生物质资源转化与利用-第一章-绪论
生物质能的转化与利用技术研究与应用
生物质能的转化与利用技术研究与应用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!生物质能作为一种可再生能源，在当前能源结构调整和环境保护的大背景下备受瞩目。
最新生物质资源的利用教学讲义PPT课件
不需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件，大多 常温常压下，活性最高。
4. 多样性
目前已发现的酶有2500种，还有2万多种具有催 化作用的微生物，几乎能催化所有的化学反应。
生物质资源利用实例
历史悠久的发酵技术
大约5000年前，我国人民已掌握酿酒、酿醋技术。
酿酒
原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 蒸 化 酒
量达
响,但尾气中碳氢化合物、
❖ 到2.7%；如添加10%乙醇,
NOx和CO的含量明显降低。
氧含量可以达到3.5%，所 以加入乙醇可帮助汽油完 全燃烧,以减少对大气的污 染。使用燃料乙醇取代四 乙基铅作为汽油添加剂,可 消除空气中铅的污染；取 代MTBE,可避免对地下水和 空气的污染。
美国汽车/油料（AQIRP） 的研究报告表明：使用含6 ％乙醇的加州新配方汽油, 与常规汽油相比，HC排放 可降低5％,CO排放减少2128%，NOx 排放减少7-16%, 有毒气体排放降低9-32%。
秸秆的生物炼制
餐厨垃圾炼制生物柴油
可再生能源——
燃料乙醇
❖ 燃料乙醇，一般是指体积浓度达到99.5%以上的无 水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料。燃 料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙醇发动机 中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原 汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含 醇汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使 燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。在 美国和巴西等国家燃料乙醇已得到初步的普及，燃 料乙醇在中国也开始有计划地发展。源自酶——打开生物质资源宝库的钥匙
大分子 物质
淀粉
纤维素 半纤维素
物理法 化学法
葡萄糖
生物质的生物转化与利用
生物质资源生物转化制氢既可用于燃料电池，也可成为今后氢燃料的主要来 源之一，具有较大的发展前景。近年来，世界各国在生物质资源生物转化制氢方 面，从产氢的机理、细菌的选育、细菌的生理生态学、生物制氢反应设备的研制 等方面都进行了大量研究。迄今为止，已研究报道的生物质资源生物转化制氢主 要有光合生物转化制氢和发酵生物转化制氢2种方式。
号柴油低3〜4%0
生物质资源生物转化生物柴油主要有化学催化法和生物酶催化法合成2种方
式。化学催化法合成生物柴油存在有工艺复杂、能耗高、色泽深、成本高、生产 过程有废碱液排放等缺点，而生物酶法催化合成生物柴油具有条件温和、酶用量 小、无污染排放等优点，因此，生物酶催化法合成生物柴油具有良好的工业应用 前景。
1.4生物质资源生物转化生物柴油［10］
生物柴油，又称脂肪酸甲酯，是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂 肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类（甲醇、乙醇）经交酯化反应获得。生物柴 油燃烧排放尾气中的碳氢化合物比传统柴油减少40%;颗粒物减少50%;二氧化 硫、芳香烃类排放几乎为零，几乎看不见柴油车常见的黑烟，其实际热值仅比0
食品技术进展讲座报告
生痂生物船利用
【摘要】 生物质的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物 活性药物制取等领域已取得了丰厚的研究成果，本文以上几个方面进行了综述， 并对生物质资源生物转化的方式与途径进行了分析。
【关键词】 生物质 生物转化 生物能源 生物材料 生物活性药物
