能源科學(xué)技術(shù)：生物質(zhì)能技術(shù)試題預(yù)測三

能源科學(xué)技術(shù)：生物質(zhì)能技術(shù)試題預(yù)測三1、問答題

簡述世界生物柴油生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。正確答案：世界各國，尤其是發(fā)達(dá)國家，都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能利用技術(shù)。歐洲已成為全球生化柴油的主要生產(chǎn)地。美國、意大（江南博哥）利、法國已相繼建成生物柴油生產(chǎn)裝置數(shù)百座。截止2007年，中國有大小生物柴油生產(chǎn)廠2000多家。生物柴油的需求量在不斷增加，預(yù)計(jì)到2012年，中國生物柴油的需求量將達(dá)到2000萬噸/年，按國家再生能源中長期規(guī)劃，那時的產(chǎn)能是20萬噸/年。需求與產(chǎn)量的反差，將會是形成產(chǎn)品供不應(yīng)求的局面。向基地化和規(guī)?；较虬l(fā)展，實(shí)行集約經(jīng)營，形成產(chǎn)業(yè)化.目前，原料短缺是制約生物柴油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要瓶頸。2、問答題

生物柴油標(biāo)準(zhǔn)分析的指標(biāo)有哪些？正確答案：①閃點(diǎn)：表示油品蒸發(fā)性和著火危險性的指標(biāo)，生物柴油的閃點(diǎn)一般高于110℃，遠(yuǎn)高于石化柴油（70℃），因此在儲存、運(yùn)輸和使用中安全性很高。閃點(diǎn)和生物柴油中甲醇含量有關(guān)。由于甲醇和堿性催化劑多溶解在極性甘油中，當(dāng)甘油從生物柴油中分離出來時，大多數(shù)醇和催化劑也被去除。殘留在生物柴油中的甲醇很少，一般不會影響到燃料的性能，但低閃點(diǎn)存在潛在的安全隱患。②含水量：水可以導(dǎo)致生物柴油氧化，和游離脂肪酸生成酸性溶液，促進(jìn)燃料中微生物的生長，腐蝕金屬，以及產(chǎn)生沉淀。生物柴油中水以兩種形式存在：溶解水和懸浮液滴，其中懸浮液滴影響較大，水在生物柴油中較易溶解，一般要求生物柴油中水分不大于500mg/kg。③灰分含量：灰分可導(dǎo)致噴射器、燃燒泵、活塞的磨損以及濾網(wǎng)堵塞和發(fā)動機(jī)沉積?；曳趾亢蜕锊裼椭袣埩舸呋瘎┯嘘P(guān)。歐美標(biāo)準(zhǔn)中都要求灰分含量不超過0.02%④甘油含量：甘油含量過高可導(dǎo)致噴射器沉積，阻塞供油系統(tǒng)，引起黑煙生成。根據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)，使用GC檢測（ASTMD6584）最終的生物柴油產(chǎn)品總甘油質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能高于0.24%。甘油本身不能溶解于生物柴油中，因此，絕大多數(shù)甘油通過沉淀或離心很容易被分離出來，只有很少量的游離甘油以懸浮液滴或微溶態(tài)的形式殘留在生物柴油中。⑤氧化安定性：生物柴油的氧化會生成不溶性聚合物，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)濾網(wǎng)堵塞，噴射泵結(jié)焦，排煙增加，啟動苦難。生物柴油的氧化是因?yàn)楹胁伙柡椭舅?。這些變化可能是在某些金屬和光催化下發(fā)生的，如果有水存在，水解過程中也可能發(fā)生這些變化。歐盟和中國標(biāo)準(zhǔn)要求生物柴油在110℃下誘導(dǎo)期不小于6h。3、問答題

