生物质能发电技术及其分析
生物质能发电原理
生物质能发电原理生物质能发电是一种利用生物质作为燃料来发电的技术。
生物质包括植物、动物等有机物质,如木材、农作物废弃物、食品废料等。
利用这些生物质作为燃料来发电,不仅可以有效回收利用有机废弃物,还可以减少对传统化石燃料的依赖,降低温室气体排放,具有重要的环境和经济效益。
一、生物质能燃烧发电原理生物质能燃烧发电是目前最常用的生物质能发电技术。
其基本原理是通过燃烧生物质燃料释放的热能来获得蒸汽,进而驱动涡轮发电机发电。
其具体过程如下:1. 原料处理:生物质燃料经过破碎、干燥等处理工序,得到适合燃烧的小颗粒物。
2. 燃烧过程:将处理后的生物质颗粒物送入锅炉,进行燃烧。
在燃烧过程中,生物质燃料中的可燃物质在氧气的存在下发生反应,产生高温和燃烧产物,其中最主要的产物是二氧化碳和水蒸气。
3. 热能转化:锅炉中的燃料燃烧释放的热能被传递给水,使水转化为高温高压的蒸汽。
4. 涡轮发电机组:高温高压的蒸汽推动涡轮发电机组转动,通过转动的涡轮产生电能。
5. 发电输送:发电机组产生的电能通过输电网输送到用户端,为人们的生活和生产提供电力支持。
生物质能燃烧发电技术具有成熟的产业化应用,其中关键的环节是燃烧过程和热能转化。
优化燃烧过程和提高热能转化效率是提高生物质能发电效率的重要手段。
二、生物质气化发电原理除了燃烧发电,生物质气化发电是另一种常见的生物质能发电技术。
该技术通过将生物质颗粒物在高温和缺氧条件下转化为可燃气体,再利用气体发电。
其具体过程如下:1. 生物质气化:生物质燃料经过粉碎、干燥等处理工序后,进入气化炉。
在气化炉中,生物质在高温和缺氧条件下发生热解和干馏反应,生成可燃的合成气体,主要成分为一氧化碳、氢气和甲烷等。
2. 合成气净化:气化产生的合成气中含有较多的杂质,需要进行除尘、脱硫、脱氮等处理,以便保护后续设备的正常运行。
3. 合成气发电:经过净化后的合成气进入内燃机或燃气轮机,产生动力,驱动发电机发电。
生物质斯特林发电
生物质斯特林发电
生物质斯特林发电是一种利用生物质能进行发电的技术,它通过斯特林发动机将生物质燃烧产生的热能转化为机械能,进一步转化为电能。
这种发电方式具有许多优点,包括可利用各种生物质作为燃料,能源利用效率高,环境污染小等。
生物质斯特林发电系统主要由生物质燃烧装置、斯特林发动机和发电机等组成。
生物质燃烧装置负责将生物质燃料燃烧产生热能,斯特林发动机则将热能转化为机械能,发电机则将机械能转化为电能。
与传统的火力发电相比,生物质斯特林发电的燃料成本较低,同时其运行成本也较低。
此外,由于生物质燃烧后产生的二氧化碳可以与植物的光合作用抵消,因此生物质发电具有较低的碳排放,有助于减缓全球气候变化。
然而,生物质斯特林发电也存在一些挑战和限制。
首先,生物质能源的生产和使用可能受到地区和气候的限制。
其次,生物质能源的生产需要大量的土地和资源,可能会对环境造成一定的影响。
此外,生物质燃料的生产和使用过程中也需要注意安全问题,防止火灾等事故的发生。
总的来说,生物质斯特林发电是一种具有潜力的可再生能源技术,具有广阔的应用前景。
随着技术的不断进步和成本的降低,相信这种发电方式将会在未来得到更广泛的应用和推广。
生物质能发电再生能源的利用
生物质能发电再生能源的利用生物质能作为一种重要的再生能源,具有广泛的应用前景。
在当前全球温室气体排放和能源安全问题的背景下,生物质能发电被广泛看好,被认为是未来能源发展的重要方向之一。
本文将探讨生物质能发电的原理与技术,以及其在可持续能源发展中的作用。
一、生物质能发电的原理与技术1.1 生物质能发电原理生物质能发电是通过将有机物质(如木材、农作物秸秆等)转化为可燃气体或液体燃料,通过燃烧释放热能,再驱动发电机组产生电能的过程。
这一过程可以被概括为生物质能转化为热能,再转化为电能的能量链。
1.2 生物质能发电技术生物质能发电技术主要包括气化发电、液化发电和生物质燃烧发电三种方式。
气化发电是将生物质通过气化设备将其转化为合成气体,再通过燃烧产生热能,最后利用蒸汽发电机组将热能转化为电能。
液化发电则是将生物质转化为液体燃料,再利用内燃机或燃气轮机发电。
生物质燃烧发电是将生物质直接燃烧产生热能,再利用蒸汽发电机组转化为电能。
二、生物质能发电的优势与挑战2.1 优势生物质能作为一种再生能源,具有诸多优势。
首先,生物质资源广泛,可再生性强,不会像化石能源那样枯竭。
其次,生物质能的燃烧过程中排放的二氧化碳几乎等于其生长过程中吸收的二氧化碳量,具有循环利用的特点,可有效降低温室气体排放。
此外,生物质能发电技术相对成熟,应用范围广泛,能够满足不同规模和需求的能源供应。
2.2 挑战然而,生物质能发电也面临一些挑战。
首先,生物质资源的获取和利用需谨慎考虑,过度采伐和不合理利用生物质可能导致生态环境破坏。
其次,生物质能发电技术对燃料的质量要求较高,如水分含量、灰分含量等,需要进行适当的处理和调节。
此外,生物质能发电的经济性也需要进一步提高,降低成本,以使其更具竞争力。
三、生物质能发电在可持续能源发展中的作用生物质能发电在可持续能源发展中发挥着重要的作用。
3.1 减少温室气体排放生物质能发电的燃烧过程中,排放的二氧化碳几乎等于生长期间吸收的二氧化碳量,实现了碳排放的循环利用,对减少温室气体排放起到了积极作用。
生物质发电技术的研究现状与发展趋势
生物质发电技术的研究现状与发展趋势生物质是指由生物质原料或生物质废弃物制成的固体、液体或气体能源,生物质能可以替代传统能源,是一种清洁的可再生能源,因此在全球能源结构调整中具有重要意义。
生物质发电技术是将生物质能转换为电能的一种方式,目前已成为发展生物质能产业的重要手段。
本文将从技术现状、市场前景和发展趋势三个方面对生物质发电技术进行分析和展望。
一、技术现状生物质发电技术是将生物质资源转换为电能的一项技术,包括燃烧发电、气化发电、液化发电、生物能发电等多种形式。
其中,燃烧发电是应用最为广泛的方式,主要是将生物质直接燃烧产生蒸汽再驱动发电机发电。
气化发电则是将生物质转化为可燃气体后再利用燃烧发电;液化发电则是将生物质转化为液态燃料后再利用内燃机或汽轮机发电;而生物能发电则是利用微生物、植物等生物体将生物质转化为可用能源。
