生物質(zhì)是指由光合作用而產(chǎn)生的各種有機體。生物質(zhì)是地球上最廣泛存在的物質(zhì),它包括所有的動物、植物和微生物,以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多有機質(zhì)。各種生物質(zhì)都具有一定的能量,以生物質(zhì)為載體,蘊藏在生物質(zhì)中的能量便是生物質(zhì)能。生物質(zhì)能是太陽能以化學能形式貯存在生物體中的一種能量形式,一種以生物質(zhì)為載體的能量,它直接或間接來源于植物的光合作用。因此,被稱之為“太陽賜予的禮物”,而且煤、石油、天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。
生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣之后的世界第四大能源。生物質(zhì)能的蘊藏量極大。據(jù)統(tǒng)計,地球上每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能,相當于全世界每年消耗能量總量的10倍。地球上每年的植物生產(chǎn)量相當于目前人類所消耗的礦物能的20倍,相當于世界人口食物總量所包含能量的160倍。在世界能耗總量中,生物質(zhì)能耗約占14%。在不發(fā)達地區(qū)占60%以上,全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質(zhì)能。
生物質(zhì)能資源種類繁多,其中主要包括森林資源、農(nóng)林植物,尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物以及農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘余物、食品加工和林產(chǎn)品加工的下腳料.禽畜糞便、城市固體廢棄物、生活污水和水生植物等等。我國目前可利用的生物質(zhì)能資源主要是傳統(tǒng)生物質(zhì),包括能源作物、森林能源、農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便、生活垃圾等。
目前,生物質(zhì)能的利用方式很多,一般可劃分為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)生物質(zhì)燃料,富通新能源生產(chǎn)銷售的
木屑顆粒機、
秸稈壓塊機專業(yè)壓制固態(tài)生物質(zhì)顆粒燃料。
(1)氣態(tài)生物質(zhì)燃料,
生物質(zhì)氣化技術發(fā)展比較快,在國內(nèi)外應用廣泛,主要有厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的技術和熱解氣化技術。
①生物質(zhì)制沼氣
人畜糞便和農(nóng)業(yè)有機殘余等生物質(zhì)在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生沼氣燃料,其主要成分是甲烷(CH4)和少量的二氧化碳,殘余物為有機肥料。1m3沼氣熱值為23000 kJ左右,相當于1 kg原煤熱量。
②生物質(zhì)氣化
生物質(zhì)氣化是將固態(tài)的生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化為氣體燃料的熱化學過程。它是熱解的一種,主要是在高溫下獲得最佳產(chǎn)率的氣體。產(chǎn)出的氣體中主要含有一氧化碳、氫氣和甲烷,以及少量的二氧化碳和氮氣。
③生物質(zhì)制氫
美國等用氧化還原(REDOX)技術、壓力旋轉(zhuǎn)吸附(PSA)技術和低溫分離等技術從木頭中制取氫。開始階段是生物質(zhì)的氣化,得到的氫產(chǎn)品,冷凝后為液態(tài)氫。轉(zhuǎn)化效率可達50~60%,但是設備投資和運行成本昂貴。
(2)液態(tài)生物質(zhì)燃料
以生物質(zhì)為原料,制取液體燃料的工藝稱生物質(zhì)液化。生物質(zhì)液化的主要產(chǎn)品是燃料油和醇類燃料。典型的液體生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化方式有4種。
①生物質(zhì)熱裂解制燃料油
裂解是在無氧或缺氧條件下,利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學鍵,使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的過程。裂解中產(chǎn)生的少量中熱值氣體可用作系統(tǒng)內(nèi)部的熱源, 氣體中氮氧化合物的濃度很低,無污染問題。
②生物質(zhì)液化制醇類燃料
常用的醇類燃料是甲醇和乙醇。甲醇最早從木材(木質(zhì)素)干餾中制得,即木醇。也可以用人工合成的方法高壓催化制得。
乙醇熱值可由生物質(zhì)熱解產(chǎn)物乙炔和乙烯合成制取,但能耗太高。采用生物質(zhì)經(jīng)糖化發(fā)酵制取方法經(jīng)濟可行。
③植物燃料油制生物柴油
從產(chǎn)油植物中提取植物油,加定量的醇(甲醇或乙醇),在催化劑的作用下生成近似柴油的脂化燃料,是較為理想的柴油機代用燃料。
④生物質(zhì)漿體燃料
將農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)經(jīng)破碎、脫水、清洗、脫水、烘干制粉,以水、油品、工業(yè)有機廢水或其他液體為成漿液,制成作為鍋爐使用的生物質(zhì)漿體燃料。
(3)固態(tài)生物質(zhì)燃料
①直接燃燒
通過直接燃燒生物質(zhì)而獲得熱能是目前生物質(zhì)能利用的最主要方式。直接燃燒所耗用的生物質(zhì)能源主要是農(nóng)作物秸稈和薪柴。垃圾焚燒技術屬于直接燃燒。
②固化成型
將疏散的、低熱值的農(nóng)林廢棄物固態(tài)生物質(zhì)燃料,如秸稈,木屑等高壓壓制成型或進一步炭化制得所謂“機制木炭”,富通新能源生產(chǎn)銷售的木屑顆粒機、秸稈顆粒機專業(yè)壓制生物質(zhì)固體成型燃料。
③與煤混燃(生物煤)
將低品味的煤炭、農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物(生物質(zhì))按照一定的配比,通過于燥、粉碎,連同脫硫固化劑(消石灰)同時加入混合攪拌機,接著送入高壓軋滾式壓力機連續(xù)積壓成型所得的復合固體燃料,被稱為生物煤。