【前言】 建立在石油、煤炭及天然气等化石资源基础上的现代化学工业，一度 成为满足人类生活和保障社会经济发展的重要基础工业。 但由于化石资源的过度 开发与利用累计的效应， 相继也出现了诸多问题， 化石资源储量的有限性， 诱发 了化石资源的渐趋枯竭问题； 化石资源转化过程中产生的环境污染物， 导致区域 性和全球性环境、 生态问题； 另外，众多由化石资源而来的化学合成品的不可降 解性，使用之后的残留物成为危害环境的世界性公害。 为控制或减少化石资源的 使用、降低环境和生态成本， 各国政府纷纷颁布政策法规， 鼓励开发利用可再生 资源，尤其是生物质资源[1]，因此生物质资源的转化与利用也成为当今各国化 学化工领域研究的热点问题[2]。从理论上讲， 生物质资源的转化与利用主要有 以下4种方式：生物质资源的物理转化与利用、生物质资源的物理化学转化与利 用、生物质资源的化学转化与利用和生物质资源的生物转化与利用。实践证明， 前3种方式都不同程度地存在着转化与利用条件苛刻、资源利用率较低和环境污 染等问题， 而生物质资源的生物转化与利用的条件比较温和， 并能实现多级循环 利用，不仅不会对环境造成危害， 而且还有利于改善已经被破坏了的环境与生态。 本文主要从生物质资源的生物转化与利用在生物质能源开发、 生物质材料制备和 生物活性药物制取等领域研究现状进行了概述和前瞻。
生物质资源转化与利用
生物质资源转化与利用随着环保和可持续发展意识的日益增强，生物质资源利用成为全球范围内的普遍趋势。
生物质资源是指植物、动物以及微生物等生物体中所含的有机物质，如木材、农作物秸秆、林业剩余物、动物瘤、废弃物和生活垃圾等。
生物质能够通过不同的技术手段转化为生物质能、液态生物能、气态生物质能以及化学原料，具有广泛的应用前景和环保效益。
一、生物质资源的转化方式生物质资源的转化方式主要包括直接燃烧、焚烧发电、生物质能源的液化、气化和催化转化等技术。
1. 直接燃烧直接燃烧是指将生物质资源作为燃料进行燃烧，将释放的热能转化为电能或其他形式的能量。
直接燃烧因技术简单、易于掌握，能够有效减少温室气体排放等优点而在某种程度上得到了广泛应用。
但同时，直接燃烧所需配套设施较为复杂，环境污染问题也比较严重。
2. 焚烧发电焚烧发电是将生物质废弃物进行热解、氧化，将其转化为热能再转化为电能，同时能够将排放物中释放的氮、硫、氯等物质减少到最小限度，具有较好的环保效益。
但在技术上较为复杂，同时焚烧发电过程中的能源损耗较大，效率也相应较低。
3. 生物质能源的液化生物质能源的液化是指利用生物质燃料制备生物质柴油等液态生物能源的过程。
生物质能够化学转化为生物质燃料，从而替代传统的石油、天然气等化石能源，同时也能够减少对环境的影响。
4. 生物质能源的气化生物质能源的气化是指将生物质原料分解、氧化、还原，产生含有CO、H2、CH4、CO2等气体的燃料气体的过程。
该技术具有高效节能、减少环境污染等优点，但气化过程所需能源较大。
5. 催化转化催化转化是指在特定条件下，通过添加催化剂将生物质转化为液体或气体的过程。
催化转化技术与传统炼油工艺类似，能够实现生物质原料的高效利用与能源化，同时也能够减少对环境的影响。
二、生物质资源利用的现状与展望目前，全球生物质资源利用技术正在快速发展，生物质能所占比例也在逐年增长。
欧盟、美国、日本等发达国家的生物质资源利用率已经达到30%以上，而中国的生物质资源利用率仍处于较低水平。
生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用随着可再生能源的重要性日益凸显，生物质能源作为一种重要的可再生能源得到了广泛关注和研究。
生物质能源是指那些以可再生有机物质（如农作物、农畜禽粪便、木材、食用菌废料等）为原料，经过生物转化或物理化学转化而得到的能量。
本文将探讨生物质能源的转化与利用。
一、生物质能源的生物转化生物质能源的生物转化指的是通过生物体（如细菌、真菌、藻类等）的作用，将有机物质转化为可用能源的过程。
其中，发酵是最常见的生物转化方式之一。
发酵利用了微生物的新陈代谢能力，通过其产生的酶的作用，将有机物质分解为可用的能源（如乙醇、沼气等）。
此外，生物质能源还可以通过微生物的发酵过程产生生物气体，用于供暖或烹饪等方面的能源需求。
二、生物质能源的物理化学转化生物质能源的物理化学转化主要包括热解、气化和液化等过程。
热解是指在高温下，将生物质进行裂解，产生固体炭、液体燃料和可燃气体。
气化是指在高温和缺氧（或氧气供给不足）条件下，将生物质转化为合成气（由一氧化碳和氢气组成）。
而液化则是指将生物质转化为液体燃料，如生物柴油等。
这些物理化学转化过程可以将生物质能源转化为多种形式的能源，满足不同领域的能源需求。
三、生物质能源的利用途径生物质能源的利用途径多种多样，可以广泛应用于能源生产、农业、工业和生态环境等领域。
在能源生产方面，生物质能源可以代替传统能源，如煤炭和石油，用于发电、供热和燃料生产等。
同时，生物质能源的利用还可以促进农业循环经济的发展，通过充分利用农作物秸秆和农畜禽粪便等农业废弃物，提高资源利用效率。