由于每种方式都有其特定的技术难点和适用范围,因此在实际应用中需要根据生物质种类、能量利用途径、能源需求等情况进行选择,并综合考虑经济效益和环保效益。
二、市场前景生物质发电技术作为清洁能源之一,在全球范围内得到了广泛关注和追捧。
目前,欧洲、北美、日本等发达国家已经形成了较为成熟的生物质发电产业链,涉及生物质种植、采集、加工、运输、转换、输电等环节,年发电量不断增长。
而在我国,生物质发电产业还处于起步阶段,但在国家政策的支持下,也在逐渐发展壮大。
特别是在农村,生物质发电技术可以有效解决废弃物处理问题,同时也可以为地方居民提供电力,因此发展潜力较大。
加上生态环保和资源循环利用意识的提升,生物质发电在未来有望成为我国可再生能源发电源之一。
三、发展趋势随着全球环境保护意识的不断增强和传统经济模式的转型升级,生物质发电技术将迎来新的发展契机。
一方面,新技术的出现将进一步提高生物质发电的效率和环保性。
例如,生物质气化发电技术和液化发电技术的发展,有望提高生物质能利用效率和电力产出效益,同时减少废弃物排放量,促进资源循环利用,符合现代环保理念和可持续发展要求。
生物质能发电
====Word行业资料分享--可编辑版本--双击可删====生物质能发电一、生物质能发电的原理及其范围:生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。
二、生物质能发电的优点和缺点:优点:首先,与风能、太阳能比较,生物质能是优质能源商品,与风能的不稳定性以及夜间后半夜风力强等特点导致对电网的负荷冲击等缺点相比,具有发电稳定的优势。
其二,生物质能发电厂基本上都可以建设在县城经济的工业园区内。
因此生物质能发电厂可以直接利用进行上网供电。
其三,生物质能发电厂由于是建设在县城经济工业园区,是在大电网的末端,又是县城经济电量消费的负荷中心。
这样生物质的电厂的建设有利于电源合理布局,支撑整个电网的安全稳定,有利于降低电网的线损。
这样生物质能电厂的建设有利于电网的科学调配电量,有利于电网的节能增效。
其四,生物质能发电厂能够实现拉动内需带动就业,加快社会主义新农村建设,以及工业反补农业和林业。
其五,生物质能发电厂的建设能够帮助县城经济工业园区建设成循环经济园区。
其六,生物质能发电厂的灰渣是很好的复合肥料。
其七,一个生物质电厂(30MW高温超高压中间再热的循环流化床热电厂)一年利用的20万吨农业、林业废弃物减排的二氧化碳温室气体约为18万吨,节约标准煤约为8万吨,生产的复合肥约为4万吨,生态环境意义是显而易见的。
其八,目前我国已经有企业成功的将自主创新的先进循环流化床燃烧技术应用于生物质发电厂。
缺点:1 技术不成熟2 发电成本高三、我省的现状及发展趋势我国政府十分重视包括生物质直燃发电在内的可再生能源产业发展。
《可再生能源法》等法律法规的颁布实施,推动了生物质直燃发电设备的研发、制造,利好政策使生物质能发电项目在中国日益呈现星火燎原之势,促进了相关产业的快速健康发展。
国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目,颁布了《可再生能源法》,并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策,从而使生物质发电,特别是秸秆发电迅速发展。
生物质能发电
生物质能发电
生物质能发电是利用生物质资源进行发电的一种可再生能
源技术。
生物质指的是植物的有机物质,包括农作物秸秆、木材、木屑、麦秸、稻壳等。
生物质能发电的过程一般包
括生物质燃烧、气化或发酵等方法,将生物质转化为热能
或燃气,然后通过燃气发动机、蒸汽涡轮机、燃气轮机等
设备产生电力。
生物质能发电的优点包括:1. 可再生性:生物质资源广泛
存在,具有大量的再生潜力,可避免对传统能源的过度依赖。
2. 减少温室气体排放:生物质能发电通过燃烧生物质
释放的二氧化碳,与生物质在生长过程中吸收的二氧化碳
相平衡,使其对全球气候变化的影响较小。
3. 垃圾和农作
物废弃物的综合利用:生物质能发电可以有效利用废弃农
作物和农业生物质废弃物,减少了垃圾的处理负担。
然而,生物质能发电也存在一些挑战和限制。
首先,生物
质资源的供给不稳定,受季节、气候和地理因素的影响较大。
其次,生物质料理过程中产生的废弃物需要妥善处理,以避免对环境造成负面影响。
此外,生物质能发电技术的
成本相对较高,需要进一步的技术进步和规模化生产来降低成本。
总的来说,生物质能发电是一种可持续发展的能源解决方案,对于引导能源结构的转型和减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
随着技术的不断进步和经济的发展,相信生物质能发电将在未来发挥更大的作用。
生物质发电
生物质发电随着能源需求的增长,环境问题和气候变化变得越来越严重,越来越多的国家和地区开始探索新的清洁能源。
生物质能作为一种能源资源,在近年来备受关注。
生物质发电就是将生物质作为燃料,通过燃烧或生物化学反应来制造电力的过程。
生物质发电的本质是通过利用生物质材料中含有的化学能来制取电能,既能满足电力需求,同时也能减少对环境的负面影响和碳排放。
本文将探讨生物质发电的优势、发展现状、技术路线等方面。
一、生物质发电的优势1、生物质资源丰富生物质发电的燃料可以是众多的有机废弃物,如农业废弃物、林业废弃物、食品废弃物等。
其中较有代表性的是木材和秸秆等。
由于生物质资源的广泛分布,采购成本低且易于获取,因此生物质发电在可持续发展方面具有较大的优势。
2、清洁环保生物质燃烧产生的二氧化碳与生物质的吸收和分解之间形成了一种生物地球化学循环,从而减少了温室气体的排放,对环境污染的影响与化石能源相比更小。
生物质发电的排放物主要是水蒸气和少量二氧化碳,因此其对空气质量的影响也很小,这种清洁能源将有助于改善环境污染的状况。
3、可再生性高相比石化和核能源等一次能源,生物质能的可再生性更高,因为生物质能可以通过农业、林业和园艺等手段重新得到。
杂草、颗粒膨大、纤维类废弃物等也可以转化为生物质能。
