什么是生物质能?生物质能的转化与利用有哪些途径
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。
生物质能的利用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
生物质能的分类
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。
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。
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。
生活污水和工业有机废水: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。
城市固体废物: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。
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。
生物质是一种可再生能源。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物.而所谓生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量.它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源.生物质能就是直接或间接利用太阳能形成的生物有机物,由于生物是不停地进行新陈代谢,因此生物质能是取之不尽的,是可再生能源。
生物质燃料原为可再生能源,如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。
其实能量是能相互转换的,经过处理生物质能能产生其他形式的能量!
故答案为:cd;
(2)A.1molCO、2molH2与1mol CH3OH的等效的,平衡时CH3OH的浓度c1=c2,故A正确;
B.丙的反应物投入量是甲的二倍,容积相同,压强比甲大,平衡向右进行,放出的热量2Q1<Q3,故B错误;
C.平衡常数只与温度有关,温度相同,平衡常数相同,故C正确;
D.无法求出转化率,故D错误,
故答案为:ac;
(3)①反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小;平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍,则总物质的量变为原先的0.625倍,总物质的量=8×0.625=5mol,反应前后减少了3mol,设反应生成甲醚Xmol
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)减少了4mol,得
1 4
x 3
1 |
x |
4 |
3 |
解得:x=0.75mol
平衡时,n(CH3OCH3)=1+0.75=1.75mol,
故答案为:反应前后气体总质量不变,同温、同压下,达到平衡时,气体密度增大,即气体体积缩小,平衡正移; 1.75;
②氧气得电子,化合价降低,故b电极是正极;由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子,故a电极的反应式为(CH3)2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+,
故答案为:正;(CH3)2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+.