煤炭生物转化技术概述共44页文档
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
摘要：煤与生物质共气化过程包括原料的预处理（上游处理）、气化、气体净化和燃气利用（下游处理）。由此可见，煤与生物质共气化的能效一方面取决于原料种类、共气化的工艺参数以及反应器的类型；另一方面也受到共气化体系中关键过程竞争和协同作用规律的影响。
关键词：生物质气化；生物质；煤共气化技术 前言 生物质与煤共气化可充分利用两种原料及各自气化技术的优点,弥补各自气化的缺陷,因此成为众多研究者关注的焦点。而两种原料间的相互作用无疑是共气化的核心研究内容之一。两种原料间存在协同作用、抑制作用或者不存在相互作用。近年来研究发现,相互作用由很多因素决定,原料种类、接触方式、混合比例、气化温度等均会影响作用效果。
1国外的研究与应用情况 (1)生物质气化发电生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视，如美国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威和瑞典等国家生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位，美国建立的Battelle生物质气化发电示范工程代表生物质能利用的世界先进水平。奥地利成功地实施了建立燃烧木材剩余物的区域供电站的计划，生物质能在总能耗中的比例由原来大约2％～3％增到目前的25％，该国现已拥有装机容量为1—2MWe的区域供热站80一90座。瑞典和丹麦正在实施利用生物质进行热电联产的计划，使生物质能在转换为高品位电能的同时满足供热的需求，以大大提高其转换效率。日本资源能源厅调查结果显示，2001年日本有83家生物质废弃物发电厂，形式为废弃塑料等与重油等化石燃料混烧发电，2003年又投资约14．5亿日元建设了发电量为3MW的生物质发电项目，年利用林业和建材业废旧材料5．9万t。菲律宾、马来西亚以及非洲的一些国家，都先后开展了生物质能的气化、成型、热解等技术的研究开发，并实现了工业化生产。(2)生物质燃气区域供热，利用类似于传统固定床气化炉的上吸式气化炉生产生物质可燃气，用于区域供热已达到了商业化水平。用于区域供热的生物质气化设备已在芬兰、瑞典各地运行。气化炉以泥炭、木片或木材加工过程产生的废弃物为原料。设备工作性能稳定可靠，转换效率高，对原料湿度和粒度要求宽松。通过调节气化剂中水蒸气的含量来控制氧化层的反应温度，可避免反应物料出现烧结现象。可燃气中焦油含量虽然较高，但是通向燃烧器的管道既粗又短，不易出现堵塞现象，因而系统不须安装焦油过滤装置。焦油及气化炉产生的可燃气可在后面的燃气锅炉等燃烧器中直接燃烧，既充分利用了焦油的能量又避免了管道堵塞等问题，因而通常不需要高效气体净化和冷却系统，系统相对简单，热利用率高。
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用摘要：总结了生物质原料的特点及生物质单独气化的缺点；介绍了国内外生物质气化技术及生物质与煤共气化技术的研发与应用现状；分析了在此领域国内外的发展趋势与前景；概括了开展生物质与煤共气化技术研发的意义。
生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。
与煤炭相比，生物质原料具有如下特点：①挥发分高而固定碳含量低。
煤炭的固定碳一般为60%左右；而生物质原料特别是秸秆类原料的固定碳在20%以下，挥发分却高达70%左右，是适合热解和气化的原料。
②原料中氧含量高，灰分含量低。
③热值明显低于煤炭，一般只相当于煤炭的1/2～2/3。
④低污染性。