二、生物质发电的主要技术路线生物质发电的主要技术路线包括热力学和生物化学路线。
前者是通过燃烧生物质产生蒸汽直接发电,后者是通过生物化学反应将生物质分解成可燃性气体或液体,再以此产生蒸汽并发电。
1、热力学路线热力学路线主要是利用生物质的热量来产生蒸汽,这种蒸汽驱动涡轮发电机产生电能。
基本热力学发电流程包括加料、预处理、燃烧、蒸汽化、发电和废弃物处理。
2、生物化学路线生物化学路线主要是通过生物质发酵产生的气体来发电,具有很高的能量效率。
生物质发酵的初级影响是生物质水解成糖,然后细菌通过之后的发酵作用把糖稳化为有用的甲烷酸。
再通过高温压缩生成生物质天然气(Bio-gas)用于生物质发电,发电机组将这些能量转换为电能。
生物质能发电技术经济性与环境效益分析
生物质能发电技术经济性与环境效益分析引言:随着能源需求的不断增加和对可再生能源的关注度提高,生物质能作为一种可再生能源,受到了广泛的关注。
生物质能发电技术是一种将各种有机废弃物转化为电能的过程,具有潜力在减少碳排放、降低温室气体排放、减少对化石燃料的依赖等方面产生积极影响。
本文将对生物质能发电技术的经济性和环境效益进行分析。
一、生物质能发电技术的经济性分析1. 成本分析生物质能发电的成本主要包括原材料成本、设备成本、运行维护成本等方面。
生物质能发电原材料主要来源于农作物秸秆、木屑、餐厨垃圾等。
与传统燃煤发电相比,生物质能发电消耗的原材料成本更低,且原材料更为丰富,可以有效降低能源成本。
2. 发电效率分析生物质能发电的发电效率受到多种因素的影响,包括燃料种类、发电设备效率等。
不同种类的生物质能源在转化为电能时有不同的效率,例如,废弃农作物秸秆利用效率可以达到30%左右,而纤维素能源的利用效率更高。
此外,改善发电设备效率也可以提高生物质能发电的经济性。
3. 政策支持分析政府对于生物质能发电技术的政策支持也是影响其经济性的重要因素。
政府可以通过制定优惠政策,如降低生物质能发电企业的税收、提供财政补贴等,来降低生物质能发电技术的成本,并提高其经济性。
二、生物质能发电技术的环境效益分析1. 减少温室气体排放生物质能发电技术利用的原材料主要是有机废弃物,其燃烧过程中所释放的二氧化碳与植物在生长过程中吸收的二氧化碳相近。
相比传统的化石燃料发电,生物质能发电可以显著减少温室气体排放,有助于应对气候变化。
2. 降低空气污染生物质能发电的燃烧过程中产生的排放物主要是二氧化碳、水蒸气和少量的颗粒物。
相比于燃煤发电,生物质能发电技术几乎不会产生硫化物、氮氧化物等有害气体,有效降低了大气污染物的排放,改善了环境空气质量。
3. 促进可持续发展生物质能发电技术利用的原材料来自农作物秸秆、木屑等,可以解决废弃物处理和农田秸秆的问题,有效促进农业废弃物的资源化利用。
能源工程中的生物质能发电技术资料
能源工程中的生物质能发电技术资料在能源工程领域中,生物质能发电技术具有重要的地位和作用。
生物质能发电技术,即利用生物质作为燃料,通过燃烧或气化等方式转化为能量,进而驱动发电机组发电。
本文将详细介绍生物质能发电技术的相关资料,以及其在能源工程中的应用。
一、生物质能发电技术资料1. 生物质能介绍生物质是指来源于植物和动物的有机物质,包括木材、秸秆、农作物废弃物、食品加工废弃物等。
生物质资源广泛,易获取,是可再生能源的重要组成部分。
2. 生物质能发电技术分类生物质能发电技术主要包括直接燃烧发电、气化发电和生物质废弃物发电。
直接燃烧发电是将生物质直接燃烧,产生热能,再通过蒸汽发电机组转化为电能。
气化发电是将生物质气化为合成气,再通过燃气发电机组进行发电。
生物质废弃物发电是利用农作物秸秆、木屑等废弃物通过发酵和厌氧消化等方式产生沼气,再通过沼气发电机组发电。
3. 生物质能发电技术优势生物质能发电技术具有以下优势:(1)可再生性:生物质是一种可再生资源,可以不断获取和利用,有效缓解能源短缺问题。
(2)环保性:生物质能发电过程中的排放物相对较少,不会对环境造成明显的污染,符合可持续发展理念。
(3)废弃物综合利用:生物质废弃物可通过发电技术转化为电能,实现资源的综合利用,减少废弃物对环境的负荷。
二、生物质能发电技术在能源工程中的应用1. 农村电力供应生物质能发电技术在农村电力供应中起到重要作用。
农村地区常常存在着电力供应不足的问题,而农作物秸秆、柴草等生物质资源丰富。
利用这些资源进行生物质能发电,可以满足农村地区的电力需求,促进农村经济发展。
2. 工业生产用能生物质能发电技术可用于工业生产过程中的能源供应。
许多工业生产过程需要大量的能源,而利用生物质作为燃料,既能满足能源需求,又减少对化石能源的依赖,降低能源成本和环境影响。
3. 城市垃圾处理城市垃圾中含有大量的有机物质,是理想的生物质能发电原料。
通过垃圾气化或沼气发电技术,将城市垃圾转化为电能,可以实现垃圾资源化利用和减少垃圾对环境的污染。
生物质能发电技术的研究与创新
生物质能发电技术的研究与创新随着全球对于环境保护的日益重视,绿色能源问题逐渐成为一个不可忽视的话题。
在众多的绿色能源中,生物质能发电技术具有得天独厚的优势,不仅能有效缓解能源短缺的压力,还能减小大气污染的程度。
因此,生物质能发电技术的研究与创新受到越来越多的关注。
一、生物质能发电技术的概念及优势生物质能发电技术是指以植物、动物及其代谢所产生的各种副产品和废弃物作为原料,通过高温高压等技术手段转化为生物质能,并利用发电机发电的技术。
相对于传统的化石能源,生物质能发电技术具有以下几个优势:1.可再生性强,资源丰富。
生物质能源丰富,来源广泛。
不仅包括各种废弃物,如农作物秸秆、家庭垃圾等,还包括部分木材、竹子等植物。
2.有利于生态环境保护。
生物质能发电是清洁能源之一,使用生物质能发电技术可减少碳排放,对于改善大气污染、缓解气候变化等都有着积极的作用。
3.利用成本低,经济效益可观。
与化石能源相比,生物质能源使用成本较低,同时生物质能发电技术具有环保效益,可为企业赚取更多的社会形象分及经济效益。
二、生物质能发电技术的研究现状目前,生物质能发电技术的研究和应用已经取得了一定的进展和成果。
