PDF《生物质能及应用技术》

2 物化转换技术 [

12 - 15] 按热加工方法不同分为干馏技术、 热解气化制生 物质燃气、 热解液化制生物质燃油. 干馏技术能同时生产生物质碳和燃气 ,即把能量 密度低的生物质转换为热值较高的固定碳和燃气. 其 设备简单 ,可以生物产碳及生产多种化工产品 ,但利用 率较低 ,适用面较窄. 生物质热解技术是生物质受高温加热后 ,其分子 破裂产生可燃气体 (一般为 CO、 H2 、 CH4 等的混合气 体)、 液体 (焦油 )及固体 (木炭 )的热加工过程. 这是一 种转化效率较高的生物质热化学转化工艺 ,在不同反 应条件下可得到不同品质、 数量的气、 液、 固相产物 ,所 得产物的能量密度比原生物质大 5~10倍. 生物质热解气化是把生物质转化为可燃气体 ,根 据技术路线的不同可以是低热值气或中热值气. 与煤 相比 ,生物质挥发分含量高 ,灰分含量少 ,固定碳含量 少但活性较高. 因此生物质转化为可燃气后利用效率 高 ,用途广泛 ;

缺点是系统复杂且生成的燃气不便于储 存和运输 ,必须有专门的用户或配套的利用设施. 热解制油是通过热化学方法把生物质转化为液体 燃料的技术 ,所得产品可作为石油替代品 ,其用途和附 加值更是大大提高. 但该技术十分复杂 ,而且目前成本 仍然很高. 2.

3 生化转换技术 生化转换技术以厌氧消化和特种酶技术为主. 沼 气厌氧发酵是对农业废弃物、 粪便、 污水或城市固体废 物中的有机物质 (碳水化合物、 脂肪、 蛋白质等 )在一 定温度、 湿度、 酸碱度和厌氧条件下 ,通过沼气菌群发 酵 (消化 )生成沼气、 消化液和消化污泥 (沉渣 )的过 程. 该技术的优点是提供的能源形式为洁净能源 ― 沼气(可燃的混合气体 , 55% ~70%的CH4 、 25% ~40% 的CO2 ) ,环保效益显著 ;

缺点是能源产出低、 投资大 , 较适宜于以环保为目标的污水处理工程或以有机易腐 蚀物为主的垃圾堆肥过程. 也可利用生物技术 (包括酶技术 )把生物质转化 为乙醇即制取液体燃料 ,使生物质变为用途更广、 效率 更高的清洁燃料 ,但缺点是转换速度太慢、 投资较大、 成本相对较高.

3 生物质能利用现状及前景 3.

1 国外生物质能利用现状 生物质能的有效利用在于其技术的提高 ,欧美国 家多将其作为可再生能源大力发展 ,其利用技术主要 为把生物质能转化为电力或优质燃料. 3. 1.

1 生物质能转化为电力 主要有直接燃烧后用蒸汽进行发电和生物质气化 发电 2种. 如今生物质直接燃烧发电技术已基本成熟 , 进入推广应用阶段. 这种技术单位投资较高 ,大规模下 效率也较高 ,但要求生物质集中、 数量巨大 ,只适于现 代化大农场或大型加工厂的废物处理 ,对生物质较分 散的发展中国家不适用. 从环境效益的角度考虑 ,生物 质直接燃烧与煤燃烧相似 ,会放出一定的 NOx,但其他 有害气体比煤燃烧要小得多. 生物质气化发电是更洁净的利用方式 ,几乎不排 放任何有害气体 ,比较适合生物质的分散利用 ,投资较 少 ,发电成本也低 ,适用于发展中国家. 目前小规模的 生物质气化发电已进入商业示范阶段 ,规模较大的项 目一般采用 IGCC技术 ,发电效率较高 ,也是今后生物 质工业化应用的主要方式. 3. 1.

2 生物质能转化为优质燃料 生物质制取优质燃料方面的技术主要集中在制取 液体燃料和氢燃料 2方面. 生物质制甲醇和乙醇的技 术已基本成熟 ,进入商业示范阶段 ,但由于该技术生产 成本高 ,不具备竞争力 ,因此很难推广. 生物质直接裂 解制取油料的技术目前仍处于研究和中试阶段 ,其产 品仍未能具有实际意义 ,但前景很好 ,特别是欧洲国家 非常重视 ,投........