一般生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的SO2、NOx较低。
⑤可再生性。
因生物质生长过程中可吸收大气中的CO2，其CO2净排放量近似于零，可有效减少温室气体的排放。
⑥广泛的分布性。
生物质气化是生物质利用的重要途径之一。
生物质气化技术已有一百多年的发展历史，特别是近年来，对生物质气化技术的研究日趋活跃。
但生物质单独气化存在一些缺点。
首先，生物质的产生存在季节性，不能稳定供给；其次，由于生物质处理后形成的颗粒具有不规则性，在流化床气化炉内不易形成稳定的料层，需要添加一定量的惰性重组分床料如河砂、石英砂等；第三，生物质单独气化时生成较多的焦油，不仅降低了生物质的气化效率，而且对气化过程的稳定运行造成不利影响。
生物质与煤共气化不仅可以很好地弥补生物质单独气化的上述缺陷，同时在碳反应性、焦油形成和减少污染物排放等方面可能会发生协同作用。
1国外的研究与应用情况(1)生物质气化发电生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视，如美国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威和瑞典等国家生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。
美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位，美国建立的Battelle生物质气化发电示范工程代表生物质能利用的世界先进水平。
煤微生物降解转化研究现状进展
煤微生物降解转化研究现状进展煤炭是一种重要的化石能源，在全球能源结构中占据着重要地位。
然而，传统的煤炭生产和利用过程会产生大量的环境污染和二氧化碳排放，对环境造成巨大的危害。
为了减缓煤炭行业对环境的影响，近年来煤微生物降解转化技术逐渐受到了广泛的关注。
煤微生物降解转化技术是指利用微生物降解煤炭中的有机物质，将其转化为燃料或化工原料。
通过这种技术，煤炭的资源利用效率和环境友好性得到了显著提高。
目前，煤微生物降解转化技术已经成为煤化学和生物技术交叉的前沿研究领域之一。
煤微生物降解转化技术主要分为两种方式：一种是利用厌氧微生物将煤炭转化为甲烷；另一种是利用厌氧和好氧微生物将煤炭转化为有机酸、酒精等小分子化合物。
其中，利用厌氧微生物将煤炭转化为甲烷是最为常见的一种方式。
该过程主要通过生物降解煤炭中的有机物质产生甲烷，常见的微生物有甲烷菌和挥发性脂肪酸菌。
利用厌氧和好氧微生物将煤炭转化为小分子化合物，则需要在实验室中控制好氧和厌氧条件，并加入适当的微生物。
该过程可以产生丰富的小分子化合物，如乙醇、丁醇、丙酸等，这些化合物可以进一步转化为高级燃料或化工原料。
近年来，煤微生物降解转化技术研究得到了快速发展。
研究人员在杂交微生物、基因突变、微生物群落工程等方面开展了大量研究，为煤微生物降解转化技术的发展提供了新的思路和方法。
同时，传统的化学方法也在不断地发展和改进，如热解、水化等方法，这也为煤微生物降解转化技术提供了新的参考和对比。
然而，煤微生物降解转化技术存在许多挑战和难点，如微生物的选择和培养、生物反应过程的建模和分析、反应条件的控制和优化等方面。
其中，微生物的选择和培养是当前研究的难点之一。
由于煤中的有机物质复杂多样，微生物生长条件也比较苛刻，这使得微生物的筛选和培养变得十分困难。
同时，生物反应过程的建模和分析也是当前研究的重点之一。
由于微生物群落的复杂性，生物反应过程常常难以建立准确的数学模型，这也使得生物反应过程的分析和优化变得十分困难。
煤炭清洁高效利用的技术
煤炭清洁高效利用的技术煤炭作为我国主要能源资源之一，在能源结构中占据着重要地位。
