新能源发电 第27讲 （西安交大）.ppt

新能源发电 主讲教师：王栋 * Email地址： 时间： 生物质能发电 生物质能的概念 沼气技术 生物质的热解与液化技术 生物质气化技术 生物燃料 生物质能的概念 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存于生物质中的一种能量。由于原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。 温带植物的光合作用效率为0.5%--2.5%,整个生物圈的平均转化率可达3%--5%,在理想条件下可以达到8%--15%,一般情况下平均效率为0.5%左右. 陆地植物每年可固定太阳能1.97×1021J,海洋植物每年可固定太阳能9.2×1020J,这相当于全世界能源总消耗量的10—20倍.目前只利用了1%--3%. 光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用太阳能，把二氧化碳和水合成为储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 光合作用将太阳能转化为化学能并存储有机质，是植物赖以生长的主要物质来源和全部能量来源，也是其他直接或间接依靠植物生存的有机物和能量的来源。煤炭、石油、天然气是古代植物演变而来的。光合作用对生物的进化起到了重要作用，维持了大气中氧气和二氧化碳之间的平衡。 一切动物和植物都是由细胞组成的，植物细胞的形状有球状体、多面体、方垂体和柱状体等。细胞直径大小为0.5?m--100 ?m.典型的植物细胞由三大部分组成 细胞壁 原生质体 后含物 膜系统 细胞核 细胞质及细胞器 植物细胞 原生质体成分 组成细胞的生命物质，其化合物分为无机物和有机物。无机物包括水和无机盐。细胞中的含水量达85%，无机盐通常以离子状态存在于植物中。 有机物是含C和H等元素的化合物，包括糖类、蛋白质、脂质、纤维素和核酸等。 糖类是由碳、氢和氧组成的一大类中性化合物，包括糖、淀粉、葡萄糖、原糖、纤维素和戊聚糖等。是光合作用的主要产物。糖类分子中H和O的比例通常为2：1，与水分子中的比例相同，可以用同式Cm(H2O)n来表示。 细胞壁 是植物细胞周围没有生命的部分，是原生质体生命活动的产物。主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。 纤维素的结构单位是D-葡萄糖，无分支的链状分子，结构单位之间以糖苷键结合而成长链。具有一定机械强度和韧性。为白色物质，不溶于水，无还原性，较难水解。 半纤维素 是由多种糖单元组成的一类多糖，有主链和支链。 木质素 是一类复杂的有机化合物，是苯基类丙烷聚合物，既具有酚的特征又具有糖的特征。 细胞后含物 是细胞中不参与原生质组成的代谢中间产物、废物和储藏物质的总称。其中最重要的是以一定形式储藏的有机物，供细胞以后需要，主要包括淀粉、脂类和蛋白质。 淀粉 D-葡萄糖分子聚合而成的化合物，通式为（C6H10O5)n 是细胞中碳水化合物最普遍的储藏形式，植物体内的营养物质。在细胞内以颗粒状态存在，通常为白色粉末，不溶于冷水，乙醇及有机溶剂，在热水中形成胶体溶液，可被水解成葡萄糖和麦芽糖。 脂类 主要化学元素也是C、H和O，是细胞中含能量高而体积最小的储藏物。液态称为油，固态为脂。 脂类的特点是不溶于水而溶于非极性溶剂（如乙醚、氯仿和苯） 蛋白质 由许多氨基酸组成，主要化学元素也是C、H和O。分子量很大，由5千到百万以上。 植物的组织和器官 具有相同来源的细胞分裂、生长与分化形成的细胞群称为组织。由不同组织按一定规律构成了器官。 种子植物的六大器官 根、茎、叶、花、果实和种子。对人类来说种子最重要，主要由糖类、脂类和蛋白质组成。 生物质能的分类 我国理论生物质资源在50亿吨标准煤左右，是目前总能耗的4倍。可开发 的总量在7亿吨标准煤左右，在未来可以达到15亿吨标准煤，其中30%来自传统生物质，70%由能源农业和林业提供。 据美国能源部1999年组织专家估计，到2050年，全球液体燃料油80%将来自木本植物，草本栽培油料和藻类等生物质能源。 与其他可再生相比，生物质可以大量储存和运输，利用方式与常规化石能源相似。 生物质能转换技术 燃烧 电力 高压蒸汽 热裂解 油 气 碳 气 化 低 中热值 加氢气化 甲烷 乙烷 碳 干化学转化 化学降解 酒精发酵 厌氧消化 油 乙醇 甲烷 液化转化 压缩成型 成型燃料 新能源发电 主讲教师：王栋