另外，在工业方面，生物质能源的利用可以替代化石燃料，用于生产生物化学品、生物塑料等可再生原料。
此外，生物质能源的利用还可以改善生态环境，减少温室气体的排放，并降低对自然资源的依赖和破坏。
四、生物质能源的优势与挑战生物质能源具有许多优势，首先是可再生性。
生物质能源的原料来自于生物体，通过循环种植，可以实现无限制地获取。
绪论
6
⑷按能否反复利用，可把能源分为两
类 再生能源（如太阳能、风能、水力 等）； 非再生能源（煤炭、石油、天然气 等）。
7
二、新能源技术
核能；核能与传统能源相比，其优越性极为明显。 1公斤铀235裂变所产生的能量大约相当于2500吨 标准煤燃烧所释放的热量。 太阳能；太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用 形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学 转换三种主要方式 地热能；地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩 擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。 放射性热能是地球主要热源。 海洋能；海洋能指蕴藏于海水中的各种可再
23
我国生物质能源开发利用情况
自古以来，农牧民就直接燃烧生物质 用来做饭和取暖，直到现在，包括我 国在内的发展中国家广大农村，基本 上还是沿用着这种传统的用能方式。 旧式炉灶热效率很低，只有10 %～15 ％；经过一些改革(如变为省柴灶)， 热效率也没超过25%，资源浪费严重。
24
经过20年左右的时间，我国生物质能开发利用 取得了长足的进步： (1)沼气 20世纪90年代以来，我国沼气建设一直处 于稳定发展的势态。到1998年底，全国户用 沼气池发展到688万个；大中型沼气工程累计 建成748处；城市污水净化沼气池累计49 300 处；以沼气及沼气发酵液、沼渣在农业生产中 的直接利用为主的沼气综合利用技术得到迅速 应用，已达到339万户，其中北方的“四位一 体”能源生态模式21万户，南方的“猪一沼一 果”能源生态模式81万户。
29
1 石油
石油的开采历史已超过140年； 目前全球每天消耗石油量达7700万桶， 且以每年1~2%的速度增加； 目前世界石油总储量为3000~8000亿吨， 可开采40~100年（乐观的估计）。
生物质资源与其利用绪论
11:19:22
29
早在1991年美国能源部就启动生物质发电 计划，远景至2018年使生物质发电具有成 本优势
纽约斯塔藤垃圾处理站
STM- 美国通用 生物质能发电系统
2020/10/2
30
美国
➢ 美国是世界上开发利用生物质能技术最早的国 家之一
➢ 2000年，美国国会提出到2020年生物质能在 美国经济中所起的作用：占交通运输燃料来源 的10%,占电力和热能供应的5％，占化工和材 料制造的18%。目前，生物质能已经成为美国 最大的可再生能源供应来源。
是否可再生
如：太阳能、风能、生物质能等
2014年中国与世界的能源消费结构
近10年中国能源消耗分类示意图
2020/10/2
9
世界及中国能源状况
2020/10/2
10
资源分配不均
能源危机！！！
史 上 三 次 石 油 危 机
第一次石油危机 1973-1974年
国际市场上的石油价格从每桶3美元涨到12美元，上涨了4倍。石油价格暴涨引起了 西方国家的经济衰退，美国经济学家的估计，那次危机使美国国内生产总值增长下降 了4.7%，使欧洲的增长下降了2.5%，日本则下降了7%。
11:19:22
21
生物质？
2020/10/2
22
焚烧秸秆
2020/10/2
23
随意堆放的粪便
2020/10/2
24
开发生物质能的必要性
资源紧张的缓解 环境压力的释放 经济增长以及生活水平提高的需求 生态平衡的需要
2020/10/2
25
开发生物质能的可行性
1．直接燃烧技术 压缩成型燃料、生物质发电、热电联产
生物质资源的利用 ppt课件
量达
响,但尾气中碳氢化合物、
❖ 到2.7%；如添加10%乙醇,
3. 反应条件温和
不需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件，大多 常温常压下，活性最高。
4. 多样性
目前已发现的酶有2500种，还有2万多种具有催 化作用的微生物，几乎能催化所有的化学反应。
生物质资源利用实例
历史悠久的发酵技术
大约5000年前，我国人民已掌握酿酒、酿醋技术。
酿酒
原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 蒸 化 酒
酶——打开生物质资源宝库的钥匙
