生物质能专业知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生物质气生物质气涂宝峰第1页能源危机：石油：25年天然气：75年煤：2第2页未来能源模式1、生物质能2、水电3、风能4、太阳能其它利用5、其它第3页1、1什么是生物质能什么是生物质能 生物质是指由光合作用而产生各种有机体。光合作用即利用空气中二氧化碳和土壤中水将吸收太阳能转换为碳水化合物和氧气过程，太阳能水+二氧化碳有机体+氧植物一、生物质能一、生物质能生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中一个能量形式，一个生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中一个能量形式，一个以生物质为载体能量，它直接或间接地起源于植物光合作用。以生物质为载体能量，它直接或间接地起源于植物光合作用。第4页1、2生物质资源1 1、农作物废弃物、农作物废弃物2 2、林业废弃物、林业废弃物3 3、畜禽粪便、畜禽粪便4 4、工业固体废弃物、工业固体废弃物（1 1）农作物谷壳）农作物谷壳（2 2）造纸厂废弃物）造纸厂废弃物（3 3）木材厂废弃物）木材厂废弃物（4 4）其它相关工业生物质废弃物）其它相关工业生物质废弃物（5 5）城市固体废弃物）城市固体废弃物第5页1、3 生物质能特点：生物质能特点：生物质能含有许多优点：生物质能含有许多优点：1、生物质资源大量性和普遍性、生物质资源大量性和普遍性每年植物光合作用固定碳每年植物光合作用固定碳2102101111t t，含能量达，含能量达3103102121J J，相当于全，相当于全世界每年耗能量世界每年耗能量1010倍倍倍倍。2、生物质能是一个理想可再生资源、生物质能是一个理想可再生资源3、生物质能清洁性、生物质能清洁性第6页1、4 生物质能转化技术路线生物质能转化技术路线第7页2.1生物质气化基本原理一、生物质干燥二、裂解反应三、还原反应四、氧化反应二、生物质气二、生物质气第8页原理图：原理图：湿料湿料气体气体干燥层干燥层100250100250热分解层热分解层300300500500800800还原层还原层900900氧化层氧化层12001200H2OH2O（蒸汽）（蒸汽）木（木（CHCH1.41.4OO0.60.6）可燃气体（可燃气体（COCO，H2H2，CH4CH4CO2CO2等）等）+液体（包含液体（包含焦油和水蒸气）焦油和水蒸气）+炭炭C+CO22COC+CO22COC+H2OH2+COC+H2OH2+COC+O2CO2C+O2CO22C+O22CO2C+O22CO灰灰空气空气以上吸式气化炉为例以上吸式气化炉为例第9页2、2生物质气化技术分类：生物质气化技术分类：生物质气化生物质气化不使用气化介质不使用气化介质干馏气化干馏气化使用介质气化使用介质气化空气气化空气气化氧气气化氧气气化水蒸气气化水蒸气气化水蒸气水蒸气-氧气混合气化氧气混合气化氢气气化氢气气化固体炭固体炭木焦油木焦油木醋液木醋液气化气气化气第10页四种气化方式产生气体组成四种气化方式产生气体组成第11页2、3生物质气化燃气特征生物质气化燃气特征一、生物质燃气成份和热值一、生物质燃气成份和热值当前应用最多、技术成熟是空气气化，其产出气体中当前应用最多、技术成熟是空气气化，其产出气体中氮气含量高所以气体热值偏低氮气含量高所以气体热值偏低。