氣體活化法生產(chǎn)活性炭有哪些原料、工藝、設(shè)備？正確答案：原料：氣體活化生產(chǎn)活性炭有不定型顆?；钚蕴?，常用原料有椰子殼、杏核殼、核桃殼、橄欖殼以及煤；粉末狀活性炭，常用原料有松木炭、樺木炭；成型顆?；钚蕴砍Ｓ迷现饕敲?，有時木炭屑或木炭。工藝：不定型顆?；钚蕴抗に嚥僮鳎簜淞稀罨罨系暮筇幚恚╝除砂b破碎、篩選c酸、水洗d干燥e篩分及包裝）粉末狀活性炭工藝操作：備料→活化→活化料的后處理（a除砂及粉碎b酸、水洗c干燥及包裝）成型顆?；钚蕴抗に嚥僮鳎涸稀扑榧胺鬯椤蠛稀尚汀稍锛疤炕罨Y分和包裝設(shè)備：不定型活性炭設(shè)備主要是斯列普爐又名鞍式爐；粉末狀活性炭設(shè)備主要是多管爐；成型顆粒活性炭設(shè)備主要是斯列普爐或回轉(zhuǎn)爐。4、問答題

多管爐、鞍式爐、回轉(zhuǎn)爐各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？正確答案：多管爐優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，容易建造，投資少，操作簡便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，正常運(yùn)行時不需要外加燃料適用于中小型工廠；缺點(diǎn)，水蒸氣過熱溫度低，活化能力較差，物料間接受熱，活化程度不太均勻，活化管易損壞，維修比較頻繁。鞍式爐優(yōu)缺點(diǎn)：有點(diǎn)是活化效果好、產(chǎn)品質(zhì)量均勻、得率高，正常運(yùn)行時不需要外加燃料，機(jī)械化程度高，生產(chǎn)能力大，使用壽命時間長，作業(yè)環(huán)境好；缺點(diǎn)是鞍式爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要多種不同規(guī)格的異性耐火磚，建爐技術(shù)要求高，投資大，對電、水蒸氣不間斷連續(xù)供電能力要求高?；剞D(zhuǎn)爐優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)比較簡單，操作方便，易于調(diào)節(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，適用于中小型活性炭廠；缺點(diǎn)，填充系數(shù)低，占地面積大，爐膛溫度較難測定，活化過程要消耗燃料。5、問答題

壓縮成型材料成型物內(nèi)部的黏合力類型和黏合方式分成哪5類？正確答案：1）固體顆粒橋接或架橋2）非自由移動粘合劑作用的粘合力3）自由移動液體的表面張力和毛細(xì)壓力4）粒子間的分子吸引力（范德華力）或靜電引力5）固體顆粒間的填充或嵌合6、問答題

風(fēng)力同步發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)條件有哪些？正確答案：波形相同、幅值相同、頻率相同、相序相同、相位相同。7、問答題

簡述燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理。正確答案：葉輪式壓縮機(jī)從外部吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在高壓下進(jìn)行燃燒。生成的高溫高壓煙氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹作工，推動動力葉片高速旋轉(zhuǎn)，廢氣排入大氣中或再加利用。8、問答題

簡述沼氣生產(chǎn)的微生物菌種。正確答案：有機(jī)物質(zhì)厭氧分解產(chǎn)生甲烷的過程，是由多種沼氣微生物來完成的。在沼氣發(fā)酵中，加入足夠所需要的微生物作為接種物，亦稱菌種。有沒有接種物決定了沼氣發(fā)酵的成敗，而接種物中的有效成分與活性直接關(guān)系發(fā)酵過程的好壞。為獲得足夠的、質(zhì)量好的接種物，必須對接種物進(jìn)行富集營養(yǎng)。9、問答題

簡述我國發(fā)展和利用生物質(zhì)能源的意義。正確答案：1）拓寬農(nóng)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域、增加農(nóng)民收入；2）緩解我國能源短缺、保證能源安全；3）治理有機(jī)廢棄物污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境；4）廣泛應(yīng)用生物技術(shù)、發(fā)展基因工程。10、問答題

活性炭應(yīng)用在哪些方面？你認(rèn)為在我國活性炭在方面的應(yīng)用前景看好？正確答案：應(yīng)用：精制氣體、氣相回收及捕集、分離氣體、液相脫色精制、液相捕集或回收、液相分離、做催化劑及其載體、醫(yī)療、電極材料。11、問答題

