【正文】 ，反應(yīng)過程中放出的熱量為氣化反應(yīng)的其他過程即熱分解與還原過程提供所需的熱量，整個(gè)氣化過程是一個(gè)自供熱系統(tǒng)。它是在完全無氧或只提供極有限的氧使氣化不至于大量發(fā)生情況下進(jìn)行的生物質(zhì)熱解，也可描述 成生物質(zhì)的部分氣化。 （ 6） 碳轉(zhuǎn)換率 碳轉(zhuǎn)換率是指生物質(zhì)燃料中的碳轉(zhuǎn)換為氣體燃料中的碳的份額，即氣體中含碳量與原料中含碳量之比。 氣體燃料的低值簡化計(jì)算公式為： Qv=126CO+108H2+359CH4+665CnHm (21) Qv— 氣體熱值， KJ/m3， CnHm— 不飽和碳?xì)浠衔?C2 與 C3 的總和。是氣化過程的重要的控制參數(shù)。 （ 3）氧化反應(yīng) 熱解的剩余木炭與引入的空氣發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)釋放大量的熱以支持生物干燥、熱解和后續(xù)的還原反應(yīng)，溫度可達(dá)到 1000~1200℃ 。在 200~300℃時(shí)為主要干燥階段。 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化的基本原理 生物質(zhì)氣化是利用空氣中的氧氣或含氧物做氣化劑，在高溫條件下將生物質(zhì)燃料中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)? (主要是氫氣、 一氧化碳和甲烷 )的熱化學(xué)反應(yīng)。 2040 年以后，伴隨著化石能源資源的不斷減少，可再生能源利用比例將不斷提高，將有望發(fā)揮主體能源的作用。同時(shí)，在投資生物質(zhì)能的同時(shí)也要注意把握其發(fā)展方向和趨勢，以爭取最大的投資回報(bào)率。盡管人們目前仍在探討石油開始匱乏的時(shí)間，如表 11 所示，但無論如何，不可再生的化石燃料終將耗盡卻是無可爭辯的事實(shí)，居安思危．開發(fā)替代能源非常必要和迫切?？v觀人類幾千年的文明史，能源結(jié)構(gòu)的重大變革導(dǎo)致了人類社會的巨大進(jìn)步．國民生產(chǎn)總值的增長始終與能源消費(fèi)同步增長。 生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化 生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化是利用生物化學(xué)過程將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)和液態(tài)燃料的過程，通常分為厭氧消化技術(shù)和發(fā)酵生產(chǎn)乙醇工藝技術(shù)。間接液化是指將生物質(zhì)氣化得到的合成氣（ CO+H2），經(jīng)催化合成為液體燃料（甲醇或二甲醚等）。生物質(zhì)液化是將固態(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)物的過程。 （ 3）生物質(zhì)的氣化 氣化是以氧氣 (空氣、富氧或純氧 )、水蒸氣或氫氣作為氣化劑，在高溫下通過熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)猓ㄖ饕獮橐谎趸?、氫氣和甲烷以及富氫化合物的混合物，還含有少量的二氧化碳和氮?dú)猓?。熱解技術(shù)很早就為人們所掌握，人們通過這一方法將木材轉(zhuǎn)化為高熱值的木炭和其它有 用的產(chǎn)物。 ③ 生物質(zhì)燃料可與礦 物質(zhì)燃料混合燃燒，可降低運(yùn)行成本，提高燃燒效率，又可以 減少有毒氣體的排放度。利用生物質(zhì)原料生 產(chǎn)熱能的傳統(tǒng)辦法是直接燃 燒，燃燒過程中產(chǎn)生的能量可被用來產(chǎn)生電能或供熱。物理轉(zhuǎn)化解決了生物質(zhì)形狀各異、堆積密度小且較松散、運(yùn)輸和儲存使用不方便等問題，提高了生物質(zhì)的使用的效率，但固體在運(yùn)輸方面不如氣體、液體方便。圖 11 為目前生物質(zhì)的主要轉(zhuǎn)化方式。將城市垃圾直接燃燒可產(chǎn)生熱能，或經(jīng)過熱分解處理制成燃料使用。 （ 2）牲畜糞便 牲畜的糞便，經(jīng)干燥可直接燃燒供應(yīng)熱能。 （ 4）生物質(zhì)單位質(zhì)量熱值較低，而且一般生物質(zhì)中水分含量大而影響了生物質(zhì)的燃燒和熱裂解特性。 生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的一種能量形式，它直接或間接地來源于植物的光合作用，是以生物質(zhì)為載體的能量，其作用過程如下： 22x22 )( xOOHCOyHx CO y ????? ??? 植物光合作用 (11) 生物質(zhì)能的特點(diǎn) 煤、石油、天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化而來的。 第 1 章 生物質(zhì)能 第 節(jié) 生物質(zhì)能的概述 生物質(zhì)能的定義 生物質(zhì)直接或間接來自于植物 。同時(shí)，我國又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，每年有大量的農(nóng)作物秸稈畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品和能源作物等植物生物質(zhì)產(chǎn)生。目前應(yīng)用較多的氣化技術(shù)是生物質(zhì)氣化供氣和生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)。通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料，替代煤炭、石油和天然氣等燃料，生產(chǎn)電力 ,而減少對礦物能源的依賴，保護(hù)國家能源資源，減輕能源消耗給環(huán)境造成的污染。 類別是指畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)。 