王振東
大港油田公司勘探開發研究院,天津300280
摘要:化石能源的供應緊缺以及人類生存環境的大面積污染,使得人們將目光更多的放在了生態資源的保護以及可再生能源的開發利用上,而生物質能源工程技術的研究以及開發就是新能源研究中的一個。主要對生物質能源工程技術進行重點的研究,對生物質能源的獲取途徑進行簡要的概述,對生物質能源的主要應用進行詳細的敘述,以促進生物質能源研究工程技術的進一步加強。
目前來講,生物質能源工程技術的種類一共有三種,生物質固態能源、生物質液態能源以及生物質氣態能源,三者進行比較,生物質固態能源勝在設備簡便,成型簡單、利用方式也很簡潔,但是也有其弊端就是,加工較為粗糙,其能源的轉換效率較低等等;生物質液態能源是最有可能代替石油能源的物質之一,但是這種生物質液態能源的生產工藝較為復雜,專業化的程度較高,因此,其推廣可能會受到一些阻礙;生物質氣態能源是利用最為廣泛的一種能源,其能源的開發方式主要有兩種,即氣化發電以及農用沼氣發電,雖然現在生物質能源工程的開發以及技術的應用還沒有到普及的程度,但是,隨著科學技術的不斷發展以及社會經濟的不斷進步,生物質能源的開發以及利用的前景將會更加的廣闊。
1生物質能源的獲取途徑
1.1作物秸稈
我國常用的農作物的秸稈有玉米、棉花、大豆、高粱以及睡到等等,除了此類的秸稈外,還有一些加工后的作物廢棄的部分,如甘蔗渣。我國是一個農業的大國,故而,因農作物而產生的秸稈的數量非常多,相當于4億噸標準煤的產量,這么多的農作物的秸稈除了粉碎還田、作為農作物以及動物的飼料以外,還有將近三分之一的秸稈會沒有用處,而這一部分的秸稈多數都被農民焚燒處理,這不僅會造成環境的污染,還會造成大量的能源浪費,因此,以秸稈作為生物質能源的材料,既不會浪費掉這些秸稈中的能量,又會改善附近的環境,減少生態的污染。
1.2動物糞便
我國的畜牧業也是十分的發達,各農戶家主要樣的動物有牛羊等畜類、雞鴨等禽類以及貓狗等寵物,無論是家養,還是散養的家禽家畜,其糞便,農戶多是作為肥料處理,這是對于家庭養殖的農戶來講,對于大型養殖場的來說,畜牧每年所排放的糞便數量過多,這就會導致環境的污染以及地下水的污染,據研究可知,每25億噸的糞便就有相當于3億噸的標準煤炭能源,可轉換成750億立方米的沼氣,并且我國的畜牧業隨著經濟的提高而逐漸的增大,所以,畜牧業的糞便就成了我國沼氣利用的主要來源之一。
1.3林業的廢棄物
隨著人們環保意識的加強,所有的城市建設都有綠化作為減少城市污染的措施,據有關的資料顯示,我國的城市綠化覆蓋的面積已經達到了整個城市建設的三分之一,而這些城市綠化的林木資源的殘枝落葉以及草坪修建的廢棄物的數值就很龐大了,拋出其有用的一部分外,林業利用不到的廢棄物達到了2億噸,這么多的林業廢棄物如果沒有好好的進行處理,就很容易引起火災,為城市造成巨大的經濟損失,因此,將這些木材加工的廢棄物、林業剩余的資源作為沼氣的能源,僅能夠清潔城市,又可以增加利用的能源。
1.4其他的生物資源
其他的生物資源主要有食品加工行業所廢棄的食品、水產品、漁業、制酒、造紙等多個行業有機的廢棄物,這些都是生物質能源的主要來源之一。此外,由于我國的是農業的生產大國,因此,每年的陳糧資源也是十分可觀的,再加上我國資源分布以及產量較為豐富的竹類資源以及竹類資源的剩余物,可以說,我國生物質能源的資源種類以及資源的數量十分的豐富。
2生物質能源的主要應用
2.1生物質固態能源的主要生產流程及缺點
一般將生物質原材料進行干燥、粉碎或切斷,或首先經過炭化工藝,再壓縮,靠原料內部的粘結力互相嚙合在一起而成型,從而使松散、多水分的生物質原材料變為松弛密度和強度均較高的固體成型燃料或顆粒狀材料,便于運輸,燃燒效率高。缺點主要有:常用成型設備生產效率低下,原料適應性低,能耗高,設備關鍵部件(如模具)磨損快,因而發展速度相對緩慢等。
2.2生物質業態能源的主要應用及缺點
2.2.1生物乙醇的生產材料及其應用
生產生物乙醇的材料主要有糖類、淀粉類和纖維木質素類。在原料方面,美國主要采用玉米生產生物乙醇;巴西是全球第二大生物乙醇生產國,幾乎所有生物乙醇都是用甘蔗生產;歐盟以小麥和甜菜為主,中國則以玉米、小麥、木薯為主。生物乙醇除了做燃料乙醇外,還可以用于工業生產。生物乙醇制作乙烯條件溫和,具有勢不可擋的優勢,成本低,綠色環保,是一條可持續發展的化工路線。
2.2.2生物柴油的生物資源及其發展
生物柴油主要是由植物的種子、果實等含油量較高的部位以及餐廚的垃圾、動物油做成的,將這些原材料,同構酯交換反應形成可以作為動力的柴油,此外,化石柴油的回收再利用也是生物柴油的主要來源之一。我國的生物柴油主要原材料有菜籽油、木油、茶油以及地溝油等。按照地區的分布來說,我國的南方地區是我國生物柴油的主要分布地區。
3結語
通過全文的敘述,可以得出以下結論。隨著各個行業對能源需求不斷的增大,化石能源已經不能滿足當前我國能源的需求。所以,發展生物質能源,以新生的能源來替代傳統的化石能源,不僅有利于人們生存環境的改善,還有利于能源的可持續利用以及資源的可持續發展,由于生物質能源的分布十分分散,而且,生物質能源的材料采集也沒有明確的時間界限,故而生物質能源資源的采集變得具有一定的阻礙,也正因為如此,與生物質能源資源有關的相關行業以及部門,應該對其所產生的結果進行科學的規劃以及合理的布置。本文主要是從兩方面來對生物質能源產業的研發進行探討的,一方面是生物質能源的生產資源的獲取方式。另一方面是生物質能源的主要應用。
參考文獻
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