生物質(zhì)氣化燃?xì)庵械慕褂陀心男┨攸c(diǎn)和危害？如何去除？正確答案：特點(diǎn)：成份復(fù)雜，大部分是苯的衍生物。主要成分不少于20種，其中含量大于5%的一般是苯、甲苯、萘、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油含量隨反應(yīng)溫度升高而減少。產(chǎn)生焦油的數(shù)量與反應(yīng)溫度、加熱速率和氣化過程的滯留期有關(guān)。通常反應(yīng)溫度500～550℃時焦油產(chǎn)量最高。延長氣化氣體在高溫區(qū)的滯留時間，有利于焦油充分裂解而減少。危害：①焦油占燃?xì)饽芰康?%～10%，低溫下難以與可燃?xì)庖坏辣蝗紵?，因此大部分焦油的能量被浪費(fèi)掉。②焦油在低溫下冷凝成粘稠狀液體，易與水、炭粒等結(jié)合，堵塞輸氣管道，卡住閥門和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，腐蝕金屬。③難以完全燃燒，并產(chǎn)生炭黑等顆粒，對燃?xì)饫迷O(shè)備如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等損害嚴(yán)重。④焦油及其燃燒產(chǎn)生的氣體對人體有害。去除方法①噴淋法除焦油和灰塵：為了提高去除效果，可在容器中裝入玉米芯填充物能起過濾作用，玉米芯需定期更換，要防止噴淋水的二次污染。②鼓泡水浴法除焦油和灰塵：燃?xì)鈿怏w被導(dǎo)入液罐后以鼓泡的方式溢出液面。在水中加入一定量的NaOH，能提高去除效果。③干式過濾除焦油和灰塵：方式較多，如在容器中填放粉碎的玉米芯、木屑、谷殼或炭粒，讓燃?xì)鈴闹写┻^等。用過的過濾材料一定要燒掉（可作氣化原料），以防環(huán)境污染。④催化裂解法除焦油：用催化裂解法降低燃?xì)庵薪褂偷暮?，是最有效、最先進(jìn)的方法，在中、大型氣化裝置逐漸被采用。焦油裂化催解是在高溫和存在或不存在催化劑的條件下，將大分子的焦油裂解成各種各種氣體小分子氣體的過程。焦油裂解后的氣體產(chǎn)物與燃?xì)獬煞菹嗨?，可直接燃用?2、問答題

簡述生物質(zhì)壓縮成型過程的黏結(jié)作用。正確答案：在相同的壓縮條件下，不同生物質(zhì)成型塊的物理品質(zhì)卻出現(xiàn)較大差異，這與生物質(zhì)原料本身的生物特性有一定關(guān)系。在構(gòu)成生物質(zhì)的各種成分中，木質(zhì)素普遍認(rèn)為是生物質(zhì)固有的最好的內(nèi)在粘結(jié)劑，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的天然高分子化合物，100℃開始軟化，160℃形成熔融膠體，因此，木素含量高的農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物適合熱壓成型。生物質(zhì)體內(nèi)的水分作為一種必不可少的自由基，流動于生物質(zhì)團(tuán)粒間，在壓力作用下，與果膠質(zhì)或糖類混合形成膠體，起粘結(jié)作用，因此過于干燥的生物質(zhì)材料通常情況下難以壓縮成型。生物質(zhì)中的半纖維素由多聚糖組成，在一定時間的儲藏和水解作用下可以轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素，也可達(dá)到粘結(jié)劑的作用。生物質(zhì)中的纖維素，半纖維素和木質(zhì)素在不同的溫度下，均能受熱分解轉(zhuǎn)化為液態(tài)、固態(tài)和部分氣態(tài)產(chǎn)物，利用熱解反應(yīng)產(chǎn)生的液態(tài)熱解油（或焦油）作為壓縮成型的粘結(jié)劑，有利于提高粒子間的粘聚作用，并提高成型燃料的品質(zhì)和熱值。13、問答題

簡述沼氣的組成。正確答案：沼氣是一種混合氣體，其組成不僅取決于發(fā)酵原料的種類及其相對含量，而且隨發(fā)酵條件及發(fā)酵階段的不同而變化。當(dāng)沼氣池處于正常穩(wěn)定發(fā)酵階段時，沼氣的體積組成大致為：甲烷50%-70%，二氧化碳30%-40%，此外還有少量的一氧化碳、氫、硫化氫、氧和氮等氣體。14、問答題