大分子 物质
淀粉
纤维素 半纤维素
物理法 化学法
葡萄糖
木质素
生物转化法
物理法和化学法，是通过热裂解、分馏、氧化还原 降解、水解和酸解等方法将纤维素、木质素等大分子生 物质降解成低分子量的碳氢化合物、可燃气体和液体， 直接作为能源或经分离提纯后作为化工原料。
但是，物理法和化学法一般的能耗高、产率低且过 程污染较严重，因此单独使用一般缺乏实用性，往往是 作为生物转化法的辅助手段。
生物转化法是利用酶将生物质降解为葡萄糖，然 后转化为各种化学品。因此酶在生物质的应用过程中 的地位不言而喻。
酶催化的特点：
1. 高效性
普通催化剂对化学反应加速一般为104~105倍， 酶对反应的加速作用一般在109~101以上。
2. 专一性
普通催化剂往往对同一类型反应都有催化作用，而 酶只选择催化某个反应并获得特定的产物。
酿醋
原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 麸 化 皮 发 、 醋 醋 酵
生物炼制
❖ 生物炼制是利用农业废弃物、植物基淀粉和木质纤 维素材料为原料，生产各种化学品、燃料和生物基 材料。根据近来研究开发的不同情况，生物炼制分 为3种系列：①木质纤维素炼制：用自然界中干的 原材料如含纤维素的生物质和废弃物作原料；②全 谷物炼制：用谷类或玉米作原料；③绿色炼制：用 自然界中湿的生物质如青草、苜蓿、三叶草和未成 熟谷类作原料。生物炼制大幅扩展可再生植物基原 材料的应用，使其成为环境可持续发展的化学和能 源经济转变的手段。
生物质能源的开发与利用
生物质能源的开发与利用第一章：生物质能源的定义与类型生物质能源是指从生态系统中产生的可再生的生物质材料的能源。
它是一种替代石化能源的可持续能源，可以通过生物质的转化获得。
生物质能源包括生物质发电、生物质液体燃料、生物质气体燃料等多种类型。
生物质发电是指利用生物质燃烧的方式，通过热能转化电能的过程。
生物质液体燃料则是指生物质在压力和温度的作用下被转化为液体状。
生物质气体燃料则是指将生物质通过热解、气化等方式转化为气体。
第二章：生物质能源的开发利用生物质能源的开发利用可以从农业、林业和畜牧业等多个方面入手。
1.农业领域农业废物是生物质资源的重要来源。
农业废物包括麦秸、稻秸、玉米秸等农作物剩余物、畜禽粪便、秸秆等。
这些农业废物可以通过压块、压包、气化等方式转化为生物质粒子，然后可以用作生物质发电或生物质液体燃料的原料。
2.林业领域林业废物也是生物质资源的重要来源。
林业废物包括枝干、树皮、叶子等。
这些林业废物可以通过压缩、干燥、制粒等方式转化为生物质粒子，然后可以用于生物质发电或生物质液体燃料的生产。
3.畜牧业领域畜禽粪便是一种可再生的生物质，它含有大量的有机物和氮、磷等营养元素。
通过处理，畜禽粪便可以转化为压缩的生物质粒子，然后可以用于生物质发电或生物质液体燃料的生产。
第三章：生物质能源的优势与不足生物质能源相对于传统的化石能源具有一定的优势和不足。
1.生物质能源的优势（1）可持续性：生物质资源的获得和利用可以实现循环利用，可持续发展。
（2）环保性：生物质能源不会排放有害气体，对环境的污染很少。
（3）可再生性：生物质能源可以通过再生制造，节约能源和减少污染。
2.生物质能源的不足（1）安全隐患：生物质能源的制造和保存等环节均存在安全隐患。
（2）资源稀缺：部分地区生物质资源稀缺，限制了生物质能源的开发和利用。
（3）技术成本高：生物质能源的开发和利用需要技术支持，技术成本较高。
需要继续研究和完善相关技术，以促进生物质能源的普及和推广。
生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用生物质能源是指从植物和动物等生物体中提取的可再生能源，具有丰富的资源和环境友好的特点。
生物质能源的转化与利用是指将生物质能源转化为可用于发电、供热或制造生物燃料等能源形式，并有效地利用这些能源。
本文将分别阐述生物质能源的转化和利用两个方面。
一、生物质能源的转化生物质能源的转化过程可以涵盖从生物质的收集、储存、预处理、转化、分离等环节，其中生物质的转化是重要的一环。
1. 生物质收集与储存生物质能源的来源广泛，可以来自农作物残余物、林业废弃物、农业固体废物等多个方面。
因此，生物质能源的收集工作需要对这些来源进行有效的管理和收集，确保生物质能源的稳定供给。
此外，生物质能源的储存也是一个重要环节，有效的储存方式能够保证生物质能源的长期储备。
2. 生物质的预处理生物质在转化过程中需要进行预处理以提高转化效率。
预处理包括破碎、粉碎、干燥等工序，通过降低生物质的颗粒度和水分含量，可以提高后续转化过程中的能源产量和质量。
3. 生物质的转化生物质的转化方式多种多样，主要包括热化学转化、生物化学转化和生物转化等。
