Ⅰ 生物質能的開發利用有哪兩個方面
通常的垃圾發電技術是將垃圾投入焚燒爐中燃燒,由垃圾燃燒產生的熱量製造蒸汽驅動蒸汽輪機發電。垃圾中含有大量的鹽分和氯乙烯等物質,燃燒後會產生一種含有氯元素的氣體,這種氣體在溫度達到300℃時就會嚴重腐蝕鍋爐及管道,所以發電用蒸汽的溫度只能控制在250℃左右。通常垃圾發電技術的發電效率只能達到10%-15%,普通火力發電的發電效率則在40%左右,因而這樣的垃圾發電技術普及和實用的難度大。
美國皮內拉斯的垃圾發電站年發電量為100億kw.h,每周可處理120多萬噸的垃圾,垃圾燃燒後的廢渣用於鋪路。荷蘭政府也撥出巨款設計建造若干大型垃圾發電站。
日本首座「超級垃圾發電機組」於1996年11月,在群馬縣榛名町正式試運行。這種「超級垃圾發電技術」的特點是採用蒸汽輪機的同時增設燃氣輪機,利用烯氣輪機產生的熱將鍋爐產生的250℃左右的蒸汽溫度提高到400℃。由於蒸汽溫度得到大幅度提高,發電效率可上升到31%。據測算,如果將日本全國每天產生的垃圾全部用於發電,每天可發電6000萬kWh.,相當於100座中型火力發電站的發電能力。
環保專家認為,由於大幅度提高垃圾發電效率的技術不斷開發成功,垃圾發電將有可能迅速發展,它不僅可以解決垃圾處理場地不足的問題,還可以化害為得,減少環境污染,並可望成為很有潛力的電力來源。
五、生物質固化成型技術
生物質固化成型技術是將經過粉碎、具有一定粒度的生物質,放入擠壓成型機中,在一定壓力和溫度的作用下,製成棒狀、塊狀或粒狀物的加工工藝。成型燃料熱性能優於木材,與中質混煤相當,而且點火容易,便於運輸和貯存。
生物質壓製成型技術把農、林業中的廢棄物轉化成能源,使資源得到綜合利用,並減少了對環境的污染。成型燃料可作為生物質氣化爐、高效燃燒爐和小型鍋爐的燃料,也可以進一步炭化,作為冶金、化工等行業的還原劑、添加劑等。
生物質熱壓緻密成型機理,主要是木質素起膠粘劑的作用。木質素在植物組織中有增強細胞壁和粘合纖維的功能,屬非晶體,有軟化點,當溫度達到70-110℃時,粘合力開始增加,在200-300℃時發生軟化、液化。此時再加以一定的壓力,並維持一定的熱壓滯留時間,可使木質素與纖維緻密粘接,遂使大部分物料變開,冷卻後生物質即可固化型。另外,粉碎的生物質顆粒互相交織,也增加了成物強度。
壓製成型機的基本結構用於生物質緻密成型的設備,主要有螺旋擠壓式、活塞沖壓式和環模滾壓式幾種類型。
六、種植「石油」作物技術
據專家預測,地球上的石油資源僅夠維持到21世紀30年代。為了滿足現代化生活的需求,目前世界各國在注意節約能源的同時,積極尋找石油的替代能源,而選育種植石油作物,用植物油替代石油是一個重要途徑。其主要方法有以下兩個方面。
1、在一些經濟發達國家,通過擴大種植甘蔗、甜高梁、甜菜、甘薯以及速生林,提高產品產量,通過對這些農、林產品採用熱解技術製取液體燃料。1997年10月在德國召開國際燃料研討會上,有關學者建議,利用基因技術,選育優良品種,提高油菜籽產量,加工榨取大量菜籽的脂肪酸含量和抗病害能力,增加油菜籽產量,加工榨取大量菜籽油,從自然條件來看,目前比較現實的是開發植物油,它是一種可再生能源,可替代石油。從車輛製造方面看,採用像菜籽油這樣的植物燃料,不需要對現有的汽車發動機結構作大的改動,在製造技術方面也不存在在的困難。從生態效果來看,採用植物燃料的汽車所排放的廢氣將遠低於汽油,因此對生態環境較有利;此外對人體健康也不易產生直接的危害。
2、開發新的石油作物。人類為尋找石油的替代能源,選育出了高光效的石油植物。據報道,植物界,可有於製成石油品種很多,不少喬木、灌木、草類、藻類等都含有極可觀的天然煉油物質。
