什么是生物质燃料及生物质燃料有哪些
生物质燃料:
是指将生物质材料燃烧作为燃料,一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)。主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中,直接燃烧生物质属于高污染燃料,只在农村的大灶中使用,不允许在城市中使用。
生物质燃料的应用,实际主要是生物质成型燃料(BiomassMouldingFuel,简称"BMF"),是将农林废物作为原材料,经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺,制成各种成型(如块状、颗粒状等)的,可直接燃烧的一种新型清洁燃料。
来源:
1、农业资源
主要包括农业生产和加工中的废弃以及各类能源植物。
在农业生产过程中,收获了小麦、玉米、稻谷等农作物后,残留不能食用的秸秆数量非常巨大。我国是一个农业大国,农作物种植生态区多样复杂。
在农产品加工过程中要产生废弃物,如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣和棉籽壳等,这些废弃物相对集中,容易收集处理,可作为生物质燃料使用,也可作为农业传统的生活用能。
2、家禽粪便
家禽粪便量与畜牧业生产情况有关。根据我国主要畜禽鸡、牛和猪的的排粪量可获得资源实物量为3.2亿万t,拆合1.1亿t当量油。
3、生活污水和工业有机废水
工业有机废水主要是酒精、制糖、食品、制药、造纸等行业生产过程中排放的废水,废水中含有丰富的有机物,可以通过厌氧发酵制取沼气,同时处理污水。
4、城市有机固体废弃物
主要是居民生活垃圾、商业服务业垃圾等。我国城市生活固体废弃物产量不断增长,2011年已达到11800Mt
依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
1、林业资源
林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。
2、农业资源
农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。
能源植物泛指各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
3、污水废水
生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。
4、固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
5、畜禽粪便
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
6、沼气
沼气是由生物质能转换的一种可燃气体。沼气是一种混合物,主要成分是甲烷(CH4)。沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的,所以称为沼气。
人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内,在厌氧(没有氧气)条件下发酵,类繁多的沼气发酵微生物分解转化,从而产生沼气。沼气是一种混合气体,可以燃烧。通常可以供农家用来烧饭、照明。
生物质能源特点:
1、可再生性
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2、低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3、广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4、总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。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。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。
随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
5、广泛应用性
生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域。
以上内容参考:百度百科-生物质能
森林能源是森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,主要是薪材,也包括森林工业的一些残留物等。森林能源在我国农村能源中占有重要地位,1980年前后全国农村消费森林能源约1亿吨标煤,占农村能源总消费量的30%以上,而在丘陵、山区、林区,农村生活用能的50%以上靠森林能源。 薪材来源于树木生长过程中修剪的枝杈,木材加工的边角余料,以及专门提供薪材的薪炭林。1979年全国合理提供薪材量8885万吨,实际消耗量18100万吨,薪材过樵1倍以上;1995年合理可提供森林能源14322.9万吨,其中薪炭林可供薪材2000万吨以上,全国农村消耗21339万吨,供需缺口约7000万吨。
二、农作物秸秆
农作物秸秆是农业生产的副产品,也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植业生产关系十分密切。根据1995年的统计数据计算,我国农作物秸秆年产出量为6.04亿吨,其中造肥还田及其收集损失约占15%,剩余5.134亿吨。可获得的农作物秸秆5.134亿吨除了作为饲料、工业原料之外,其余大部分还可作为农户炊事、取暖燃料,目前全国农村作为能源的秸秆消费量约2.862亿吨,但大多处于低效利用方式即直接在柴灶上燃烧,其转换效率仅为10%一20%左右。随着农村经济的发展,农民收入的增加,地区差异正在逐步扩大,农村生活用能中商品能源的比例正以较快的速度增加。事实上,农民收入的增加与商品能源获得的难易程度都能成为他们转向使用商品能源的契机与动力。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区,商品能源(如煤、液化石油气等)已成为其主要的炊事用能。以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对象,致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大,许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的60%以上,既危害环境,又浪费资源。因此,加快秸秆的优质化转换利用势在必行。
