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如何高效利用生物质能

发布时间:2022-02-07 07:50:05

Ⅰ 如何利用生物质能 怎样提高生物质燃料的燃烧效率

在国家节能环保政策的影响下,供暖锅炉一般使用生物质燃料,生物质供暖锅炉是燃用生物质颗粒燃料提供集中供暖的锅炉形式,生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于世界总能耗的10倍,因此冬季使用生物质供暖锅炉意义重大。
为了使锅炉具有节能效果,需要提高生物质供暖锅炉的燃烧效率,和其他的锅炉一样,要提高生物质供暖锅炉的燃烧效率,需要保证炉内不结渣,同时保证锅炉具有较快的燃烧速度,以下是郑锅给出的提高生物质供暖锅炉燃烧效率的措施:

1、充足的氧气:如果过量空气系数过小,即空气量供应不足,会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3,使燃烧效率降低;如果过量空气系数过大,则会降低炉膛温度,增加不完全燃烧热损失。最佳的过量空气系数使q2 q3 q4之和为最小值。

2、采用防垢、除垢技术:通过采用生物质供暖锅炉除垢剂和电子防垢器,优化水汽循环系统,合理控制锅炉的排污率,从而减少水垢,提高锅炉热效率。

3、保持生物质供暖锅炉燃料合理的火焰前沿位置,火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域,火焰在炉排上的充满度好。

Ⅱ 如何运用生物质能

植物通过叶绿素,在太阳光的作用下将二氧化碳和水合成为碳水化合物,从而完成了将太阳能变成化学能,并将其储存在生物体内的转换过程。地球上每年通过植物的光合作用合成的储存在植物体内的化学能大约相当于全世界每年消耗的能源总量的10倍。植物体内储存的能量称为生物质能。生物质能可以通过燃烧转换为热能,燃烧产生的二氧化碳又可再次通过光合作用转换成生物质能,因此,生物质能是可再生的能源。现在普通植物对太阳能的利用效率仅约4%,如果使植物对太阳能的利用效率提高到5%,那么,全世界现有农田的1/10所增产的农作物所提供的能量就相当于每年全世界消耗的化石能源的能量。因此,生物质能是一种很有前途的可再生能源。
生物质能可以直接燃烧,我国农村还有一半以上居民用燃烧木柴、秸秆取暖和炊事。但植物的直接燃烧会污染空气而影响生态环境。如果通过生物化学和热化学作用将植物变成甲烷、酒精,则可以获得高效、低价的能源,而且这些新产生的能源对空气污染和生态环境的影响轻微。但是这类能源的转换效率低,而且往往受季节和地区的影响。
如果在汽油中掺入10%~20%的酒精,使之变成汽油醇,则在汽车发动机不做任何改造的条件下开动汽车,除了可节省汽油,还可减少汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放量。但到目前为止,用糖或淀粉通过发酵来生产酒精的成本还较高,而且还要消耗粮食。因此如果能用农作物的副产品如植物纤维(秸秆、木屑、锯末等)生产廉价的酒精,则可大量节省汽油,并可减少汽车尾气对环境的污染。
另外,科学家也在寻找能直接产生烃类的植物,并将其变成农作物。除了大豆、油菜籽、油棕、油桐等作物外,已经发现了四十几种能产生烃类的植物。经过人工优选的油棕,每万平方米可收获14吨油料。海南的一种油楠大乔木的树芯内有一种黄色的油状树液,可直接用于照明,每棵大树可产生10~20千克这种可燃树液。另外,在海洋中还有某些海带或海藻类植物可以提炼合成天然气甚至可提炼汽车用的汽油和柴油。有研究认为,一公顷油菜田可生产1200升植物油和1060升氧气。其中植物油只有经过加工处理,可以变成生物柴油。种植各种能变成烃类的能源植物,可以实现将农田变成“油田”,而且是可再生的油田。在新世纪,各种能源植物的研究将成为发达国家开发可再生能源的新途径,而且还会使农业复兴。
生物质能的主要发展领域还包括:生物纤维发酵生产酒精;生物质热分解气化产生一氧化碳、氢气、甲烷等气体,经过净化可用于发电;在我国农村,将植物的秸秆等有机物封闭在窖中,在缺氧环境中使之发酵,产生沼气可用于取暖、炊事和照明。沼气还可用来发电,每立方米沼气可发电1.25~1.45千瓦时。由于我国还有8亿多居民生活在农村,因此发展沼气在我国有广阔的前景,而且发展沼气还可以将发酵后的秸秆等作为农肥使用,不仅增加土壤的肥力,还保护了环境。