第二階段（ 2020 年 1 月至 2020 年 2 月 底）：整理資料，進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。 ②按規(guī)定要求撰寫畢業(yè)論文 ③協(xié)同合作及組織工作的能力 ④按規(guī)定的時(shí)間完成本設(shè)計(jì) 主要參考文獻(xiàn) 姚向君，田宜水。 設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容 ① 生物質(zhì)氣化技術(shù)的含義及特 點(diǎn)，常見的系統(tǒng)與設(shè)備 ② 生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用情況 ③ 生物質(zhì)氣化技術(shù) 發(fā)展趨勢的探討 設(shè)計(jì)（論文）的基本要求 ①掌握有關(guān) 生物質(zhì)氣化技術(shù) 的文獻(xiàn)檢索和收集資料能力，并進(jìn)行歸納總結(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間安排 第一階段（ 2020 年 11 月至 2020 年 12 月底）：收集查閱資料。 備注 同組人員： 董駿，楊坤，關(guān)晨光，童堯平，王家志 注： 此表一式三份，系部、指導(dǎo)教師、學(xué)生各一份。生物質(zhì)能 是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能，最有可能成為 21 世紀(jì)主要的新能源之一。本文主要 介紹了生物質(zhì)氣化技術(shù)的原理，生物質(zhì)氣化工藝及氣化設(shè)備。 我國是能源消費(fèi)大國，當(dāng)前能源供應(yīng)主要依靠煤炭、石油和天然氣等化石能源，而化石能源資源的有限性及其開發(fā)利用過程對環(huán)境生態(tài)造成的巨大壓力，嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。其不僅減輕了因焚燒秸稈而對環(huán)境造成的污染，而且提高了秸稈的利用效果，并為能源的可持續(xù)發(fā)展提出了有效途徑。生物質(zhì)是由可燃質(zhì)、無機(jī)物和水組成，主要含有 C、 H、 O 及極少量的 N、 S等元素，并含有灰分和水分。 （ 3）生物質(zhì)資源分布廣、產(chǎn)量大、轉(zhuǎn)化方式多種多樣。 生物質(zhì)能的來源 生物質(zhì)能通常包括以下來源： （ 1）薪柴 至今仍是許多發(fā)展中國家的重要能源，但由于薪柴的需求導(dǎo)致林地日減，今后應(yīng)適當(dāng)規(guī)劃與廣泛植林。 （ 4）城市垃圾 主要包括紙屑（占 40%）、紡織廢料 (占 20%)和廢棄食物（占 20%）等。 第 節(jié) 生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用 技術(shù) 生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用途徑主要包括物理轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化等，可以轉(zhuǎn)化為二次能源，分別為熱能或電力、固體燃料、液體燃料和氣體燃料等。其黏結(jié)力主要是靠擠壓過程所產(chǎn)生的熱量，使得生物質(zhì)中木質(zhì)素產(chǎn)生塑化粘結(jié)，成型物再進(jìn)一步炭化制成木炭。 （ 1）直接燃燒 生物質(zhì)直接燃燒是生物質(zhì)能最早被利用的傳統(tǒng)方法，就是在不進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的情況下 ， 將生物質(zhì)直接作為燃料燃燒轉(zhuǎn)換成 能量 的過程。 ② 生物質(zhì)燃燒產(chǎn)物用途廣泛，灰渣可加以綜合利用。在熱解過程中，生物質(zhì)經(jīng)過在無氧條件下加熱或在缺氧條件下不完全燃燒后，最終可以轉(zhuǎn)化成高能量密度的氣體、液體和固體產(chǎn)物。最近國外又開發(fā)了快速熱解技術(shù)，即瞬時(shí)裂解，制取液體燃料油，液化油產(chǎn)率以干物質(zhì)計(jì)可得 70％以上，該方法是一種很有開發(fā)前景的生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù)。 （ 4）生物質(zhì)的液化 液化是一個(gè)在高溫高壓條件下進(jìn)行的生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，通過液化可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成高熱值的液體產(chǎn)物。直接液化通常是把固體生物質(zhì)在高壓和一定溫度下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng) (加氫 )，與熱解相比，直接液化可以生產(chǎn)出物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性都較好的產(chǎn)品。除了為公共交通車、卡車等柴油機(jī)車提供替代燃料外，又可以為海洋運(yùn)輸業(yè)、采礦業(yè)、發(fā)電廠等具有非移動式內(nèi)燃機(jī)行業(yè)提供燃料。 第 節(jié) 生物質(zhì)能源的地位及發(fā)展前景 生物質(zhì)能源在當(dāng)今世界的地位 當(dāng)今社會面臨著環(huán)境與發(fā)展的雙重壓力，能源是人類社會進(jìn)步最為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。自 21 世紀(jì) 70 年代以來，人們對石油、煤炭、天然氣的儲量和可開采時(shí)限做過種種的估算與推測，幾乎都得出一致結(jié)論，化石燃料中有的將被開采殆盡；有的因開采成本高以及開發(fā)使用導(dǎo)致的一系列環(huán)境問題而失去開采價(jià)值。