生物质能的应用

对生物质气化发电系统进行了研究。我国缺电、电价高是普遍存在的问题。我国已经向世界承诺了节能减排，这个目标需要全国的共同努力。有些地方出现的不合理限制用电，随意拉闸限电的做法，这是不合节能减排的初衷的，是违背发展的，不可取的。传统的火力发电因煤炭资源的日益匮乏，难以达到节能减排的低碳要求，是难以持续发展下去的。而生物质发电可以在相当程度上既可解决能源短缺问题，又可解决环境污染问题，终将成为发展的必然趋势。但目前为止，我国乃至世界的生物质气化发电装置和技术还有待于进一步的研究完善。
HATC系统：组成：原料喂入系统、空气流化床或移动床气化器、净化设备、燃烧器、热交换器、燃气轮机发电系统；特点（与IGCC区别）：气化后产生的热可燃气可在相邻燃烧器（热交换器）中燃烧，因而净化系统较为简单，只需旋风分离除去杂质颗粒。燃气轮机可在干净的热空气下运行，以减少气化后可燃气中焦油和杂质对燃气轮机造成损害。但功率较低（0.5-3MW）。
对生物质的热裂解技术有了简单的理解。生物质热裂解指的是生物质在完全没有氧或者缺氧条件下热降解最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的比例取决于热裂解的工艺和条件：低温慢速裂解产物以木炭为主，中温快速裂解产物以生物油为主，高温闪速裂解（700-1100摄氏度）产物以可燃气体为主（可用于供热、生物质气化发电等，为主要研究内容）。
从80年代开始，我国已经有了一些生物质气化发电的成功案例。我国研制的由固定床气化器和内燃机组成的稻壳发电机组，利用碾米厂的废料驱动的发电机组等都已经达到200kW，达到了实用阶段。生物质气化器是气化系统的核心设备，分为固定床气化器（气化反应在一个相对静止的物料床中进行，即物料相对于气流静止）和流化床气化器（流体流过固体颗粒层时，带动固体像流体一样运动的流态化）。流化床产生较晚，具有气固接触混合充分，温度场均匀的优点，已经得到了普遍应用。
了解了一些生物质的物理特性。生物质物料的粒度、形状、粒度分布等都是影响生物质能利用的因素。这也为生物质的气化、压缩成型提供了最基本的理论依据。生物质原料太大，则不利于燃烧和燃烧充分；粒度太细小，也不能保证氧气的充分供应。并且粒度过大会在小型气化器中产生“架桥”现象，最终导致气化器结渣。因而为保证经济性，应当对生物质的形状作出一定的要求。此外，生物质物料的密度、堆积密度、摩擦和流动特性角、导热性等也会对气化器及燃烧设备等作出一定的要求。
对生物质气化的原理、影响因素及应用等有了一定的理解。生物质气化其实就是利用空气中的氧气作为气化剂，与生物质原料中的碳在无氧或者缺氧条件下反应生成可燃气体的过程。气态燃料比固态燃料在使用上有许多优良特性：燃烧易于控制，不需要大量的过量空气，污染小，等等。总的来说，生物质气化可将低品质固态生物质转换成为高品位的可燃气体，因而具有广泛的应用领域，如供热、生物质发电等。
能源的消耗量一直处于增长态势，然而化石能源日益减少，既要保证有足够的能源来维持社会的正常发展，又要应付化石能源的紧缺及其产生的一系列环境污染问题。为缓解能源需求的压力，兼顾经济增长和环境保护，开发使用可再生资源已经成为大势所趋。
据预测，到21C下半叶，石油和天然气将不可避免的面临枯竭问题。生物质能和太阳能必将获得迅速发展，直至形成以生物质能和太阳能等可再生能源为主体的世界能源系统。
我国缺电、电价高是普遍存在的问题。我国已经向世界承诺了节能减排，这个目标需要全国的共同努力。有些地方出现的不合理限制用电，随意拉闸限电的做法，这是不合节能减排的初衷的，是违背发展的，不可取的。传统的火力发电因煤炭资源的日益匮乏，难以达到节能减排的低碳要求，是难以持续发展下去的。而生物质发电可以在相当程度上既可解决能源短缺问题，又可解决环境污染问题，终将成为发展的必然趋势。但目前为止，我国乃至世界的生物质气化发电装置和技术还有待于进一步的研究完善。
就我国具体情况来说，无论从解决我国能源短缺问题，还是从生态环境保护出发，对生物质能的转化和利用都将是一个迫在眉睫，千秋万代惠及子孙的大课题。大部分地区农村能源短缺，使用生物质燃料的方式还仅仅是传统的炉灶直接燃烧，利用水平十分低下。而生物质燃料，如秸秆等的相对过剩，又产生了生物质如何处理的问题，近几年来农业废弃物的烧荒引起了大面积的烟雾污染，导致大气质量的极度恶化。
了解了生物质的燃烧特性。虽然不同的生物质物料燃烧特性不同，但是也有其共性。总的来说，生物质含炭少，水分多，使得发热量较低。生物质中的炭、氢易结合为化合物，易挥发，因而生物质物料易燃，但在燃烧过程中需要大量的空气。而由此产生的空气预热问题也需要能量的供应。
