生物质能和其市场潜力

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1、生物质能和其市场潜力　　【摘要】工业革命完成之后，化石燃料成为了推动文明进步发展的引擎。生物质能是可再生的环境友好的燃料，而化石燃料是不可再生的有污染的燃料。通过政府津贴的支持，生物质能在许多发达国家已经得到了长足的发展，而在发展中国家还没有有效利用。能源安全是发展生物质能的另外一个原因，一个良好应用生物质能的国家队国际化石燃料价格的波动是有抵抗力的。生物质的原料是十分充足的，因为居民日常生活中，林业，农业都能获取。随着生物质能利用技术愈发的成熟，生物质能将会在人类社会中扮演更重要的角色。　　【关键词】生物质能生物质市场环保　　1简介9　　近几年来，温

2、室气体的排放成为了可持续发展的绊脚石，而生物质能被视为可以改善这种状况的关键之一。尽管OPEC组织为了和来自美国的页岩气竞争压低了石油价格，能源危机始终是对政府的挑战。以全球为范围长期来看，生物质的生产潜能在发展中国家譬如拉美，撒哈拉以南地区和东欧地区将会是巨大的[1]。这意味着生物质能的市场潜力同样会很大。虽然生物质燃料的燃烧会伴随着温室气体的排放，但这些碳是生物质中固有的碳，并不会增加生物圈碳循环中碳的总量。有三种方式将生物质转化成生物质燃料：物理转化、化学转化、生物转化，不同种类的生物质燃料通过不同的转化方法获取。这些生物质燃料可以应用在譬如内燃

3、机，发电机组，集中供热等一些影响到大部分居民日常生活的范畴。　　2利用生物质能的技术　　有主要三种方式获取生物质原料，区别存在于初级，第二级和第三级废物之中。主要残留物是在生产使用作物和林业加工的过程中产生的，比如森林和秸秆中疏伐。二次废料来自于食品加工，比如饮料工业，造纸厂。叔胺残基在生物质衍生的商品被使用后变得可以加以利用，也就是说它源自于城市固体废弃物，废木料，淤泥中的有机物成分[2]。生物质转化技术将生物质原料转化为固体液体或气体形态的生物燃料提供给用户。另一方面，转化技术将生物质直接转化为能量。这个章节包含三节：2.1节描述了将生物质转化为固

4、态燃料的物理转化方法，2.2节涵盖了三种重要的获取各种生物质燃料的化学转化方法，2.3节描述了两种生物转化的方法。　　2.1物理转化方法：压缩成型　　未经过压缩成型的生物质燃料存在譬如过快挥发，难以控制空气供给的问题。在普通的锅炉中难以解决这些问题，所以分散和过轻的生物质染发聊需要压缩成型来讲提高热值进而加以充分燃烧利用。普通生物质压缩成型的过程图1所示[3]：9　　在乡村地区有丰富的生物质资源，比如，稻草，谷壳。为了在燃烧生物质时不结渣，搜集这些生物质时防止土壤的混入非常重要。研磨是压缩成型之前非常重要的一个步骤，大尺寸的原料像稻草需要研磨，而小尺寸

5、的原料譬如谷壳只需要清除大尺寸的无关渣滓。在进行下个步骤之前，脱水会将湿度控制在10%-15%之间[4]。预压是为了提高生产率。在预压的过程中，加热可以软化原料中的木质素，这对粘合和使原料易于压缩非常重要。切割和打包是产品销售前的最后一步。这种压缩成型的固体生物质燃料是煤炭的良好替代物，可以应用于供热锅炉，热水锅炉，小型发电机组。　　2.2化学转化　　生物质化学转化技术对于高效利用生物质资源很重要。它主要包括四个方法：燃烧，热解，气化和液化。　　（1）燃烧是将生物质转化为能量的最普遍方式，它是可燃物和氧化剂之间的化学反应，释放出剧烈的热。获取热能是燃烧

6、的主要目的。（2）热解：热解的产物范围比较大：有固体，液体，气体的生物质燃料。由操作条件可将热解分为两种。第一种是快速热解，温度高蒸汽停留时间短。烧蚀系统，流化床，搅拌床，真空热解系统是这个处理过程中需要的组件。另一种是慢速热解，它是对相对大的固体颗粒的舒缓加热伴随着更长的水蒸气停留时间，温度比快速热解更低。在这个处理过程中，需要大的蒸馏器，搅拌鼓窑，旋转窑和螺钉热解器，而操作条件应该为了保持产品如气体，焦油和焦炭的不变性而保持不变[5]。（3）气化：煤和包括热解过程中产生的各种气体发生反应。然而，大部分参与反应的气体是人工添加的。水蒸气和氧气在气化过

7、程中被用作反应物，同时反应产生了CO，H2，CO2，CH4和H2O。纯氧气比空气更适合参与反应，因为空气中混有太多的氮气会造成燃料热值的降低，水蒸气会提升热值因为它会增加燃料中氢气的成分。在另一方面，二氧化碳协助在Ni/Al催化反应中将碳，焦油和甲烷转化成氢气和一氧化碳[6]。（4）液化：液化后主要有三种产物，生物燃油部分，燃气部分和在溶剂中的固体部分（比如水）。整个过程的温度在250-400℃之间，压力在5-20MPa之间[7]。9　　2.3生物转化　　主要有两种方式：水解发酵和厌氧消化。生物乙醇是水解发酵的产品而生物燃气是厌氧消化的产品。生物乙醇和

8、生物燃气的燃烧是洁净环保的，因为燃烧产物只有水和二氧化碳。　　水解发酵：富含糖分的木质纤维素生