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1、12/2/20221生物质能利用技术第1页，本讲稿共23页生物质能利用技术第一节生物质能简介第二节生物质能的分类第三节生物质能的特点第四节生物质能的利用技术第五节生物质能的利用现状第六节生物质能的原则第2页，本讲稿共23页1.1生物质能简介生物质能（biomassenergy）概念：是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能的物质。形成：是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源。是人类最重要的间接利用太阳能方式。特征：是贮存的太阳能，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。同时是唯一的可储存和运输的可再生能源。第3页，本讲稿共23页1.2生
2、物质能的来源柴薪，至今仍是许多发展中国家的重要能源。但由于柴薪的需求导致林地日减，应适当规划与广泛植林。秸秆和牲畜粪便，经干燥可直接燃烧供应热能。若经过厌氧处理，可产生甲烷和肥料。制糖作物，制糖作物可直接发酵，转变为乙醇。油料作物，可制作转变为生物柴油。其它，如城市垃圾和粮食第4页，本讲稿共23页1.3生物质能的利用生物质是人类用火以来，最早直接应用的能源。储量大，地球上每年生物质能总量约 1400-1800亿吨(干重），相当于目前每年总能耗的十倍。生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在整个能源系统占有重要地位。在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14，在发展中国家占40以上。第5页
3、，本讲稿共23页1.4生物能的优点提供廉价能源(某些条件下)和低硫燃料；理论上不产生GHG，低含量的N，S化合物，可以大量减少有毒气体排放，被称为“绿色石油”；被称之为CO2中性的燃料。将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如城市垃圾的集中处理)；与其它非传统性能源相比较，技术上的难题较少。第6页，本讲稿共23页1.5生物能的缺点植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物；单位土地面的有机物能量偏低；缺乏适合栽种植物的土地；有机物的水分偏多(50%95%)。第7页，本讲稿共23页联合国粮农组织认为，生物质能有可能成为未来可持续能源系统的主要能源，扩大其利用是减排CO2的最重要的途径，应大规模植树造林和
4、种植能源作物，并使生物质能从“穷人的燃料”变成高品位的现代能源。第8页，本讲稿共23页2生物质能的分类林业资源农业资源生活污水和工业有机废水城市固体废物畜禽粪便第9页，本讲稿共23页3生物质能的特点可再生性低污染性广泛分布性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10001250亿吨生物质;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。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。第10页，本讲稿共23页4生物质能的利用技术生物质能的利用技术大体上分为直接燃烧技
5、术、物化转化技术、生化转化技术和植物油技术四大类，各类技术又包含了不同的子技术。第11页，本讲稿共23页4.1直接燃烧技术直接燃烧大致可分四种情况：（1）炉灶燃烧；（2）锅炉燃烧；（3）垃圾焚烧；（4）固型燃料燃烧。直接燃烧烟尘大，热效率低，能源浪费大。第12页，本讲稿共23页生物质直接燃烧利用所面临的问题主要有体积密度和能量密度低。由此造成运输、储存费用都相对较高，一般认为生物质的利用半径仅为80120 km，这大大限制了生物质能的有效利用。提高生物质的体积、能量密度是生物质直接利用的重要研究方向。目前采用的主要技术有打包、制作生物质高压成型块以及制作生物质焦碳。第13页，本讲稿共23页4.
6、2物化转换技术物化转换技术包括三方面：（1）干馏技术；（2）气化制生物质燃气；（3）热解制生物质油。第14页，本讲稿共23页生物质气化技术是指将生物质在高温下部分氧化转化为气体燃料的热化学过程。该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气或水蒸汽)，生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体。生物质与煤相比，挥发分含量高，灰分含量少，固定碳含量虽少但活性却比煤的高许多。因此，生物质通过气化之后加以利用，比煤气化后再利用的效果要好。第15页，本讲稿共23页4.3生化转换技术生物化学转换技术主要是以厌氧消化制取沼气和特种酶技术催化制氢为主。第16页，本讲稿共23页沼气化技术循环经济循环经济有机有机污染物
7、污染物沼气沼气技术技术肥料肥料沼气沼气第17页，本讲稿共23页户用沼气1958年，毛主席提出“要好好推广沼气”，引起全国范围内沼气建设热潮，由于技术不成熟和采取群众运动的方式，此项活动昙花一现。为缓解农村日益突出的生活用能矛盾，70年代初又开始兴办沼气，仍然没能推广。第18页，本讲稿共23页5.1国内利用生物质能的现状2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年
8、用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。第19页，本讲稿共23页5.2国外利用生物质能的现状和技术展望生物质能是丹麦主要的可再生能源，2000年丹麦生物质能约占全国可再生能源的85%，作为世界风力机主要的供应者，其风能只占10%。法国将生物质能甲酯化后和柴油并用以替代石油德国除了大力发展风电外还十分重视利用人工沼气，对垃圾填埋场沼气加以充分利用。古巴盛产甘蔗，大量的甘蔗渣可用于燃烧发电。巴西利用甘蔗制糖残渣转化制造乙醇。美国注重玉米制取乙醇的技术应用。第20页，本讲稿共23页6生物质能利用的原则生物质能应是农村的主要能源。不应把集中开采的煤分散到农村作低效、高污染的应用，而把原来高度分散的生物质能“费大力气”集中起来，作较低效率的应用。第21页，本讲稿共23页人与自然和谐相处，这是可再生能源、尤其是生物质能利用的最高原则！第22页，本讲稿共23页Thanks for your attention!第23页，本讲稿共23页