生物质能转化原理与利用技术共41页
生物质能的利用和转化研究
生物质能的利用和转化研究一直是近年来能源领域的热点之一，随着人类对可再生能源需求的增加和环境保护意识的提高，生物质能作为一种清洁能源备受关注。
生物质能作为一种可再生、可持续利用的能源来源，在能源领域具有重要的意义。
全球范围内对于生物质能的开发和利用也在逐渐加深，以期实现对石化能源的替代，以减少对环境的不良影响。
1. 生物质能的定义生物质能是指由天然有机材料（包括植物、动物、微生物等）经由生物化学或生物物理过程转化为能源形式的一种能源。
在能源领域，生物质能通常指的是植物生长过程中吸收的太阳能转化为化学能，随后被提取出来用于供热、供电、生产生物燃料等用途。
生物质能的主要来源包括木材、农作物秸秆、乳制品废弃物等。
2. 生物质能的利用形式生物质能在能源领域中主要以以下几种形式被利用：（1）生产生物燃料：生物质能通过生物化学过程转化为生物燃料，包括生物乙醇、生物柴油等，用于替代传统化石能源，降低碳排放和环境污染。
（2）发电：生物质能也可直接燃烧用于发电，通过生物质能发电技术可以将生物质转化为电能，供应给家庭、工厂等地使用。
（3）供热：生物质能还可以用于供热，比如利用生物质锅炉等设备来供应热水和取暖需求。
3. 生物质能的优势和挑战（1）优势：生物质能作为一种可再生能源，具有丰富的资源储备和可持续利用的特点，不会枯竭耗尽，有助于实现能源供应可持续发展。
生物质能也具有较低的碳排放量，对环境影响较小，有助于减缓气候变化。
此外，生物质能的利用还可以促进农业和林业发展，提高农民收入，有利于经济社会可持续发展。
（2）挑战：尽管生物质能具有诸多优势，但也面临着一些挑战。
生物质资源的分散性和季节性使得其采集、运输、处理等环节存在较大困难，增加了生产成本和运营难度。
此外，生物质能的转化效率相对较低，有待提高技术水平以提高生物质能的利用效率。
同时，生物质能利用对土地、水资源等有一定要求，可能导致资源竞争和环境压力增加。
4. 生物质能的转化技术为了更有效地利用生物质能资源，科研人员长期致力于开发各种生物质能转化技术。
生物能源转换的机理和相关技术
生物能源转换的机理和相关技术随着环境保护和可持续发展的日益受到重视，越来越多的科学家们开始关注生物能源的开发和利用。
生物能源包括生物质能、生物燃料电池和生物气体等多种形式，利用生物能源不仅可以减少二氧化碳排放，还可以带动农村、乡村的发展，为可再生能源的发展注入新的活力。
那么，生物能源的转换机理和相关技术是什么呢？一、生物质能转换技术生物质能转换技术是将生物质资源转化为可用能源的技术，包括生物质发电、生物质热利用等多种形式。
生物质源可以是各种植物、垃圾等可生物降解物，通过生物质能转换技术，可以使它们转化为燃气、燃油、液化气等形式。
1. 生物质能发电技术生物质发电技术是一种可以将天然、干燥的生物质转化为电能的技术。
生物质发电技术可以发挥生物质的优势，减少生物质在储存、运输、转换过程中的排放，还能使过剩的生物质资源利用到极致。
主要有燃烧发电、生物致电等多种技术形式。
2. 生物质热能利用生物质热能利用技术是利用生物质来进行热能转换，其一般应用于供暖，热水及工业原材料的加工等方面。
主要的技术形式有直接燃烧、生物质液化、生物质气化等。
二、生物燃料电池技术生物燃料电池是一种从生物质燃料中提取电能的技术，利用其将化学能转化为电能，可以用于家庭、农村、工业等多种领域。
生物燃料电池技术主要包括甲烷燃料电池、酒精燃料电池和葡萄糖燃料电池等。
1. 甲烷燃料电池甲烷燃料电池的原理是利用甲烷氧化反应产生燃料，从而产生电流。
甲烷燃料电池具有高效、低污染的特点，可以用于家庭暖气、电动汽车等方面。
2. 酒精燃料电池酒精燃料电池是将酒精燃料转化为电能的技术，利用其将能量转化为电能，可以用于携带式装置、生命支持系统等方面。
3. 葡萄糖燃料电池葡萄糖燃料电池是将葡萄糖等有机物质转化为电能的技术。
葡萄糖燃料电池具有灵活、高效、低成本等特点，可以用于医疗、健身等方面。
三、生物气体转化技术生物气体转化技术是将有机废弃物如畜禽粪便、垃圾、植物残渣等转化为可用能源的技术。
生物质能的转换与控制技术PPT课件
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沼气发电机原理：
