第6章生物质能案例.ppt

第一节 生物质能简介 第二节 生物质能转化技术 第三节 其他新技术 6.1 生物质能简介 生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能再生的物质。 生物质能是直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物质体内的能源。生物质中可以被人类当作能源加以利用的部分称为生物质能资源。 生物质的基本来源是绿色植物通过光合作用把水和二氧化碳转换成（CH2O）而形成。 通过复杂的光合作用，每年贮存在植物的枝、茎、叶、根中的太阳能相当于全世界每年耗能量的几倍。 在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能；此外，它还是唯一的可再生碳源，可转换成常规的固态、液态和气态燃料。 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。 生物质能的特点 生物质由C、H、O、N、S等元素组成，是空气中CO2、水和太阳光通过光合作用的产物。 其挥发分高，炭活性高， N、S含量低，灰分低。 S —— 0.1%~1.5% N —— 0.5%~3.0% 灰分 —— 0.1%~3.0% （1）生物质能属于可再生能源，可保证能源的永续利用 全球可再生能源资源可转换为二次能源的约为185.55亿吨标准煤，相当于全球油、气和煤等化石燃料年消耗量的2倍，其中生物质能占35%。 （2）种类繁多，分布广，便于就地利用 ①利用农作物或其他植物中所含糖、淀粉和纤维素制造燃料乙醇，利用含油种子和废食用油制造生物柴油作为汽车燃油。 ②利用人畜粪便发酵生产沼气。 ③直接把薪柴林以及木业、采伐加工残柴作为燃料或加工为其他燃料。 ④把农作物秸秆和加工残物直接作为燃料，或经发酵生产沼气。 ⑤利用生活垃圾中的有机物制造固形燃料，或经发酵生产沼气。 ⑥直接把工业“三废”中的纸浆黑液、废轮胎等可燃物作为燃料，利用食品工业糟粕、污泥等发酵生产沼气。 （3）相关技术已成熟，可储存性好 利用薪材和作物秸秆直接燃烧历史悠久，通过发酵生产沼气用于炊事和照明在农村也很普遍，利用甘蔗、玉米等制造燃料乙醇，用以代替车用汽油的做法在巴西、美国也已具规模。另一方面，与太阳能、风能相比，生物质能突出的特点是可储存。 （4）节能、环保效果好 用生物质能代替化石燃料，不仅可永续利用，而且环保和生态效果突出，对改善大气酸雨环境，减少大气中CO2含量，从而减轻温室效应都具有极大的好处。 生物质能的分类 （1）林业生物质 林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。 （2）农业废弃物 农业生物质能资源是指农业作物（包括能源作物）；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。 （3）城市垃圾 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。 （4）有机废水 有机废水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。 （5）粪便类 畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。 （6）水生植物 能在水中生长的植物，统称为水生植物。叶子能最大限度地得到水里很少能得到的光照，吸收水里溶解得很少的CO2 ，保证光合作用的进行。 （7）能源植物 生长迅速，轮伐期短的乔木、灌木和草本植物，如棉籽、芝麻、花生、大豆等。 生物质燃料中可燃烧的部分主要是： 纤维素 —— 40% ~ 50% 半纤维素 —— 20% ~ 40% 木质素 —— 10% ~ 25% 生物质能的利用技术 人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料。 生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨（干重），其