生物質(zhì)能源第一節(jié)概述1.煤炭24%生物質(zhì)15%石油34% 水電6% 自然氣17%核能4%2.地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富，而且是一種無害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍，利用率不到3%。1.1命體排泄和代謝的全部有機物質(zhì)。是地球上存在最廣泛的物質(zhì)。生物質(zhì)分類：原料化學(xué)性質(zhì)分類：1. 糖類〔甘蔗、甜菜〕2.淀粉類〔土豆、玉米〕3.纖維類〔木材、農(nóng)作物秸桿、雜草〕等原料來源分類：1〔農(nóng)作物秸桿〕2.薪柴和柴草3〔〕人類糞便和生活垃圾4.工業(yè)廢棄物、廢水等5.能源植物果實等。林作物類：包括白楊、懸鈴木、赤楊等速生林種，蘆葦?shù)炔菽绢惣吧止I(yè)產(chǎn)生的廢棄物。水生藻類：包括海洋生的馬尾藻、巨藻、石莼、海帶等；微藻類的螺旋藻、小球藻等．以及藍藻、綠藻等。可以提煉石油的植物類：包括橡膠樹、藍珊瑚、核樹、葡萄牙草等。皮毛等)及城市垃圾等。光合成微生物：如硫細菌、非硫細菌等。量。它是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。生物質(zhì)能特點優(yōu)點：1.低污染〔S，N〕234.可再生缺點：1.能量密度低2.重量輕、體積大，給運輸帶來難度3.風(fēng)雨雪火等外界因素為保存帶來不利條件生物質(zhì)組成與構(gòu)造生物質(zhì)是有多種簡單的高分子有機化合物組成的復(fù)合體。生物質(zhì)氣化——將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CH4、CO、H2等可燃氣體根本原理是在不完全燃燒條件下，將生物質(zhì)原料加熱，使較高分子的有機碳氫化合物裂解成較低分子量的高品位可燃氣體。依據(jù)氣化機理可分為熱解氣化和反響性氣化,其中后者又可依據(jù)氣化劑的不同分為空氣氣化、水蒸氣氣化、氧氣氣化、氫氣氣化及其這些氣體的混合物的氣化。依據(jù)承受的氣化反響器的不同又可分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化生物質(zhì)的反響性氣化在氣化過程中使用不同的氣化劑,可以得到三種不同質(zhì)量的氣化產(chǎn)品氣低熱值(LowCV)：4～6MJ/Nm3中熱值(MediumCV)12～18MJ/Nm3使用氧氣或水蒸汽高熱值(HighCV)40MJ/Nm3生物質(zhì)氣化過程中焦油的生成當(dāng)生物質(zhì)被加熱到250oC以上時，纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等成分發(fā)生熱分解，生成焦炭、木醋酸、焦油、氣體等。焦油的成分格外簡單，大局部是苯的衍生物。溫度為500oC時焦油的產(chǎn)量最高，隨著溫度的上升和停留時間的增加，焦油的含量會明顯地削減。在600oC以上時，焦油以氣體的形式存在于熱解氣中，在低溫下則以液體的狀態(tài)存在。焦油難以完全燃燒，簡潔產(chǎn)生碳黑等顆粒，對燃氣利用設(shè)備等損害嚴(yán)峻流化床與固定床比較運行過程中，固定床溫度分布不均勻，固體在床內(nèi)停留時間較長，氣體停留時間短，壓力降較低；流化床床溫均勻，氣固接觸混合良好，氣固停留時間都較短，壓力降較高。