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（2）沼气燃料电池发电
燃料电池是一种将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的装置，当源源不 断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它就可以连续发电。依据电解质的不 同，燃料电池分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧 化物燃料电池及质子交换膜燃料电池等。沼气燃料电池是将沼气化学能转换为电能 的一种装置，它所用的“燃料”并不燃烧，而是直接产生电能。
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图5－4 沼气内燃机发电系统的工艺流第程2图7页/共66页
图5－5是广东省佛山市利 用城市垃圾综合处理产生沼
气，用于发电的工艺流程图。
1—污泥进料口 2—发酵池 3—循环管道 4—循环泵 5—溢流管 6—沼气储气罐 7—沼气发动机 8—三相交流发电机 9—消化污泥阀10—沉淀池 11—溢流管 12—排渣阀 13—贮留池 14—排污管
4．我国发展和利用生物质能源的意义
（1）拓宽农业服务领域、增加农民收入 （2）缓解我国能源短缺、保证能源安全 （3）治理有机废弃物污染、保护生态环境 （4）广泛应用生物技术、发展基因工程
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5、世界生物质能发展前景与利用现状
作为新世纪的可替代能源之一，生物质能占到全 世界总能耗的15%，数量相当巨大，是21世纪能源供 应中最具潜力的能源。因它来自自然界，无污染，同 时又是可再生能源而引起各国的重视。根据EL Insights于2010年9月发布的报告，从2010年到 2015年，全球生物制造市场预计将从5,729亿美元增 加至6,937亿美元，相当于在此期间的复合年增长率 (CAGR)为3.9%。在今后几年，生物质在生物发电、 生物燃料和生物产品部门应用领域将大幅增长，生物 质发电的市场价值将从2010年450亿美元增加到 2020年530亿美元。
《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
生物质能利用技术的原理与应用
生物质能利用技术的原理与应用1. 背景生物质能是一种可再生的能源，来源于太阳能转化生物质的过程生物质能的利用技术主要包括直接燃烧、生物化学转换、热化学转换和生物质气化等本文将重点介绍这些技术的原理和应用2. 直接燃烧直接燃烧是将生物质直接燃烧转化为热能和光能的一种利用方式这种方式设备简单，操作方便，但能量利用率较低生物质燃烧设备主要包括燃烧锅炉和燃烧炉2.1 燃烧锅炉燃烧锅炉是将生物质燃烧产生的热能用于加热水和生成蒸汽的设备生物质锅炉通常由燃烧室、热交换器和控制系统组成燃烧室用于燃烧生物质，热交换器用于将热能传递给水，控制系统用于控制燃烧过程2.2 燃烧炉燃烧炉是将生物质直接燃烧产生的热能用于加热的设备燃烧炉通常由燃烧室、热交换器和排烟系统组成燃烧室用于燃烧生物质，热交换器用于将热能传递给空气或水，排烟系统用于排放废气3. 生物化学转换生物化学转换是利用微生物将生物质转化为生物质燃料的过程这种方式包括厌氧消化、好氧消化和堆肥等3.1 厌氧消化厌氧消化是在无氧条件下，利用微生物将生物质转化为甲烷和二氧化碳的过程厌氧消化设备主要包括消化池、发酵罐和沼气储存设备3.2 好氧消化好氧消化是在有氧条件下，利用微生物将生物质转化为二氧化碳、水和有机酸的过程好氧消化设备主要包括消化池和曝气设备3.3 堆肥堆肥是将生物质在自然条件下或通过人工方法进行分解和转化的过程堆肥设备主要包括堆肥池和翻堆设备4. 热化学转换热化学转换是利用化学反应将生物质转化为生物质燃料的过程这种方式包括气化、液化和热解等4.1 气化气化是将生物质在高温条件下转化为可燃气体（如氢、一氧化碳和甲烷）的过程气化设备主要包括气化炉、净化设备和储存设备4.2 液化液化是将生物质转化为生物质燃料（如生物质颗粒、生物油和生物气）的过程液化设备主要包括破碎设备、成型设备和储存设备热解是将生物质在高温条件下分解为可燃气体和固体燃料的过程热解设备主要包括热解炉、净化设备和储存设备5. 