物理高新技術(shù)新能源生物質(zhì)能

物理高新技術(shù)新能源生物質(zhì)能第1頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2生物質(zhì)能簡(jiǎn)介

生物質(zhì)主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物（如植物的秸稈、枝葉）、水生植物、油科植物、動(dòng)物糞便等。生物質(zhì)是多種高分子有機(jī)化合物組成的復(fù)合體，主要含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等。

生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。目前廣泛使用的化石能源如煤、石油和天然氣等，也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源，具有以下特點(diǎn)：①可再生性；②低污染性；③廣泛的分布性第2頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)能的利用第3頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六拾柴第4頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六背秸稈的老大爺?shù)?頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六晾曬在墻上的干牛糞第6頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)能在能源系統(tǒng)中的地位

生物質(zhì)能是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。開發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源對(duì)建立可持續(xù)供給的能源系統(tǒng)，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。7第7頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六8生物質(zhì)能存在形式1．森林能源及其廢棄物2．農(nóng)作物及其副產(chǎn)物3．禽畜糞便4．生活垃圾5.水生植物6.油料植物第8頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六9生物質(zhì)能開發(fā)利用生物質(zhì)能的開發(fā)和利用，也就是生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為人們所需要的熱能或進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為清潔二次能源，如電能。

第9頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、制沼氣：利用植物的秸桿、枝葉、雜草和動(dòng)物糞便等生物質(zhì)在厭氧條件下，經(jīng)過細(xì)菌發(fā)酵制取沼氣。條件：厭氧主要成分：甲烷主要優(yōu)點(diǎn)：氣體燃料、環(huán)保副產(chǎn)肥料第10頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六利用植物的秸桿、枝葉、雜草等制取沼氣第11頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第12頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六沼氣燃料電池發(fā)電

燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時(shí)，它就可以連續(xù)發(fā)電。

沼氣燃料電池是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的“燃料”并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。

第13頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六14項(xiàng)目名稱指標(biāo)發(fā)力輸出功率200kW輸出電壓(頻率)400V(50Hz)，480V(60Hz)發(fā)電效率40%余熱利用效率/溫度41%/60℃熱水燃料/消耗量天然氣/43m3/h有害排放物NOX：低于5ppmSOX：可忽略不計(jì)噪音約60分貝(距設(shè)備10米處)排水凈水(接近于零污染)應(yīng)用時(shí)供應(yīng)水自來水或純凈水(接近于零)應(yīng)用時(shí)供應(yīng)氮?dú)釴24個(gè)圓柱型容器存有7m3的氮?dú)庥糜谝淮螁?dòng)與停機(jī)循環(huán)(保護(hù))操作自動(dòng)，可遠(yuǎn)程控制PC25TMC主要性能及技術(shù)指標(biāo)廣州市番禺水門種豬場(chǎng)正在建設(shè)的由日本政府提供的200kW的沼氣燃料電池裝置。該200kW燃料電池設(shè)備由東芝公司下屬的ONSI公司提供，型號(hào)為PC25TMC第14頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、制乙醇：用含糖類、淀粉(C6H10O5)n較多的農(nóng)作物（如玉米、高粱）為原料，通過水解、發(fā)酵制乙醇。酶（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6C6H12O62C2H5OH+2CO2↑酶第15頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第16頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六乙醇汽油90%汽油+10%乙醇一、可增加汽油中的含氧量，使燃燒更充分，降低尾氣中有害物質(zhì)含量二、能消除發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)積炭，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命

