生物质与水热焦炭热解气化动力学研究文献综述
2020-04-17 16:34:24
随着世界经济的快速发展,对于能源的需求量也越来越大。目前绝大部分能源都来源于煤、石油、天然气等化石能源,然而,传统的化石能源正消耗殆尽并且还对世界环境造成了很大的污染,我们急需寻找清洁的、可再生的新能源以供应我们的能源需求。生物质能作为重要的低污染、可再生能源受到了国内外能源工作者的广泛重视。
生物质能是通过植物的光合作用将太阳能辐射的能量转化为化学能以一种生物质形式固定下来的能源,从广义上讲是指有机物中除化石燃料以外的所有来源于动植物的物质,其具有可再生性、低污染性及广泛的分布性等特点[1-2]。利用生物质这一可再生能源既可以缓解能源的紧缺还可以减少对环境的污染,对于世界以及我国经济发展都十分有利。就我国来说,我国拥有大量的的生物质资源,生物质的生产量达60亿吨,相当于年耗能量的2.5倍,农作物秸秆达6亿吨,约折合标准煤为2.15亿吨。如能将这些生物质资源通过热解气化转化为气体燃料,可以取代大量的化石能源,缓解我国对常规能源的依存度[3-5]。其中,农村废弃物作为生物质的重要来源却没有得到很好的利用,有质量差、利用率低、商品价值低等问题[6]。未解决这些问题,我们应该引进先进技术,提高农村生物质的利用率,从而改善我国能源紧缺的问题。因此开发利用生物质燃料,对我国经济发展以及环境保护都具有重大意义。
一、生物质能的利用
生物质能的利用是世界研究的热门课题,对于生物质能源的利用技术多种多样,主要分为四类:直接燃烧技术、热化学转化技术、生物转化技术和植物油技术,如图1所示[7]。
图1 生物质能源技术分类
1.直接燃烧技术
直接燃烧技术是生物质在足够的氧气条件下充分燃烧,把化学能转变为热能,属完全氧化获得热能。主要优点是不需要特殊的设计或处理,缺点是运行成本高,存在效率低、污染环境等问题[7]。
2.热化学转化技术
生物质的热化学转换是指在一定温度条件下,使生物质通过气化、炭化、热解和催化液化方式来生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质热化学转换技术包括热解、气化及水热处理[8]。
1) 热解技术