生物质能的应用生物质能的应用领域广泛，包括发电、供热、制冷、交通和农业等5.1 发电生物质发电是通过生物质锅炉或生物质气化发电设备将生物质能转化为电能的过程生物质发电厂可以减少温室气体排放，提高能源利用率5.2 供热生物质供热是通过生物质锅炉或生物质燃烧炉将生物质能转化为热能的过程生物质供热可以替代传统的化石能源，降低能源成本和环境污染5.3 制冷生物质制冷是通过生物质热能驱动制冷设备实现制冷的过程生物质制冷可以减少对电能的依赖，降低能源消耗5.4 交通生物质交通是通过生物质燃料驱动交通工具实现运输的过程生物质交通可以减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放生物质农业是通过生物质能转化为农业产品或服务的过程生物质农业可以提高农业生产效率，减少对化学肥料的依赖以上就是关于生物质能利用技术的原理与应用的介绍生物质能作为一种可再生的能源，具有广泛的应用前景和重要的环境保护意义随着科技的不断发展，生物质能的利用技术将不断优化和升级，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献6. 生物质能利用技术的挑战与解决方案虽然生物质能利用技术具有许多优点，但在实际应用过程中也面临一些挑战6.1 挑战1.生物质资源的收集和处理：生物质资源的收集和处理成本较高，且生物质资源分散，难以大规模收集2.技术设备成本：生物质能利用技术的设备成本较高，初期投资较大3.能源转换效率：生物质能的转换效率相对较低，导致能源损失较大4.环境影响：生物质能利用过程中可能产生污染物，对环境造成影响6.2 解决方案1.生物质资源的优化利用：通过优化生物质资源的收集、运输和储存过程，降低成本2.技术研发：加大对生物质能利用技术的研发投入，提高技术水平和设备性能，降低设备成本3.提高能源转换效率：通过改进生物质能转换工艺，提高能源转换效率，减少能源损失4.环境保护措施：在生物质能利用过程中采取污染物捕集和处理措施，减少对环境的影响7. 生物质能利用技术的未来发展随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，生物质能利用技术在未来发展中具有广阔的前景7.1 发展趋势1.技术创新：未来生物质能利用技术将朝着高效、低成本、环保的方向发展2.规模化应用：生物质能利用技术将在电力、供热、交通等领域得到规模化应用3.政策支持：政府将加大对生物质能利用技术的政策支持力度，推动产业发展4.国际合作：生物质能利用技术领域的国际合作将不断加强，促进技术交流和产业发展7.2 发展挑战1.技术突破：要实现生物质能利用技术的跨越式发展，需要突破关键核心技术2.市场竞争：生物质能利用技术面临与其他可再生能源技术的竞争，需要提高竞争力3.投资融资：生物质能利用技术需要大量的资金投入，融资渠道和投资回报成为关键问题4.政策落实：政府支持政策的落实到位与否，将直接影响生物质能利用技术的发展8. 结论生物质能利用技术作为一种可再生能源技术，具有巨大的潜力和广泛的应用领域面对挑战，通过技术创新、政策支持和国际合作等途径，生物质能利用技术将实现可持续发展在未来，生物质能利用技术将在全球能源转型和环境保护中发挥重要作用（本文仅展示文章的一部分内容，如需完整文章，请根据实际需求进行续写）9. 生物质能利用技术的经济性分析生物质能利用技术的经济性是推广和应用的关键因素之一9.1 成本效益分析1.初始投资：生物质能利用设备的初始投资较高，但随着时间的推移，由于生物质资源的价格波动较小，运营成本相对较低2.运行维护：生物质能利用设备的运行维护成本相对较低，且随着技术的发展，维护成本有望进一步降低3.能源价格：生物质能的价格相对稳定，有助于降低能源价格风险9.2 政策经济激励1.补贴：许多国家和地区提供生物质能利用技术的补贴政策，降低企业的初始投资成本2.税收优惠：对生物质能利用企业实施税收减免，以鼓励生物质能的利用3.绿色信贷：金融机构提供优惠贷款利率，支持生物质能利用项目的融资10. 生物质能利用技术的市场分析生物质能利用技术的市场前景广阔，需求不断增长10.1 市场需求1.可再生能源市场：随着可再生能源市场的不断扩大，生物质能利用技术的需求将持续增长2.环保市场：生物质能利用技术有助于减少温室气体排放，满足环保市场的需求3.