巴西的一種香膠樹,半年之內每棵樹可分泌出20-30kg膠汁,不必提煉即可作燃料。在美國加州農場發現的野生黃鼠草,每公頃產量可提煉出1000kg石油,人工種植時產油可達6000kg;美國加州大學培育的石油草,含碳氫化合物的白色乳狀液,稍加提煉便可以得到石油;美國還在其西海岸附近的海域中培育出一種巨型海藻,一晝夜可長60厘米,其含油量很高。日本的一個科研小組宣布,他們成功地從一種淡水藻類中提出取出了石油。這種藻類在吸收二氧化碳進行光合作用的過程中體內蓄集了石油,它不僅對二氧化碳的吸收率高,而且其石油生成能力遠遠超過預想的程度。提取出的石油不僅發熱量高、而且氮、硫含量少。這種淡水藻廣泛分布在世界各地的湖泊沼澤中。
諾貝爾獎得主美國的卡爾教授早在1984年已開發出首個人工石油種植場,而且得到每公頃120-140桶石油的收成。他的成就推動了全球石油植物研究,美國已有一個上百萬平方米的速生林提煉石油。英國也批准興建一所石油植物園,而瑞士制訂出一個利用植物石油,取代全國半數石油耗量的計劃。
Ⅱ 生物質的利用技術
種類繁多,分別具有不同特點和屬性,利用技術復雜、多樣,縱觀國內外生物質利用技術,均是將其轉換為固態、液態和氣態燃料加以高效利用,主要途徑有:
1、直接燃燒技術包括戶用爐灶燃燒技術,鍋爐燃燒技術、生物質與煤的混合燃燒技術,以及與之相關的壓縮成型和烘焙技術。
2、生物轉化技術小型戶用沼氣池、大中型厭氧消化。
3、熱化學轉化技術包括生物質氣化、干餾、快速熱解液化技術。
4、液化技術包括提煉植物油技術、製取乙醇、甲醇等技術
5、有機垃圾能源化處理技術。
Ⅲ 生物質快速熱解液化的優點有哪些
生物質快速熱解液化是在傳統裂解基礎上發展起來的一種技術,相對於傳統裂解,它採用超高加熱速率(102~104K/s),超短產物停留時間(0.2~3s)及適中的裂解溫度,使生物質中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鏈分子,使焦炭和產物氣降到最低限度,從而最大限度獲得液體產品。這種液體產品被稱為生物質油,為棕黑色黏性液體,可直接作為燃料使用,也可經精製成為化石燃料的替代物。因此,隨著化石燃料資源的逐漸減少,生物質快速熱解液化的研究在國際上引起了廣泛的興趣。
自1980年以來,生物質快速熱解技術取得了很大進展,成為最有開發潛力的生物質液化技術之一。國際能源署組織了美國、加拿大、芬蘭、義大利、瑞典、英國等國的10多個研究小組進行了10餘年的研究與開發工作,重點對該過程的發展潛力、技術經濟可行性以及參與國之間的技術交流進行了調研,認為生物質快速熱解技術比其他技術可獲得更多的能源和更大的效益。
在生物質快速裂解技術中,循環流化床工藝被使用得最多。該工藝具有很高的加熱和傳熱速率,且處理量可以達到較高的規模,取得的液體產率最高。熱等離子體快速熱解液化是最近出現的生物質液化新方法,它採用熱等離子體加熱生物質顆粒,使其快速升溫,然後迅速分離、冷凝,得到液體產物。合成氨反應溫度。
Ⅳ 生物質能源化技術主要包括什麼
生物質能源化技術主要包括氣化、直接燃燒發電、固化成型及液化等。目前,前3種技術已經達到比較成熟的商業化階段,而生物質的液化還處於研究、開發及示範階段。從產物來分,生物質液化可分為製取液體燃料(乙醇和生物油等)和製取化學品。由於製取化學品需要較為復雜的產品分離與提純過程,技術要求高,成本高,目前國內外還處於實驗室研究階段。高溫燃燒氣將生物質快速加熱分解,反應溫度600℃。
生物質生產燃料乙醇的原料主要有剩餘糧食、能源作物和農作物秸稈等。利用糧食等澱粉質原料生產乙醇是工藝很成熟的傳統技術。用糧食生產燃料乙醇雖然成本高,價格上對石油燃料沒有競爭力,但有時糧食連年增收,會囤積大量陳化糧。燃料乙醇可按一定比例加到汽油中作為汽車燃料。國內外燃料乙醇的應用證明,它能夠使發動機處於良好的技術狀態,改善不良的排放,有明顯的環境效益。然而我國剩餘糧食即使按大豐收時的3000萬噸全部轉化為乙醇來算,可生產1000萬噸乙醇,也只有2000年原油缺口的1/10;而且隨著中國人口的持續增長,糧食很難出現大量剩餘。因此,陳化糧是一種不可靠的能源。
