PDF《生物质能及应用技术》

11 ・ 图3生物质中的纤维素、 半纤维素和木质素 表2生物质中纤维素、 半纤维素和木质素的比例 % 生物质 纤维素 半纤维素 木质素 % 软木 35~40 25~30 27~30 硬木 45~50 20~25 20~25 麦秆 33~40 20~25 15~20 草30~50 10~40 5~20 1. 2.

3 减排温室气体 生物质对生态环境的最大贡献还在于其具有温室 气体 CO2 零排放的特点. 矿物燃料是把原为固定的碳 通过燃烧使其流动化并以 CO2 的形式累积于大气环 境 ,造成温室效应. 目前运输燃料和燃煤电厂是 CO2 的主要排放源 ,随着电力需求和交通运输的不断增长 , 其排放量也不断增加. 而生物质中的碳来自空气中流 动的 CO2 (见图 1) ,如果两个速度匹配合适、 达到平 衡 ,整个生物质能循环就能实现 CO2 零排放 ,从根本 上解决矿物能源消耗带来的温室效应. 生物质运输、 预处理过程的能源来自化石燃料 ,这 些过程的能耗大小是决定生物质能整个利用过程 CO2 排放量的关键. 以下比较了几种生物质利用技术和化 石燃料利用过程的 CO2 排放量. 为计算方便 ,忽略煤 炭、 石油在开采、 运输及预处理过程的能耗 ,而考虑生 物质的运输、 粉碎和干燥能耗. 这种处理相当于将生物 质作为集中的能源来研究 ,类似于煤矿和油田等. 结果 所示 ,只要采用高效合理的利用方式 ,生物质总体利用 过程中 , CO2 的排放可比化石燃料小 90%左右 (见表 3) ,说明生物质代替化石燃料是减少 CO2 排放的有效 措施之一. 而气化技术是高效利用生物质的重要途径 , 并且系统效率越高 ,相应的减少量越大 ,所以开发大型、 高效率的生物质能利用系统是今后的发展方向 [

7 ] . 表3几种生物质和化石燃料利用过程中 CO2 排放量的比较 利用过程 系统效率 /% D ① /g CO2 减少的数量 ① G/g 减少率 % A. 工业供热 简单燃用

15 45.

9 75.

1 62 生物质锅炉

60 11.

4 109.

6 90 气化燃烧锅炉

90 7.

7 113.

3 94 燃煤锅炉 ②

70 121 - - B. 供气 (燃气灶 ) 生物质气化 (低热值 )

35 19.

7 91.

3 82 生物质气化 (中热值 )

40 17.

3 93.

7 84 天然气

55 100

11 ③

10 ③ 液化石油气 ②

55 111 - - C. 发电 气化发电 (小型 )

12 317.

5 630

66 气化发电 (中型 )

17 182.

0 765

81 生物质 IGCC 35~45 77.

7 869

92 柴油发电

38 650.

0 297 ③

31 ③ 燃煤发电 ②

35 947.

0 - - 注:①供热和供电能量单位分别采用 MJ和kW ・h;

②为参比物 ;

③化石燃料之间的比较

2 生物质能利用技术 [ 7] 2.

1 直接燃烧技术 直接燃烧是生物质能最简单的利用技术 ,此法产 生的烟尘大且热效率低、 能源浪费大. 直接燃烧大致分 为炉灶燃烧、 锅炉燃烧、 致密成型 (固型燃烧 )和垃圾 焚烧 4种方式. 炉灶燃烧是最原始的利用方法 ,一般适用于农村 或山区分散独立的家庭用炉 ,投资最省但效率最低. 锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术 ,适用于大规模 ・

12 ・ 沈阳工程学院学报 (自然科学版 ) 第 5卷 利用生物质 ,效率高 ,可实现工业化生产 ,但其投资高 , 不适合分散的小规模利用. 固型燃烧是把生物质固化成型为高密度的固体燃 料后 ,采用传统的燃煤设备燃用 ,以便集中利用 ,提高 热效率. 该方法的实用专用技术和设备在农村有很大 的推广价值 [

11 ] . 垃圾焚烧也是采用锅炉技术的 ,但由于垃圾的品 味低、 腐蚀性强 ,所以要求技术更高、 投资更大 ,从能量 利用的角度看也必须规模较大才可行. 2.