能源安全市场：生物质能利用技术有助于提高能源供应的安全性，受到越来越多国家的关注10.2 市场竞争1.技术竞争：生物质能利用技术领域的技术创新是市场竞争的关键2.价格竞争：生物质能利用技术的价格竞争将影响市场份额3.服务竞争：优质的售后服务将有助于提高生物质能利用设备的市场竞争力11. 生物质能利用技术的环境效益生物质能利用技术具有显著的环境效益11.1 温室气体减排生物质能利用技术有助于减少温室气体排放，减缓全球气候变化11.2 空气污染减少生物质能利用技术可以减少燃烧化石能源产生的颗粒物、二氧化硫等污染物，改善空气质量11.3 资源循环利用生物质能利用技术有助于实现资源的循环利用，减少资源浪费12. 生物质能利用技术的实例分析以下是一些生物质能利用技术的实例分析12.1 生物质发电厂某国的生物质发电厂利用农业废弃物作为生物质资源，通过生物质锅炉发电，每年减少温室气体排放数十万吨，同时为当地提供清洁、稳定的电力供应12.2 生物质锅炉某企业的生物质锅炉使用木材废弃物作为生物质资源，替代了传统的化石能源锅炉生物质锅炉的运行成本较低，且每年减少温室气体排放数千吨12.3 生物质气化发电站某地区的生物质气化发电站利用农业废弃物和林业副产品进行气化，生成可燃气体发电该项目的年发电量达到数百万千瓦时，同时减少温室气体排放和空气污染13. 总结生物质能利用技术是一种具有广泛应用前景的可再生能源技术通过技术创新、政策支持和国际合作，生物质能利用技术将实现可持续发展，为全球能源转型和环境保护作出重要贡献在未来，生物质能利用技术将在全球能源结构中占据越来越重要的地位。
生物质能转化技术
生物质能转化技术
汇报人：
目录
01 02 03 04
生物质能转化技术的发展历程
生物质能转化技术的原理和种类
生物质能转化技术的应用领域和 案例
生物质能转化技术的发展前景和 挑战
01
生物质能转化技术的发展历程
生物质能转化技术的起源
生物质能转化技术的概念和定 义
生物质能转化技术的发展历程
未来展望：随着科技的不断进步和应用领域的拓展，生物质能转化技术将迎来更加广阔的发 展前景。
生物质能转化技术的现状和未来
当前应用：生物质能转化技术已 广泛应用于发电、供热等领域， 成为可再生能源的重要组成部分。
未来展望：生物质能转化技术有 望在未来成为主导能源之一，为 可持续发展和环境保护作出重要 贡献。
政策支持：随着环保意识的提高，政府对生物质能转化技术的支持力度将进一步加大。 技术创新：未来生物质能转化技术将不断取得突破，提高转化效率和降低成本。 市场需求：随着能源需求的增长，生物质能作为可再生能源的一种，市场前景广阔。 跨界合作：生物质能转化技术可以与其他领域进行跨界合作，共同推动可持续发展。
挑战：生物质能转化技术仍面临一些挑战，如资源限制、技术成熟度不够、政策支持不足等问 题，需要不断加强技术创新和政策支持，推动生物质能产业的健康发展。
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应用前景：生物质能转化技术具有广泛的应用前景，不仅可用于发电、供热等领域，还可用于 生产生物燃料、化学品等，为工业生产和交通领域提供清洁能源和原料，促进可持续发展。
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汇报人：
生物质能转化技术在化工 领域的应用优势
生物质能转化技术在化工 领域的未来发展前景
生物质能转化技术在环保领域的应用
垃圾焚烧发电：利用生物质垃圾 进行焚烧发电，减少垃圾堆积和 污染。
生物质能源利用简介ppt课件
干燥
粉碎
储存 计量
储存 计量
混合
成型
筛分
生物质型煤
生物质 干燥 粉碎 储存 计量
2.2 生物质固硫型煤燃烧特性
1）点火性能 可燃基挥发分比原煤高，进入炉膛后，生物质首先燃烧，使型
煤短时间达到着火点，生物质燃料燃烧后体积收缩，使型煤产生 很多孔道及空袭，形成多孔形球体。 2）燃烧机理
静态渗透式扩散燃烧 燃烧由表面及不断深入到内部，不会发生热解析炭冒烟现象。 3）固硫特性 生物质比煤先燃烧，形成的空隙起到了膨化疏松作用，使固硫 剂CaO颗粒内部不易发生烧结，可使空袭率增加，增大SO2和O2 向CaO颗粒内的扩散作用，提高钙的利用率。 可在较低的Ca/S下，使固硫率达到50%以上。
日本开发，间歇反应器，以He为载气，反应温度为250-400 0C， 催化剂为碱金属的碳酸盐，产油率为50%（采用发酵残渣为原料）。
