新能源发电与控制技术第3版 惠晶第5章 生物质能的转换与控制技术
63页1、第5章 生物质能的转换与控制技术,第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,机械工业出版社,2,第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,3,本章主要内容,5.1 生物质能简介 5.2 生物质能的开发利用与应用前景 5.3 生物质能的发电及应用 5.4 生物质能发电的经济技术性评价,第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,4,第5章 生物质能的转换与控制技术,5.1 生物质能简介,5.1.1生物质能的概念 生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。目前广泛使用的化石能源如煤、石油和天然气等,也是由生物质能转变而来的。 生物质能的优点是燃烧容易、污染少、灰分较低;缺点是热值及热效率低,直接燃烧生物质的热效率仅为1030,体积大而且不易运输。,机械工业出版社,5,利用生物质能的方式有:,直接燃烧方式 物化转换方式 生化转化方式 植物油利用方式,第5章 生物质能的转换与控制技术,5.1.2 生物质能在能源系统中的地位,生物质能是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能
2、源,在整个能源系统中占有重要地位。生物质能是可持续能源系统的重要组成部分,到21世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40 以上。我国是一个人口大国,伴随着经济的迅速发展,正在面临着经济增长和环境保护的双重压力,改变能源结构、生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续供给的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。,第5章 生物质能的转换与控制技术,6,机械工业出版社,机械工业出版社,7,5.1.3 生物质能存在形式,1森林能源及其废弃物 2农作物及其副产物 3禽畜粪便 4生活垃圾 5. (水生植物) 6. (油料植物),第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,8,5.2 生物质能开发利用前景,由于我国地广人多,常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求,而且由于国际上各种有关环境问题的公约,限制CO2等温室气体排放,这就要求改变以煤炭为主要能源的传统格局。因此,立足于农村现有的生物质资源,研究新型转换技术,开发新型装备既是农村发展的迫切需要,又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。 生物质能的开发和利用,也就
3、是生物质能的转化技术,将生物质能转化为人们所需要的热能或进一步转化为清洁二次能源,如电能。,第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,9,1生物质可以转化的能源形式,(1)直接燃烧获取热能 (2)沼气 (3)乙醇 (4)甲醇 (5)生物质气化产生的可燃气体及裂解产品,第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,10,2生物质能的实用转化技术,(1)生物质压缩成型和固体燃料制取技术 (2)生物质气化技术 (3)生物质热裂解液化制取生物油技术 (4)干湿法厌氧消化制取沼气技术,第5章 生物质能的转换与控制技术,第5章 生物质能的转换与控制技术,11,机械工业出版社,生物质燃气炉,生物质水暖锅炉,第5章 生物质能的转换与控制技术,12,机械工业出版社,生物质洁燃锅炉,生物质洁燃气化锅炉,3. 生物质能转化技术的应用前景,高效直接燃烧技术和设备 薪材集约化综合开发利用 生物质能的液化、气化等新技术开发利用 城市生活垃圾的开发利用 能源植物的开发,第5章 生物质能的转换与控制技术,13,机械工业出版社,机械工业出版社,14,4我国发展和利用生物质能源的意义,(1)拓宽农业服务领域、
4、增加农民收入 (2)缓解我国能源短缺、保证能源安全 (3)治理有机废弃物污染、保护生态环境 (4)广泛应用生物技术、发展基因工程,第5章 生物质能的转换与控制技术,机械工业出版社,15,5.3 生物质能的发电及应用,由于电能具有清洁、易传输、易使用等优良特性,只要提供电能,几乎所有的设备都可以满足各自的需要。因而生物质能除了直接转化成热能供消费外,最终消费形式还是以转化成电能为主。生物质能的发电主要有沼气发电、垃圾焚烧发电以及生物质燃料发电等形式。,第5章 生物质能的转换与控制技术,沼气发电:,第5章 生物质能的转换与控制技术,16,机械工业出版社,机械工业出版社,17,5.3.1 沼气发电、电能变换与控制策略,1沼气的产生原理 沼气是由多种厌氧微生物混合作用产生发酵而产生的。在这些厌氧微生物中,按微生物的作用不同,可分为纤维素分解菌、脂肪分解菌和果胶分解菌等。在发酵过程中,这些微生物相互协调、分工合作,完成沼气发酵过程。 沼气发酵产生的物质主要有三种:一是沼气,以甲烷和CO2为主,其中甲烷含量在5570,是一种清洁能源;二是消化液(沼液),含可溶性N、P、K,是优质肥料;三是消化污泥
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