生物质能源应用简介李先豪2011年11月16日内容提要1生物质能2生物质固硫型煤技术3生物质热解与直接液化技术4生物质气化技术5生物燃料6生物质能开发利用技术展望11生物质能生物质能1.1生物质与生物质能生物质的广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。生物质的狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。生物质的特点：可再生性、低污染性、广泛分布性。生物质能：生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，直接或间接来源于植物的光合作用。地球上的植物进行光合作用所消费的能量，占太阳照射到地球总辐射量的0.2%，这个比例虽不大，但绝对值很惊人：光合作用消费的能量是目前人类能源消费总量的40倍。1.2生物质能的转化利用技术生物质资源热化学法燃烧生物化学法化学法物理化学法热量或者电力气化热解直接液化水解、发酵沼气技术间接液化酯化压缩成型生物质燃气木炭或生物原油液化油乙醇沼气甲醇、醚生物柴油成型燃料生物质资源热化学法燃烧生物化学法化学法物理化学法热量或者电力气化热解直接液化水解、发酵沼气技术间接液化酯化压缩成型生物质燃气木炭或生物原油液化油乙醇沼气甲醇、醚生物柴油成型燃料22生物质固硫型煤技术生物质固硫型煤技术2.1生物质固硫型煤生产工艺干燥粉碎储存计量储存储存计量计量干燥粉碎混合成型筛分原料煤固硫剂生物质生物质型煤干燥粉碎储存计量储存储存计量计量干燥粉碎混合成型筛分原料煤固硫剂生物质生物质型煤2.2生物质固硫型煤燃烧特性1）点火性能可燃基挥发分比原煤高，进入炉膛后，生物质首先燃烧，使型煤短时间达到着火点，生物质燃料燃烧后体积收缩，使型煤产生很多孔道及空袭，形成多孔形球体。2）燃烧机理静态渗透式扩散燃烧燃烧由表面及不断深入到内部，不会发生热解析炭冒烟现象。3）固硫特性生物质比煤先燃烧，形成的空隙起到了膨化疏松作用，使固硫剂CaO颗粒内部不易发生烧结，可使空袭率增加，增大SO2和O2向CaO颗粒内的扩散作用，提高钙的利用率。可在较低的Ca/S下，使固硫率达到50%以上。33生物质热解与直接液化技术生物质热解与直接液化技术3.1生物质热化学转换热化学转化技术燃烧气化热解直接液化热量生物质燃气木炭生物油热化学转化技术燃烧气化热解直接液化热量生物质燃气木炭生物油3.2生物质热解技术烧炭：少量空气进行热分解制取木炭的方法。干馏（低温干馏500-5800C，中温干馏660-7500C，高温干馏900-11000C）：隔绝空气的环境加热，制取醋酸、甲醇、木焦油抗聚剂、木馏油和木炭等产品。快速热解：在缺氧的情况下快速加热，然后迅速将其冷却为液态生物原油的热解方法。尽可能获得更多的液体产物。3.3生物质热解过程与原理1）生物质热解过程和产物过程-a.干燥阶段：120-1500C，水分蒸发。b.预炭化阶段：150-2750C，木材化学组成发生变化，不稳定组分分解为CO2、CO和少量醋酸。c.炭化阶段：275-4500C，木材急剧热分解，产生大量产物，发出大量的反应热。d.煅烧阶段：450-5000C，进行木炭的煅烧，排除残留在木炭中的挥发物质，提高木炭中固定碳含量。产物--固体：木炭液体：粗木醋酸，包括200种以上有机物，酸类、醇类、醛类、酯类、酚类、芳香化合物、杂环化合物及胺类等。气体：CO2、CO、CH4、C2H4和H22）生物质热解的原理包括分子键断裂，异构化和小分子聚合等反应。3）影响生物质热解的因素a.热解的最终温度：木炭产量随温度升高逐渐降低木醋酸组成在270-4000C变化较大，〉4000C变化不显著。b.升温速率：加热速率加快，木炭产量下降，焦油产量增加，最大可达80%的生物原油产率c.压力：在1.33Pa的真空下热解，不释放热量，3.15MPa热解，放大量的热。d.含水率：含水率过高，热解所需时间较长。较干的木材热解会放热较快，降低木炭产量e.木炭的形态：沿纤维方向的热导率比纤维垂直方向的热导率大。f.反应的气氛：采用过热蒸汽处理，可得到酸率8%...
