能源化工知识点生物质

第一节概述

1.煤炭 24% 生物质 15% 石油 34% 水电 6 % 自然气 17% 核能 4 %

2.地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有 1730 亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20 倍，利用率不到 3%。

1.1 生物质和生物质能概念

生物质：由光合作用而产生的各种有机体，包括全部动物、植物、微生物，以及由这些生

命体排泄和代谢的全部有机物质。是地球上存在最广泛的物质。

生物质分类：

原料化学性质分类：

1. 糖类〔甘蔗、甜菜〕2.淀粉类〔土豆、玉米〕3.纤维类〔木材、农作物秸杆、杂草〕等

原料来源分类：

1.农业废弃物〔农作物秸杆〕2.薪柴和柴草 3.农业加工废弃物〔木屑、谷壳等〕人类粪便和生活垃圾 4.工业废弃物、废水等 5.能源植物

农作物类：包括产生淀粉可发酵生产酒精的薯类、玉米、甜高梁等，产生糖类的甘蔗、甜菜、果实等。

林作物类：包括白杨、悬铃木、赤杨等速生林种，芦苇等草木类及森林工业产生的废弃物。水生藻类：包括海洋生的马尾藻、巨藻、石莼、海带等；

微藻类的螺旋藻、小球藻等．以及蓝藻、绿藻等。

可以提炼石油的植物类：包括橡胶树、蓝珊瑚、核树、葡萄牙草等。

农作物废弃物(如桔秆、谷壳)、林业废弃物(如枝叶、树皮、锯末等)、畜牧业废弃物(如骨头、皮毛等)及城市垃圾等。

光合成微生物：如硫细菌、非硫细菌等。

生物质能：隐藏在生物质中的能量。是把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量。它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。

1.生物质能特点

优点：1.低污染〔含 S，N 低〕2.普遍易取 3.可储存运输 4.可再生

缺点：1.能量密度低 2.重量轻、体积大，给运输带来难度3.风雨雪火等外界因素为保存带

来不利条件

2.生物质组成与构造

生物质是有多种简单的高分子有机化合物组成的复合体。

2.2生物质气化

—— 将生物质转化为 CH4、CO、H2 等可燃气体根本原理是在不完全燃烧条件下，将生物质原料加热，使较高分子的有机碳氢化合物裂解成较低分子量的高品位可燃气体。

依据气化机理可分为热解气化和反响性气化 , 其中后者又可依据气化剂的不同分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气气化及其这些气体的混合物的气化。

依据承受的气化反响器的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化生物质的反响性气化

在气化过程中使用不同的气化剂, 可以得到三种不同质量的气化产品气低热值(Low CV)：4～6MJ/Nm3 使用空气

中热值(Medium CV)12～18MJ/Nm3 使用氧气或水蒸汽高热值(High CV ) 40MJ/Nm3 使用氢气

生物质气化过程中焦油的生成

当生物质被加热到 250 ºC 以上时，纤维素、木质素、半纤维素等成分发生热分解，生成焦炭、木醋酸、焦油、气体等。

焦油的成分格外简单，大局部是苯的衍生物。

温度为 500 ºC 时焦油的产量最高，随着温度的上升和停留时间的增加，焦油的含量会明显地削减。

在 600 ºC 以上时，焦油以气体的形式存在于热解气中，在低温下则以液体的状态存在。