Na2CO3+H2+2CO----2HCOONa+CO2 2C6H10O5+2HCOONa---2C2H10O4+H2O+CO2+Na2CO3 3）煤与生物质共同液化
可降低煤的液化温度，增加低分子量的戊烷可溶物，生物质与煤 相互作用机理不明。
汽油中可以掺入25%，提高辛烷值。Leabharlann 性质 相对密度（20 0C）
辛烷值 闪点
甲醇的燃料特性
数值
性质
0.80
馏程/0C
100 热值/（kJ/kg）
11 汽化潜热/（kJ/kg）
数值 65 19647 1105
2）甲醇生产工艺 生物质---合成气的制造----合成气净化---甲醇合成---甲醇精馏
两类催化剂： • ZnO-Cr2O3为基础的改良氧化物系统催化剂，反应压力34MPa, 温度
生物质能的转化与利用技术研究
生物质能的转化与利用技术研究在全球能源需求不断增长、环境保护压力日益增大的背景下，生物质能作为一种可再生能源，其转化与利用技术逐渐成为研究的热点。
生物质能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。
生物质资源丰富，如农作物秸秆、林业废弃物、畜禽粪便、城市垃圾等，都可以作为生物质能的来源。
对生物质能进行有效的转化和利用，不仅能够缓解能源危机，还能减少环境污染，具有重要的经济和社会意义。
一、生物质能的转化技术1、直接燃烧技术这是最古老也是最常见的生物质能利用方式。
将生物质直接燃烧，产生热能用于供暖、烘干、发电等。
然而，这种方式的能源利用效率较低，且燃烧过程中会产生一定的污染物。
2、热化学转化技术（1）气化技术通过在高温、缺氧的条件下，将生物质转化为可燃气体，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。
这种气体可以用于发电、供热，或者作为化工原料。
（2）热解技术在无氧或缺氧的条件下，对生物质进行加热，使其分解为生物油、炭和可燃性气体。
生物油可以进一步提炼为燃料或化工产品，炭可以用于土壤改良或作为燃料。
3、生物化学转化技术（1）发酵技术利用微生物将生物质中的糖类物质发酵转化为乙醇等液体燃料。
例如，利用农作物秸秆中的纤维素发酵生产乙醇。
（2）厌氧消化技术在无氧环境下，微生物分解有机物产生沼气，主要成分是甲烷和二氧化碳。
沼气可用于发电、供热或作为燃料。
4、物理化学转化技术（1）压缩成型技术将松散的生物质原料压缩成高密度的成型燃料，如生物质颗粒、生物质棒等，提高其能量密度和运输储存的便利性。
（2）酯交换技术将生物质油脂与醇类进行酯交换反应，生成生物柴油。
二、生物质能的利用技术1、发电（1）生物质直燃发电将生物质直接燃烧产生蒸汽，推动汽轮机发电。
（2）生物质气化发电先将生物质气化产生可燃气体，然后利用燃气轮机或内燃机发电。
2、供热生物质燃烧产生的热能可以通过热水或蒸汽的形式为居民和工业提供供热服务。
3、液体燃料（1）生物乙醇作为一种清洁的替代燃料，可以与汽油混合使用，减少对传统石油的依赖。
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。
【免费】生物质能源转化技术与应用_生物质的生物转化技术原理与应用
生 物 质 化 学 工 程 B iomass Chem ical Engineering
Vol. 42 No. 4 July 2008
专题讲座
生物质能源转化技术与应用 ( Ⅷ)
———生物质的生物转化技术原理与应用
陈洪章 , 王 岚
(中国科学院 过程工程研究所 生化工程国家重点实验室 , 北京 100190)
图 1 天然纤维素原料的生物质转化的化工产品 [ 2] F ig. 1 Production of chem ica ls from b ioma ss
2 生物质的生物转化技术
淀粉质原料的生物转化技术主要包括淀粉的 糖化 ,微生物发酵和产品的精馏等过程 。淀粉发 酵生产是一种古老的发酵方式 ,随着淀粉酶大规 模工业化生产和现代深层液态发酵技术的进步 , 淀粉发酵的生产效率有了很大提高 。但是淀粉发 酵的原料成本占整个生产成本的 60 % ～70 % , 以农作物发酵生产化工产品在价格上无法与石化 产品相竞争 。面对世界人口的急剧膨胀和粮食短 缺 ,采用粮食发酵生产石化原料也将会受到限制 。 对比淀粉发酵过程 ,利用低成本的木质纤维素原 料进行生物转化的过程比较复杂 ,主要涉及 4 个 步骤 : 1)天然纤维素的预处理 ; 2 )纤维素酶解转