根据不同的生物质来源,在生物质能发电技术的研究和开发中,主要采取以下几种方法:1.生物质气化发电技术:通过高温将生物质转化成气体,再利用发电机发电。
此技术能同时解决能源和环境问题,具有发电效率高、水耗量少、处理能力强等优势,可应用于电力工业、烟气净化等多个领域中。
2.生物质液化发电技术:将生物质加热、压力,使其转化为可操作的液体燃料进行发电。
相对于生物质气化发电技术,液化技术使用的化学处理剂较少,对环境影响较小,但成本相对较高。
3.生物质发酵发电技术:将各种生物质能源通过微生物分解、发酵反应后,转化为可用的生物质气体,再通过发电机发电。
该技术具有工艺简单、环保、生产、运输成本较低等优势。
三、生物质能发电技术面临的挑战与发展方向与传统化石能源相应的,生物质能源在技术研究和应用中仍然存在着一些问题和挑战。
生物质能的利用及其技术发展
生物质能的利用及其技术发展随着人类对环境问题的日益重视和传统化石能源的储备量快速耗竭,生物质能作为清洁能源的代表,逐渐走进了人们的视野。
生物质能源是指通过化学或物理方式处理或直接利用生物质所释放的能量。
生物质能的利用不仅可以降低环境污染,减少对化石燃料的依赖,还可以促进农村经济发展。
本文将探讨生物质能的利用及其技术发展。
一、生物质能的利用来源生物质能是指由各种植物、微生物、藻类及其代谢物所积累的有机质,常用的生物质能源包括秸秆、木屑、生活垃圾、农业废弃物等。
生物质能的利用方式主要包括:生物质发电、生物质燃气、生物柴油、生物乙醇等,这些方式充分利用了生物质的可再生性和丰富性,促进了生态环境可持续发展。
二、生物质能的利用技术1、生物质发电技术生物质发电是指通过将生物质转化成燃料,在燃烧时产生蒸汽驱动发电机组,发电以产生电能的过程。
生物质发电具有可再生、清洁、安全等优点,被广泛应用于国内外。
生物质发电的主要技术路线有:直接燃烧发电、气化发电、焚化废物发电等。
其中,气化发电技术是目前应用最广泛的一种生物质发电技术。
在气化时,生物质被加热至高温,热分解产生气体,然后通过气体清洗系统进行净化,最后将其送入发电机组发电。
2、生物质燃气技术生物质燃气技术是以生物质为原料,通过生物质气化或生物质裂解等方式生产燃气,再通过燃气发电技术或燃气供暖技术使用。
生物质燃气的生产过程包括气化和净化两个阶段。
气化阶段,生物质被加热和分解,产生生物质气体,气化产物中含有一定的灰分、粉尘等物质,需要进行净化。
在净化阶段,需要主要除去氮气、二氧化碳、水蒸汽、硫化氢等成分,对燃气进行净化。
3、生物柴油技术生物柴油是由生物可再生资源制成的替代石油燃料,具有可再生性、低温流动性好、氧化稳定、低污染等优点。
生物柴油的制备过程主要有两种方法:一是生物催化,通过微生物、酶或植物的作用,将生物质转化成生物柴油;另一种是化学合成,通过化学反应将生物质转化成生物柴油。
生物质能源的利用及其前景分析
生物质能源的利用及其前景分析生物质能源指的是通过生物质的直接或间接转化而得到的能源。
生物质包括各种植物、树木、农作物秸秆、畜禽粪便等可生物降解物质,其能源利用方式包括热能、电能和生物燃料等,可以广泛应用于工农业生产、生活热水、电力供应等方面。
本文将从生物质能源的利用形式和发展前景两个方向展开分析。
一、生物质能源的利用形式1. 燃烧发电。
生物质经过焚烧,释放的热能可以用于发电,其原理类似于传统的火电厂,但燃料来源更为广泛。
生物质燃烧发电是目前较为成熟的生物质能利用方式之一,不仅可以减少排放污染物,而且可以节省非再生能源的使用。
2. 生物燃料。
生物质能源转化为生物燃料后,可以广泛应用于交通运输、工业生产等领域。
生物燃料可以通过生物质发酵、生物质升级等方式得到,其中生物质发酵可以得到生物发酵能源(如沼气、生物酒精等),生物质升级后可以得到生物柴油、生物液态燃料等。
3. 生物质气化。
生物质气化是一种将生物质转化为气态燃料的能源利用方式。
具体来说,将生物质设备放入具备高温高压的气化炉中,通过控制氧气进口,使得生物质在高温情况下转化为可燃气体。
生物质气化技术可以利用废弃的农林废物和城市固体废弃物等生物质资源。
生物质气化不仅可以提高生物质的利用效率,同时还可以减少环境污染。
二、生物质能源的发展前景生物质能源可以替代传统能源,实现能源的多元化,有利于保护环境和节约能源。
以下是生物质能源的发展前景:1. 生物质能源作为清洁能源的代表,在环境保护和碳排放方面具有独特的价值。
生物质能源的利用不仅可以降低温室气体的排放,同时还可以减少化石燃料的使用对环境造成的污染。
2. 生物质能源的资源丰富,具有较高的开发潜力。
中国广阔的农田、森林、畜牧业和城市生活废弃物等生物质资源丰富,最新的能源白皮书预计2017年我国可利用生物质能源总量约为4.5亿吨标准煤。
3. 生物质能源具有可再生、可持续等特点,可以实现合理的循环利用。
生物质能源的再生性和可持续性是其在能源领域中的最大优势之一,同时生物质能源可以促进循环经济的发展。
生物质能的减排和发电技术
生物质能的减排和发电技术生物质能是一种可再生的绿色能源,其减少碳排放和污染物的排放,为可持续发展提供了新的思路和途径。
本文将就生物质能的减排和发电技术展开讨论。
一、生物质能的减排生物质能的减排,主要是指生物质能替代传统的化石能源,如煤炭、石油、天然气等,减少二氧化碳等温室气体的排放。
生物质能作为一种可再生能源,其利用可以实现零排放,且是实现碳中和的重要手段。
生物质能的减排可以从以下几个方面入手:1. 生物质能替代传统化石能源生物质能作为一种可再生能源,其使用可以替代传统的化石能源,如煤炭、石油、天然气等,以减少二氧化碳等温室气体的排放。
2. 生物质固碳生物质能不仅可以替代传统化石能源,还可以通过吸收二氧化碳,将其转化成生物质固定在地球上。
生物固碳将二氧化碳长期封存在土壤中,减少大气中二氧化碳的浓度,有不可替代的作用。
3. 生物质能开展碳交易在社会经济发展的同时,碳排放的问题也日益突出。
生物质能的开发利用,可以支持碳交易和碳市场的建立,以促进碳减排和碳排放权的转移,实现碳中和和低碳经济。
二、生物质能的发电技术生物质能的发电技术,是指利用生物质能源进行发电的技术流程和设备体系。
