【正文】 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 。最終利用這些氣體進(jìn)行集中供氣、發(fā)電，從而可在某些情況下替代現(xiàn)有的煤電以及天然氣。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。 關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能 氣化原理 氣化設(shè)備 氣化技術(shù)應(yīng)用 現(xiàn)狀及展望 目錄 前言 第 1 章 生物質(zhì)能 第 節(jié) 生物質(zhì)能的概述 第 節(jié) 生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用技術(shù) 第 節(jié) 生物質(zhì)能源的地位及發(fā)展前景 第 2 章 生物質(zhì)氣化技術(shù)概述 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化的基本定義 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化的基本原理 第 節(jié) 氣化過程中的幾個(gè)基本參數(shù) 第 節(jié) 氣化技術(shù)的分類 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化的主要設(shè)備 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用 第 3 章 生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展與展望 第 節(jié) 我國生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展概況 第 節(jié) 制約生物質(zhì)氣化技術(shù)快速發(fā)展的主要問題 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化技術(shù)展望 前言 能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ) ,是國民經(jīng)濟(jì)的基本支撐 。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)。生物質(zhì)能氣化技術(shù)就是其中重要的手段之一。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(duì)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。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以能源為重要?jiǎng)恿?，?jīng)濟(jì)越發(fā)展，能源消耗越多，尤其是化石燃料消耗的增加，就有兩個(gè)突出問題擺在我們面前：一是造成環(huán)境污染日益嚴(yán)重，二是地球上現(xiàn)存的化石燃料總有一天要掘空。 類別是指畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì)。 第四階段：進(jìn)行答辯。 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。化學(xué)工業(yè)出版社， 2020年 1月第一版。 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。0921 指導(dǎo)教師 馮飛 2020 年 7 月 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 指導(dǎo)教師：馮飛 職稱：講師 類別：畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù) 通過數(shù)據(jù)搜集和檢索，探討生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用、存在的問題以及對(duì)其所做的改進(jìn)，并就生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討 。 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(shì)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)。生物質(zhì)能資源清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。 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。 第三階段（ 2020 年 3 月至 2020 年 4 月底）：按規(guī)定要求撰寫畢業(yè)論文。 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。 摘要 人類正面臨著發(fā)展與環(huán)境的雙重壓力。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。當(dāng)前，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)主要包括生物質(zhì)氣化、液化、固化一級(jí)直接燃燒技術(shù)。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。提出了應(yīng)用過程中存在的問題 ，提高效率、降低焦油含量等是今后利用生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展方向。 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(duì)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(huì)的可持續(xù)發(fā)展。而生物質(zhì)氣化技術(shù)正是以植物生物 質(zhì)為原料，采用熱解法及熱化學(xué)氧化法在缺氧條件下加熱，使其發(fā)生復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過程，在反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子。其不僅減輕了因焚燒秸稈而對(duì)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。廣義地講，生物質(zhì)是一切直接或間接利用綠色植物進(jìn)行光合作用而形成的有機(jī)物質(zhì)，它包括世界上所有的動(dòng)物、植物和微生物，以及由這些生物產(chǎn)生的排泄物和代謝物。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。相比化石燃料而言，生物質(zhì)能具有以下特點(diǎn)： （ 1）生物質(zhì)利用過程中具有二氧化碳零排放特性，由于生物質(zhì)在生長時(shí)需要的 CO2相當(dāng)于它排放的 CO2 的量，因而對(duì)大氣的 CO2 凈排放量近似于零，可有效降低溫室效應(yīng)。 （ 3）生物質(zhì)資源分布廣、產(chǎn)量大、轉(zhuǎn)化方式多種多樣。 （ 5）生物質(zhì)的分布比較分散，收集運(yùn)輸和預(yù)處理的成本較高。 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。若將糞便經(jīng)過厭氧處理，可產(chǎn)生甲烷和肥料。 （ 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。 （ 5）城市污水 — 般城市污水約含有 %～ %的固體與 99%以上的水分，下水道污泥有望成為厭氧消化槽的主要原料。 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。 圖 11 生物質(zhì)的主要轉(zhuǎn)化方式 生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化 物理轉(zhuǎn)化主要是指生物質(zhì)的固化，生物質(zhì)固化是生物質(zhì)能利用技術(shù)的一個(gè)重要方面。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。另外，該技術(shù)要真正達(dá)到商品化階段，尚存在機(jī)組可靠性較差、生產(chǎn)能力與能耗、原料粒度與水分、包裝與設(shè)備配套等方面的問題。 （ 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。 生物質(zhì)的直接燃燒大致可分爐灶燃燒、鍋爐燃燒、垃圾焚燒等情況。 ② 生物質(zhì)燃燒產(chǎn)物用途廣泛，灰渣可加以綜合利用。 ④ 采用生物質(zhì)燃燒設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)各種生物質(zhì)資源的大規(guī)模減量化、無害化、資源化 利用，而且成本較低，因此生物質(zhì)直接燃燒具有良好的經(jīng)濟(jì)性和開發(fā)潛力。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。通過改變反應(yīng)條件，人們可以控制不同形態(tài)熱解產(chǎn)物的產(chǎn)量。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)。通過氣化原先的固體生物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為更便于使 用的氣體燃料，可用來供熱、加熱水蒸氣或直接供給燃?xì)鈾C(jī)以產(chǎn)生電能，并且能量轉(zhuǎn)換效率比固態(tài)生物質(zhì)的直接燃燒有較大的提高。 （ 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。其過程主要由三個(gè)階段構(gòu)成：首先是破壞生物質(zhì)的宏觀結(jié)構(gòu)，使其分解為大分子化合物，其次是將大分子鏈狀有機(jī)物解聚，使之能被反應(yīng)介質(zhì)溶解；最后在高溫高壓作用下經(jīng)水 解或溶劑解以獲得液態(tài)小分子有機(jī)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。 （ 5）生物柴油 酯交換是將植物油與甲醇或乙醇等短鏈醇在有催化劑或在無催化劑