我國本身能源供給的結構平衡問題和國家能源安全問題,促使了生物質能源等一批新的可再生的能源的發(fā)展。生物質能源的發(fā)展可以很大程度上緩解我國北煤南運和西電東送的緊張局勢。生物質能源的發(fā)展可以減輕我國對進口石油的依賴程度,保障我國的國家能源安全。目前,生物質能技術的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等,其中生物質能源的開發(fā)利用占有相當?shù)谋戎亍Ｔ谑澜绶秶鷥?生物質能源的利用技術主要包括沼氣利用技術、生物質致密成型技術、生物質燃燒發(fā)電技術、生物柴油技術、燃料乙醇技術、生物質氣化發(fā)電技術、纖維素制燃料乙醇、生物質液化技術等;其中有的處于產業(yè)化生產階段,有的出于示范性生產階段,有的出于實驗室研究階段,都具有極強的生命力,發(fā)展前景良好[1-2]。 "固-氣-液"聯(lián)產的生物質能源轉換工藝利用生物質熱解技術和熱解氣體回收分離技術將生物質能源在一條生產線上同時轉化為生物炭、生物燃氣、生物油和木醋液四種產品,所有產出物全部回收利用,無廢棄物排放,實現(xiàn)了清潔高效開發(fā)利用生物質能源的目的。生物炭幾乎是純碳,富含微孔,不但可以補充土壤的有機物含量,還可以有效地保存水分和養(yǎng)料,提高土壤肥力,還可以減少二氧化氮和甲烷等溫室氣體的排放,有助于減緩全球變暖,全世界范圍內引發(fā)了對生物炭的廣泛興趣。生物燃氣經過凈化處理后,每立方米燃氣的焦油含量在10mg以下,低于國家標準要求的50mg/m3,在使用過程中不會造成堵塞,燃燒熱值高,清潔無污染,即可用于農戶炊事用氣,也可作為發(fā)電以及工業(yè)鍋爐用氣。生物油呈黑色半流體狀,有煙味,有腐蝕性,是一種含烴類、酸類、酚類的有機化合物,熱值高,霧化后燃燒特性好,可成為燃油設備的綠色替代燃料;加工后可獲得雜酚油、抗聚劑、浮選起泡劑,生物瀝青等產品,也可用于醫(yī)藥、合成橡膠、冶金、消毒劑及防腐劑等方面。木醋液的主要成分是有機酸和酚類物質,其中有機質成分醋酸占47%以上,在高濃度下具有較強的殺菌、抗菌的功能,在低濃度下能抑制雜菌的繁殖,具有防菌,防蟲的功效,在發(fā)達國家有機農業(yè)栽培中已廣泛利用木醋液殺菌、消毒避害蟲[3-4]。 本文簡述了生物質能源的發(fā)展狀況,提出了"固-氣-液"聯(lián)產的生物質能源轉換工藝的名稱。針對在生產實踐過程中出現(xiàn)的問題,提出了相應的解決辦法和設想。主要研究內容概括如下: (1)查閱相關文獻資料,分析研究溫度、物料特性、催化劑、滯留時間、壓力和升溫速率等對生物質裂解反應的影響。 (2)對"固-氣-液"聯(lián)產的轉換工藝類型進行了研究,得出應結合當?shù)厣镔|原料種類的特點和目標產品的市場需求來選擇合適的工藝來發(fā)展生物質能源。 (3)對生物炭、生物燃氣、生物油和木醋液四種產品的成分進行化驗分析,針對產品的理化特性進行開發(fā)應用。 中國是一個人口大國,又是一個經濟迅速發(fā)展的國家,21世紀將面臨著經濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力。因此改變能源生產和消費方式,開發(fā)利用生物質能等可再生的清潔能源資源對建立可持續(xù)的能源系統(tǒng),促進國民經濟發(fā)展和環(huán)境保護具有重大意義。"固-氣-液"聯(lián)產的生物質能源轉換工藝生產的產品豐富多樣,既可以解決農村清潔能源的供應問題,又可以為其它工業(yè)生產提供原材料,具有廣闊的發(fā)展前景。
【學位單位】：河南農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：S216
【部分圖文】：

體產物的影響，并對生物質的熱解動力學及熱解氣體產物的析出規(guī)律進行實時在線分析[23]（圖1）。結果表明：生物質熱解主要發(fā)生在200℃～500℃。隨著升溫速率的升高，樣品熱解的TG曲線向低溫區(qū)偏移，DTG曲線峰值位置也相應地移向低溫區(qū)。稻殼、稻稈及麥稈熱解達到最大熱解速率時所對應的溫度分別為320℃～35℃、295℃～325℃、300℃～335℃。稻稈由于含有較高的揮發(fā)分，熱解達到最大熱解速率時所對應的溫度低于稻殼及麥稈。CO、CO2、H2、CH 及有機物是生物質熱解的主要氣體產物；隨著升溫速率提高，氣體產物析出量增加，釋放的速率加快；CO及H2的釋放溫度較低，CO、CH及有機物的釋放溫度稍高。

圖 2 外熱干餾式裂解生產工藝流程圖Figure 2 The process flow diagram of outside-heat dry distillation type cracking production3.1.1 外熱干餾式工藝工作單元的技術簡介預處理單元包括原料粉碎、烘干、成型等，從原料粉碎到成型全自動完成。主要設備：粉碎機、制棒機、烘干機、滾篩、上料機、分料機、輸送皮帶、煙塵回收器等。

圖 2 外熱干餾式裂解生產工藝流程圖Figure 2 The process flow diagram of outside-heat dry distillation type cracking production3.1.1 外熱干餾式工藝工作單元的技術簡介預處理單元包括原料粉碎、烘干、成型等，從原料粉碎到成型全自動完成。主要設備：粉碎機、制棒機、烘干機、滾篩、上料機、分料機、輸送皮帶、煙塵回收器等。

【參考文獻】

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本文編號：2819267