Ⅳ 什麼是液化處理
煤炭也可以被轉化為液態燃料,通過幾次加工處理後可以變成汽油或柴油。德國使用了多年的費托合成法(Fischer-Tropsch)費托合成(或稱費托處理)是一種催化化學反應,在這一反應過程中,二氧化碳、氫合成氣的混合氣體被轉化為各自形態的液態烴類。雖然也用鎳和釕,但最常用的催化劑是鐵和鈷。這種處理的主要目的在於產生一種合成的石油物質,主要是以煤炭、天然氣或生物質為原料,用於合成潤滑油或合成燃料。這種合成的燃料可供卡車、小轎車和某些飛機發動機使用(據Sasol)。近年來,柴油的用量增加。生物質氣化(BG)與費托合成氣的混合漿可能成為生產可再生車用燃料(生物燃料)的途徑。可以間接地產生液態烴,目前這種方法在南非的薩索爾(Sasol)地區依然使用著。煤炭被氣化成合成氣(一種CO2與H2等比例平衡的混合氣體),還可用費托催化劑冷析技術生成混合氣,以產生可供進一步生成汽油和柴油的輕質烴氣體。合成氣還可被轉化為甲烷,它可用作燃料、燃料添加劑,或者通過Mobile M—氣體加工方法進一步加工成汽油。貝吉烏斯(Bergius)加工技術是一種直接液化方法(由合成加氫法進行液化處理)也是可行的,但僅限於德國國內使用,此法在第一、第二次世界大戰期間獲得了極大的成功。南非的薩索爾公司實驗了直接加氫處理。人們已經開發出一些直接液化技術,其中有由海灣石油公司(Gulf Oil)開發的SRC-I和SRC-II(溶劑煉制煤)加工技術,這些技術已由美國人在20世紀60年代和70年代分別進行了先導實驗。1976年,NUS公司研發了另一種直接加氫方法,並由Wilburn C. Schroeder獲得了專利。該加工法包含乾燥、磨粉煤,與大致1%(質量比)的鉬催化劑混合。應用加氫技術可以在一個分離的汽化爐內產生高溫和高壓的合成氣體。該方法最終可以產生一種合成的石油物質:石腦油,少量的C3、C4氣體,輕—中質液體(C5—C10),可以作為燃料,少量的NH3和大量的CO2。
煤的液化是支柱性技術之一,它具有平抑石油價格的潛力,而且能夠緩解車輛燃料短缺的影響。一些學者認為,這種燃料可以推遲石油峰值的到來。液化技術的生產能力是不可預測的,它正在大幅度地增加,以滿足日益增長的對石油的需求。從煤炭生成液體燃料的預算成本表明,美國國內從煤生產出的液體燃料的成本已具備了與石油的競爭力——為35美元/桶(這是一個不虧不盈利的價格)。2008年7月11日的石油價格為145美元/桶。這就使得煤炭在這種價格背景下具有了取代石油的經濟意義,雖然目前這種煤液化燃料的產量還不大。在商業成熟的技術中,據Williams與Larson(2003)報道,間接的煤液化技術要優於直接液化技術。2001年以來,人們已經對此進行了大量的研發工作。世界CTL獎2009年,此項獎在美國首都華盛頓召開的2009年世界煤液化技術大會(2009年4月25—27日)上頒發。頒發給了對煤的液化技術理解與研發做出了重大貢獻的人們。
Ⅵ 為什麼直接熱解液化被認為是最有前途的生物質液化技術
(1)煤直接液化是指煤在氫氣和催化劑作用下,通過加氫裂化轉變為液體燃料的過程稱為直接液化.裂化是一種使烴類分子分裂為幾個較小分子的反應過程.因煤直接液化過程主要採用加氫手段,故又稱煤的加氫液化法. (2)煤間接液化間接液化是以煤為原料,先氣化製成合成氣,然後,通過催化劑作用將合成氣轉化成烴類燃料、醇類燃料和化學品的過程. 網路裡面說的很清楚了啦,你搜煤炭液化即可.
