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。

1)国家对于能源的需求要求生物质能源产业加快发展。

以生物液体燃料乙醇和生物柴油为例：在未来几年，中国对石油进口依赖度加深、国际石油价格进入高价时代等大背景下，国内燃料乙醇产能扩大已经成为不可阻挡的趋势，燃料乙醇的利润空间也在逐渐上升，相关技术也日臻成熟。同时，中国生物柴油的发展潜力也相当大。生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。

2）生态型经济社会发展需要生物质能源。

随着国家和社会对于生态环境保护的逐步重视以及对循环经济的大力要求，生态型能源也将会越来越受欢迎。如用燃料乙醇、生物柴油来替代或部分替代常规汽油或柴油，可大幅度减少汽车有害尾气排放量，提高空气质量，减少雾霾天数。为改善农村的生产、生活环境，提高农民的生活质量，以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物和环境污染物为原料，生产生物质可燃气等作为他们的生活能源，一举改变原来直接燃用秸秆薪柴的炊事取暖局面，起到既办实事又赚效益的功效。

3生物能源转换

3．1．1生物燃料乙醇

燃料乙醇指以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。

燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇。其工艺流程一般分为五个阶段，即液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇。与第一代技术相比，第二代燃料乙醇技术首先要进行预处理，即脱去木质素，增加原料的疏松性以增加各种酶与纤维素的接触，提高酶效率。待原料分解为可发酵糖类后，再进入发酵、蒸馏和脱水。

第二代燃料乙醇技术中，秸秆是首先被人们考虑的材料。在中国古代，就有

利用秸秆制沼气的记录。近年来，由于玉米等传统制备燃料乙醇的粮食作物日益短缺，而以木薯为作物开发的技术还尚未成熟，因此，人类便把研究的目光投向了秸秆。通过微生物发酵技术，将秸秆发酵转换成燃料乙醇

3．1．2生物柴油

所谓生物柴油，是指利用各类动植物油脂为原料，与醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。花生、油菜籽等油料作物，以及动物油脂、废弃油渣等都可以用来炼制生物柴油。欧盟生物柴油80%的原料为双低菜籽油（低硫甙、低芥酸）。美国、巴西主要是大豆，我国主要是以木本油料、废弃油脂和微藻油脂为原料。我国在内蒙古开展了微藻固碳生物能源示范项目，同时，已在四川、贵州、海南启动小油桐生物柴油产业化示范项目。近年来，我国开发的微藻生物柴油技术凭借周期短、见效快、产率高、占地面积小等独特的优势，逐渐引起了世界各国的兴趣，正逐步引导生物柴油领域的新革命。

3．2致密成型

生物质固化成型燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后，送入成型器械中，在外力作用下，压缩成需要的形状。然后，作燃料直接燃烧，也可进一步加工，形成生物炭。目前，我国研究和开发出的生物质固化成型机也已应用于生产，取得了良好的口碑。生产的致密成型燃料，也已应用于取暖和小型锅炉。经测定，该种燃料排放的污染物低于煤炭，是一种高效、洁净，同时还很安全的可再生能源。

3．3生物质裂解与干馏

生物质热裂解（又称热解或裂解），通常是指在无氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。采用氧气或氧气一水蒸汽作为气化剂的工业中热值煤气发生工艺仍在进行研究。固体热载体循环生物质热解气化的示范工程正在运转。气化方面的研究重点在焦油的催化裂解、煤气高温除尘、联合循环发电等方面。

生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品质的代用液体燃料（生物油），其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧，而且可通过进一步改进加工使液体燃料的品质接近于柴油或汽油等常规动