生物质催化气化特性的研究(3)

4。3。1生物质气化动力学分析。38

4。3。2动力学模拟。40

结论。45

致谢。47

第一章绪论

1。1 引言

工业以来，人类社会文明飞速发展，冶金、交通、动力、机械等传统重工业迅速发展，化石燃料不断消耗，能源问题成为当代社会的焦点。随着技术水平的不断革新，人们日益扩大对能源的需求。化石能源（煤、石油、天然气）作为不可再生能源，若不断的被开发利用，在将来的某一天，势必会枯竭[1]。据国际权威机构预测全球的石油储量可供生产40年，天然气可以供用67年，煤炭储量可以供用220年。也就是说，化石能源最终会枯竭[2, 3]。论文网

表1-1 几种常见能源占全球能耗比例及预测使用寿命

能源种类占全球比例（%）可使用寿命煤 25。0 220 石油 32。0 40 天然气 17。0 60 核聚变 4。0 260 总和 8。0 ---

与此同时，大量化石燃料的使用，会向空气中排出大量 CO2，而 CO2 作为温室气体，是全球变暖的主因，过量释放 CO2 会造成一系列的环境问题。此外，化石燃

料含有 N、S 等元素，其在燃烧供能的过程中，会释放 SO2 和含氮氧化物等有毒气体对生态环境和人类健康造成重大伤害。相关资料显示[2, 4]，近年来地球大气层中的 CO2 增加了 25%，有害气体成分 NOx 增加了 19%，CH4 增加了 100%；此外，空气中SO2和 CFCs（氯氟烃）含量也在不同程度上有所提高。

因此，寻找一种可替代的新型能源成为当下最热门的课题之一。随着技术的不断革新，核聚变、太阳能、潮汐能、风能、地热能等利用开发技术蓬勃发展。而生物质能作为仅有的一种可以存储和运输的可再生能源，受到越来越多专家学者的关注。生物质源于大自然，其能源释放到大自然，污染少，可再生，并且具有改善生态环境的优势。因此，生物质能的前景十分广阔，如何利用生物质获取更多的能源，且不会造成环境破坏，是全球关注的重点。文献综述
1。2 生物质和生物质能概况
1。2。1 生物质能 ⑴ 生物质能的定义及其来源：生物质是一切有机物的总和，包括各种动植物和微生物[5]。而生物质能则是将生物质作为载体，并蕴含在其中的能量。广泛的来说，绿色植物进行光合作用，将 ++  光能叶绿素二氧化碳水有机物（储存能量）氧气 (1-1) CO2 和 H2O 转化为有机物和氧气，在此期间光能转化为化学能并以生物质能形式存在。而生成的有机物通过各种作用进行物质能量交换，因此生物质能是太阳能的直接或间接产物。每年经光合作用后，生物质能储存于植物根茎叶枝中，其能量大约是全球每年能耗的 10 倍。生物质遍布全球各处，储量巨大，仅地球上的植物每年的产能相当于世界现有人口食物能量的 160倍[5]。 ⑵ 生物质能的特点 ① 生物质能分布广泛且储量巨大全球各地，生物质能分布广泛，很少受地域气候的限制，无论是山川湖海、极地高原还是平原森林，甚至涵盖农林畜牧等行业。只要存在阳光、土壤、水和空气，就会存在绿色植物光合作用，就会蕴含大量的生物质能。据相关专家估测，全球每年产出生物质能总量超出全球能耗 10 倍。就能量来说，生物质能是仅次于煤、石油、天然气的第四大能源，但是其利用率还不足 1%[6]。我国农林业十分发达，每年产生的秸秆、废木料数以万计，生物质可以转化为固态、液态和气态燃料，具有大规模代替化石燃料的潜在能力，对于调整我国的能源结构意义深远。 ② 生物质能是可再生资源生物质能转化是地球上规模最大的太阳能转化与利用途径，也就是说，只要太阳存在一日，生物质能就永远不会枯竭。事实上，传统的化石燃料也是通过地质作用演变成为煤炭和石油。只是数百年的工业过度消耗化石能源，其生成速率远低于其消耗速率。因此，使用科学的方法利用生物质能，是可持续发展的重要手段。 ③ 生物质能是一种清洁的低碳能源化石燃料主要的作用机理是固定在其中的C与O2不完全或者完全燃烧释放热量的过程，而释放的能量将供给各行各业。随后，大自然中的 CO2含量便会显著增多，从而造成温室效应。而生物质中的 C 本身就源于大自然，因此并未向大气中施加更多的 C。如果光合作用消耗的 C 与生物质中的 C 形成平衡，则在理论上形成 CO2的零排放。目前，许多发达国家研究生物质气化，旨在用生物质中的固定碳与 CO2 反应，生成煤气，不仅可以减少 CO2排放，而且更好的利用生物质能，改善生态平衡，对人类的长远发展意义重大。此外，相对化石燃料，生物之中 S、N、F 等元素含量较少，故其燃烧供能过程中会减少有害气体 NOx、SO2以及烟尘的排放，提高环境质量。 ④ 生物质能是唯一可再生的碳源太阳能、水能及风能等都是可再生能源中的过程能源，能够通过一定的设备与手段转化为电能和机械能，但不能转变为液体燃料和化学产品。而生物质能则属于物质能源，可以通过直接燃烧释放热量；可以通过发酵制成乙醇；可以通过直接热解迅速转化为液态燃料，或者通过气化产生气态燃料等。多种技术路线展现生物质全面代替化石能源的可能性。 ⑤ 生物质能开发利用相对容易与其他形式能源譬如风能、太阳能、地热能相比，生物质能与人类生活更加紧密相关。生物质品种多样，可以用相关技术转化成其它高级别的能量，譬如转化成电能供电，转化成煤气应用于冶金、船舶、机械等重工业[7]。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766- 生物质催化气化特性的研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_100508.html