生物质是地球上存在最广泛的物质 ,它包括 所有动物 、植物和微生物以及由这些有生命物质 派生 、排泄和代谢的许多有机质 。生物质能源是 一种可以与环境协调发展的可再生能源 。通过现 代生物质能转化技术可以将生物质转化成各种清
洁燃料 ,替代煤炭 、石油和天然气等矿物能源 。目 前 ,生物质能源的研究与开发技术主要包括物理 转化 、热化学转化和生物转化三大类 [ 1 ] ,其中生 物转化技术主要是以酶法水解和微生物发酵为手 段 ,促进生物质转化的过程 。
生物质资源转化与利用--生物质热裂解技术 ppt课件
产物的比例根据不同的热裂解工艺和反应条件而变化。 慢速热裂解
按照升温速率和完 全反应时间的不同 快速热裂解 闪速热裂解
ppt课件 4
热裂解工艺主要运行参数
参数 慢速热裂解 快速热裂解 闪速热裂解
反应温度/oC
升温速度/(oC/s) 停留时间/s
300~700
0.1~1 >600
600~1000
10~20 0.5~5
ppt课件
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真空热解反应器/真空移动床（1996） 加拿大Laval大学生物质真
空热解装置，已经完善反应过程和提高产量，并在1996年成立了Pro— System能源公司，负责把这个反应器大型化，上述这套系统已经进行商业 化运行。
ppt课件 20
（4）液体生物油的收集
液体的收集一直以来都是整个热解过程中运行最困难的部分， 目前几乎所有的收集装置都不能很有效的收集。
这是因为裂解气产物中挥发分在冷却过程中与非冷凝性气体 形成了烟雾状的气溶胶形态，是一种由蒸汽、微米级的小颗 粒、带有极性分子的水蒸气分子组成的混合物，这种结构给 液体的收集带来困难。 在较大规模的反应系统中，采用与冷液体接触的方式进行冷 凝收集，通常可以收集到大部分的液体产物，但进一步的收 集则需要依靠静电捕捉等对处理微小颗粒比较有效地技术了。
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生物质热解技术在世界上还属于新技术，生产工艺上尚有很多 问题有待解决和完善。 中国在生物油热解液化设备研究方面明显落后于国外，国内开 发的反应器主要以接触式和混合式为主，具有代表性的是流化床 式反应器和旋转锥反应器。目前我国热解液化工艺整体上尚有许 多需要改进之处。 国外对生物油深加工的研究早已展开，但是暂时没有取得突破 性进展。 中国在生物油深加工方面的研究尚处于起步阶段，研发的机构 不多。东北林大、中科大、山东理工对生物油与柴油混合制备乳 化油技术进行了研究，但短期内无法取得突破性进展。
《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。
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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。
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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。
生物质能转化原理与利用技术共42页PPT
生物质能转化原理与利用技术
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
谢谢！
第六章 生物质能转换技术
2) 低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过 程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为 燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳 相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大 气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效 地减轻温室效应；