第17頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、生物質(zhì)氣化生物質(zhì)氣化及其特點(diǎn)以生物質(zhì)為原料，以氧氣、水蒸氣或氫氣等作為氣化劑，在高溫條件下通過熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)中可以燃燒的部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)獾倪^程。主要有效成分：CO、H2、CH4、CO2生物質(zhì)氣化原理：包括生物質(zhì)碳與氧的氧化反應(yīng)；碳與CO2、H2O的還原反應(yīng)；生物質(zhì)的熱分解反應(yīng)第18頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4、生物質(zhì)熱解技術(shù)生物質(zhì)熱解及其特點(diǎn)生物質(zhì)在無空氣等無氧情況下發(fā)生不完全熱降解生成炭、可冷凝液體和氣體產(chǎn)物的過程。產(chǎn)物：炭、液體和氣體生物質(zhì)熱解工藝工藝流程：干燥—粉碎—熱解—產(chǎn)物炭和灰的分離—?dú)鈶B(tài)生物油的冷卻—生物油的收集等。（1）原料干燥和粉碎；（2）熱裂解；（3）焦炭和灰的分離；（4）液態(tài)生物油的收集。生物質(zhì)熱解產(chǎn)物：生物油（用作燃料油）；不可凝氣體；灰等。第19頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六5、生物質(zhì)直接液化生物質(zhì)液化是指通過化學(xué)方法將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)產(chǎn)品的過程。直接液化是一個(gè)高溫高壓條件下的熱化學(xué)過程，是將生物質(zhì)與一定量溶劑混合放在高壓釜中，抽真空或通入保護(hù)氣體，在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο聦⑸镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值的液體燃料。生物質(zhì)液化的實(shí)質(zhì)是將固態(tài)的大分子有機(jī)聚合物轉(zhuǎn)化為液態(tài)的小分子有機(jī)物質(zhì)。第20頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六6、生物柴油生物柴油---又叫生物甲酯、酯化油脂，即脂肪酸甲酯的混合物，它與柴油分子碳數(shù)相近。制備原料：食用油及餐飲廢油、動(dòng)物脂肪、油籽、樹種等----含有豐富的脂肪酸甘油酯。制備原理：脂肪酸甘油酯與低碳醇之間的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，即催化劑存在下的酯交換。第21頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六22

生物柴油是一種清潔的可再生能源，是以大豆、油菜籽等油料作物以及油棕、黃連木等油料林木果實(shí)為原料制成的液體燃料，具有原料來源廣泛、可再生性強(qiáng)、污染性低等特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的柴油代用品。第22頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六7、直接燃燒注釋:用纖維素（C6H10O5）n代表植物枝葉的主要成分（C6H10O5)n+6nCO26nCO2+5nH2O點(diǎn)燃第23頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六垃圾焚燒發(fā)電24目前我國(guó)對(duì)垃圾的處理手段主要集中在填埋和焚燒兩種方式。填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法，所謂直接填埋法是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí)，使其發(fā)生生物、物理、化學(xué)變化，分解有機(jī)物，達(dá)到減量化和無害化的目的。焚燒法是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。隨著中國(guó)“十二五”規(guī)劃對(duì)發(fā)展新能源，提倡環(huán)保型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步重視，國(guó)家對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策扶持會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)。

第24頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1．垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程25（1）垃圾焚燒前無分檢處理下圖為垃圾焚燒前無分檢處理的工藝流程，美國(guó)洛杉磯市LongBeach垃圾發(fā)電就是采用這個(gè)工藝流程。

無分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程

第25頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六26

（2）垃圾焚燒前有分檢處理下圖為垃圾焚燒前有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程，美國(guó)夏威夷市垃圾發(fā)電就是采用這種流程。有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程

第26頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六27大型垃圾焚燒發(fā)電廠第27頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期六垃圾發(fā)電的效益28（1）資源化垃圾焚燒后熱量用于發(fā)電，做到廢物綜合利用。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料稱，截至2005年，我國(guó)城市垃圾清運(yùn)量已達(dá)1×1013t/a，若按平均低位熱值2900kJ/kg，相當(dāng)于1.4×107t標(biāo)煤。如其中有1/4用于焚燒發(fā)電，年發(fā)電量可達(dá)60億度，相當(dāng)于安裝了1200MW火電機(jī)組的發(fā)電量。（2）無害化垃圾焚燒發(fā)電可實(shí)現(xiàn)垃圾無害化，因?yàn)槔诟邷?1000℃左右)下焚燒，可進(jìn)行無菌和分解有害物質(zhì)，且尾氣經(jīng)凈化處理達(dá)標(biāo)后排放，較徹底地?zé)o害化。（3）減量化垃圾焚燒后的殘?jiān)?，只有原來容積的10%～30％，從而延長(zhǎng)了填埋場(chǎng)的使用壽命，緩解了土地資源的緊張狀態(tài)。因此，興建垃圾電廠十分有利