什么是生物质热裂解?
生物质热裂解(又称热解或裂解),通常是指在无氧环境下,生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程,是生物质能的一种重要利用形式。
生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品质的易储存、易运输、能量密度高且使用方便的代用液体燃料(生物油),其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧,而且可通过进一步改进加工使液体燃料的品质接近于柴油或汽油等常规动力燃料的品质,此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。相比于常规的化石燃料,生物油因其所含的硫、氮等有害成分极其微小,可视为21世纪的绿色燃料。
在国家节能环保政策的影响下,供暖锅炉一般使用生物质燃料,生物质供暖锅炉是燃用生物质颗粒燃料提供集中供暖的锅炉形式,生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于世界总能耗的10倍,因此冬季使用生物质供暖锅炉意义重大。
为了使锅炉具有节能效果,需要提高生物质供暖锅炉的燃烧效率,和其他的锅炉一样,要提高生物质供暖锅炉的燃烧效率,需要保证炉内不结渣,同时保证锅炉具有较快的燃烧速度,以下是郑锅给出的提高生物质供暖锅炉燃烧效率的措施:
1、充足的氧气:如果过量空气系数过小,即空气量供应不足,会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3,使燃烧效率降低如果过量空气系数过大,则会降低炉膛温度,增加不完全燃烧热损失。最佳的过量空气系数使q2 q3 q4之和为最小值。
2、采用防垢、除垢技术:通过采用生物质供暖锅炉除垢剂和电子防垢器,优化水汽循环系统,合理控制锅炉的排污率,从而减少水垢,提高锅炉热效率。
3、保持生物质供暖锅炉燃料合理的火焰前沿位置,火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域,火焰在炉排上的充满度好。
国际生物质能的发展现状。美国高度重视生物质能研发,提出未来10年政府投入1500亿美元带动可再生能源的开发,并于2009年拨款10亿美元作为生物质能研发经费。美国生物质能研发的内容非常广泛,非常重视提高光能利用效率的研究。欧盟是最重视环保和锐意开发新能源的发达国家,其中瑞典、德国等国在可再生能源利用方面走在前列。欧盟一直重视生物质能的研发,已实行了7个框架计划,其生物柴油的产业化是全球规模最大的。巴西则是发展中国家最重视生物质能利用的,其经验很值得我国借鉴。
发展生物质能对于我国的重大战略意义。这表现在三个方面:(1)我国面临能源短缺的严峻形势,必须及早改善能源消费结构;(2)清洁燃料的供应能力密切关系着国民经济的可持续发展;(3)生物质能的开发将成为解决“三农”问题的有效途径之一。目前我国生物质能发展虽在沼气利用上有了显著成果,但整体尚未形成战略产业。为此,必须占领科学及技术的制高点,开发有自主知识产权的核心技术。
要发展生物质能,必须首先突破生物资源量的瓶颈,保证生物质资源的供应。这里关键是要在立足本国土地资源、保证粮食安全的前提下建立稳定的能源植物产业基地。如何提高对太阳能生物转化的机制的认识,则是利用光合作用进行太阳能光生物转化的科技与产业的关键
生物质能概况
生物质指所有来自植物、动物和人类的有机物质,例如木材、玉米和油菜籽等农业和林业产品。这些可再生的原材料可以用于制造建筑材料、生物塑料等。与太阳能、风能一样,生物质能也属于可再生能源,它可以转化为电力与热能,并将在未来的能源供应中发挥巨大作用。与风能和太阳能不同的是,生物质能极易储存,人们可以存储诸如稻草、木材或液态肥料之类的原材料,并在必要时再将其转化为其他能源。
生物质能本质上是被存储的太阳能,植物通过光合作用将二氧化碳和水合成为能量丰富的碳水化合物(糖类)。燃烧植物时这些能量会被释放。
从古代人类使用木材生火烹饪,到如今人们使用现代技术利用木材、玉米、油菜籽、稻草甚至肥料发电和生产燃料,人类利用生物质能的历史已有数千年之久。
现代生物质能最简单和广泛的应用仍是燃烧木材取暖。同时,在沼气厂中发酵肥料、玉米和稻草产生沼气的应用也已普及。这些沼气可以在热电联产厂中发电产热,也可以在公共燃气网络中储存,并运输到其他地方使用。
另外,生物质还可用作汽车发动机的燃料。
生物技术:生物工程,基因工程药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程,仿生学,微生物工程,生化工程
电子信息技术:智能计算机系统,光电子器件和光电子、微电子系统集成技术
,信息获取与处理技术,通信技术
自动化技术:计算机集成制造系统(CIMS),人工智能与机器人
海洋科学:海洋探测与监视技术,海洋生物技术,海洋资源开发技术
(海洋科学属地球科学领域)
新材料技术:电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料(含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等)、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料
航空航天技术:航天航空交通工具,空间飞行、空间探测,空间开发,空间科学研究
能源技术:太阳能,风能,生物质能(微生物能),地热能,潮汐能,核能(第三,四代核能源,即聚变和湮灭),可燃冰,氢能,燃煤磁流体发电
激光技术:激光测距技术,激光通信技术,激光制导技术,强激光技术,激光模拟训练技术,激光加工技术
认知极端条件下的物质结构与性状
--量子结构与量子信息
--纳米、团簇结构与性状
--超高压物质结构与性状
--超强磁场物质结构与性状
--极低温物质结构与性状
--分子设计、剪裁与组装
--超快过程
--等离子体物理
--天体物理(反物质、暗物质、黑洞….)
生命科学成已为热点领域,正酝酿着重大突破。
--信息生物科学
--基因组与功能基因组科学
--蛋白质科学
--理论生物物理、生物大分子结构与功能
--干细胞科学
--分子发育生物科学
--分子生态科学
--分子生物协同进化科学
交叉与复杂科学问题往往成为新的前沿
--复杂系统科学
--粒子物理与宇宙现化
--脑智科学
--环境科学中的物理、化学问题
--分子病原学与流行病学
--数学、应用数学与计算数学中的前沿问题
--微纳系统仿生学