生質能簡介

生質能簡介

生物質能(Biomass Energy),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳。如圖一所示:

生質能的分類

生物質能的分類

生物質能源原料來源廣泛,依據來源的不同,可以將適合於能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類

生物質能的特点

可再生性

 

生物質能屬可再生資源,生物質能由於通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用。

 

低污染性

 

生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOx、NOx很少;生物質作為燃料時,由於它在生長時需要的二氧化碳相當於它排放的二氧化碳的量,因而對大氣的CO2淨排放量近似於零,可有效地減輕溫室效應。

 

廣泛分佈性

 

有生物的地方就有生物質能源,缺乏化石能源的地域,可充分利用生物質能。生物質燃料總量十分豐富 生物質能是世界第四大能源,僅次於煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算,地球陸地每年生產1000~1250億噸生物質;海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當於目前世界總能耗的10倍。

 

 

生物質化化原理


生物質氣化是指將生物質原料(柴薪、鋸末、廢棄範本、麥稈、稻草等)壓制成型或簡單破碎加工處理後,送入氣化爐中,在欠氧的條件下進行氣化裂解,從而得到的可燃氣體,根據應用需要有時還要對產出氣經行淨化處理從而得到優質的產品氣。


生物質氣化原理是在一定的熱力學條件下,借助於氣化介質(空氣、氧氣或水蒸氣等)的作用,使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原、重整反應,熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小分子碳氫化合物,獲得CO、H2和CH4等氣體。


由於生物質由纖維素、半纖維素、木質素、惰性灰等組成,含氧量和揮發份高,焦炭的活化性強,因此生物質與煤相比,具有更高的氣化活性,更適合氣化。生物質氣化主要包括氣化反應、合成氣催化變換和氣體分離淨化過程(直接燃用的不用分離淨化)。

生物質氣化反應原理圖

生物質氣化化學反應式(以空氣為氣化介質):

CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)

生物質氣化的主要參數:

1)風量當量比:

理論最佳當量比為0.28,由於原料與氣化方式的不同,實際運行中,控制的最佳當量比在0.2~0.28之間。

2)氣體產率:

氣化爐的氣體產率約為1.9~2.3Nm3/kg。

3)氣化效率:

生物質燃料氣化活性高,氣化效率高,可達90%以上。