生物质能在发电中的利用,具有低排放、高效益和可持续性等特点,目前主要有以下几种发电技术。
1. 生物质燃烧发电生物质燃烧发电是将生物质燃烧产生的热能转化成电能的过程。
生物质燃烧发电设备主要包括锅炉和发电机组两部分。
这种发电方式具有设备投资少、技术简单、燃料广泛、运行稳定等特点。
2. 生物质气化发电生物质气化发电是通过生物质气化过程,将生物质转化成可用的燃料气体,再将气体燃烧发电的方式。
生物质气化发电设备包括气化炉、气化后的气体净化器、燃气轮机和发电机组等部分。
3. 生物质发酵发电生物质发酵发电是利用生物质进行发酵反应,产生可燃性气体,再将气体燃烧发电的方式。
生物质发酵发电设备包括蒸发器、压缩机、净化器、燃气轮机和发电机组等部分。
生物质能技术的研究分析
生物质能技术的研究分析近年来,随着能源危机日益严峻,生物质能作为一种可再生、可持续性的绿色能源,受到了越来越多的关注。
生物质能技术是将植物、动物等生物质材料转化为能源的一种技术,具有广泛的适应性和应用前景。
本文将从生物质能技术的原理、发展和应用三个方面,对其进行深入的研究与分析。
一、生物质能技术的原理生物质能技术主要依靠生物质的燃烧、气化、液化等方式进行转化。
其中,生物质的燃烧是最简单的一种方式,通常是将生物质放入炉子中进行燃烧,产生高温和热能。
气化是将生物质转化为可燃气体,通常是在高温下将生物质与一定量的氧气或水蒸气反应,产生一种气体混合物。
液化是将生物质转化为液体燃料,通常是在高温高压下将生物质进行裂解和重组,得到液态的生物质燃料。
二、生物质能技术的发展随着生物质能技术的不断发展和完善,其应用领域也日益扩大。
目前,生物质能技术主要应用于以下几个方面:1. 生活供能:生物质能可用于取暖、烹饪、发电等方面,为人们的生活带来便利和舒适。
2. 工业生产:生物质能可用于工业领域,如炼钢、水泥生产等,有效地减少了工业生产的污染和对环境的损害。
3. 农业生产:生物质能可用于农业领域,如养殖、种植等,提高了农业生产的效率和经济效益。
4. 环境保护:生物质能不仅是一种可再生、可持续性的能源,而且还能减少温室气体的排放,有利于环境保护和生态平衡。
5. 交通运输:生物质能可用于交通运输领域,如生物质燃料车、生物质燃料飞机等,有望实现可持续性交通。
三、生物质能技术的应用生物质能技术的应用面广泛,不同的应用领域也需采用不同的技术方案。
1. 生物质电力发电技术生物质电力发电技术是通过燃烧、气化等方式将生物质转化为能源来发电。
目前,生物质电力发电技术主要有三种:(1)固定化床燃烧:这是最常见的一种生物质发电技术,适用于木材、秸秆等干燥的生物质材料。
(2)循环流化床燃烧:该技术能够处理含有高湿度、低品质的生物质,如农业废弃物、生活垃圾等。
生物质能发电的技术和应用
生物质能发电的技术和应用随着能源需求的不断增长,人类逐渐意识到传统的化石能源已经无法满足能源需求的快速增长,而生物质能作为一种更加环保、可持续的能源逐渐成为人们关注的热点。
那么,生物质能发电的技术和应用是怎样的呢?一、什么是生物质能?生物质能是指利用可再生的生物质作为燃料,通过燃烧过程产生的能量来发电的一种能源。
生物质能来源非常广泛,包括植物、木材、农作物残渣和废弃物等,这些生物质资源可以节约大量非可再生的化石能源,同时还能减少环境污染。
二、生物质能发电技术生物质能发电技术主要有两种类型,一种是生物质燃烧发电技术,另一种是生物质气化发电技术。
1. 生物质燃烧发电技术生物质燃烧发电技术是将生物质作为燃料,通过燃烧产生高温高压的蒸汽来驱动汽轮机发电。
这种技术适用于各种生物质资源,包括木屑、秸秆、植物废弃物等。
生物质燃烧发电技术相比传统的化石能源发电技术,具有更低的碳排放量和更高的环保性,在未来的可再生能源发电中具有很大的潜力。
2. 生物质气化发电技术生物质气化发电技术是将生物质资源进行气化处理,将其转化为气体燃料,进而作为燃料用于发电。
该技术具有很高的灵活性,可以处理各种不同类型的生物质,可以通过设备的不同调整其处理效率和燃烧效果。
生物质气化发电技术可以利用更多种类的生物质资源,进而提升其能源利用效率。
三、生物质能发电的应用生物质能发电技术已经在许多国家得到了广泛应用,其中主要包括一下几个方面:1. 农业废弃物的利用生物质能发电技术可以将农业废弃物进行利用,如秸秆、麦草、稻草等废弃物,进而转化为能源。
通过生物质能发电技术,能够最大限度地利用农业废弃物资源,减少废弃物对环境造成的污染。
2. 林业资源的利用生物质能发电技术可以利用林业资源,如木材、锯末等,将其转换为能源,减少对传统化石能源的依赖。
通过利用生物质能发电技术,可以避免对林业资源的过度开采,保护环境。
3. 生活垃圾的资源化处理生物质能发电技术可以将生活垃圾进行资源化处理,将废弃物转化为能源。
生物质能发电技术现状与展望
生物质能发电技术现状与展望一、本文概述本文旨在探讨生物质能发电技术的现状与发展前景。
生物质能作为一种可再生能源,近年来在全球能源结构转型中扮演着日益重要的角色。
本文首先将对生物质能发电的基本原理和技术分类进行简要介绍,随后重点分析当前生物质能发电技术的实施现状,包括国内外的发展状况、技术瓶颈以及政策支持等方面。
在此基础上,文章将进一步探讨生物质能发电技术的发展趋势,包括技术创新、成本降低、政策优化等方面的展望。
文章还将对生物质能发电技术在未来能源领域的应用前景进行预测,以期为我国生物质能发电技术的可持续发展提供有益的参考。
二、生物质能发电技术现状生物质能发电技术,作为可再生能源领域的重要组成部分,近年来在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
目前,生物质能发电技术主要包括直接燃烧发电、生物质气化发电和生物质发酵产电等几种形式。
直接燃烧发电:这是目前生物质能发电的主流技术。
通过将生物质燃料,如农林废弃物、城市生活垃圾等,进行预处理后直接燃烧,驱动汽轮机发电。
这种技术具有设备相对简单、运行成本低等优点,但也存在燃烧效率低、污染物排放高等问题。
生物质气化发电:生物质气化是将生物质在气化炉中通过部分氧化反应转化为可燃气体,然后经过净化处理,进入燃气发电机进行发电。
