Главная > Новости > Содержание
Как реализовать высокую ценность использования энергии биомассы?
- Jun 23, 2018 -

Когда речь заходит о возобновляемых источниках энергии, люди всегда думают о солнечной энергии и энергии ветра. В настоящее время Китай энергично продвигает строительство экологической цивилизации, а использование биомассы открыло новые возможности для развития. Энергия биомассы - низкоуглеродная и окружающая среда - дружелюбно, что может кардинально изменить текущую ситуацию использования энергии и создать великое богатство.


1. Общая оценка ресурсов биомассы

Ресурсы биомассы в основном разделены на 5 категорий, как показано в таблице 1.



Таблица 1 Общая оценка ресурсов биомассы в Китае


Первый вид стеблей урожая (кукурузный стебель, солома, солома, сорго, солома и т. Д.), Бобы, хлопчатник, этот вид ресурсов биомассы, хотя больше (7-900 млн. Т), но также учитывают культурная солома на заднем поле, корма и применение в качестве промышленного сырья и т. д., остальное можно использовать в биомассе и биохимических химических веществах, 310 млн т, что эквивалентно 150 млн т.


Вторая категория - лесные отходы, на которые приходится около 40 млн. Т / год;


Третий вид экскрементов домашнего скота и птицы богат ресурсами биомассы, достигая 500 млн т в сухой среде и может производить 220 млрд м3 метана.


Четвертый тип - это бытовые сточные воды и промышленные органические сточные воды, в которых содержится 25 миллионов тонн остатков твердых отходов.


Пятая категория - муниципальные твердые отходы, которые могут использоваться на сумму около 100 миллионов тонн.


Вместе эти пять типов составляют распределение основных ресурсов биомассы в Китае, причем общая сумма достигает 800 миллионов до 1 миллиарда тонн стандартного угля.




Важными компонентами биомассы являются углеводы, среди которых избыточное содержание кислорода является одной из самых больших характеристик биомассы (таблица 2).



В таблице 2 записана биомасса (сухая основа)


Из таблицы 2 видно, что продукт фотосинтеза, углеродных соединений в пропорции кислорода в воде достигает 40%, поэтому естественное состояние плотности энергии углеводов низкое, а чистый тепловой КПД (ЛВП) составляет лишь около 16%. Поэтому при разработке эффективного использования ресурсов биомассы следует уделять приоритетное внимание следующим двум вопросам:


1. Ресурсы биомассы должны быть преобразованы в материалы с более высокой плотностью энергии (так называемый процесс обогащения углеводородов или дезоксигенации), которые легко переносить и транспортировать;

2. Когда биомасса изменяется от своего естественного состояния до материальной формы с высокой плотностью энергии, этапы конверсии и потери минимизируются.




Возможный способ высокоценного использования энергии биомассы

В настоящее время человеческое развитие и использование техники ресурсов биомассы имеют шесть основных категорий, соответственно: прямое сжигание, анаэробное переваривание (метан), ферментация сахара (производство этанола), добыча нефти и биодизель, пиролизное масло (продукция), газификация (синтез-газ) В настоящее время существует три возможных способа разработки и использования энергии биомассы с высокой стоимостью.


1. Производство биологического метана (биогаза) осуществляется посредством процесса биогазовой ферментации, который по существу является метаболическим процессом и процессом конверсии энергии микроорганизмов. В процессе разложения и метаболизма биогазовые микробы получают энергию и материалы для удовлетворения собственного роста и воспроизводство, и большинство из них превращаются в метан и двуокись углерода.


Научный анализ показывает, что около 90% органического вещества превращается в биогаз. 10% используют биогазовые микробы для собственного потребления. Производство биогаза из ферментационных материалов фактически достигается с помощью ряда сложных биохимических реакций.


Чтобы понять с точки зрения энергетики, подумайте об этом так: суть процесса биогазовой ферментации, является метаболической функцией микробного сообщества, путем перегруппировки молекул и атомов, содержание кислорода достигает 40% или около того биомассы (по формуле: CH1.4 O0.6) до кислорода, углерода, водорода, двух элементов в процессе обогащения, продукт - плотность энергии намного выше, чем исходное сырье (биомасса) - углеводород - метан.