3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；
4) 生物质燃料总量十分丰富。 生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、 石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每 年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500 亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过 全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的 10倍。 2010年我国可开发为能源的生物质资源 达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的 推广,生物质资源还将越来越多。
目前生物质能开发利用技术成为世界重点研 究课题之一，许多国家都制定了相应开发研究 计划，如日本的“阳光计划”、美国的“能源 农场”、印度的“绿色能源工程”和巴西的 “酒精能源计划”等。 美国在生物质利用方面处于世界领先地位， 有350多座生物质发电站，主要集中在纸浆、纸 产品加工厂和其它林产品加工厂。据有关科学 家预测，到2011年生物质发电将达到13000MW 装机容量。
瑞典、奥地利和丹麦等国正在实行利用生物 质进行热电联产的计划，1999年瑞典供热和热 电联产所消耗的能源中，26％是生物质能。从 20世纪70年代末开始，巴西实施大规模的木薯 和甘蔗制乙醇计划，现在有485个乙醇生产厂， 年产乙醇137亿L，有400万辆汽车采用纯乙醇 燃料。欧洲近年来大力开发生物柴油技术，在 德国发展最为迅速，已经形成近百万吨的生产 能力，并制定了面向商业化应用的扶持政策和 技术标准等。
能源植物(制生物乙 醇)
能源植物(制生物柴 油) 小计
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海带等，淡水生的布袋草、
浮萍、小球藻等，水生植
物转化成燃料，也是增加
能源供应的方法之一。
生物质资源
禽畜粪便 ➢ 禽畜粪便也是一种重要 的生物质能源。除在牧区有 少量直接燃烧外，禽畜粪便 主要是作为沼气的发酵原料。 中国主要的禽畜是鸡、猪和
牛。
能源植物 ➢ 能源植物种类较多，例 如制糖作物、油料植物等。 目前国内外正在研究和已 经研究利用的植物主要有 三角戟、三叶橡胶树、麻 疯树、汉加树、白乳木、 油桐、小桐子、光皮树、
生物质的特点：可再生性、低污染性、广泛分布性。
生物质资源
1.2生物质能
（biomass energy）生物质能：
生物质是讨论能源时常用的一个术语，是指由 光合作用而产生的各种有机体。光合作用即利用空 气中的二氧化碳和土壤中的水，将吸收的太阳能转 换为碳水化合物和氧气的过程，光合作用是生命活 动中的关键过程。
生物质资
专门提供薪材的薪炭林。 生活垃圾
➢ 城镇生活垃圾主要是由居民
源按照来 源可分为
生活垃圾、商业和服务业垃圾、 少量建筑垃圾等废弃物所构成
六大类
的混合物，成分比较复杂，其
构成主要受居民生活水平、能 源结构、城市建设、绿藻类，主要包 括海洋生的马尾藻、巨藻、
特点：比重大、便于贮存和运 输、燃烧性能好、热效率高 （3500—5000千卡之间，是直 接燃烧的5倍）、灰分小、燃 烧几乎不产生SO2，不会造成 环境污染、可用于家庭炊事、 取暖，也可作为工业锅炉和电 厂燃料代替煤炭、天然气、燃 料油等化石能源，成为燃烧方 式、热值均接近煤炭却基本无 污染物排放的高品位清洁能源。
热量利用 CO2
燃烧
CO
CO2
H2O
灰烬
O2
生物质能利用—直接燃烧－发电
➢ 现代生物质直燃发电技术诞生于丹麦。该国BWE公 司率先研发秸秆等生物质直燃发电技术，并于1988 年诞生了世界上第一座秸秆发电厂。每两吨秸秆的 热值相当于一吨煤，平均含硫量只有3.8‰，远远 低于煤1％的平均含硫量。
➢ 该国秸秆发电技术现已走向世界，被联合国列为重 点推广项目。在发达国家，目前生物质燃烧发电占 可再生能源（不含水电）发电量的70%。丹麦:已建 立了130多家秸秆生物发电厂。秸秆发电等可再生 能源占到全国能源消费量的24％以上。
