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生物制造技術(shù)論文

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  生物質(zhì)能是地球上最普遍的一種清潔的可再生能源,被認(rèn)為是第四大能源資源,下面是小編精心推薦的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)論文,希望你能有所感觸!

  生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)論文篇一

  淺談生物質(zhì)能及其發(fā)電技術(shù)

  摘 要:生物質(zhì)能是地球上最普遍的一種清潔的可再生能源,被認(rèn)為是第四大能源資源,但現(xiàn)在生物質(zhì)利用總量還不到其生產(chǎn)總量的1%,生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊。本文從生物質(zhì)的定義談起,先論述了生物質(zhì)能的利用方式,并對(duì)其最主要的利用方式――生物質(zhì)能發(fā)電進(jìn)行了介紹,最后論述了我國(guó)的生物質(zhì)資源和生物質(zhì)發(fā)電的現(xiàn)狀,并對(duì)生物質(zhì)能的發(fā)展進(jìn)行了展望。

  關(guān)鍵詞:生物質(zhì) 生物質(zhì)能發(fā)電 技術(shù)狀況

  中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)05(b)-0120-01

  1 生物質(zhì)概述

  生物質(zhì),從廣義上講,是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括了所有的動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)所蘊(yùn)含的能量稱為生物質(zhì)能,是一種可再生能源,它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用。

  生物質(zhì)能是地球上最古老的能源,一直以來(lái)是人類賴以生存的重要能源之一。在目前世界能源消耗中,生物質(zhì)能占總能耗的14%,僅次于石油、煤和天然氣,是世界第四大能源。在生物質(zhì)能的利用過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳可被等量的植物通過(guò)光合作用所吸收,從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳的零排放和生物質(zhì)能的循環(huán)利用,同時(shí)生物質(zhì)能也是一種含硫量低的可再生能源,可以轉(zhuǎn)化得到氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料,從而補(bǔ)充和替代化石燃料,減少對(duì)礦物能源的依賴。

  目前,世界各國(guó),尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家,都在致力于開(kāi)發(fā)高效、無(wú)污染的生物質(zhì)能利用技術(shù),以達(dá)到保護(hù)礦產(chǎn)資源,保障國(guó)家能源安全,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排,保持國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。

  2 生物質(zhì)能的利用轉(zhuǎn)化方式

  目前,我們對(duì)生物質(zhì)能的利用主要有生物質(zhì)直接燃燒、氣化、液化、固化和沼氣技術(shù)等方式。

  生物質(zhì)直接燃燒是通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,從而獲取熱量。直接燃燒可分為鍋爐燃燒、爐灶燃燒、爐窯燃燒和炕連灶燃燒。

  生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)條件下,將組成生物質(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w的過(guò)程。氣化過(guò)程不同于燃燒過(guò)程,一方面,燃燒過(guò)程中需供給充足的氧氣,使原料充分燃燒,從而獲取熱量,而氣化過(guò)程希望盡可能多地將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃?xì)怏w中,所以只供給較少的氧氣以滿足熱化學(xué)反應(yīng)的需要;另一方面,燃燒后產(chǎn)生的是水蒸氣和二氧化碳等不可再燃燒的煙氣,而氣化后的產(chǎn)物是含氫、一氧化碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w。

  生物質(zhì)液化是生物質(zhì)熱裂解技術(shù)的一部分。生物質(zhì)熱裂解是生物質(zhì)在完全無(wú)氧供給的條件下熱降解為可燃?xì)怏w、液體生物油和固體生物質(zhì)炭三種成分的過(guò)程。其中,反應(yīng)產(chǎn)生的生物油可進(jìn)一步分離,制成燃料油和化工原料。

  在生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的各種途徑中,利用生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化后的熱能來(lái)發(fā)電具有高效、環(huán)保等優(yōu)勢(shì),在丹麥、瑞典、芬蘭、荷蘭以及巴西和印度等國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái),隨著能源和環(huán)保壓力的增大,我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電得到快速發(fā)展。

  3 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)

  生物質(zhì)發(fā)電的主要形式有:生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電、沼氣發(fā)電和垃圾發(fā)電。

  生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與燃煤火力發(fā)電在原理上沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,主要區(qū)別體現(xiàn)在原料上,火力發(fā)電的原料是煤,而直接燃燒發(fā)電的原料主要是農(nóng)林廢棄物和秸稈。直接燃燒發(fā)電是把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定蒸汽鍋爐中,產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。直接燃燒發(fā)電對(duì)原料預(yù)處理技術(shù)、蒸汽鍋爐的多種原料適用性、蒸汽鍋爐的高效燃燒、蒸汽輪機(jī)的效率等方面都有較高要求。