Ⅲ 生物质能利用是怎样的

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贮存在生物质内部的能量。人类最早使用的能源就是生物质能。直到第一次产业革命之前,世界各国的能源需求大部分都是通过薪柴来实现的。目前,它们依然占全世界能源构成的12%。对于发展中国家来说,它们主要靠木柴和木炭的形式获取能量。联合国的一项统计资料显示,一些发展中国家生物质燃料占其全部能源消费的构成约为35%,居其他各种能源之首。

专家们估计,今后生物质能的利用肯定会有所发展,但发展的方向和以前不同。今后的发展方向主要是依靠热化学转换技术、生物化学转换技术、生物质压块细密成型技术和化学转换技术等新技术提取或置换出木柴和森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物和动物粪便中所蕴藏的能量,变废为宝,化腐朽为神奇,而不是靠继续燃烧薪柴来获取能量。

发展生物质能新技术的前景是诱人的。地球表层生物质资源十分丰富,每年全球仅光合作用就可产生生物质1200亿吨,其中所含的能量约为当前全球能耗总量的5倍。因此,发展高效生物质燃烧炉的前景是可以肯定的。此外,生物质在微生物的发酵作用下生成沼气、酒精等能源产品的行业在未来将会得到进一步的发展。另外一项值得推荐的做法是在那些未用于(主要是不适于)生产粮食的边际土地上种植能源作物。专家们认为这是一种十分有前途的做法,它将带来多方面的收益。首先,它可以弥补能源供给之不足;其次,大多数土地被绿树所覆盖,还会带来固碳效益;第三,它可以替代目前的薪柴消费量,从而有利于保护森林资源和生态环境。

Ⅳ 生物质能的利用方式

生物质能的开发利用有两个方面:一是绿色植物的生产,二是生物质能的汽化和液化和固化

Ⅳ 生物质能的利用主要有哪三种途径

生物质(biomass)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。生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式,它一直是人类赖以生存的重要能源之一,是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源,在整个能源系统中占有重要的地位。生物质种类繁多,分别具有不同特点和属性,利用技术复杂、多样,纵观国内外生物质利用技术,均是将其转换为固态、液态和气态燃料加以高效利用,主要途径有:[2] 1、直接燃烧技术包括户用炉灶燃烧技术,锅炉燃烧技术、生物质与煤的混合燃烧技术,以及与之相关的压缩成型和烘焙技术。 2、生物转化技术小型户用沼气池、大中型厌氧消化。 3、热化学转化技术包括生物质气化、干馏、快速热解液化技术。 4、液化技术包括提炼植物油技术、制取乙醇、甲醇等技术 5、有机垃圾能源化处理技术。

Ⅵ 生物质能的利用途径有哪些

生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量.它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源.
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径.生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式.当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶,推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施,被国家列为农村新能源建设的重点任务之一.生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术.生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等.沼气转化是有机物质在厌氧环境中,通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气、乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇.

Ⅶ 如何高效利用能源

能源有效利用的分析方法有:1.热平衡法 2.平衡法 3.总能系统能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量(如热量、电能、光能和机械能等)或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源,包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源,以及其他新能源和可再生能源.