这种技术具有效率高、污染物排放低等优点,尤其适合处理分散的、低热值的生物质资源。
生物质发酵产电:生物质发酵是指利用微生物将生物质转化为生物燃气,然后通过内燃机或燃气发电机进行发电。
这种技术环保性能较好,但转化效率相对较低,且需要专门的发酵设备,运行成本较高。
当前生物质能发电技术在全球范围内已具备一定的规模和基础,但仍面临一些挑战,如生物质资源的收集与运输、预处理技术的优化、燃烧和气化过程中的污染物控制等。
随着科技的进步和政策的推动,未来生物质能发电技术有望得到进一步的优化和提升,为可再生能源的发展做出更大的贡献。
三、生物质能发电技术的优势与挑战可再生性与可持续性:生物质能作为一种可再生能源,其来源广泛,包括农业废弃物、林业废弃物、城市生活垃圾等。
生物质能发电技术及应用
生物质能发电技术的局限性
资源限制:生物质能发电依赖于可获得的生物质资源,如农作物废弃物、木 材等,资源有限且分布不均。
效率问题:生物质能发电技术通常效率较低,转换效率一般在10%-30%之间, 相比化石燃料的燃烧效率较低。
污染问题:生物质能发电过程中会产生废气、废水和固体废弃物等污染物, 处理不当会对环境造成污染。
竞争压力:随着化石燃料的减少和价格上涨,生物质能发电面临着来自化石 燃料的竞争压力。
生物质能发电技术的发展挑战与机遇
挑战:资源分散,收集成本 高;技术成熟度不够,设备 可靠性有待提高;环保监管 压力加大,排放标准更严格。
机遇:可再生能源政策支持; 技术进步推动成本降低;环 保意识增强,市场需求增加。
生物质能是一 种可再生能源, 具有低碳、环 保、可持续等
优点
生物质能发电 技术主要包括 直接燃烧发电、 气化发电和生 物质燃料电池
等技术
生物质能发电 技术的应用范 围广泛,可用 于工业、农业、
林业等领域
生物质能发电技术的原理
生物质能转化:利用生物质能转化为热能、电能等能源形式 生物质燃烧:生物质在炉膛内燃烧产生高温高压气体 热能利用:高温高压气体推动涡轮机转动,将热能转化为机械能 机械能发电:涡轮机通过发电机将机械能转化为电能
减少废弃物处理负担:生物质能发电技术可将废弃物转化为电能和热能,减轻废弃物处理负担,实 现资源化利用。
促进生态平衡:生物质能发电技术可利用废弃物和农作物秸秆等可再生资源,减少对森林等自然资 源的依赖,促进生态平衡。
生物质能发电技 术的发展前景与 展望
生物质能发电技术的发展前景
技术创新:随着科技的不断进步,生物质能发电技术将得到进一步优化 和提升,提高发电效率和质量。
生物质能发电技术的研究及应用
生物质能发电技术的研究及应用引言生物质能作为一种可持续能源的代表,具备广泛的研究和应用价值。
生物质能发电技术是利用生物质资源进行能量转换的过程。
本文将从生物质能的特点入手,介绍生物质能发电技术的研究进展和应用领域,并探讨其在能源转型中的重要作用。
一、生物质能的特点生物质是指植物、动物和微生物的有机物质,以及其衍生的有机物质。
与传统能源相比,生物质能具有以下特点。
1. 可再生性:生物质能来自生物的生长过程,具备可再生的特性。
通过合理管理和种植,可以实现持续供应,减少对有限资源的依赖。
2. 低碳排放:燃烧生物质能时,释放的二氧化碳量与植物吸收的二氧化碳量相当,形成一个封闭的碳循环系统,不会进一步增加大气中的二氧化碳含量。
3. 多样性:生物质资源来源丰富多样,包括农作物废弃物、森林剩余物、畜禽粪便等,具备广泛的资源基础。
二、生物质能发电技术的研究进展随着对可再生能源需求的不断增加,生物质能发电技术得到了迅速发展。
主要包括以下几种技术。
1. 生物质燃烧发电技术:生物质燃烧发电是目前最常见的生物质能发电技术形式。
通过将生物质燃烧释放的热能转化为蒸汽能,进而驱动涡轮机发电。
该技术成熟稳定,但燃烧过程释放的颗粒物、氮氧化物等污染物需要进一步控制。
2. 生物质气化发电技术:生物质气化发电是通过将生物质物料在气化剂作用下转化为合成气,然后利用合成气直接或间接发电。
该技术能有效利用生物质能中更高的化学能,但气化过程中产生的焦炭和灰渣对设备具有一定的腐蚀和污染风险。
3. 生物质液化发电技术:生物质液化发电是通过加热和催化剂作用,将生物质物料转化为液体燃料,然后利用液体燃料驱动发电机组发电。
该技术能够克服气化过程中的腐蚀和灰渣问题,但液化过程能源损失较大,能源利用效率有待提高。
4. 生物质生物气发电技术:生物质生物气发电是通过生物质的厌氧发酵过程,产生可燃性气体并驱动发电机发电。
该技术具备适用性广、能源转化效率高的优点,但生物气发酵过程需要严格控制温度、湿度等条件。
生物质能发电技术的研究现状与未来发展方向
生物质能发电技术的研究现状与未来发展方向随着环保意识的增强和国家能源政策的调整,生物质能发电技术受到越来越多的关注。
生物质能发电技术是指利用生物质作为燃料,通过化学或生物转化的方式将其转化为电能的技术。
本文将介绍生物质能发电技术的研究现状与未来发展方向。
一、生物质能发电技术的现状目前,生物质能发电技术已经得到了广泛的应用。
其主要应用领域包括发电、供热和供冷。
在发电领域中,现代生物质能发电技术分为四类:生物质燃烧发电技术、生物质气化发电技术、生物质液化发电技术和生物质发酵发电技术。
其中,生物质燃烧发电技术是最为成熟和广泛应用的一种技术。
其工作原理是,将生物质燃烧产生的热能转化为蒸汽,再通过蒸汽驱动涡轮机产生电能。
该技术的优点是能够利用多种生物质,且效率较高。
但同时该技术的劣势也比较明显,如烟气中的颗粒物和氮氧化物等对环境造成的污染比较严重,需要进行后处理。
生物质气化发电技术是近年来兴起的一种技术。
其工作原理是,将生物质在缺氧的条件下通过气化反应转化成合成气,再利用合成气驱动发电机发电。
该技术的优点是可以实现高效、低碳的能源利用。
但同时该技术的应用范围和稳定性相对较差,需要更多的研究和实践来完善。
生物质液化发电技术是将生物质通过液化反应转化成可燃性气体,再通过气体发电机产生电能。
该技术的主要优点是对环境的污染较小,同时可以利用多种生物质资源,但同时也需要克服反应过程的复杂性和成本的高昂。
生物质发酵发电技术是通过将生物质糖化成物质基础,再利用微生物发酵产生气体驱动发电机发电。
