生物质节能技术.ppt

生物质节能技术.ppt生物质能源利用技术
过程装备与控制工程
胡振虎
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生物质能源简介
生物质热化学转化技术
生物质固化成型技术
生物质生化转化技术
生物质能源的利用
我国的生物质能利用存在的问题
能源危机
能源是全人类生产和生活必需的基本物质保障,是一个国家经济和社会发展的重要基础,也是世界各国战略安全的重要组成部分。目前,地球上能源的供应主要依赖煤炭、石油和天然气等不可再生的化石能源,面对化石能源资源日益枯竭、环境污染日益严重以及全球气候变暖威胁增加的状况,世界各国都致力于研究开发生物质能源来替代或减缓不可再生能源的消耗,并力图减轻对环境造成的污染。
我国是能源短缺的国家,又是能源消费大国,×1019J,居世界第2位。随着我国经济的快速发展,在未来十几年内,我国能源生产必须实现巨大的增长才能支撑我国经济的可持续发展和人民生活水平的不断提高。然而,已查明的化石能源资源结构与我国未来能源生产的发展需求不相适应。预测到2020年,×1019~×1019J,能源供应问题日益突出,必将制约我国经济和社会的发展。因此,开发利用生物质能源对于调整我国的能源结构,保障能源安全,改变能源的生产和消费方式,促进社会、经济可持续发展和改善生态环境都具有十分重大的意义。
20世纪70年代,国际上第一次石油危机使
发达国家和贫油国家重视油替代,开始大规
模发展生物质能源。生物质能源是以农林等
有机废弃物以及利用边际土地种植的能源植
物为主要原料进行能源生产的一种新兴能源。
生物质能简介
生物质(biomass)
概念:是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能的物质。
形成:是通过绿色植物的光合作用将太阳辐射的能量以一种生物质形式固定下来的能源。是人类最重要的间接利用太阳能方式。
特征:是贮存的太阳能,是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。同时是唯一的可储存和运输的可再生能源。
生物质是人类用火以来,最早直接应用的能源。
地球上每年生物质能总量约 1400-1800亿吨(干重),相当于目前每年总能耗的十倍。
生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源,在整个能源系统占有重要地位。
在世界能源消耗中,生物质能占总能耗的14%,在发展中国家占40%以上。
热化学转化技术
热化学转化
热裂解技术
气化技术
炉灶技术
直接燃烧
生物质直接燃烧技术
生物质的直接燃烧是最普通的生物质能转换技术,所谓直接燃烧就是燃料中的可燃成分和氧化剂(一般为空气中的氧气) 进行化合的化学反应过程,在反应过程中放出热量,并使燃烧产物的温度升高。其主要目的就是取得热量。
锅灶燃烧
生物质气化技术
生物质气化是指生物质原料(薪柴、锯末、麦秸、稻草等)压制成型或经简单的破碎加工处理后,在欠氧条件下,送入气化炉中进行气化裂解,得到可燃气体并进行净化处理而获得产品气的过程。其原理是在一定的热力学条件下,借助于部分空气(或氧气)、水蒸气的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应,热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物,获得含CO、H2和CH4的混合气体。
生物质气化技术的一般工艺过程如下图所示,其主要有四大组成系统,分别为进料系统、气化反应器(气化炉)、气化气体净化系统和气化气体处理系统(如发电系统)。进料系统包括生物质进料、空气进料、水蒸气进料及其控制。气化气体净化系统主要是除去产出气体中的固体颗粒、可冷凝物及焦油,常用设备有旋风分离器、水浴清洗器及生物质过滤器。后处理系统主要是气化气进一步转化利用的装置,诸如发电、制取液体燃料等装置。