PDF《生物质能及应用技术》

86 亿t,而且大多是低效利用方式即直接在柴灶上燃烧 , 转换效率仅为 10% ~20%. 因此 ,加快秸秆的优质化 转换利用势在必行. 2)薪材. 薪柴属于森林生长和林业生产过程提供 的生物质能源 ,来源于树木生长过程中修剪的枝杈、 木 材加工的边角余料以及专门提供薪柴的薪炭林. 目前发 ・

10 ・ 沈阳工程学院学报 (自然科学版 ) 第 5卷 达国家生物质资源利用的主要构成均以林业废弃物和 薪炭林为主 ,许多发展中国家也依赖薪柴来满足其对能 源的大量需求 ,所以应制定长期林业规划 ,合理、 有计划 地进行砍伐与造林 ,以解决供需矛盾及生态问题. 3)禽畜粪便. 禽畜粪便也是一种重要的生物质能 源 ,其经干燥可直接燃烧供应热能 ,主要是与秸秆混合 作为沼气的发酵原料 ,起到改善农村能源质量和生存 环境的作用. 目前我国年粪便污水资源量达 1. 6亿t, 折合

1 157. 5万 t标煤. 4)城镇垃圾. 城镇垃圾主要是由居民生活垃圾 , 商业、 服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物构成的混 合物 ,成分比较复杂. 其直接燃烧可产生热能 ,或经热 解处理制成燃料使用 , 目前我国城镇垃圾热值在 4. 18MJ /kg(1 000kCal/kg)左右. 5)工业有机废弃物. 经济的持续增长和工业的迅 速发展使工业有机废弃物逐年增加. 目前我国每年除 乡镇企业外的工业废水排放量约 360亿t,有机含量 520万t.其中 50%的工业有机废水即可生产 250亿m3的沼气 ,接近于目前全国天然气产量. 厌氧技术尤其适用于以生物质为原料的行业 ,如 造纸、 制糖、 酒精发酵、 制药和食品等 ,利用此技术处理 工业有机废弃物 ,不仅有利于环境改善还可回收大量 能源 ,发展前景良好 [

8 ] . 1.

2 与常规能源相比的特性 生物质能的载体是有机物 ,所以这种能源是以实 物形式存在的唯一一种可存储、 可运输的可再生能源. 1. 2.

1 可再生性 生物质是植物通过光合作用合成的 ,植物的光合 作用是燃烧反应的逆过程 ,而燃烧反应是人类获取和 使用能源的主要方式. 若两个过程能相互匹配形成完 整循环 ,生物质能源将取之不尽、 用之不竭 [

7 ] . 生物质 能的利用过程如图 1所示. 图1生物质能利用过程 而且生物质能还可通过一定的先进技术进行转 换 ,除转化为电力外 ,还可生成油料、 燃气或固体燃料 , 直接应用于汽车等运输机械或柴油机、 燃气轮机、 锅炉 等常规热力设备. 因此在所有新能源中 ,生物质能与现 代工业化技术的兼容性最大 ,不必对已有工业技术做 大幅改进即可替代常规能源. 1. 2.

2 洁净性 生物质的组成是碳氢化合物 (见图

2、 表1) ,与常规 矿物燃料如石油、 煤等的内部结构和特性相似 ,可充分 采用已发展起来的相同或相近的技术进行处理和利用. 图2生物质的典型化学结构 [ 7] 表1生物质元素分析 [ 8] % 原料物性CHONS稻草35.

75 4.

32 34.

5 1.

26 0.

24 玉米杆 34.

4 3.

79 31.

7 1.

28 0.

09 麦秸34.

6 3.

72 30.

5 1.

18 0.

12 锯末43.

55 5.

61 40.

13 0.

21 0.

15 但生物质与矿物燃料相比是易燃烧的清洁燃料 , 其可燃部分主要是纤维素、 半纤维素和木质素 ,按质量 计分 别占到生物质的40% ~ 50%、20% ~ 40%、 10% ~25% (见图

3、 表2) [ 7,

10 ] . 而且生物质含硫量、 含氮量较低 (见表 1) ,碳活性 高 ,挥发组分高 ,灰分少 ,因此燃烧后 SO2 、 NOx、 灰尘等 的排放量比化石燃料小得多 ,造成的空气污染和酸雨 现象明显降低 ,这也是开发利用生物质能的主要优势 之一. 第 1期 丛璐,等 :生物质能及应用技术 ・