  生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電,顧名思義,即為生物質(zhì)與煤混合作為燃料發(fā)電?;旌先紵姆绞街饕袃煞N:一種是將生物質(zhì)原料直接送入燃煤鍋爐,與煤共同燃燒;另一種是先將生物質(zhì)原料在氣化爐中氣化生成可燃?xì)怏w,再通入燃煤鍋爐與煤共同燃燒,最后發(fā)電??梢?jiàn),在混合燃燒方式中,對(duì)生物質(zhì)原料的預(yù)處理過(guò)程顯得尤為重要。一般情況下,通過(guò)改造現(xiàn)有的燃煤電廠就可以實(shí)現(xiàn)混合燃燒發(fā)電,只需在廠內(nèi)增加儲(chǔ)存和加工生物質(zhì)燃料的設(shè)備和系統(tǒng),同時(shí)對(duì)原有燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)改造就可以了。

  生物質(zhì)氣化發(fā)電是利用生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)生的氣體燃料,經(jīng)凈化后直接進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)中燃燒發(fā)電或者直接進(jìn)入燃料電池發(fā)電的過(guò)程,可以分為內(nèi)燃機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、燃?xì)猕D蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和燃料電池發(fā)電。生物質(zhì)氣化發(fā)電是生物質(zhì)能最有效、最潔凈的利用方式之一,它不僅能解決生物質(zhì)難于燃用、分布分散等缺點(diǎn),還能充分發(fā)揮燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備緊湊和污染小的優(yōu)點(diǎn)。

  沼氣發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式,也是沼氣能量利用的一種有效形式。在沼氣發(fā)電中,驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的是沼氣而非蒸汽。

  垃圾發(fā)電包括垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電,簡(jiǎn)而言之,垃圾發(fā)電就是將垃圾直接作為燃料或者將垃圾制成可燃?xì)怏w作為燃料來(lái)進(jìn)行發(fā)電的方式。垃圾發(fā)電不僅能夠回收利用垃圾中的能量,達(dá)到節(jié)約資源的目的,同時(shí)還解決了垃圾的處理問(wèn)題。

  我國(guó)的生物質(zhì)能資源及其發(fā)電的狀況

  我國(guó)作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó),生物質(zhì)資源非常豐富。我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為6.5億噸,2010年達(dá)到7.26億噸;薪柴和林業(yè)廢棄物資源中,可開(kāi)發(fā)量每年達(dá)到6億噸以上。近年來(lái),高產(chǎn)的能源作物如甘薯、甜高粱、巨藻、綠玉樹(shù)、木薯、芭蕉芋等,作為現(xiàn)代生物質(zhì)能源已受到廣泛關(guān)注,越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)、科技企業(yè)也不斷參與到研究和發(fā)展生物質(zhì)能資源的隊(duì)伍中來(lái),為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)提供了可靠的資源保障。

  我國(guó)的生物質(zhì)發(fā)電以直接燃燒和氣化發(fā)電為主要方式,原料主要采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物等。我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電起步較晚,但也有近30年的歷史,2006年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量約為2000 MW,其中蔗渣發(fā)電約為1700 MW;從2006年12月,我國(guó)第一個(gè)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目―― 國(guó)能單縣生物發(fā)電廠正式投產(chǎn)開(kāi)始,截止2008年8月,我國(guó)累計(jì)核準(zhǔn)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目130多個(gè),總裝機(jī)容量約3000 MW,已有25個(gè)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電;2009年我國(guó)6 MW及以上火電設(shè)備中生物質(zhì)發(fā)電共占到0.37%,預(yù)計(jì)到2020年將建成總裝機(jī)容量為20000 MW的生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,這樣每年就可以節(jié)約7500萬(wàn)噸煤,而且減少大量的污染排放,此外,秸稈銷售還可以給農(nóng)民增加200~300億元的收入。

  4 結(jié)語(yǔ)

  從總體上看,我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段,商業(yè)化程度較低,效益也不高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱。但是,近年來(lái),國(guó)家對(duì)生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用逐漸重視,已連續(xù)在4個(gè)“五年計(jì)劃”中將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,并先后制定了《可再生能源法》《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》和《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,提出了生物質(zhì)能發(fā)展的目標(biāo)和任務(wù),明確了相關(guān)扶持政策。有了這些政策和技術(shù)支持,相信生物質(zhì)能的未來(lái)必定會(huì)生機(jī)勃勃。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 王長(zhǎng)貴,崔容強(qiáng),周篁.新能源發(fā)電技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2003.

  [2] 宋景慧.生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2013,3.

  [3] 孫立.生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)化技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.

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