当前课程知识点：能源化学工程概论 > 第五章 生物质能 > 第一节 生物质基础知识 > 生物质基础知识
大家好
从今天开始我们学习
新的一章内容-生物质能
生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源
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源
在整个能源系统中占有重要地位
生物质能是一种储存于生物质内的能源
是一种清洁 可持续发展
资源丰富的可再生能源
生物质能在使用过程中产生的CO2量
与植物生长过程中吸收的CO2量相当
同时植物自身还起到保护和改善生态环境的作用
因而在能源紧缺和温室效应剧增的今天
开发利用生物质能备受世界各国重视
本章重点介绍生物质的基础知识
生物质制取燃料乙醇
生物质基柴油的制备
生物油的制取
以及生物质制燃气技术五方面内容
首先我们来学习第一节-生物质基础知识
本节我们要了解生物质的概念
生物质的组成特点
生物质的分类
以及生物质加工利用途径等知识
那什么是生物质呢
根据国际能源机构（IEA）的定义
生物质是指经过光合作用产生的各种有机体
它们是除了化石燃料外
所有来源于动物 植物
微生物等的可再生物质
需要注意
粮食 果实 肉类等一般不归类为生物质
有关生物质的组成
可从成分 工业分析 元素分析
无机质的组成几个方面来认识
天然生物质中的成分包括纤维素 半纤维素
木质素 糖类 淀粉
蛋白质、油脂、脂肪酸、蜡等
草本和木本植物主要由纤维素
半纤维素和木质素构成
其含量在85%以上
纤维素是植物细胞壁的主要结构成分
通常与半纤维素 果胶和木质素结合在一起
半纤维素结合在纤维素 微纤维 的表面
并且相互连接
木质素主要位于纤维素纤维之间
通过形成交织网来硬化细胞壁
起到抗压作用
藻类生物质的成分
与草本和木本植物显著不同
主要由油脂 蛋白质和糖类构成
生物质的化学组成
可从有机组分和无机组分两个方面来考察
有机组分组成可用工业分析
和元素分析来表示
无机组分组成可用灰成分来表示
表中给出了一种煤和三种典型生物质
的工业分析和元素分析数据
可见与煤相比
生物质的显著特点是挥发分高 水分高
灰分低 含碳量低 含氧量高
热值低
表中列出了几种煤和两种木本
草本生物质的灰成分可见
不论是煤还是生物质
无机组分一般都含有
硅 钙 钾 磷 铝 镁 铁 钠 钛 硫等
煤炭的灰成分主要是由硅 铝 钙 铁组成
而生物质的灰成分中
钾 钠 钙 磷 镁的含量更多
硅 铝含量相对较少
下面我们来学习生物质的分类
生物质的分类方法也较多
按照能否大规模代替化石能源
可将生物质分为
传统生物质资源和现代生物质资源
例如柴薪 稻草和动物粪便
都属于传统生物质能源
甘蔗渣 城市废物和木质废弃物等
都属于现代生物质资源
根据来源及转化技术的不同
生物质可分为农业生物质 林业生物质
城镇有机生活垃圾
以及 生活污水和工业有机废水
生物质还可根据有效成分进行分类
有糖类生物质 例如甘蔗
淀粉类生物质 例如玉米
纤维素类生物质 例如棉花
油料生物质 例如麻风树 光皮梾木
学习了生物质的定义 组成和分类后
我们知道生物质中蕴藏着能量
可被人类利用
那什么是生物质能呢
因此生物质能蕴藏量巨大
环境污染小在可再生能源中
是唯一可以存储和运输的能源
有利于加工转换和连续使用
并且生物质能是唯一可再生的碳能源
加之在其生长过程中吸收大气中的CO2
构成了生物质能中碳的循环
目前生物质能在世界能源总消费量中
已占14％
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
开发生物质能可以有效缓解资源紧张
释放环境压力促进经济增长
提高生活水平改善生态平衡农业问题
下面我们来学习生物质能的加工利用
人类在发现化石能源之前
一直依靠生物质资源获取食物
材料和能源
但随着化石能源的开发利用
生物质能源在人类生活中的地位逐渐下降
近些年来随着石油危机的出现
环境污染日益严重
为了保持能源产业的可持续发展
人类正在积极寻
找能够代替化石原料的资源
因而生物质资源和生物质加工利用
又受到前所未有的重视
例如生物质资源通过燃烧
可以获取热量或电力
采用热化学方法
可将生物质转化为燃气 生物油
液化油和生物炭等产品
通过间接液化和酯化等化学方法
可利用生物质生产甲醇
醚类和生物柴油
采用水解 发酵等生物化学方法
还可将生物质转化成乙醇和沼气
利用压缩成型等物理化学方法
也可将生物质变成成型燃料 减少污染
因此 基于可再生的生物质资源
通过科学的加工利用
完全可以替代传统化石能源
是支撑人类可持续发展的一种重要技术方案
但生物质转化为各种化学品
需经过复杂的化工过程
如何高效 清洁转化生物质
以及生物质替代化学品的绿色合成
和 生物质化学化工的系统化
是未来的研发方向
目前尽管生物质的热化学转化技术
已大量成功地应用于工业生产中
生物质资源自身具有的
种类多 分布广 储量大
收储季节性强等特点
要求加工转化生物质必须要有
集中 规模 持续性的原料供应
好本节内容到此结束
谢谢大家的聆听
-第一节 课程概述
--课程概述
-第二节 课程基本知识
--课程基本知识
-第一节 煤炭概述
--煤炭概述
-第二节 煤炭直接液化
--煤炭直接液化
-第三节 煤炭间接液化-煤炭气化
-第四节 煤炭间接液化-合成气制油品
-第五节 煤炭间接液化-合成气制含氧液体
-第一节 石油概述
--石油概述
-第二节 石油一次加工
--石油一次加工
-第三节 石油二次加工
--石油二次加工
-第四节 石油三次加工
--石油三次加工
-第五节 石油产品
--石油产品
-第一节 天然气基础知识
--天然气基础知识
-第二节 天然气分离与净化
--天然气分离与净化
-第三节 天然气化工利用
--天然气化工利用
-第四节 非常规天然气
--非常规天然气
-第一节 生物质基础知识
--生物质基础知识
-第二节 生物质制取燃料乙醇
-第三节 生物质基柴油制备
--生物质基柴油制备
-第四节 生物油的制取
--生物油的制取
-第五节 生物质制燃气
--生物质制燃气
-第一节 锂离子电池基础
--锂离子电池基础
-第二节 锂离子电池的正极材料
-第三节 锂离子电池的负极材料
-第四节 锂离子电池的其他组成部分
-第一节 燃料电池基础知识
--燃料电池基础知识
-第二节 燃料电池的分类
--燃料电池的分类
-第三节 氢气的制取
--氢气的制取
-第四节 氢气的运输和储存
--氢气的运输和储存
-第一节 超级电容器基础知识
-第二节 超级电容器的分类
--超级电容器的分类
-第三节 超级电容器的组成及特点
-第四节 超级电容器的电极材料
-第一节 二氧化碳与全球变暖
-第二节 二氧化碳减排与捕集技术
-第三节 二氧化碳捕集方法
--二氧化碳捕集方法
-第四节 二氧化碳利用与封存技术