Поскольку почти 90 процентов органического вещества можно превратить в метан, это один из немногих высокоэффективных процессов. Теоретическая ценность эффективности преобразования энергии биогазовой ферментации составляет более 65%. Это одна из самых важных причин, по которым технология в последнее время продвигается на международном уровне.




Биомасса генерирует электричество


Выработка электроэнергии из биомассы относится к использованию сырья для биомассы для замены угольного угля после сжигания для привода паротурбинных установок тепловых электростанций для выработки электроэнергии. Мощность биомассы более возможна, главным образом потому, что она может использовать существующую инфраструктуру тепловых электростанций и существенно уменьшают общий объем инвестиций. В Китае производство электроэнергии в основном относится к биомассе (например, солому, лесным ресурсам), сжигающей электроэнергию. В зарубежных странах сырье для производства биомассы разделено на три части:

1) биомасса сгорает непосредственно как дрова;

2) био-масло, полученное из «пиролиза» биомассы, может перевозиться в другие места или может быть сжигается на месте для приведения в действие паровой турбины для выработки электроэнергии;

3) синтез-газ (водород и окись углерода), образующийся при газификации биомассы, можно сжечь, чтобы приводить в движение турбины для выработки электроэнергии.


3. Низкая стоимость производства целлюлозного этанола


Прежде чем найти эффективную альтернативу химическим веществам в ближайшие десятилетия, один из биологических этанола жидкого топлива по-прежнему остается первым выбором, любой выброшенный этанол в качестве жидкого топлива в нынешней ситуации идеи ребяческий или, по крайней мере, нереалистичен. Топливный этанол разделенных на первое и второе поколение.


Первое поколение в основном использовало крахмал (зерно, картофель и другие продукты питания человека) в качестве сырья. Из-за продовольственной безопасности страны теперь переходят на топливный этанол второго поколения, который сделан из целлюлозы. В настоящее время самая большая проблема целлюлозного этанола что стоимость слишком высока. Стоимость в Китае составляет от 9 000 юаней до 12 000 юаней. Существует три причины высокой стоимости (исключая колебания цен на сырье и стоимость транспортировки сырья):

1) высокая стоимость предварительной обработки целлюлозных материалов;

2) высокая стоимость целлюлазы, до 2000-3500 юаней;

3) низкое содержание сахара в гидролизате целлюлозы и содержание щелока в ферментированном месиве приводит к увеличению стоимости дистилляции.


Iii. Проблемы, которые необходимо решить при высокоценном использовании энергии биомассы


1. Контроль эффективности преобразования энергии в любой форме и использование энергии преобразуется из одной формы в другую, а часть энергии теряется на каждом этапе трансформации. Это особенно верно для энергии биомассы. Основной источник энергии биомассы является захват световой энергии организмом. Поэтому одной из основных проблем энергии биомассы является эффективность преобразования.


Биомасса может быть превращена в энергию или химические вещества. Основными методами трансформации являются две: химические и биологические. В качестве химического или биологического ядра используется катализатор. Катализатор является ключом к экономии энергии и повышению эффективности.


Например, при производстве биологического метана более активная популяция метановых бактерий относится к ферментам, тем меньше ферментов они используют. При производстве целлюлозного этанола газификация целлюлозы производит синтез-газ (смесь водорода и окиси углерода), которая также полагается на высокоэффективный и выделенный катализатор для преобразования в жидкое топливо.




2. Модификация растительной лигноцеллюлозной структуры и составного состава


Основная проблема структуры и состава лигноцеллюлозы заключается в том, как улучшить содержание целлюлозы и уменьшить содержание лигнина. Это особенно полезно для производства целлюлозного этанола. Изменения в относительном содержании оказывают положительное влияние как на предварительную обработку, так и на скорость производства спирта.


вывод

Эксплуатация и использование энергии биомассы - новая исследовательская область междисциплинарного и слияния. Энергетическая отрасль биомассы, являясь стратегической развивающейся отраслью в Китае, активно поощряется государством, характеризующимся интенсивными технологиями, интенсивным капиталом, интенсивным трудом, промышленными цепных фабрик и сильной движущей силы.


новости по теме