对现在农村等地常用的省柴灶、燃池等有了一定的了解。其热效率始终较低，并严重危害环境，因而为生物质能源的集中、高效利用--生物质发电提供了又一个理论可行性依据。我们完全可以先将充足的生物质能源集中在一起，进行必要的处理，进而利用这些生物质燃料进行较高效率的使用，使其中的化学能先转化为电能，再由输电系统输送到千家万户。这也是对环保有利的。生物质发电产生的草木灰等还可以用作化肥原料输出，提高利用率。
对生物质压缩成型技术有了一定的理解。生物质原料松散，给采集、运输等造成了不便，因此很少具有商业价值。而加工后的成型燃料粒度均匀，密度较大，利于运输和储存。燃烧特性也有很大改善。甚至可以进入普通人家代替薪柴、煤，既经济实用又有助于提高热效率。这在国外已经有了很多成功的例子。生物质压缩成型后，密度、耐久性、燃烧特性都有了质的改善，大大提高了燃料的品位，具有中质煤的燃烧特性，利用率高，温度较为恒定。
因此我认为，生物质发电有极其广泛的前景，虽然现在并未得到足够的重视，但它终将是时代发展的趋势，这是无可置疑的。火力发电作为西洋产业，已经到了发展的瓶颈，并充分暴露了其难以弥补的不足之处。不能只顾眼前的成就和利益，要以长远的眼光看待问题，想他人所未想，敢于做他人所未做，勇于做一名学科领域的开拓者。
读了化学工业出版社出版的《生物质热化学转换技术》，《生物质能利用原理与技术》等几本关于生物质能源利用的书籍，并找师兄要了些有关生物质压缩成型和气化技术的资料，进行了一些学习。对生物质能的能源地位和今后的广泛前景有了更加深刻的理解，并针对生物质能的优缺点，进行了学习与分析。并对生物质能直接燃烧技术，主要是传统燃烧过程的不足和锅炉燃用生物质燃料的优势及产生的一系列问题有了一定的了解。此外，对生物质压缩成型技术的发展历史、原理以及工艺技术和生物质气化发电技术等有了初步的认识。下面作一下总结：
对生物质炭化技术进行了简单的了解。在我国，木炭除了用作生活能源之外，还广泛应用于冶金、化学工业等方面。生物质炭化设备的优劣对木炭的燃烧性能有决定性的作用。传统的制炭原料是木材，不利于环保的要求。而使用木材加工过程中产生的下脚料，即生物质废料--锯末、刨花等材料，使用特殊的生产线先制棒，再由木炭生产设备制成木炭，有利于废弃物的利用，既解决了环境污染又能创造出难以想象的经济效益。
目前世界上最先进的生物质气化发电技术均采用燃气轮机发电机。该系统包括两种技术：IGCC技术--整合气化联合循环系统和HATC技术--热空气汽轮机循环系统。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
IGCC系统：组成：物料预处理设备、气化设备、换热设备（余热锅炉）、燃气轮机、蒸汽轮机等；功率：7到30MW；效率：35%-40%。气化器为循环流化床净化方式，采用陶瓷滤芯过滤器、焦油裂解炉、焦油水洗塔。系统特点：容量大，自动化程度高，系统效率高。
然而，生物质能源的使用也不可避免的需要解决许多利用过程中产生的具体问题。要合理的利用生物质资源，就要首先分析生物质中各组分的含量。首先，生物质燃料中含有一定的水分，并且根据生物质种类的不同而有差别，这对生物质能源的使用时不利的。水分是生物质中的杂质，含水多的生物质着火困难，并且因水分在燃烧过程中的蒸发汽化会带走很多的热量，这会导致热效率的降低。 其次，生物质中的挥发分也因种类的不同而有差别，总体来说生物质中的挥发分含量很高，易于着火燃烧，但燃烧时的火焰温度比煤低。 再次，生物质燃烧过程中产生的少量碱金属氧化物和氯化物对生物质转换装置的结渣和腐蚀起重要作用，但生物质中的灰分可以用作农田的肥料，促进循环利用，这是煤炭等能源燃烧所不能比拟的。
生物质能具有广泛的使用价值，生物质中可以被当做能源加以利用的部分称为生物质能。而生物质，通常指的是秸秆，稻壳，锯屑以及生活垃圾等。
生物质能是唯一既具有矿物燃料属性，又具有可储存，运输，再生特点，较少受自然条件制约的能源。因此，生物质能以其不可替代的优势而受到了关注。
生物质能具有许多优点：1.分布十分广泛，储量远比石油丰富，并且可以不断再生，而生物质能仅作为能源来利用的还不到总量的1%； 2.生物质资源经深层转化后可以生成甲醇，液氢等燃料，并且不含石油中提取而来时附带的多种有害成分，如产生二氧化硫，氮氧化物等环境污染和温室效应的气体； 3.生物质能的开发利用，可以为农村等地提供廉价能源，以促进经济的发展和生活的改善，还可增加农村就业力。巴西利用生物质的酒精工业提供了20万个工作岗位便是很好的例子； 4.在贫瘠的或者被侵蚀的土地上种植能源作物可以改善土壤，改善生态环境，提高土地利用程度。