该技术的主要优点是对环境的污染较少,同时可以充分利用各种生物质资源,但该技术的成熟度较低,需要解决生产成本高,技术难度大等问题。
二、未来发展方向未来,生物质能发电技术将面临着更大的机遇和挑战。
以下是几个重要的发展方向。
1. 提高能源利用效率随着科技的不断发展,能源利用效率将成为技术发展的重要目标。
因此,未来的生物质能发电技术需要在提高能源利用效率方面加以重点发展。
浅谈生物质能发电技术
浅谈生物质能发电技术能源紧张已经成为世界各地普遍存在的问题,利用生物质能气化发电技术的研究与开发,已经受到世界各国政府与科学家的普遍关注。
我国发展生物质能气化技术,为农村地区提供生活和生产用能,不仅有利于这些地区脱贫致富,实现小康社会的奋斗目标,也有助于建立可持续的再生能源系统,促进国家节能减排和国民经济的健康发展。
一、农林生物质资源和发展前景1.农业资源构成:农业生物质资源是指农业作物(包括能源植物),主要有以下两个部分构成:农业生产的废弃物,如农作物秸秆(玉米秸?高粱秸?麦秸?豆秸?棉秆和稻草等);农业加工业的废弃物,如稻壳、玉米芯、甘蔗渣、花生壳等。
2.林业资源的构成:林业生物质资源包括森林生长和林业生产加工资源中所提供的能源,主要有以下三个部分构成:碳薪林、在森林抚育和间伐过程中的零散木材、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、木屑等;林业副产品的废弃物(如果壳和果核等)。
3.生物质发展前景:由于生物质通过气化、液化、固化可以转化为二次能源,分别为热量或电力、固体燃料(木炭或成型燃料)、液体燃料(生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等)和气体燃料(氢气、生物质燃气和沼气等)。
生物质压缩成型替代煤是利用木质素充当黏合剂将农业和林业生产中的废弃物压缩为成型燃料,提高其能源密度,是生物质预处理的一种方式。
将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压成固体燃料,能源密度相当于中等烟煤,可明显改善燃烧特性。
在该领域中我国已拥有世界领先技术,为大规模燃烧利用生物质打下基础。
二、我国生物质发电的发展趋势1.政府对生物质发电的重视性:由于生物质发电与煤电、水电等存在价格上的劣势,缺乏市场竞争力,政府采取电价补贴政策支持生物质发电的发展。
生物质发电厂上网电价为脱硫燃煤机组标杆上网电价加0.25元/kW?h补贴电价。
发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目不享受补贴电价。
此外,生物质发电可享受收入减计10%的所得税优惠,秸秆生物质发电享受增值税即征即退政策。
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(3) 能源作物作为生物质能原料问题亦需要注意合理发展。用薪柴、木料等直接燃烧则 应慎重考虑,一则我国木柴资有限,长此会造成水土流失、土地贫瘠等问题,二则直接燃烧能 源转化率相对比较地低的缺点;同时需要注意的是,利用玉米、高粱、小麦等作物作为燃料乙 醇的原料应在充分论证下开展,以防与人争地、争粮。生物质热化学方法、生化方法等应加快 技术攻关,争最大限度提高利用率;
热空气
5
6
热空气
外排空气 冷空气
2
1
3
秸秆粉
4 烟气 7
8
输送系统
冲灰水 炉渣
9 细灰
10 灰场
图 1 秸秆直接燃烧发电原理流程[5] Fig. 1 Schematic of direct-combustion power generation system
1-生物质储存区; 2-粉碎系统; 3-排粉风机; 4-锅炉; 5-空气预热器; 6-送风机; 7-除尘器; 8-引风机; 9-灰渣泵; 10-烟囱
燃料中的化学能直接转化为电能;电流转换系统主要任务是把直流电转换为交流电。燃料电池
产生的水蒸汽、热量可供消化池加热或采暖用,排出废气的热量可用于加热消化池[11]。
在阳极一侧,烃类燃料首先被部分氧化为 H2 和 H2 +2CO
(1)
然后与通过电解质传送到阳极的 O2-发生如下反应
空气
阴极
电解质
O2-
阳极
e-
O2-
O2-
O2-
燃料
CO2+H2O
图 3 燃料电池原理图 Fig. 3 Schematic of fuel cells
2.4.1 沼气燃料电池
沼气燃料电池由三个单元组成:燃料处理单元、发电单元和电流转换单元。燃料处理单
元主要部件是沼气裂解转化器(改质器),以镍为催化剂,将甲烷转化为氢气;发电单元把沼气
3.2 发展生物质能应该注意的问题
(1) 作为一种能源形式,其市场前景必然受到成本因素的影响。竞争力衡量的标准是则 是单位热值的价格,元⋅GJ-1。但是作为新能源,虽然目前普通的化石燃料相比还有一定的差距, 只有少数大规模的项目进行燃料的生产,其生产方式、成本以及环保成本等还没有完全达到我 们的期望。随着化石燃料成本的上升,其市场竞争力会进一步加强;
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气轮机系统中发电,而从燃烧器出来的烟气进入余热回收利用装置中,产生的高温高压蒸汽带 动蒸汽轮机发电。
2.4 生物质能电池
生物质能的另一种有效利用方法是将生物质发酵产物作为燃料电池的燃料(如图 3)。与传 统热机相比这种装置有不受卡诺循环效应的限制、能源转化效率高、噪音小、环境友好等优点。 它的工作过程相当于电解水的逆反应过程,电极是燃料和氧化剂向电、水和能量转化的场所, 燃料(以氢气为主)在阳极上放出电子,电子经外电路传到阴极并与氧化剂结合,通过两极之间 电解质的离子导体,使得燃料和氧化剂分别在两个电极/电解质介面上进行的化学反应构成回 路,产生电流。
H2 + CO+ 2O2− → H2O + CO+ 4e−
(2)
同时在阴极一侧发生发应
1/2O2 +2e- → O2-
(3)
电池总反应为
CH4 +O2 → 2H2 +CO2
(4)
2.4.2 乙醇燃料电池