然而，传统的煤炭开采和利用方式往往伴随着环境污染和资源浪费问题。
为了实现煤炭资源的清洁高效利用，科研人员们不断探索和创新，提出了一系列煤炭清洁高效利用的技术。
本文将介绍几种主要的技术方法，以期为煤炭资源的可持续利用提供参考。
一、煤炭洁净燃烧技术煤炭燃烧是目前我国主要的能源利用方式之一，但传统的煤炭燃烧方式会释放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物，对环境造成严重影响。
为了减少煤炭燃烧过程中的污染物排放，科研人员提出了煤炭洁净燃烧技术。
这些技术包括燃烧优化技术、燃烧控制技术、烟气脱硫脱硝技术等。
通过对燃烧过程进行优化控制，可以有效降低污染物排放，提高燃烧效率，实现煤炭的清洁利用。
二、煤炭气化技术煤炭气化是将煤炭转化为合成气或甲醇等清洁燃料的过程。
相比传统燃煤方式，煤炭气化具有高效利用煤炭资源、减少污染物排放的优势。
目前，我国已经建立了一系列煤炭气化项目，采用先进的气化技术，实现了煤炭资源的清洁高效利用。
煤炭气化技术的发展不仅可以提高煤炭资源的利用率，还可以促进清洁能源的发展，推动能源结构的优化调整。
三、煤炭超临界发电技术煤炭超临界发电技术是指利用超临界锅炉进行发电，具有高效、清洁、节能的特点。
相比传统的火电厂，超临界发电技术可以显著降低燃煤消耗量和污染物排放，提高发电效率，减少环境影响。
我国在超临界发电技术方面取得了一系列重要进展，建设了大量超临界发电项目，为煤炭资源的清洁高效利用提供了重要支撑。
四、煤炭清洁利用的研究方向除了以上介绍的几种主要技术外，煤炭清洁高效利用的研究还包括煤炭液化、煤炭生物转化、煤炭燃料电池等多个方向。
煤炭液化技术可以将煤炭转化为液体燃料，实现煤炭资源的高效利用；煤炭生物转化技术利用微生物降解煤炭，生产生物燃料或化学品；煤炭燃料电池技术将煤炭氧化还原反应转化为电能，实现清洁能源的生产。
这些新兴技术的发展将为煤炭资源的清洁高效利用开辟新的途径，推动煤炭产业向绿色、可持续发展方向转型。
生物航煤生产技术的发展现状
生物航煤生产技术的发展现状以生物航煤生产技术的发展现状为标题，本文将对生物航煤生产技术的发展进行详细的阐述。
生物航煤是指利用生物质能源作为原料，经过一系列化学和物理反应转化为煤炭替代品的燃料。
随着对可再生能源需求的增加以及对化石燃料的限制，生物航煤生产技术正得到越来越多的关注和研究。
生物航煤生产技术的发展主要包括原料选择、生物质转化、煤炭替代品制备和应用等方面。
首先，原料选择是生物航煤生产的基础，目前主要使用的原料包括农作物秸秆、林木废弃物、沼气等。
这些原料具有丰富的资源、低碳排放和可再生的特点，适合用于生物航煤生产。
随着研究的深入，科学家们还在探索其他植物和废弃物作为原料的可行性。
生物质转化是生物航煤生产的关键环节。
生物质转化主要包括生物质干燥、碳化、气化和液化等过程。
其中，生物质干燥是将生物质中的水分去除，提高生物质的热值和稳定性；碳化是将生物质在高温条件下进行热解，产生固体碳质产物；气化是将固体碳质产物转化为可燃气体，如一氧化碳和氢气；液化是将生物质转化为液体燃料，如生物柴油和生物乙醇。
这些转化过程需要精确的控制参数和适当的催化剂，以提高产物的质量和产率。
煤炭替代品制备是生物航煤生产技术的核心环节。
煤炭替代品是指通过生物质转化得到的煤炭类燃料，具有类似于煤炭的物理和化学性质。
煤炭替代品可以直接替代传统煤炭使用，用于发电、供热和工业生产等领域。
目前，煤炭替代品的制备主要有两种方法，一种是通过生物质气化得到可燃气体，再通过催化剂或吸附剂将气体转化为液体或固体燃料；另一种是将生物质直接进行热解、碳化和液化，得到液体或固体燃料。
这些方法都需要高效、环保的生物质转化技术和合适的生产设备。