固定床可在設(shè)計負荷的20-110%間變動，流化床中氣流速度必需滿足流化條件的需要，因此只50-120%之間變化。量大。啟動時，固定床加熱比較緩慢，需較長時間到達反響溫度，流化床加熱快速，便于頻繁起停。流化床對原料的要求較低。固定床的產(chǎn)物主要是低熱值煤氣，含有焦油、油脂等需要分別和凈化處理的雜質(zhì)。流化床產(chǎn)生的氣體成分、熱值穩(wěn)定，焦油和氨的含量較低，但飛灰含量明顯高于固化床燃氣飛灰含量生物質(zhì)原料與煤原料比較薪柴、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等，包括板皮、木屑、枝杈、秸稈、稻殼、玉米芯等?！?00℃30%的揮發(fā)組分；生物質(zhì)炭反響活性高，在較低的溫度下，以較快的速度與CO2及水蒸氣進展氣化反響；生物質(zhì)炭灰分少〔<3%)，且不易粘結(jié)，簡化了除灰設(shè)備。生物質(zhì)炭含硫量低(<0.2%)，不必設(shè)氣體脫硫裝置，降低了本錢，有利于環(huán)境保護。生物質(zhì)的熱解原理——生物質(zhì)在根本無氧的環(huán)境中受熱分解，生成固體炭、液體燃料和氣體的過程枯燥階段在150oC左右，蒸出物料中的水分。預(yù)熱解階段在150－300oC〔如半纖維素分解成CO2、CO固體分解階段300－600oCCO2、CO、CH4、H2物質(zhì)。此階段放熱。燃燒階段C-H、C-O鍵進一步裂解，排出殘留在木炭中的揮發(fā)分。生物質(zhì)快速熱解：隔絕空氣快速加熱，將原料直接裂解為粗油。工藝特點：物質(zhì)原料的粒度格外小，快速加熱；500℃左右；熱解產(chǎn)生的蒸汽快速冷卻以生產(chǎn)生物油產(chǎn)品生物質(zhì)液化乙醇汽油：在不添加含氧化合物的液體烴中加入肯定量變性燃料乙醇后用作點燃式內(nèi)燃機的燃料。生物質(zhì)原油呈棕褐色，內(nèi)含刺激性揮發(fā)分〔如丙酮等H值約為〔弱酸性分子簡潔發(fā)生聚合反響，故不宜進展蒸餾處理。在一穩(wěn)定的空氣環(huán)境中可燃性液體或固體外表產(chǎn)生的蒸氣在試驗火焰作用下被閃燃時的最低溫度 閃點就是可燃液體或固體能放出足量的蒸氣并在所用容器內(nèi)的液體或固體外表處與空氣組成可燃混合物的最低溫度可燃液體的閃點隨其濃度的變化而變化。 閃點又叫閃燃點，是指可燃性液體外表上的蒸汽和空氣的混合物與火接觸而初次發(fā)生閃光時的溫度。實現(xiàn)生物質(zhì)定向氣化的措施提高氣化反響溫度氣化反響溫度是影響氣化產(chǎn)物的一個最主要因素，溫度越H2、COCO2越多CH4純氧和水蒸氣復(fù)合并用N2氣化反響區(qū)的溫度，從而為加注適量水蒸氣制造了條件。水蒸氣既可以直接與炙熱的炭反響生成H2和CO換反響，生成對合成甲醇有用的氣體，從而減輕氣體重整變換的工作量。延長反響物的滯留時間氣化反響實際是由生物質(zhì)的熱解反響和熱解產(chǎn)物的裂解反響所組成的，但無論是哪種反響，在肯定條件下，反響物的滯留時間越長，反響就越充分，生成物也就越多。生物燃料乙醇乙醇汽油：在不添加含氧化合物的液體烴中參加肯定量變性燃料乙醇后用作點燃式內(nèi)燃機的燃料。變性燃料乙醇：指參加2％～5％(v/v)的變性劑〔即車用無鉛汽油〕后,使其與食用酒精相區(qū)分而不能飲用的燃料乙醇。燃料乙醇：未加變性劑、可作為燃料用的無水乙醇〔無水酒精。無水乙醇：原料經(jīng)發(fā)酵、蒸餾、脫水后制得的水含低于0.