Ⅶ 我國生物質能的開發利用有哪些
1.我國的生物質能資源情況
我國擁有豐富的生物質能資源,據測算,我國理論生物質能資源50×108t左右,是我國目前總能耗的4倍。生物質能資源按原料的化學性質分,主要為糖類、澱粉和木質纖維素類。按原料來源分,則主要包括以下幾類:(1)農業生產廢棄物,主要為作物秸稈。(2)薪柴、枝丫柴和柴草。(3)農林加工廢棄物,木屑、谷殼和果殼。(4)人畜糞便和生活有機垃圾等。(5)工業有機廢棄物、有機廢水和廢渣等。(6)能源植物,包括所有可作為能源用途的農作物、林木和水生植物資源等。其中來源最廣、儲量最大、利用前景最可觀的是農業生物質和林業生物質這兩大類。
1)農業生物質
農業生物質資源包括農產品加工廢棄物和農作物秸稈,如圖7.13所示。農產品加工廢棄物有花生殼、玉米芯、稻殼和甘蔗渣等;農作物秸稈包括水稻秸稈、小麥秸稈和玉米秸稈等。據統計,我國各地區主要農業生物質的可利用總量約為5.6×108t,排名前三的地區分別是山東、河南、河北,而秸稈類農業生物質資源利用的主要方向為24%用於飼用,15%用於還田,2.3%用於工業,剩餘的約60%用於露地燃燒或薪柴。因此,我國的農業生物質資源的應用潛力非常大。
圖7.16生物質能開發利用的主要技術
2)化學轉化
生物質的化學轉化涉及氣化、液化和熱解等三個方面。
(1)氣化:
生物質氣化是指在一定的溫度條件下,藉助氧氣或水蒸氣的作用,使高聚合的生物質發生熱解、氧化、還原等反應,最終轉化為CO,H2和低分子烴類等可燃氣體的過程。在我國,應用生物質氣化技術最廣的領域是生物質氣化發電(BGPG)。生物質氣化發電的成本約為0.2~0.3元/(kW·h),已經接近或優於常規發電,其單位投資約為3500~4000元/kW,僅為煤電的60%~70%,具備進入市場競爭的條件,發展前景非常廣闊。
(2)液化:
生物質液化技術是指在高溫高壓的條件下,進行生物質熱化學轉化的過程。通過液化,可將生物質轉化成高熱值的液體產物,即將固態的大分子有機聚合物轉化成液態的小分子有機物,生物柴油就是利用生物質液化技術生產出的可再生燃料。油料作物如大豆、油菜、棕櫚等在酸性或鹼性催化劑和高溫的作用下發生酯交換反應,生產相應脂肪酸甲酯或乙酯,再經過洗滌乾燥後得到生物柴油。與傳統的石化能源相比,其硫和芳烴含量低,十六烷值高,閃點高,具有良好的潤滑性,可添加到化石柴油中。
(3)熱解:
生物質熱解是指利用熱能將生物質的大分子打斷,從而轉化為含碳原子數目較少的低分子化合物的過程,即生物質在完全缺氧條件下,經加熱或不完全燃燒後,最終轉化成高能量密度的氣體、液體和固體產物的過程,而木炭就是利用生物質熱解技術生產出的重要產物。木炭產品包括白炭、黑炭、活性炭、機制炭四大類,其中應用范圍最廣的是活性炭。活性炭是具有發達孔隙結構、強吸附力、比表面積巨大等一系列優點的木炭。在我國,活性炭廣泛應用於葡萄糖、味精和醫葯等產業的生產。
3)生物轉化
生物轉化技術是指依靠微生物發酵或者酶法水解作用,對生物質進行生物轉化,生產出乙醇、氫、甲烷等液體或氣體燃料的技術。生物轉化的生物質原料包括澱粉和木質纖維素兩大類。玉米、木薯、小麥等澱粉類糧食作物是生物轉化的主體,但是以農作物為原料轉化的產品成本較高,且易受土地和人口的因素限制,產量無法大幅度增加。因此以廉價的農作物廢料等木質纖維素為原料的生物轉化技術才是解決能源危機的有效途徑。然而,木質纖維素的結構和組分與澱粉類原料有很大的不同,解決高效、低成本降解木質纖維素原料的問題是木質纖維素轉化產物取代化石燃料的根本途徑。
Ⅷ 生物能源技術有哪些分類 各自的基本特點有哪些
大致分三大類,生物質氣化、生物質液化、生物質固化三種形勢.
具體分的細的就有,生物質氣化技術,氣化發電,
液化分生物柴油、生物酒精、
固化分生物質成型燃料,秸稈發電.
Ⅸ 簡述生物質直接液化的原理
生物質液化是通過熱化學或生物化學方法將生物質部分或全部轉化為液體燃料。
生物質液化又可分為生物化學法和熱化學法。生物化學法主要是指採用水解、發酵等手段將生物質轉化為燃料乙醇、燃料丁醇等;熱化學法主要包括快速熱解液化和加壓催化液化等。