生物航煤的应用领域广泛，可以替代传统煤炭使用，减少对化石能源的依赖，降低碳排放。
生物航煤可以用于家庭取暖、工业生产、交通运输等领域。
在交通运输领域，生物航煤可以作为生物柴油直接替代传统柴油使用，减少尾气排放，改善空气质量。
生物工程知识：生物能源转化技术——清洁能源的新途径
生物工程知识：生物能源转化技术——清洁能源的新途径随着全球经济和人口的不断增长，能源需求也日益增加。
然而，传统能源资源如化石燃料等存在着极大的环境和经济压力，特别是二氧化碳的排放已经成为尤为紧迫的问题。
为了解决这一问题，生物化学家和生物工程师利用生物技术，研发出了各种生物能源转化技术，为可持续发展和清洁能源的开发提供了新的途径。
生物能源转化技术是指利用生物转化机制进行能源转换，从而获得清洁、可再生的能源。
它主要包括生物质能、生物气、生物油和生物柴油等几种类型。
这些生物能源是通过利用生物原料，如植物、林木、废弃物和农业余料，将其转化为可供利用的燃料。
在这些转换过程中，生物质是最常用的原料之一。
它可以来自多种来源，如废物木材、草等，在转到化学反应器中和化学反应发生，并最终转化为可行的能源。
生物质转化技术包括热化学转化和生物转化两种形式。
热化学转化是指将生物质放置于高温和压力下，使其分解成可燃性气体、油和固体炭等物质。
生物转化是指通过微生物把生物质进行微生物发酵或氧化过程，最终得到可用的燃料。
这两种方法都可轻易地将生物质转化为能量，并且对环境的伤害相对较小。
除了生物质外，生物气也是一种常用的生物能源。
它是指通过厌氧消化或干式发酵将有机废物转化为可燃性气体，如甲烷和氢气等。
这两种气体都可以用于发电和热能生产，并且为当地居民和企业提供了清洁能源。
生物油和生物柴油是另外两种较新的生物能源。
生物油通过热化学转化或生物转化将生物质转化为油状物质，其可用于发电、煤气化或制造合成液体燃料。
生物柴油则是指将废弃动植物油脂在化学反应器中酯化成脂肪酸甲酯，最终得到柴油状物质。
它可以取代石油柴油，同时减少碳排放和成本，并在当地有效促进经济发展。
生物能源转化技术有着巨大的潜力，因为它可以提供可持续性的、低成本的能源，同时减少对传统能源的依赖。
此外，生物能源的转换过程还可以减少石油、天然气和煤炭等化石燃料能源的使用和短缺问题。
煤微生物降解转化研究现状进展
煤微生物降解转化研究现状进展
煤是一种天然的可再生资源，是全球最重要的能源之一，但由于其复杂的化学组成和
结构，煤的利用效率较低。
微生物降解是一种能够促进煤转化的有效方法，已成为研究煤
生物转化的热点领域。
本文综述了煤微生物降解转化的现状进展。
煤微生物降解转化的基本过程包括：煤表面吸附、细菌附着、细胞外酶分泌、酶分解
和内部代谢等过程。
研究表明，微生物降解过程涉及到多种微生物和多种酶类，其中包括
细菌、真菌、放线菌等微生物。
煤微生物降解过程中的关键酶类包括氧化酶、酯酶和蛋白
酶等，它们能够加速煤的转化，促进煤中的有机物降解和矿物质释放。
煤微生物降解转化的研究主要集中在以下几个方面：煤的微生物降解机理和微生物种
类研究、酶学特性和功能研究、基质与酶对煤转化影响研究、微生物煤转化工艺研究、生
物降解煤产生的生物燃料和有机肥研究等。
目前，煤微生物降解转化研究的挑战主要包括：对煤微生物菌株和酶类的寻找和筛选、微生物影响因素和转化机理的研究、微生物煤转化工艺的优化和产业化应用等。
总的来说，煤微生物降解转化是一种具有潜力的煤转化技术，它能够促进煤的高效利
用和降低煤排放的污染，具有广泛的应用前景。
未来的煤微生物降解转化研究应继续完善
微生物煤转化机理的认识，加强对微生物菌株和酶类的筛选和应用，开发具有高效性和经
济性的微生物煤转化技术。
煤化工技术概述
