生物质材料工业化转化的现状学习PPT教案.pptxVIP

生物质材料工业化转化利用的研究进展

生物质的概念生物质是指可再生或循环的有机物质，包括农作物、树木和其它植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等。生物质资源是世界上潜在的最大的可再生的燃料及化学物的来源。生物质产业是以生物质为原料，通过工业性加工转化，进行生物基产品（Biobasedproducts)、生物燃料(Biofuels)和生物能源(Bioenergy)生产的一种新兴产业。

生物质产业

世界生物质资源状况生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在整个能源系统占有重要地位。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一，在世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14%，而在发展中国家高达40%以上。广义的生物质能包括一切以生物质为载体的能量，具有可再生性。据估计，全球每年水、陆生物质产生的热当量为3×1021J左右，是全球目前总能耗量的10倍。

生物质工业化转化的意义生物质产业直面我国“三农”、能源和环境三大主题，是世界发展之大势和新兴的朝阳产业，在宏观和战略上是可行的。战术层面上，生物质资源的丰度与成本，原料生产与转化技术，以及产品市场等都是可行的。在世界范围内，它并没有得到大规模的应用，主要原因是其经济性仍不理想。这与原料的成本、生产规模、工艺成本、产率等因素有关。

国际生物质产业发展战略自上世纪末，化石能源渐趋枯竭，温室气体导致全球变暖，以及环境恶化的危机感和紧迫感，使国际社会由理性呼吁和国际协议，发展到制订国家战略和采取对策行动。2000年美国国会通过了“生物质研发法案”；2002年提出了《发展和推进生物质基产品和生物能源》报告和《生物质技术路线图》，成立了“生物质项目办公室”和生物质技术咨询委员会。

国际生物质产业发展战略欧盟委员会提出，到2020年，运输燃料的20%将用燃料乙醇等生物燃料替代；日本有“阳光计划”；印度有“绿色能源工程计划”；加拿大大力调整生物质行业政策，迎头赶上美欧和日本；世界经合组织(OCED)的必威体育精装版研究报告(2004年9月)指出：“各国政府应大力支持和鼓励生物质能源领域的技术创新，减小它与传统原油及天然气产品的价格差距，以最终达到替代的结果。”

世界生物质产业的现状自上世纪70年代，美欧等发达国家在发展生物质产业上已积累了许多经验。现况是，美国年产燃料乙醇500万吨，巴西1300万吨；欧洲以油菜为原料年产生物柴油200万吨，法国计划2010年达800～1000万吨；美国卡杰尔-道氏公司已建成以玉米为原料年产14万吨聚乳酸(PLA)及多种聚合物树脂；沼气发电和固化成型燃烧在德国和北欧已经商品化。历时30余年的生物质能源产业已是星火遍地和蓄势待发。

我国生物质产业的现状我国生物质产业刚刚起步：豫、吉、皖三省4套年产30万吨燃料乙醇装置已建成投产和乙醇汽油销售开始封闭运行；我国自行培育的，具高抗逆性和可全国种植的甜高梁，每公顷能生产燃料乙醇6吨，比甘蔗高30%，比玉米高3倍，在新疆、内蒙古等地已有可喜进展。麻疯树籽粒含油率50%以上，可直接生产生物柴油，西南地区已有上十万亩种植，计划2010年发展到1000万亩。此外，淀粉基热塑性和聚乳酸树脂技术正酝酿突破。

生物质转化技术研究进展1、生物质热解能源转化研究：生物质热解液化是在中温(500℃～600℃)、高加热速率(104～105℃/s)和极短气体停留时间(约2s)的条件下，将生物质直接热解，产物经快速冷却，可使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，得到高产量的生物质液体油，液体产率(质量比)可高达70％～80％。

生物质热解产物

生物质转化技术研究进展气体产率随着温度和加热速率的升高及停留时间的延长而增加，较低的温度和加热速率会导致物料的碳化，使固体生物质炭产率增加。快速热裂解液化反应对设备及反应条件的要求比较苛刻，但其最大的优点在于产品油的易存储和易运输，不存在产品的就地消费问题，因而得到了国内外的广泛关注。生物质通过热解进行转化比化石资源转化有更多的环境与经济优势。

生物质热解产物

生物质转化技术研究进展2、生物质裂解液化转化研究：通过物理、化学或生物方法,可使木材转化为醇类、可燃性油或者其它带有特定官能团的化合物，从而可作为燃料或化工原料使用。通过裂解液化使生物质大分子降解成具有反应活性的液态小分子，从而转化成新的高分子材料。

生物质转化技术研究进展生物质裂解液化转化的研究是上世纪70年代发展起来的。1971年Appell等在350℃温度下，使用均相碳酸钠为催化剂，在水和高沸点溶剂(蒽油,甲酚等)混合物中，用14～24MPa压力的CO/H2混合气将生物质液化为重油。反应温度300～350℃，反应时间约1h，苯溶物(油)的产率可达40%～60%，原料转化率可达95%～99%，此法亦称为PERC法。

生物质转化技术