三、 禽畜粪便
禽畜粪便也是一种重要的生物质能源。除在牧区有少量的直接燃烧外,禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。中国主要的禽畜是鸡、猪和牛,根据这些禽畜品种、体重、粪便排泄量等因素,可以估算出粪便资源量。根据计算,目前我国禽畜粪便资源总量约8.5亿吨,折合7840多万吨标煤,其中牛粪5.78亿吨,4890万吨标煤,猪粪2.59亿吨,2230万吨标煤,鸡粪0.14亿吨,717万吨标煤。 在粪便资源中,大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的。我国目前大中型牛、猪、鸡场约6000多家,每天排出粪尿及冲洗污水80多万吨,全国每年粪便污水资源量1.6亿吨,折合1157.5万吨标煤。
四、 生活垃圾
随着城市规模的扩大和城市化进程的加速,中国城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加。1991和1995年,全国工业固体废物产生量分别为5.88亿吨和6.45亿吨,同期城镇生活垃圾量以每年10%左右的速度递增。1995年中国城市总数达640座,垃圾清运量10750万吨。 城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物,成分比较复杂,其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。中国大城市的垃圾构成已呈现向现代化城市过渡的趋势,有以下特点:一是垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高;二是食品类废弃物是有机物的主要组成部分;三是易降解有机物含量高。目前中国城镇垃圾热值在4.18兆焦/千克(1000千卡/千克)左右。
如果是生物质液体燃料的话。比如说像植物油,它的主要原材料就是脂肪酸甲脂。如果是水性燃料的话,它的主要原材料属于煤化工。
生物质固体燃料主要为碳元素、同时还含有氢、氧、氮及无机成分如:钾、钠、钙、硅等,与原料种类性质有关。
生物质液体燃料包括生物质酒精(乙醇)、生物柴油和生物质燃料油:生物质乙醇主要有碳、氢、氧元素等组成;生物柴油主要由碳、氢、氧等元素组成;生物质燃料油主要由碳、氢、氧等元素组成。
生物质颗粒是在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工。原料的密度一般为 0.1—0.13kg/m3,成型后的颗粒密度 1.1—1.3kg/m3,方便储存、运输,且大大改善了生物质的燃烧性能。
生物质颗粒用途:
1) 大型养殖场牲畜的饲料,便于贮存、运输;
2) 民用取暖和生活用能,干净、无污染,便于贮存、运输;
3) 工业锅炉和窑炉燃料,替代燃煤和燃气,解决环境污染;
4) 可做为气化发电、火力发电的燃料,解决小火电厂关停问题。
一、生物质颗粒燃料的成分:
生物质颗粒燃料由可燃质、无机物和水分组成,主要含有碳(C)、氢(H)、氧(O)及少量的氮(N)、 硫(S)等元素,并含有灰分和水分。一般直径为6~12毫米,长度是其直径的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于15%
1、 碳:生物质成型燃料含碳量少(约为40-45%),尤其固定碳的含量低,易于燃烧。
2、 氢:生物质成型燃料含氢量多(约为8-10%),挥发分高(约为75%)。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇到一定的温度后热分解而析出挥发。
3、 硫:生物质成型燃料中含硫量少于0.02%,燃烧时不必设置烟气脱硫装置,降低了企业处理脱硫成本,又有利于环境的保护。
4、 氮:生物质成型燃料中含氮量少于0.15%,NOx排放完全达标。
5、 灰分:生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料,灰分极低,只有3-5%左右。
拓展资料:
一、 生物质颗粒燃料优势:
清洁环保、节省空间、燃烧效率高、使用安全、可持续利用,节约成本。
1.清洁环保:生物质颗粒燃料是一种天然可再生燃料,不用担心原料枯竭。生物质颗粒燃料含有微量的硫磷,燃烧后不腐蚀锅炉,可延长锅炉的使用寿命,尾气处理设备简单,节省投资,企业将受益匪浅。由于生物质颗粒燃料只含有微量的硫磷,燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷,因而不会导致酸雨产生,不污染大气,不污染环境。
2、节省空间:生物质燃料经过高温压缩,大大节约了储存空间,也便于运输。
3、燃烧热效率高:生物质颗粒燃料能大大提高生物质材料的燃烧性能,热效率可以提高80%以上,1吨生物质颗粒燃料所产生的热量相当于0.8吨煤。
(1)太阳的直接辐射能
(2)通过水蒸发降雨和空气流动转化而成的水能、风能等
(3)通过生物过程,由古代积存下来的有机物质转化而来的矿物(化石)燃料如煤炭、石油、天然气等,以及正在生长的柴薪等.
2、来自地球本身的能源-地热、核燃料.
3、地球和其他天体相互作用而产生的能量,如潮汐能.
能源的分类
能源的形式是多种多样的,常按其来源、性质、转换和使用特征来进行分类.
凡自然界中现成存在,并可直接取得而不改变其基本形态的能源,称为"一次能源"或"天然能源",如煤炭、石油,水能等.由一次能源经过加工或转换而得到的另一种能源产品,称为"二次能源",如汽油、蒸汽、电力等等.一次能源又可按它们能否不断再生和得到补充,分为"可再生能源"(如太阳能,水能、生物质能等)和"非再生能源"(如煤炭、石油、核燃料等).
在不同历史时期,已被人类广泛使用的能源称为"常规能源".对正在研究开发,技术上尚未完全成熟的,称为"新能源".当今的新能源为风能、太阳能、地热能等等.
无论一次能源或二次能源都又可分为燃料能源和非燃料能源两种.燃料能源又分为矿物燃料、生物燃料、化工燃料和核燃料四类.非燃料能源有含机械能的风、水、潮汐等含能过程,含热能的地热、工业余热、含光能的太阳能、激光、以及电能和自然界的闪电.
根据使用中对环境污染情况,将无污染或污染小的能源,称清洁能源,如水能,太阳能,氢等.对污染较大的称为"非清洁能源",如煤炭、石油燃料和核燃料等.