电池由醇类阳极、氧阴极和质子交换膜三部分组成。电极本身由扩散层和催化层组成。
扩散层起支撑催化层、收集电流及传导反应物的作用,它一般是由导电的多孔材料制成,现在
1 生物质能利用转化方式
1.1 固体利用方式 固体利用生物质燃料技术与燃煤发电技术类似,核心问难是生物质入炉前的成型技术。
根据成型工艺的差别主要分为湿压成型、热压成型和碳化成型[2]工艺三种形式:湿压成型工艺 主要是将原料在一定液体中浸泡数日,生物质在液体中皱裂并部分降解,然后采用一定方式(通 常为高压)将水分挤出,然后成型成为燃料块;热压成型工艺过程与型煤技术类似通常分为原 料粉碎、干燥混合、挤压成型以及冷却包装等过程,其中成型方式是核心工艺;碳化成型是将 原料送入机器内压缩,后柱塞将压好的块料送入热解桶内,物料在已设好温度的热解桶内被碳 化,得到相应的产品。 1.2 液体转化利用方式
2 生物质能发电技术
2.1 直接燃烧发电
以秸秆、垃圾等为代表的生物质发电方式为直接燃烧发电。燃烧秸秆发电时,秸秆入炉 有多种方式:可以将秸秆打包、粉碎造粒(压块)、或打成粉或者与煤混合后末打入锅炉。其生 产过程为:将秸秆等生物质加工成适于锅炉燃烧的形式(粉状或块状),送入锅炉内充分燃烧, 使储存于生物质燃料中的化学能转变成热能;锅炉内的热后产生饱和蒸汽,饱和蒸汽在过热器 内继续加热成过热蒸汽进入汽轮机,驱动汽轮发电机组旋转,将蒸汽的内能转换成机械能,最 后由发电机将机械能变成电能。具体发电流程如图 1 所示。
热气 燃 清扫
料 系统
排气
气
生物质原料
化
器
蒸汽电机
蒸汽
灰
灰
空气
增压压缩机
燃烧器
水泵
压缩机
燃气涡轮机
涡轮机
发电机
电能
进气 图 2 生物质整体气化器循环[8]
Fig. 2 Flow diagram of integrated gasification combined cycle
目前,国外比较先进的是 TPS[9]生物质气化整体循环系统在和 Battelle[10]整体气化循环系 统。TPS 系统中,采用了两个循环流化床,从第一个循环流化床反应器出来的气化气进入焦油 催化裂解器底部,与石灰石接触,出来的气体再冷却加压成高压气。清洁的气化气在燃气轮机 的燃烧室中增压燃烧后进入燃气轮机,从燃气轮机排放出来的燃气温度大约是 450℃~500℃, 此外如果需要提高温度,可以在进入余热锅炉前采用附加的燃料进行补燃,在余热锅炉中产生 的蒸汽进入蒸汽轮机发电。在 Battelle 生物质气化发电系统中:生物质原料经过预处理过程后, 进入气化反应器气化,从气化器出来的高温燃气进入旋风分离器,其中的炭、灰粒和循环砂粒 被分离后回送到燃烧器内燃烧,产品气经过空气加热器后进入净化系统,干净的产品气进入燃
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生物质能发电技术及其分析
孙守强, 袁隆基, 杨宏坤, 梁军辉
(中国矿业大学 机电工程学院, 江苏 徐州 221116)
摘 要: 介绍一些常用的生物质能转化方式,包括生物质固体成型技术、生物质液体燃料转 化技术以及生物质制取气体技术。同时详细地介绍了秸秆燃烧发电、沼气发电、整体气化发 电(BIG)、生物质燃料电池等一些常用的、比较有前景的生物质能发电技术。最后,结合目前 国内外生物质能发展现状以及发展中需注意的问题从技术的可行性、经济性等方面做了一些 分析。
使用的多为表面涂有碳粉的碳纸或碳布。催化层则是电化学反应发生的场所,是电极的核心部
分。常用的阳极和阴极催化剂分别为 PtRu/C 和 Pt/C 贵金属催化剂[12]。
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阳极电极反应为
C2H5OH+3H2O → 2CO2 +12H+ +12e-
(5)
阴极电极反应为
1/2O2 +2H+ +2e → H2O
(6)
电池的总反应为
C2H5OH+3O2 → 2CO2 +3H2O
(7)
3 生物质能前景及评价
3.1 生物质能技术前景分析
(1) 固体直接利用方式锅炉燃烧发电利用方式是技术相对比较成熟的利用方式。如城市 生活垃圾等资源进行合理的燃烧发电既解决了填埋占用大量土地的问题,又最大限度的利用现 有资源,一举两得。同时,由于生物质燃气热值低(约 5 023.2 kJ⋅m-3),加之气化炉出口气体温 度较高,因此生物质气化联合发电技术的整体效率一般要低于 35%。
(2) 沼气发电及其综合利用则应该大力推广。我国有着广袤农村地区,每年产生大量的 农业秸秆和其他废弃物以及牲畜粪便等大量的有机物,白白浪费太可惜,如能结合先进的技术 加以综合利用对我国的能源将会带来莫大益处。
(3) 通过蒸馏可将乙醇提纯,1 t 干玉米可以生产 450 l 乙醇。淀粉类生物质通常比含糖生 物质便宜,但需要进行额外的处理。纤维素的生物质主要是木材、植物的根茎等,由于存在长 链的多聚糖分子,转化预处理过程相对复杂,需将纤维素经过几种酸的水解才能转化为糖,然 后再经过发酵生产乙醇,故其预处理费用昂贵,。但这种技术目前还不是很成熟,处在研究、 完善、论证阶段。
生物质转化液体方式主要有发酵工艺、生物质液化以及机械萃取工艺。发酵主要是指糖
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类、淀粉含量较高的生物质制取乙醇,其流程为先将生物质碾碎,通过催化酶作用将淀粉、糖 类转化为糖,再用发酵剂将糖转化为乙醇,初步得到的乙醇体积分数较低(10% ~15%)的产品, 蒸馏除去水分和其他一些杂质,最后浓缩的乙醇(一步蒸馏过程可得到体积分数 95%的乙醇) 冷凝得到液体乙醇[3];生物质液化燃油是一种以废弃生物质(如各种废弃农业秸秆、废弃木本 植物、草本植物及城市有机垃圾)为原料,经特殊的热化学液化工艺转化、分离所获得的新型、 绿色可再生的生物质液体燃料;一些含油率高的能源作物如菜籽、油桐、蓖麻、油菜等可以直 接经过机械方式经过压榨、提炼、萃取以及精炼等处理方式得到的液体燃料,对植物油进行酯 化处理,经过油脂水解、脂肪酸的酯化、酯交换等过程可生产出品质较好的生物柴油。