物理高新技术——新能源——生物质能

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1、生物质能2生物质能简介生物质主要包括农业废弃物（如植物的秸秆、枝叶）、水生植物、油科植物、动物粪便等。生物质是多种高分子有机化合物组成的复合体，主要含有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、脂质等。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。目前广泛使用的化石能源如煤、石油和天然气等，也是由生物质能转变而来的。生物质能源是一种理想的可再生能源，具有以下特点：①可再生性；②低污染性；③广泛的分布性生物质能的利用拾柴背秸秆的老大爷晾晒在墙上的干牛粪生物质能在能源系统

2、中的地位生物质能是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续供给的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。78生物质能存在形式1．森林能源及其废弃物2．农作物及其副产物3．禽畜粪便4．生活垃圾5.水生植物6.油料植物9生物质能开发利用生物质能的开发和利用，也就是生物质能的转化技术，将生物质能转化为人们所需要的热能或进一步转化为清洁二次能源，如电能。1、制沼气：利用植物的秸杆、枝叶、杂

3、草和动物粪便等生物质在厌氧条件下，经过细菌发酵制取沼气。条件：厌氧主要成分：甲烷主要优点：气体燃料、环保副产肥料利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气沼气燃料电池发电燃料电池是一种将储存在燃料中的化学能直接转化为电能的装置，当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它就可以连续发电。沼气燃料电池是将沼气化学能转换为电能的一种装置，它所用的“燃料”并不燃烧，而是直接产生电能。14项目名称指标发力输出功率200kW输出电压(频率)400V(50Hz)，480V(60Hz)发电效率40%余热利用效率/温度41%/60℃

4、热水燃料/消耗量天然气/43m3/h有害排放物NOX：低于5ppmSOX：可忽略不计噪音约60分贝(距设备10米处)排水净水(接近于零污染)应用时供应水自来水或纯净水(接近于零)应用时供应氮气N24个圆柱型容器存有7m3的氮气用于一次启动与停机循环(保护)操作自动，可远程控制PC25TMC主要性能及技术指标广州市番禺水门种猪场正在建设的由日本政府提供的200kW的沼气燃料电池装置。该200kW燃料电池设备由东芝公司下属的ONSI公司提供，型号为PC25TMC2、制乙醇：用含糖类、淀粉(C6H10O5)n较多的农作物（

5、如玉米、高粱）为原料，通过水解、发酵制乙醇。酶（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6C6H12O62C2H5OH+2CO2↑酶乙醇汽油90%汽油+10%乙醇一、可增加汽油中的含氧量，使燃烧更充分，降低尾气中有害物质含量二、能消除发动机内积炭，可延长发动机寿命3、生物质气化生物质气化及其特点以生物质为原料，以氧气、水蒸气或氢气等作为气化剂，在高温条件下通过热化学反应将生物质中可以燃烧的部分转化为可燃气的过程。主要有效成分：CO、H2、CH4、CO2生物质气化原理：包括生物质碳与氧的氧化反应；碳与CO2、H2O的

6、还原反应；生物质的热分解反应4、生物质热解技术生物质热解及其特点生物质在无空气等无氧情况下发生不完全热降解生成炭、可冷凝液体和气体产物的过程。产物：炭、液体和气体生物质热解工艺工艺流程：干燥—粉碎—热解—产物炭和灰的分离—气态生物油的冷却—生物油的收集等。（1）原料干燥和粉碎；（2）热裂解；（3）焦炭和灰的分离；（4）液态生物油的收集。生物质热解产物：生物油（用作燃料油）；不可凝气体；灰等。5、生物质直接液化生物质液化是指通过化学方法将生物质转化为液态产品的过程。直接液化是一个高温高压条件下的热化学过程，是将生物质与

7、一定量溶剂混合放在高压釜中，抽真空或通入保护气体，在适当的温度和压力下将生物质转化为高热值的液体燃料。生物质液化的实质是将固态的大分子有机聚合物转化为液态的小分子有机物质。6、生物柴油生物柴油---又叫生物甲酯、酯化油脂，即脂肪酸甲酯的混合物，它与柴油分子碳数相近。制备原料：食用油及餐饮废油、动物脂肪、油籽、树种等----含有丰富的脂肪酸甘油酯。制备原理：脂肪酸甘油酯与低碳醇之间的转酯化反应，即催化剂存在下的酯交换。22生物柴油是一种清洁的可再生能源，是以大豆、油菜籽等油料作物以及油棕、黄连木等油料林木果实为原料制成

8、的液体燃料，具有原料来源广泛、可再生性强、污染性低等特点，是优质的柴油代用品。7、直接燃烧注释:用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分（C6H10O5)n+6nCO26nCO2+5nH2O点燃垃圾焚烧发电24目前我国对垃圾的处理手段主要集中在填埋和焚烧两种方式。填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好