簡述沼氣池分類。正確答案：1、按儲氣方式有水壓式、浮罩式和氣袋式三大類，在實(shí)際應(yīng)用中，水壓式最為普遍，浮罩式次之。2、按幾何形狀有圓筒形、球形、橢球形、長方形、方形、拱形等多種形狀，其中，圓筒形池和球形池應(yīng)用最為普遍。3、按建池材料有混凝土結(jié)構(gòu)池、磚結(jié)構(gòu)池、塑料（或橡膠）池、玻璃鋼池、鋼絲網(wǎng)水泥池、鋼結(jié)構(gòu)池等，在實(shí)際應(yīng)用中，最為普遍的是混凝土結(jié)構(gòu)池。4、按沼氣池埋設(shè)位置有地下式、半埋式和地上式，在實(shí)際應(yīng)用中以地下式為主。5、按發(fā)酵溫度有常溫發(fā)酵池、中溫發(fā)酵池和高溫發(fā)酵池。除此以外，也有按照發(fā)酵工藝進(jìn)行分類的。15、問答題

什么是活性炭的比孔容積？孔隙率？它們與密度的關(guān)系如何？正確答案：比孔容積：1g活性炭所含有的顆粒內(nèi)部空隙的總體積稱作比孔容積，簡稱比孔容，比孔容積大的活性炭空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)。比孔容積可以由顆粒密度和真密度計(jì)算Vg=1／孔隙率：表示活性炭顆粒內(nèi)部空隙體積占顆粒體積的比率，孔隙率大的活性炭空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)。16、名詞解釋

差示掃描量熱法正確答案：一種熱分析法。在程序控制溫度下，測量輸給物質(zhì)和參比物的功率差的一種技術(shù)。17、問答題

汽車使用乙醇汽油的好處。正確答案：第一，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃燒更充分，有效地降低了尾氣中有害物質(zhì)的排放；第二，有效提高汽油的標(biāo)號，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)；第三，可有效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器部位的積炭，延長主要部件的使用壽命。18、問答題

沼氣發(fā)酵的基本條件。正確答案：一、適宜的發(fā)酵原料二、質(zhì)優(yōu)足量的菌種三、嚴(yán)格的厭氧環(huán)境四、適宜的發(fā)酵溫度五、適度的發(fā)酵濃度六、適宜的酸堿度19、問答題

生物質(zhì)化學(xué)組成的主要成分有哪些？正確答案：（1）纖維素（2）半纖維素（3）木質(zhì)素（4）淀粉（5）蛋白質(zhì)（6）其他有機(jī)成分（有機(jī)物）（7）其他無機(jī)成分（無機(jī)物）20、問答題

生物柴油的生產(chǎn)工藝有哪些？有何區(qū)別？正確答案：主要包括：化學(xué)法和生物法化學(xué)法：酸/堿催化法、超臨界法生物法：酶催化法、細(xì)胞催化法主要區(qū)別是催化劑的選擇，目前工業(yè)生產(chǎn)主要采用酸/堿催化法。21、問答題

木材氣化時有哪些主要反應(yīng)？木材氣化時炭化過程有何特點(diǎn)？正確答案：空氣氣化反應(yīng)：水蒸氣氣化反應(yīng)：空氣和水蒸氣氣化反應(yīng)：22、名詞解釋

燃料乙醇正確答案：一般是指體積濃度達(dá)到99.5%以上的無水乙醇。燃料乙醇是燃燒清潔的高辛烷值燃料，是可再生能源。主要是以雅津甜高粱加工而成。23、問答題

什么是燃料乙醇？正確答案：（國標(biāo)）燃料乙醇是未加變性劑的，可作為燃料用的無水乙醇。24、名詞解釋

能源植物正確答案：廣義：幾乎可以包括所有植物。狹義：是指那些利用光能效率高、可合成類似石油或柴油成分的植物以及富含油脂或者碳水化合物或者產(chǎn)氫的植物。25、問答題