二、生物质燃气理化特征和燃烧特征二、生物质燃气理化特征和燃烧特征与工业燃气比，燃气中氮气含量高、热值较低、燃烧与工业燃气比，燃气中氮气含量高、热值较低、燃烧所需理论空气量较少、爆炸极限高所需理论空气量较少、爆炸极限高第12页2、4 生物质气化设备：生物质气化设备：生物质气化炉生物质气化炉固定床气化炉固定床气化炉流化床气化炉流化床气化炉单流化床气化炉单流化床气化炉循环流化床气化炉循环流化床气化炉双流化床气化炉双流化床气化炉携带床气化炉携带床气化炉上吸式气化炉上吸式气化炉开心式气化炉开心式气化炉横吸式气化炉横吸式气化炉下吸式气化炉下吸式气化炉依据气流方向依据气流方向按气化炉结构按气化炉结构和气化过程和气化过程第13页工作安全、稳定工作安全、稳定几个气化形式对气化发电系统性能影响几个气化形式对气化发电系统性能影响第14页2、5生物质燃气净化：生物质燃气净化：2.5.1生物质燃气中杂质1、灰尘2、木焦油3、水第15页2.5.2生物质燃气净化生物质燃气生物质燃气净化技术净化技术湿式过滤湿式过滤干湿结合过滤干湿结合过滤干式过滤干式过滤裂解过滤裂解过滤热裂解热裂解催化裂解催化裂解电裂解电裂解焦油焦油+空气空气COCO木炭木炭焦油焦油+催化剂催化剂燃气燃气500500旋风除尘旋风除尘电晕放电电晕放电多孔床浓缩过滤多孔床浓缩过滤水洗：喷淋、水旋分离器等水洗：喷淋、水旋分离器等水喷淋水喷淋离心分离离心分离吸附剂吸附吸附剂吸附高温旋风分离除尘高温旋风分离除尘热交换器冷却热交换器冷却吸附过滤吸附过滤第16页2、6 生物质气应用及对应技术生物质气应用及对应技术1、供热、供热2、供气、供气3、发电、发电4、化学品合成、化学品合成第17页2.6.1生物质气化供热工艺原理图气化炉气化炉滤清器滤清器燃烧器燃烧器供热供热空气空气生物质生物质第18页2.6.2生物质气化集中供气系统工艺流程图第19页2.6.3 生物质气化发电方式生物质气化发电方式锅炉锅炉蒸汽轮机蒸汽轮机内燃机内燃机燃气轮机燃气轮机生物质生物质气化炉气化炉净化系统净化系统发电机发电机发电机发电机发电机发电机传统模式传统模式第20页生物质循环流化床气化发电装置主要由进料机构，燃气发生装置，生物质循环流化床气化发电装置主要由进料机构，燃气发生装置，燃气净化装置，燃气发电机组、控制装置及废水处理设备六部分组燃气净化装置，燃气发电机组、控制装置及废水处理设备六部分组成，其流程如图成，其流程如图1 1所表示。所表示。第21页一个新生物质气发电装置一个新生物质气发电装置固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池发电原理：固体氧化物燃料电池发电原理：阴极：阳极：固体氧化物燃料电池特点：固体氧化物燃料电池特点：高效、清洁；高温高效、清洁；高温高效、清洁；高温高效、清洁；高温操作，可直接电化学氧化天然气等碳氢化合物燃料；不操作，可直接电化学氧化天然气等碳氢化合物燃料；不操作，可直接电化学氧化天然气等碳氢化合物燃料；不操作，可直接电化学氧化天然气等碳氢化合物燃料；不需贵金属作电极材料。需贵金属作电极材料。需贵金属作电极材料。需贵金属作电极材料。第22页100 kW SOFC cogeneration system supplied by 100 kW SOFC cogeneration system supplied by Siemens Westinghouse.it operated for 16,667 hoursSiemens Westinghouse.it operated for 16,667 hours第23页2.6.4生物质气合成化学品生物质气合成化学品甲醇甲醇生物质原料生物质原料预处理预处理气化炉气化炉冷却器冷却器转换器转换器调整器调整器CO2CO2转换器转换器压缩器压缩器合成器合成器甲醇甲醇生物质中热值气化合成甲醇技术工艺流程图生物质中热值气化合成甲醇技术工艺流程图第24页第25页生物质能必定会成为未来生物质能必定会成为未来能源主要组成部分能源主要组成部分第26页