热化学转化是指通过高温或气体反应将生物质转化为燃气、液体燃料或固体燃料；生物化学转化是指利用微生物或酶的作用将生物质转化为生物酒精、生物气体或其他有机化合物；生物转化则是指通过微生物的作用将生物质转化为生物菌肥等产品。
4. 生物质的分离在生物质的转化过程中，有时候需要将其中的纤维素、半纤维素和木质素等组分进行分离，以便进一步利用这些组分生产化学品、纤维素乙醇等。
二、生物质能源的利用生物质能源的转化之后，可以用于多个领域的能源利用，下面将重点介绍其中的几个应用领域。
1. 生物质能源的发电利用通过生物质能源转化后得到的固体、液体或气体燃料，可以与传统能源一起用于发电。
生物质能源发电的方式主要有焚烧发电、气化发电和发酵发电等。
这些发电方式能够有效地利用生物质能源，减少化石能源的使用，降低温室气体排放。
生物质能转化利用方式 ppt课件
PPT课件
生物质能转化利用方 式
主讲：赵## 制作：解##
1
PPT课件
生物质能：
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。它直接或间接地来源 于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、 液态及气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一 种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳 源。地球每年经光合作用产生的物质有1730 亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗 总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
直接液化: 液化是把固体状态的生物质经过一 系列化学加工过程，使其转化成液体燃料(主要是 指汽油、柴油、液化石油气等液体烃类产品，有 时也包括甲醇、乙醇等醇类燃料)的清洁利用技术
7PPΒιβλιοθήκη 课件 燃烧：（人类对能源的最早用利）
8
PPT课件
燃烧法应用生物质能：
生物质燃烧技术是传统的能源转化形式，是 人类对能源的最早用利。生物质燃烧所产生的 能源可应用于炊事、室内取暖、工业过程、区 域供热、发电及热电联产等领域。炊事方式是 最原始的利用方式，主要应用于农村地区，效 率最低，一般在15％一20％左右。人们通过 改进现有炉灶，以提高燃烧效率及热利用率。
14
PPT课件
谢谢！
15
生物质压缩成型的设备一般分为螺 旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压成型。 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。生物质 成型燃料应用在林业资源丰富的地区、 木材加工业、农作物秸秆资源量大的区 域和生产活性炭行业等。
实验研究：生物质能源的转化与利用
实验研究：生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用是一个重要的研究领域。
以下是一个实验研究的基本步骤：
1. 确定研究目标：首先，需要明确研究的目标，例如，研究生物质能源的转化效率，或是研究生物质能源在不同条件下的利用效果等。
2. 选择生物质材料：根据研究目标，选择适当的生物质材料。
这可以包括各种有机物质，如木材、废弃物、农作物等。
3. 转化技术选择：根据所选的生物质材料，选择适当的转化技术。
这可能包括生物质热化、生物质液化或生物质气化等。
4. 实验设计：设计实验方案，包括转化过程的具体步骤、所需设备、转化条件等。
5. 实验操作：按照实验设计方案进行实验。
这可能包括生物质的收集、处理、转化和利用等步骤。
6. 数据收集与分析：在实验过程中，收集数据并进行分析。
这可以帮助了解生物质能源的转化效率和利用效果，以及可能存在的问题和改进方向。
7. 结果与讨论：根据实验结果进行讨论，分析生物质能源的转化与利用的优点和局限性，并提出可能的改进方案。
8. 结论：总结实验研究的主要发现和结论，强调生物质能源的转化与利用的重要性和潜力。
需要注意的是，生物质能源的转化与利用是一个复杂的过程，涉及多个因素和步骤。
因此，实验研究需要综合考虑各种因素，并进行详细的规划和操作。
同时，为了确保研究的准确性和可靠性，需要进行多次重复实验以验证结果。
生物质资源转化与利用-第一章-绪论
高压蒸汽、热气流
直接液化 间接液化
共液化
燃料油、化工原料
甲醇、柴油、二 甲醚、氢气
化学品、液体燃料
氢气、木煤气
木炭、生物油、木煤气、醋液
氢气
