生物质气-生物质能

生物质气涂宝峰能源危机：石油：~25年天然气：~75年煤：~200年未来能源模式1、生物质能2、水电3、风能4、太阳能的其它利用5、其它1、1什么是生物质能生物质是指由光合作用而产生的各种有机体。光合作用即利用空气中的二氧化碳和土壤中的水将吸收的太阳能转换为碳水化合物和氧气的过程，太阳能水+二氧化碳——→有机体+氧植物一、生物质能生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。1、2生物质资源1、农作物废弃物2、林业废弃物3、畜禽粪便4、工业固体废弃物（1）农作物谷壳（2）造纸厂废弃物（3）木材厂废弃物（4）其他相关的工业生物质废弃物（5）城市固体废弃物1、3生物质能的特点：生物质能具有许多优点：1、生物质资源的大量性和普遍性每年植物光合作用固定的碳2×1011t，含能量达3×1021J，相当于全世界每年耗能量的10倍。2、生物质能是一种理想的可再生资源3、生物质能的清洁性1、4生物质能转化的技术路线2.1生物质气化基本原理一、生物质的干燥二、裂解反应三、还原反应四、氧化反应二、生物质气原理图：湿料气体干燥层100~250℃热分解层300℃500℃800℃还原层900℃氧化层1200℃H2O（蒸汽）木（CH1.4O0.6）→可燃气体（CO，H2，CH4CO2等）+液体（包括焦油和水蒸气）+炭C+CO2→2COC+H2O→H2+COC+O2→CO22C+O2→2CO灰空气以上吸式气化炉为例2、2生物质气化技术分类：生物质气化不使用气化介质干馏气化使用介质气化空气气化氧气气化水蒸气气化水蒸气-氧气混合气化氢气气化固体炭木焦油木醋液气化气四种气化方式产生的气体组成2、3生物质气化燃气的特性一、生物质燃气成分和热值目前应用最多、技术成熟的是空气气化，其产出的气体中氮气含量高因此气体热值偏低。二、生物质燃气的理化特性和燃烧特性与工业燃气比，燃气中氮气含量高、热值较低、燃烧所需的理论空气量较少、爆炸极限高2、4生物质气化设备：生物质气化炉固定床气化炉流化床气化炉单流化床气化炉循环流化床气化炉双流化床气化炉携带床气化炉上吸式气化炉开心式气化炉横吸式气化炉下吸式气化炉根据气流方向按气化炉结构和气化过程工作安全、稳定几种气化形式对气化发电系统性能的影响2、5生物质燃气的净化：2.5.1生物质燃气中的杂质1、灰尘2、木焦油3、水2.5.2生物质燃气的净化生物质燃气净化技术湿式过滤干湿结合过滤干式过滤裂解过滤热裂解催化裂解电裂解焦油+空气→CO木炭焦油+催化剂→燃气500℃旋风除尘→电晕放电→多孔床浓缩过滤水洗：喷淋、水旋分离器等水喷淋→离心分离→吸附剂吸附高温旋风分离除尘→热交换器冷却→吸附过滤2、6生物质气的应用及相应技术1、供热2、供气3、发电4、化学品的合成2.6.1生物质气化供热工艺原理图气化炉滤清器燃烧器供热空气生物质2.6.2生物质气化集中供气系统工艺流程图2.6.3生物质气化发电方式锅炉蒸汽轮机内燃机燃气轮机生物质气化炉净化系统发电机发电机发电机传统模式生物质循环流化床气化发电装置主要由进料机构，燃气发生装置，燃气净化装置，燃气发电机组、控制装置及废水处理设备六部分组成，其流程如图1所示。一种新的生物质气发电装置—固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池发电原理：阴极：Ｏ２＋４ｅ→２Ｏ２－阳极：Ｈ２＋Ｏ２－→Ｈ２Ｏ＋２ｅＣＨ４＋４Ｏ２－→２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋８ｅＣＯ＋Ｏ２－→ＣＯ２＋２ｅ固体氧化物燃料电池的特点：高效、清洁；高温操作，可直接电化学氧化天然气等碳氢化合物燃料；不需贵金属作电极材料。100kWSOFCcogenerationsystemsuppliedbySiemensWestinghouse.itoperatedfor16,667hours2.6.4生物质气合成化学品—甲醇生物质原料预处理气化炉冷却器转换器调节器CO2转换器压缩器合成器甲醇生物质中热值气化合成甲醇技术工艺流程图生物质能必然会成为未来能源的重要组成部分