Ⅷ 最广泛存在的能量源——生物质能是如何利用的

所谓生物质能(biomass energy),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。但目前的利用率不到3%。目前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,也可制造生物炭。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。

加拿大亚伯达可再生柴油示范基地(ARDD)发布的一份研究称油菜子可作为寒冷天气用可再生柴油的生产原料。“ARDD的研究表明油菜子生物柴油及相关混合物尤其适合在寒冷的冬天使用”,研究中油菜子可再生柴油的混合比例为冬季月份2%,春季和夏季月份5%,而油菜子可再生柴油则由75%的菜子油和25%的动物脂组成。混合柴油在低温下没有表现出任何异常。

而诺维信公司、中粮集团日前与中国石化集团合作的开发利用农作物废料玉米秸秆生产第二代燃料乙醇的项目则把我国生物质能的开发推向了规模化商业生产的流程。与石油燃料相比,第二代燃料乙醇能将温室气体排放量至少降低90%。纤维素燃料乙醇只需耗用极少或者根本无需使用矿物燃料,并能够向电网供电,这对于降低空气污染、缓解能源压力有重大意义。

随着城市规模的扩大和城市化进程的加速,世界城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。1991年和1995年,仅我国工业固体废物产生量分别为5.88亿吨和6.45亿吨,同期城镇生活垃圾量以每年10%左右的速度递增。1995年中国城市总数达640座,垃圾清运量10750万吨。而且这些垃圾的构成已呈现向现代化城市过渡的趋势,有以下特点:一是垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高;二是食品类废弃物是有机物的主要组成部分;三是易降解有机物含量高。这些特点给我们留下了很大的研究和开发利用的空间,技术成熟后,不仅可以有效缓解城市能源危机,还可以解决城市垃圾问题,保护环境。

我国重庆一座垃圾发电厂装备了国产的焚烧炉。焚烧炉是垃圾发电核心设备,国产焚烧炉更适合国情——发达国家早已实现了垃圾分类,而我国的垃圾中,菜叶剩饭和废布料、纸片等混在一起,国产的焚烧炉就是为混合垃圾量身打造。

该垃圾发电厂负责人称,电厂现在每天可“吃掉”1500吨垃圾——这是主城日产生垃圾总量的近五成,一年发电超8000万千瓦时,年利润达到4000万元左右,可满足近5万户居民的用电需求。

世界各国在垃圾发电方面的投入越来越大,技术也慢慢成熟,这在未来的城市生活中,不仅解决了垃圾处理的难题,更为人们提供了新的能源来源!