沼气、乙醇
1. 物理化学法 通过压缩成型将生物质进行转化利用的技术。
2. 热化学法 高温下将生物质转化为其他形式能量的技术。 ➢ 直接燃烧：将生物质完全燃烧放出热量；燃烧过程产生的
2.可再生 生物质是植物通过光合作用合成的，植物的光合作用是燃烧反 应的逆过程。
3. 洁净性、污染低或无污染 可燃部分主要是纤维素、半纤维素、木质素，含硫、氮含量较 低，炭活性高，挥发组分高，灰分少，灰尘等排放量比化石燃 料小得多。
4. 易燃性和挥发组分高、炭活性高 生物质在400 oC左右，大部分挥发组分可释放出。煤在800 oC 时才释放出30%左右的挥发组分。
纤维二糖
葡萄糖
纤维素的单体—葡萄糖(glucose) 葡萄糖是自然界中储量最为丰富的单糖（六碳糖）资源，其化学 结构式为C6H12O6，它是一种多羟基醛。纯净的葡萄糖为无色晶体， 有甜味但甜味不如蔗糖(一般人无法尝到甜味)，易溶于水，微溶于 乙醇，不溶于乙醚。水溶液旋光向右，故属于“右旋糖”。
还原糖
能量可用来产生电能或供热。
➢ 气化：在介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，对生物质 进行部分氧化而转化为气体燃料的过程。
➢ 热解：在没有气体介质的条件下，单纯利用热使生物质中 的有机质发生热分解从而脱除挥发性物质，最终转化为高 能量密度的气体、固体和液体产物的过程。
➢ 液化：将固态大分子有机聚合物转化为小分子有机物质。
➢生物质中的水分 ➢生物质中的灰分 ➢生物质中的挥发分 ➢生物质中的固定碳 挥发分+固定碳+水分+灰分=100%
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
动物粪便 禽畜粪便、屠场废弃物等
城市废弃物 生活垃圾、有机废水等
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
生物质的组成和结构
生物质主要来源于植物，因此以植物生物质为例对生物质的组成 和结构进行分析。 植物生物质主要是木质纤维素(lignocellulose)，具体来说，主要成 分为纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose)、木质素(lignin)， 其中大约75%以碳水化合物的形式存在。
生物质资源转化与利用
第一章 生物质及生物质能概述
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
1.1 能源
能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量 （如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质 的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取 得有用能的各种资源。
来源分类 产生分类 性质分类
能源的分类 污染分类
还原糖
（reducing sugar）
缩醛
生物质资源大转化多论与利数用-以第一环章-状绪 存在
cellobiose
纤维二糖是不是还原糖？
纤维素是不是还原糖？
还原糖可能有哪些性质？
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
半纤维素
半纤维素是由多糖单元组成的一类多糖，其主链上由木聚糖、 半乳聚糖或甘露糖组成，在其支链上有阿拉伯糖或半乳糖。半 纤维素大连存在于植物的木质化部分，不同种类半纤维素的组 成差别很大，针叶木中半纤维素主要为聚半乳糖葡萄糖甘露糖。
➢一次能源：煤炭、原油、天然气、煤 层气、水能、核能、风能、太阳能、地 热能、生物质能等； ➢二次能源：电力、热力、成品油； 生物➢质资以源及转化其与利他用-新第一能章-源绪 和可再生能源。
论
按性质分类 按污染分类
➢燃烧型：煤炭、石油、天然气、泥炭、 木材等； ➢非燃烧型：水能、风能、地热能、海 洋能等。
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
生物质的分类
分类
种植生产的生物质 （能源作物）
举例
陆生生物质
甘蔗、木薯、玉米、甜菜、油菜子、甜高粱、能 源林等
水生生物质 海藻、微生物等
农业残余物 秸秆、稻壳、花生壳、蔬菜残余物等
林业残余物 伐木残余物、木材加工废弃物、建筑废物等
未利用的生物质 （残余物）
渔业残余物 渔业加工残余物 工业残余物 究竟、酿酒、制糖、食品、制药、造纸废水等
碳水化合物
C6H12O6 （六碳糖）
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
