钾对生物质烘焙转化影响研究文献综述

 2022-05-14 07:05

钾对生物质烘焙转化影响研究

摘要：本文综述了国内外能源发展状况，能源消耗现状，总结了国内外生物质能的研究现状，并针对生物质能技术的方法及发展生物质能的意义进行了总结。以花生壳、玉米芯、麦秸秆作为生物质能源燃料进行元素分析、工业分析、发热量分析、灰熔点分析及热重分析以及相关动力学特性的相关实验研究。

关键词：能源枯竭；生物质利用；花生壳；烘焙

  1. 前言

生物质是一种可再生的燃料, 热值与中等烟煤 相当;在其利用过程中, 对大气环境的CO2净排放量为零, 不会象化石燃料燃烧一样引起和加剧温室效应。因此, 随着国际对SOX、NOX及CO2排放的控制, 生物质能的合理利用日益引起公众的重视。在我国, 随着农林业的大力发展, 在农村每年大约有6亿t的农业废弃物(如秸秆、稻壳等) 及大量的林业废弃物 (木屑)。秸秆类生物质除了用于返田以外, 还有大量的剩余 。随着农村经济的发展, 经济发达地区对燃烧效率高、洁净、方便的气 体燃料如石油液化气等的需求量不断增加。因此利 用农村方便易得的秸秆等生物质, 将其高效地转化为可利用的洁净的燃料, 为农村寻找一条投资省、 经济可行的能源供应方式具有重要的意义。目前, 国内外学者在生物质热解技术方面开展了大量的工作, 但是对中国北方地区主要的农作物秸秆玉米秸和麦秸的研究鲜见报道, 本文将利用热重分析仪来研究生物质热解, 分析该类生物质的热解规律, 为设计和开发高效的生物质能转换设备提供一定的理论指导。[1] 生物质能是可再生能源的重要组成部分。生物质能的高效开发利用, 对解决能源、生态环境问题将 起到十分积极的作用。 进入 20 世纪 70 年代以来, 世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视, 积极开展 生物质能应用技术的研究, 并取得许多研究成果 , 达到工业化应用规模。 本文概述了国内外研究和开发进展, 涉及到生物质能固化、液化、气化和直接燃烧等研究技术。 从我国实际情况出发, 提出研究开发前景和建议。 关键词: 生物质能源;研究与发展。[4]

  1. 能源发展现状及意义
    1. 我国能源发展现状

我国是一个能源生产和消费大国，又是以煤为主要能源消费的国家，煤炭消费量占我国一次能源消费总量的75％以上，接近世界同类国家平均值3倍；我国人均能源资源占有量却不到世界平均水平的一半。据估计，我国煤炭资源最多可利用150a；已探明的石油资源为32亿t，石油总储量为300-600亿t。以目前的消费速度粗略估算，到2030年石油资源将只剩下18％，到2037年将可能全部耗尽。石油进口依赖度逐年上升，2004年原油生产量1.747亿t，而消费量猛增到3.0亿t，净进口原油达到1. 17亿t。[3]

    1. 国外能源发展状况

国外生物质发电的利用占很大比重 ,且已工业化推广。欧洲最早提出综合能源系统概念并付诸实施，其综合能源服务侧重于能源的协同优化，实现能源系统间的耦合和互动。英国政府和企业长期以来一直致力于建立一个安全和可持续发展的能源系统。除了国家层面的集成的电力、燃气系统，英国也大力支持社区层面的分布式综合能源系统的研究和应用。与英国相比，德国的企业更则重于能源系统和通信信息系统间的集成，例如智能发电、智能电网、智能消费和智能储能等各方面，旨在建设以新型信息通信技术为基础的高效能源系统，实现分布式电源和复杂用户终端负荷的智能调控。[4]

    1. 能源研究的意义

对于以煤炭、石油和天然气等化石能源为主的世界能源结构来说，能源短缺与环境污染已然成为必须直面的两大难题。生物质能源是一种可 再生的清洁能源，经过热化学转化后可获得气、液和固态等多种能源产物。中国的生物质能源储量巨大，然而，这些生物质资源除了少部分被用作饲料、燃料、化工原料外，大部分被丢弃在田间地头直接焚烧，这不仅造成了生物质资源的极大浪费，更会导致严重的大气污染。生物质热解气化技术作为一种高效的热化学转化途径，能够高效率利用生物质资源，对农村而言，利用生物质气化站产生的生物质燃气可以用作民用炊事，而产生的热量可为用户提供热能，既避免了大量的农业残余物焚烧污染现象，又解决了村民冬季取暖和炊事问题，达到了节能减排的效果。[5]

  1. 生物质能源及利用技术发展现状
    1. 我国生物质能源发展现状

中国近年在生物质能方面投入巨大，已初具规模。2013年全国共有生物质直燃发电项目200余项，并网容量 7790MW，上网电量356times;108 kW·h，相当于三峡电站1/3的发电量。同时，《生物质能“十二五”规划》中明确指出，到2015 年，我国生物质能年利 用量将超过 5000 万吨标准煤。其中，生物质发电装机容量1300times; 104 kW。届时，每年生物质直燃发电量约780times;108 kW·h，供气220times;108 m3 ，成型燃料和液体燃料产量分别达到1000times;104 t和500times;104 t。无论是从全球范围还是立足中国，无论今天还是未来，生物质能都注定扮演着重要的角色。[6]

    1. 生物质能源利用技术发展现状

生物质作为一种高效、清洁的可再生能源，具有污染物排放低和CO2零排放等优点，近年来得到了各国的普遍重视，通过热化学转化方法将其转 化为高品位的合成气、生物油等方法也成为研究热点。然而由于生物质自身的堆密度小、水分大、能量密度低以及不易储存等缺点，限制了其规模化利用，因此选择合理的预处理方式解决生物质利用中存在的问题也成为研究的重点。[7]

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