Ⅸ 生物质能的开发利用有哪两个方面

通常的垃圾发电技术是将垃圾投入焚烧炉中燃烧,由垃圾燃烧产生的热量制造蒸汽驱动蒸汽轮机发电。垃圾中含有大量的盐分和氯乙烯等物质,燃烧后会产生一种含有氯元素的气体,这种气体在温度达到300℃时就会严重腐蚀锅炉及管道,所以发电用蒸汽的温度只能控制在250℃左右。通常垃圾发电技术的发电效率只能达到10%-15%,普通火力发电的发电效率则在40%左右,因而这样的垃圾发电技术普及和实用的难度大。
美国皮内拉斯的垃圾发电站年发电量为100亿kw.h,每周可处理120多万吨的垃圾,垃圾燃烧后的废渣用于铺路。荷兰政府也拨出巨款设计建造若干大型垃圾发电站。
日本首座“超级垃圾发电机组”于1996年11月,在群马县榛名町正式试运行。这种“超级垃圾发电技术”的特点是采用蒸汽轮机的同时增设燃气轮机,利用烯气轮机产生的热将锅炉产生的250℃左右的蒸汽温度提高到400℃。由于蒸汽温度得到大幅度提高,发电效率可上升到31%。据测算,如果将日本全国每天产生的垃圾全部用于发电,每天可发电6000万kWh.,相当于100座中型火力发电站的发电能力。
环保专家认为,由于大幅度提高垃圾发电效率的技术不断开发成功,垃圾发电将有可能迅速发展,它不仅可以解决垃圾处理场地不足的问题,还可以化害为得,减少环境污染,并可望成为很有潜力的电力来源。
五、生物质固化成型技术
生物质固化成型技术是将经过粉碎、具有一定粒度的生物质,放入挤压成型机中,在一定压力和温度的作用下,制成棒状、块状或粒状物的加工工艺。成型燃料热性能优于木材,与中质混煤相当,而且点火容易,便于运输和贮存。
生物质压制成型技术把农、林业中的废弃物转化成能源,使资源得到综合利用,并减少了对环境的污染。成型燃料可作为生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉的燃料,也可以进一步炭化,作为冶金、化工等行业的还原剂、添加剂等。
生物质热压致密成型机理,主要是木质素起胶粘剂的作用。木质素在植物组织中有增强细胞壁和粘合纤维的功能,属非晶体,有软化点,当温度达到70-110℃时,粘合力开始增加,在200-300℃时发生软化、液化。此时再加以一定的压力,并维持一定的热压滞留时间,可使木质素与纤维致密粘接,遂使大部分物料变开,冷却后生物质即可固化型。另外,粉碎的生物质颗粒互相交织,也增加了成物强度。
压制成型机的基本结构用于生物质致密成型的设备,主要有螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式几种类型。
六、种植“石油”作物技术
据专家预测,地球上的石油资源仅够维持到21世纪30年代。为了满足现代化生活的需求,目前世界各国在注意节约能源的同时,积极寻找石油的替代能源,而选育种植石油作物,用植物油替代石油是一个重要途径。其主要方法有以下两个方面。
1、在一些经济发达国家,通过扩大种植甘蔗、甜高梁、甜菜、甘薯以及速生林,提高产品产量,通过对这些农、林产品采用热解技术制取液体燃料。1997年10月在德国召开国际燃料研讨会上,有关学者建议,利用基因技术,选育优良品种,提高油菜籽产量,加工榨取大量菜籽的脂肪酸含量和抗病害能力,增加油菜籽产量,加工榨取大量菜籽油,从自然条件来看,目前比较现实的是开发植物油,它是一种可再生能源,可替代石油。从车辆制造方面看,采用像菜籽油这样的植物燃料,不需要对现有的汽车发动机结构作大的改动,在制造技术方面也不存在在的困难。从生态效果来看,采用植物燃料的汽车所排放的废气将远低于汽油,因此对生态环境较有利;此外对人体健康也不易产生直接的危害。
2、开发新的石油作物。人类为寻找石油的替代能源,选育出了高光效的石油植物。据报道,植物界,可有于制成石油品种很多,不少乔木、灌木、草类、藻类等都含有极可观的天然炼油物质。
巴西的一种香胶树,半年之内每棵树可分泌出20-30kg胶汁,不必提炼即可作燃料。在美国加州农场发现的野生黄鼠草,每公顷产量可提炼出1000kg石油,人工种植时产油可达6000kg;美国加州大学培育的石油草,含碳氢化合物的白色乳状液,稍加提炼便可以得到石油;美国还在其西海岸附近的海域中培育出一种巨型海藻,一昼夜可长60厘米,其含油量很高。日本的一个科研小组宣布,他们成功地从一种淡水藻类中提出取出了石油。这种藻类在吸收二氧化碳进行光合作用的过程中体内蓄集了石油,它不仅对二氧化碳的吸收率高,而且其石油生成能力远远超过预想的程度。提取出的石油不仅发热量高、而且氮、硫含量少。这种淡水藻广泛分布在世界各地的湖泊沼泽中。
诺贝尔奖得主美国的卡尔教授早在1984年已开发出首个人工石油种植场,而且得到每公顷120-140桶石油的收成。他的成就推动了全球石油植物研究,美国已有一个上百万平方米的速生林提炼石油。英国也批准兴建一所石油植物园,而瑞士制订出一个利用植物石油,取代全国半数石油耗量的计划。

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