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生物质资源的利用 ppt课件

发布时间:2020-09-11 点击:生物质能的利用ppt
  

  生物质资源的利用 ppt课件_其它_高等教育_教育专区。 什么是生物质? ? 现代的生物质产业概念,是指利用可再生的有机物质,包括农作物、树 木等植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物,通过工业加工,进行 生物基产品(Biobasedproducts)、生

  什么是生物质? ? 现代的生物质产业概念,是指利用可再生的有机物质,包括农作物、树 木等植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物,通过工业加工,进行 生物基产品(Biobasedproducts)、生物燃料(Biofuels)和生物能源 (Bioenergy)生产的一种新兴产业。 根据我国生物质资源的特点和技术潜在优势,可以将燃料乙醇、生 物柴油、生物塑料以及沼气发电和固化成型燃烧作为主导产品。 其中,以生物质为源头几乎可以生产出所有的基础有机化工原料, 并且很多产品已经出很好的经济性。 目前由生物质资源进行生物炼制,可以生产出几大产品体系:C1体 系主要包括甲烷、甲醇等;C2体系主要包括乙醇、醋酸、乙烯、乙二醇 等;C3体系主要包括乳酸、 丙烯酸、丙二醇等;C4体系主要包括丁二 酸、富马酸、丁二醇等;C5体系主要包括衣康酸、木糖醇等;C6体系 主要包括柠檬酸、山梨醇等。其中一些化学品的生产已在大规模应用, 农用化学品、精细化学品、大化学品、药物及高材料等领域的工 业化应用也呈现快速增长的趋势。 可再生资源及生物质 石油 能源、有机化工原料 生物质 煤 天然气 植物 动物 微生物 绿色植物利用叶绿素通过光合作用把CO2和H2O 为葡萄糖,并把光能储存在其中,然后进 一步把葡萄糖聚合淀粉、纤维素、半纤维素木 质素等构成植物本身的物质。 生物质应用的优点: (1) 储量丰富,来源广泛; (2) 清洁,无污染; (3) 节省能源; (4) 可再生,符合可持续发展 作为植物生物质的最主要成分的木质素和纤维素每 年以约1640亿吨的速度不断再生,以能量换算,相 当于目前世界石油年产量的15~20倍。 生物质中最值得利用的是木质纤维素,其优 点是: (1)由可降解的葡萄糖组成; (2)生物圈中最丰富的有机物。 木质纤维素特性: ●木质纤维素不溶于水、弱酸和碱性溶液;PH值 中性,可提高系统抗腐蚀性。 ●木质纤维素比重小、比表面积大,具有优良的 保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能。 ●木质纤维素具有优良的柔韧性及分散性,混合后形 成三维状结构,能提高系统的稳定性、强度、密实 度和均匀度。 ●木质纤维的结构使加工好的预制浆料(干湿料)的 均匀性保持原状稳定并减少系统的收缩和膨胀,使施 工或预制件的精度大大提高。 ●木质纤维具有很强的防冻和防热能力。 酶——打开生物质资源宝库的钥匙 大 物质 淀粉 纤维素 半纤维素 物理法 化 葡萄糖 木质素 生物法 物理法和化,是通过热裂解、分馏、氧化还原 降解、水解和酸解等方法将纤维素、木质素等大生 物质降解成低量的碳氢化合物、可燃气体和液体, 直接作为能源或经分离提纯后作为化工原料。 但是,物理法和化一般的能耗高、产率低且过 程污染较严重,因此单独使用一般缺乏实用性,往往是 作为生物法的辅助手段。 生物法是利用酶将生物质降解为葡萄糖,然 后为各种化学品。因此酶在生物质的应用过程中 的地位不言而喻。 酶催化的特点: 1. 高效性 普通催化剂对化学反应加速一般为104~105倍, 酶对反应的加速作用一般在109~101以上。 2. 性 普通催化剂往往对同一类型反应都有催化作用,而 酶只选择催化某个反应并获得特定的产物。 3. 反应条件温和 不需要高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件,大多 常温常压下,活性最高。 4. 多样性 目前已发现的酶有2500种,还有2万多种具有催 化作用的微生物,几乎能催化所有的化学反应。 生物质资源利用实例 历史悠久的发酵技术 大约5000年前,我国人民已掌握酿酒、酿醋技术。 酿酒 原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 蒸 化 酒 酿醋 原 蒸 料 淀 煮 粉 糖 酶 酵 化 母 酒 菌 麸 化 皮 发 、 醋 醋 酵 生物炼制 ? 生物炼制是利用农业废弃物、植物基淀粉和木质纤 维素材料为原料,生产各种化学品、燃料和生物基 材料。根据近来研究开发的不同情况,生物炼制分 为3种系列:木质纤维素炼制:用自然界中干的 原材料如含纤维素的生物质和废弃物作原料;②全 谷物炼制:用谷类或玉米作原料;③绿色炼制:用 自然界中湿的生物质如青草、苜蓿、三叶草和未成 熟谷类作原料。生物炼制大幅扩展可再生植物基原 材料的应用,使其成为可持续发展的化学和能 源经济转变的手段。 秸秆的生物炼制 餐厨垃圾炼制生物柴油 可再生能源—— 燃料乙醇 ? 燃料乙醇,一般是指体积浓度达到99.5%以上的无 水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料。燃 料乙醇是一种可再生能源,可在专用的乙醇发动机 中使用,又可按一定的比例与汽油混合,在不对原 汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含 醇汽油可减少汽油消耗量,增加燃料的含氧量,使 燃烧更充分,降低燃烧中的CO等污染物的排放。在 美国和巴西等国家燃料乙醇已得到初步的普及,燃 料乙醇在中国也开始有计划地发展。 ? 1、可作为新的燃料替代品,减少对 石油的消耗。乙醇作为可再生能源, 可直接作为液体燃料或者同汽油混 合使用,可减少对不可再生能源-石 油的依赖,保障本国能源的安全。 ? 2、辛烷值高,抗爆性能就好。作为 汽油添加剂,可提高汽油的辛值。通 常车用汽油的辛烷值一般要求90或 93,乙醇的辛烷值可达到111,所以向 汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽 油的辛烷值,且乙醇对烷烃类汽油组 分(烷基化油、轻石脑油)辛烷值 调合效应好于烯烃类汽油组分(催 化裂化汽油)和芳烃类汽油组分 (催化重整汽油),添加乙醇还可以 较为有效地提高汽油的抗爆性。 ? 3、作为汽油添加剂,可减 少矿物燃料的应用以及对 大气的污染。乙醇的氧含 量高达34.7%,乙醇可以按 较甲基叔丁基醚(MTBE) ? 另外,除了提高汽油的辛烷 值和含氧量,乙醇还能改 善汽车尾气的质量,减

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