ZnCl2法生產(chǎn)粉狀炭有工序？各工序的作用？可采取哪些環(huán)保措施？正確答案：各工序的作用：（1）工藝木屑的準(zhǔn)備：經(jīng)過篩選及干燥處理的木屑為工藝木屑，其粒度應(yīng)在6—40目，含水率符合工藝要求。（2）工藝氯化鋅溶液的配制：由工業(yè)氯化鋅、水及工業(yè)鹽酸配制成具有特定濃度和PH值的氯化鋅水溶液。（3）捏和或浸漬：通過捏合機(jī)的擠壓和剪切力，使工藝木屑和工藝氯化鋅水溶液攪拌均勻，并加速溶液向木屑顆粒內(nèi)部滲透。（4）炭活化：捏合后的鋅屑料進(jìn)入相應(yīng)的炭活化裝置完成炭活化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成活化料。（5）漂洗：降低活化料中鐵及其他雜質(zhì)含量，提高純度，讓產(chǎn)品活性炭的鐵鹽、氯化物、灰分及PH值等指標(biāo)，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。環(huán)保措施：使用密閉性能好，能夠集中排除廢煙氣的炭活化爐，并制定合理的工藝條件，防止廢煙氣外泄。26、問答題

生物質(zhì)能的開發(fā)利用是在怎樣的背景下提出來的？有何重要意義？正確答案：背景：1.能源的開發(fā)和利用一直以來見證著人類文明的進(jìn)步，能源的更新替換，成為人類適應(yīng)環(huán)境、利用環(huán)境、改造環(huán)境的重要標(biāo)志之一。當(dāng)今的新型替代能源，如風(fēng)能、太陽能、生物能、地?zé)崮艿燃娂娪楷F(xiàn)，各具優(yōu)勢，且利用技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，其中生物能在實(shí)用性、可行性、廣泛性方面，顯現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)勢，被認(rèn)為是未來30～50年里，最具大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化開發(fā)前景的新型能源。2.能源危機(jī)與生態(tài)危機(jī)：煤炭、石油只能開采100年；天然氣只能開采50~60年；空氣污染、水污染、土壤污染、溫室效應(yīng)、物種絕滅。發(fā)展意義：1.傳統(tǒng)能源有限、不可再生及環(huán)境危害性2.生物質(zhì)能源豐富、可再生及環(huán)境友好性27、名詞解釋

生物質(zhì)熱解液化正確答案：是在中溫（500-650℃），高加熱速率（104-105℃/s）和極短氣體停留時間（小于2S）的條件下，將生物質(zhì)直接熱解，產(chǎn)物經(jīng)快速冷卻，可使中間液態(tài)產(chǎn)物分子在進(jìn)一步斷裂生成氣體之前冷凝，從而得到高產(chǎn)量的生物質(zhì)液體油。28、問答題

壓縮過程的影響因素有哪些？正確答案：1）壓塊（壓捆）的松弛密度：壓塊（壓捆）出模后最終穩(wěn)定的密度為松弛密度。松弛密度比模內(nèi)壓縮密度小。壓塊的松弛密度受秸稈物理特性和成型工藝有關(guān)的諸多因素影響。成型物出模后瞬間會有膨脹（彈性變形），然后有一段較長時間應(yīng)力松弛，密度減小到應(yīng)力松弛結(jié)束。2）成型所需壓力：主要目的有：①使物料原來的物相結(jié)構(gòu)破壞，組成新的物相結(jié)構(gòu)。②加固分子間凝聚力，使物料密實(shí)，強(qiáng)度增加。③為物料在膜內(nèi)成型及推進(jìn)提供動力。一個壓縮循環(huán)由慣性階段（秸稈壓縮處于松散狀態(tài)）和彈性階段（壓縮塊開始含有粘聚體）兩個階段組成。通過一個壓縮循環(huán)，植物莖桿和葉子粒子交錯，嵌合在一起。在最大壓力給定時，秸稈在模內(nèi)壓縮時的密度隨模子的直徑減小而呈指數(shù)降低。3）成型模具的幾何特征：當(dāng)模內(nèi)壓縮密度預(yù)定時，隨模子直徑增加，壓縮所需的必能呈指數(shù)級下降。有效體積模量的變化、孔隙度指數(shù)的變化、模壁摩擦力的相對影響都與模子直徑變化有關(guān)；當(dāng)模子直徑減小時，這些因素的變化都將導(dǎo)致比能隨之減小。4）填料量：模子的填料量決定了壓縮秸稈的初始密度，增大模子尺寸可以提高填料量。當(dāng)模子尺寸恒定，填料量超過4：1范圍后，最大壓力一旦達(dá)到一特定值，模內(nèi)物料的壓縮密度就不再受填料量的影響。5）壓縮方式：秸