1.3我国生物质资源的分类
农作物秸秆
➢ 农作物秸秆是农业生产
的副产品，也是我国农村
森林能源
的传统燃料。秸秆资源与
➢ 森林能源是森林生长和林业 生产过程提供的生物质能源，
农业种植业的生产关系十 分密切。
主要是薪材，也包括森林工业
的一些残留物等。森林薪材来
源于树木生长过程中修剪的枝 桠、木材加工的边角余料以及
生物质直接燃烧发电原理
生物质原料
直燃后的热能
汽轮机发电
直接燃烧
产生蒸汽
2.2 生物质致密成型燃料技术
秸秆=燃煤？不存在的？ 这是平时不可想象的事，在现代发达的科技下早已变为 现实，这就是生物质致密成型燃料技术。
原理 ：
在一定温度和压力条件下，将分散的秸秆、树枝、木屑 等农林生物质经过收集、干燥、粉碎等处理后，利用特殊 的生物质固化成型设备挤压成规则的、密度较大的棒状、 块状或颗粒状等成型燃料。
➢ 20世纪80年代我国开始致力于生物质致密成型技术的研究。
农林生物质
纤维素
④取消外力
成型燃料
半纤维素
木质素
①70~100 ℃ ②200~300 ℃ ③施加外力
依靠传动部件与生物质原料之间的
高速相对运动来实现生物质压缩，压缩 过程中摩擦产生的热将纤维素、木质素 软化的同时，通过挤压力把生物质原料 推入成型模，从而成型。
主要内容
一
生物质资源
二
转化原理和利用技术
三
发展前景
一、生物质资源 1.1 生物质
生物质的广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以 及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有 代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材 废弃物和动物粪便。 生物质的狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中 除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木 质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生 产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
辊模挤压式 （包括环模式和平模式）； 活塞冲压式 （机械式、液压式）； 螺旋挤压式。
➢ 20世纪30年代，美国就开始研究压缩固体成型燃料技术，发 明了螺旋挤压技术，在加热温度110~350℃、压力10MPa的条 件下，能把木屑和刨花压缩成固体成型燃料；
➢ 20世纪70年代初日本从国外引进技术后进行改进，研究并应 用螺旋挤压技术，之后相继发明了活塞式生物质压缩方法；
➢ 20世纪70年代初，美国研究开发了环模挤压技术，瑞士、瑞 典等发达国家也先后开发研究了冲压技术、辊模挤压技术；
➢ 20世纪80年代开始，日本对压缩成型技术进行探讨，对压缩 过程中的动力消耗、压模的结构与尺寸、压缩燃料的含水率、 压缩时的温度和压力以及原料的颗粒大小进行研究，进一步 改进，使之更趋于应用化；
➢ 我国古代人民在燧人氏和伏羲氏时代， 就已经知道使用 “钻木取火” 的方法来获取能源了。
➢ 从能量转换观点来看，生物质直燃是通过燃烧将化学能转 化为热能加以利用，是最普通生物质能转换技术。
生物质能利用—直接燃烧－获取热量
生物质燃料
生物质燃料的燃烧过程
挥发性焦 油和气体
焦炭
O2 燃烧
火焰 火焰
H2O CO2
生物质能应用的优点：
（1）储量丰富，来源广泛；（2）清洁，无污 染；
（3）节省能源；（4）可再生，符合可持续发 展。
植物的光合作用图解
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。
油楠、油橄榄等。
生物质资源
1.4我国主要生物质能源不同种类比例
二、转化原理和利用技术
生物质能源利用方式
➢ 2.1生物质直接燃烧 ➢ 2.2生物质致密成型 ➢ 2.3生物质热化学转化技术 ➢ 2.4生物质化学法转化技术 ➢ 2.5生物质生物转化技术
2.1生物质直接燃烧技术
➢ 生物质直接燃烧技术是生物质能源转化中最古老的技术， 人类对能源的最初利用就是木柴燃火开始的。