C6 · 6H2O
纤维素、半纤维素和木质素在几种常见生物质中的含量百分比
Biomass softwood hardwood wheat straw swithgrass
Cellulose (%) Hemicellulose (%)
➢污染型：煤炭、石油等； ➢清洁型：水力、电力、太阳能、风能 以及核能等。
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
按使用分类 按形态分类
➢常规能源：煤炭、石油、天然气； ➢新型能源：太阳能、风能、地热 能、海洋能、生物能、氢能以及用 于核能发电的核燃料等。
➢固体燃料 ➢液体燃料 ➢气体燃料 ➢其他：水能、电能、太阳能、 生物质能、风能、核能、海洋 能和地热能。
35~40
25~30
45~50
20~25
33~40
20~25
30~50
10~40
Lignin (%) 27~30 20~25 15~20 5~20
~75%
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
植物细胞壁中纤生维物质素资、源转半化论与纤利用维-第素一章和-绪木质素的示意图
纤维素
纤维素是生物质的骨架结构材料，是由β-D-吡喃葡萄糖通过1,4糖苷键连接而成的线性高分子化合物(C6H10O5)n，n为聚合度， 其值随不同木种的变化而有不同的变化。
世界煤炭探明储量 12.5%
1.9%
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
世界各区域能源消费格局
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
传统能源还能用多久？ 石油 30~50 年 （40年 BP数据） 煤炭 100~200年（155年 BP数据） 天然气 60~80年（65年 BP数据）
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
按商品非商品分类
➢商品型：进入能源市场作为商 品销售的如煤、石油、天然气和 电等；
➢非商品型：指薪柴和农作物残 余（秸秆等）。
按再生可再生分类
➢可再生：凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源
称为再生能源；
风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等。
➢不可再生
煤、石油和天然气等是非再生能源；
地热能基本上是非再生能源生物，质资但源从转化地与利球用-内第一部章-巨绪 大的蕴藏量来看，又
具有再生的性质。
论
1.1.2 能源的储量与消费
22.2%
世界石油探明储量 24.4%
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
31.4%
世界天然气探明储量 19.6%
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
纤维二糖
葡萄糖
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
纤维素的单体—葡萄糖(glucose) 葡萄糖是自然界中储量最为丰富的单糖（六碳糖）资源，其化学 结构式为C6H12O6，它是一种多羟基醛。纯净的葡萄糖为无色晶体， 有甜味但甜味不如蔗糖(一般人无法尝到甜味)，易溶于水，微溶于 乙醇，不溶于乙醚。水溶液旋光向右，故属于“右旋糖”。
开发绿色、可再生能源，支撑社会的可持续发展！
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
1.2 生物质概述
什么是生物质？什么是生物质能？ 为什么利用生物质能？如何利用生物质？
生物质资源转化与利用-第一章-绪 论
1.2.1 生物质（Biomass）
定义：一般是指任何形式（除化石燃料及其衍生物）的有机 物质，包括所有的动物、植物和微生物，以及由这些生命体 所派生、排泄和代谢出来的各种有机物质，如农林作物及其 残体、水生植物、人畜粪便、城市生活和工业有机废弃物等。
使用类型分类 形态分类 商品非商品分类 生物质资源再转化生论与利可用-再第一生章-分绪 类
1.1.1 能源的分类
按来源分类 按产生分类
➢来自地球外部天体 除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和 矿物能源等的产生提供基础。 ➢地球本身蕴藏 地球内部的热能有关的能源和与原子核反应 有关的能源，如原子核能、地热能等。 ➢地球与其他天体相互作用 如潮汐能。