生物质能工业 我国能源短缺,随着经济的迅速发展和对环保标准要求的逐步提高,迫切需要开发新的、清洁的可替代能源。在众多可能替代化石燃料的能源中,生物质以其可再生、产量巨大、可储存等优点而引人注目。而且生物质能是唯一一种可以转换为清洁燃料的可再生能源,其利用技术和化石燃料的利用方式具有很大的兼容性,因此以生物质作为原料不但可以弥补化石燃料的不足,缓解过分依赖大量进口石油的被动局面,实现我国能源安全战略,而且达到保护生态环境的目的。 对于我国这样一个幅员辽阔的农业大国来说,单就农作物秸秆而言,年产量高达7 亿多吨,相当于3.5 亿吨标准煤。但目前,如此巨大的秸秆资源非但没有得到有效利用,反而由于就地焚烧已成为我国一大社会公害。因此,在我国开发利用秸秆生产燃料乙醇和裂解油既具有现实意义,又可推动我国甚至世界范围内以秸秆等农作物废弃物为代表的生物质生产液体燃料更上层楼。 虽然秸秆和木材同属于木质纤维素,都有纤维素、半纤维素和木质素组成(4: 3: 3),然而在结构和化学组成却有较大的差异,因而秸秆与木材的转化特性不相同。在秸秆中各种组分的转化特性也不同的,其转化反应特性和转化产品也随着秸秆组分结构的不同而变化。例如,秸秆生物转化过程主要利用的是秸秆中的纤维素,对木质素和半纤维素生物转化效率低,难于适应工业化的要求。而秸秆快速热解得到的液体产物中含有大量的酸类(如乙酸)产品,木材热解则以醇类和酮类产品为主。这表明,秸秆中纤维素、半纤维素和灰分影响了热解过程产生液体产物的品位。为解决在秸秆转化过程中采用单 一的生物或热转化方式存在的问题,应将生物转化技术与快速热解技术有机结合起来,避免在秸秆原料转化液体燃料研究上,套用或沿用木材的技术,传统的生物转化、热化学转化过程把秸秆作为性质“单一组分”的原料,致使其转化的技术经济关久攻不破,因此,为秸秆高效转化的根本出路在于其生物量的全利用,新的高效转化过程应该建立在秸秆组分分离后的分级定向转化以及转化过程间的集成优化原则之上。必须开发出具有秸秆特色的高效转化液体燃料的技术集成。为了开发出符合秸秆本质的转化液体燃料技术体系,实现秸秆经济生产高品位液体燃料这一总体目标,提出了秸秆组分分离、纤维素酶固态发酵、秸秆纤维素高浓度发酵分离乙醇耦合过程和发酵渣快速热解过程等四个关键过程进行研究。通过上述关键技术的突破,形成秸秆多级转化生产燃料乙醇和裂解油的...