煤化工技术概述一、引言煤化工技术是利用煤炭作为原料进行化学转化和加工的一种技术体系。
煤炭作为一种重要的能源资源，在能源结构调整和环境保护方面扮演着重要角色。
煤化工技术的研究与应用可以将煤炭转化为有机化学品、燃料和高附加值的化工产品，提高煤炭资源的综合利用效率。
本文将对煤化工技术进行概述，包括煤化工的定义、发展历程、主要技术领域以及应用前景等方面，旨在为读者提供一个全面了解煤化工技术的概览。
二、煤化工的定义煤化工是指以煤炭为主要原料，通过化学反应将其转化为有机化合物、能源或其他化工产品的技术体系。
煤化工主要包括煤制气、煤制油、煤制燃料、煤制化学品等领域。
通过煤化工技术，可以实现对煤炭资源的高效利用，促进能源结构的多样化和可持续发展。
三、煤化工技术的发展历程煤化工技术的发展可以追溯到19世纪末，当时人们开始将煤炭转化为煤气用于照明和供暖。
20世纪初，随着石油工业的崛起，煤化工技术逐渐进入快速发展阶段。
在第二次世界大战期间，煤化工技术得到了广泛应用，使得煤炭资源得以替代石油。
在20世纪50年代，煤化工技术进入了一个新的阶段，开发出了煤制油和煤制气的新方法。
随后，煤制油、煤制气和煤制燃料等领域取得了一系列的技术突破，提高了煤化工的效率和产能。
21世纪初，随着能源需求的增长和环境压力的加大，煤化工技术得到了更多的关注和研究。
如何提高煤化工过程的能源利用率、减少环境影响，成为了煤化工技术研究的重要方向。
四、主要技术领域1. 煤制气技术煤制气是将煤炭在高温下分解产生一系列气体的过程。
煤制气技术可以产生一种称为合成气的气体，主要成分是一氧化碳和氢气。
合成气可以用作燃料或化学原料，也可以用于制备合成油和合成氨等产品。
煤制气技术主要包括煤气化和水煤气转化两个步骤。
煤气化是将煤炭在高温和压力下与氧气或蒸汽反应，产生合成气。
水煤气转化是将合成气通过催化反应转化为合成油和化学品。
2. 煤制油技术煤制油是将煤炭通过热解或气相催化转化为液体燃料的过程。
煤微生物降解转化研究现状进展
煤微生物降解转化研究现状进展煤微生物降解转化研究是指利用微生物降解和转化煤炭资源，实现能源的高效利用和环境的友好处理。
该研究领域涵盖了煤微生物学、煤生物转化、煤生物酶、煤微生物群落等多个方面，目前已取得一定的研究进展。
煤微生物学的研究为煤微生物降解转化的基础。
研究者经过对煤矿环境微生物群落的分析，发现存在具有降解煤生化能力的微生物，并通过分离纯化得到了一些具有高效降解煤的微生物。
利用高通量测序技术对微生物群落和代谢功能进行分析，揭示了微生物降解煤炭的代谢途径和关键酶系统。
煤生物转化是煤微生物研究的重要方向。
研究者通过培养实验发现，某些微生物可以以煤炭为唯一碳源进行生长，并将其转化成有机物。
一些研究表明，煤腐质的氧化、脱氧和烷基化等反应都能被微生物催化，从而将固体煤转化为可溶性有机物。
研究者还开展了微生物沉积结晶煤的研究，通过优化微生物菌种和培养条件，实现了高效制备沉积结晶煤。
研究人员关注煤生物酶的研究。
酶是微生物降解和转化煤炭的关键因素之一。
通过研究微生物分泌的酶，研究者发现了多种能够降解煤腐质的酶，如脂肪酶、蛋白酶和多酚氧化酶等。
这些酶在煤腐质分解中发挥重要作用，为煤微生物降解转化提供了基础。
研究者还通过基因工程手段来优化微生物降解和转化煤炭的能力。
通过引入外源基因或改造内源基因，研究者成功地提高了微生物对煤的降解效率和选择性。
利用基因工程手段还可以通过调控微生物代谢途径，实现对煤的高效转化。
除了以上研究成果，近几年也有研究者关注微生物降解转化煤炭过程中的微生物群落结构和调控因素。
研究发现，微生物群落结构和多样性与煤的降解转化能力存在一定的关系。
不同微生物群落结构可以对煤腐质进行不同程度的降解和转化。
通过调控微生物群落结构，可以优化煤微生物降解和转化的效果。