现代生物质能应用技术研究现状生物质能的研究开发,主要有物理转换、化学转换、生物转换 3 大类。涉及到气化、液化、热解、固化和直接燃烧等技术。生物质能转换技术及产品如图 1 所示。
1.3.1 气化生物质能气化是指固体物质在高温条件下,与气化剂(空气、氧气和水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。所用气化剂不同,得到的气体燃料种类也不同,如空气煤气、小煤气、混合煤气以及蒸汽)))氧气煤气等。目前使用最广泛的是空气作为气化剂。产生的气体主要作为燃料,用于锅炉、民用炉灶、发电等场合,也可作为合成甲醇的化工原料。
1.3.2 液化
液化是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。液化技术主要有间接液化和直接液化两类。间接液化就是把生物质气化成气体后,再进一步合成反应成为液体产品;或者采用水解法,把生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后再用生物技术发酵成为酒精。直接液化是把生物质放在高压设备中,添加适宜的催化剂,在一定的工艺条件下反应,制成液化油,作为汽车用燃料,或进一步分离加工成化工产品。这类技术是生物质能的研究热点。
1.3.3 热解
生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下,加热分解的过程通常称之为热解,这种热解过程所得产品主要有气体、液体、固体 3 类产品。其比例根据不同的工艺条件而发生变化。最近国外研究开发了快速热解技术,即瞬时裂解,制取液体燃料油。液化油获得率以干物质计,可达 70%以上。是一种很有开发前景的生物质应用技术。
1.3.4 固化
将生物质粉碎至一定的粒度,不添加粘接剂,在高压条件下,通过机制木炭机挤压成一定形状。其粘接力主要是靠挤压过程产生的热量,使得生物质中木质素产生塑化粘接。成型物再进一步炭化制成木炭。现已开发成功的成型技术按成型物形状划分主要有 3 大类:棒状成型、颗粒状成型和圆柱块状成型技术。解决了生物质能形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便的问题,提高了生物质的使用热效率。
1.3.5 直接燃烧直接燃烧是生物质最早被使用的传统方式。研究开发工作主要是着重于提高直接燃烧的热效率。如研究开发直接用生物质的锅炉等用能设备。