~120℃时，单糖收率最佳可达到90%以上[4]。
酶水解的时间较长，一般在1~2天左右，单糖产率可达95%。
根据这些催化特性，有学者研发出酶酸联合水解来处理木质纤维素，酶解温度在50℃，pH为4.8，水解时间为60h时，水解率达到了91.71%[5]。
2.3 直接燃烧技术生物质的直接燃烧是最简单的技术，理论上而言各种生物质都可以用于燃烧发电，燃烧所产生的气体温度大约在800~1000℃，但是实际上含有高水分的生物质并不适合直接燃烧。
生物质相对于化石燃料具有含碳量低、含氧量高、挥发分多、含硫量低的特点。
因此，生物质的热值并不高但是较易燃烧。
将生物质与煤混合燃烧进行发电是一个较好的选择。
城市垃圾也是属于生物质的一种，目前中国处理城市垃圾主要还是停留在填埋的阶段，垃圾填埋对土壤、水环境、局部空气环境造成的影响非常大。
垃圾焚烧发电首先将可燃性垃圾干燥、粉碎、压制成型后再送入炉膛内燃烧，这样不仅可以利用垃圾所含有的能量，更是将垃圾的污染进一步降低了。