生物质能工程复习大纲上Word文档格式.docx

1、（1）环境污染小；（灰分、N、S含量低，C闭合循环。）（2）生物质能蕴藏量巨大、分布广；（3）可再生；（4）能量密度低；（5）重量轻、体积大，运输不便；（6）易受风雨雪火等外界因素影响，贮存不便；10、生物质的化学组成糖类和淀粉主要由葡萄糖单糖或多糖组成。11、生物质燃料的热值高位热值：1kg生物质完全燃烧所放出的热量；气化潜热：水分在燃烧过程中变为蒸汽（燃料中H燃烧时也生成水蒸汽），吸收的热量；低位热值：高位热值气化潜热计算生物质发热量，一般取低位热值。12、农作物资源估算是在农作物产量的基础上，以草谷比计算。13、人畜粪便资源 以人口数、畜禽存栏数、年平均排泄量为基础进行估算；并考虑成幼系

2、数。14、纤维素类生物质资源纤维素类生物质资源主要由：纤维素、半纤维素、木质素 构成；植物细胞壁中的纤维素和木质素通过共价键连接成网络结构，纤维素束镶嵌在其中。16、农作物秸秆：每年6-7亿吨。秸秆焚烧存在的问题：效率低、环境污染、浪费资源、影响交通；17、禽畜粪污我国主要禽畜粪污源为猪、牛、鸡等规模化养殖。河北、山东、河南、四川等地资源量最多。近年来，畜禽养殖业逐步向规模化、集约化发展。全国60%以上的养殖场粪污未经处理直接排放，造成水体、土壤、空气等严重污染，畜禽养殖粪污污染已成为我国第一大污染源。18、城市有机垃圾2001年我国生活垃圾清运量1.18亿吨，2002年为1.37亿吨；201

3、0年，达到2.3亿吨，2020年将达到3.1亿吨。城市生活垃圾的处理途径：堆肥、填埋、焚烧、厌氧发酵、发电、养蚯蚓。19、工业有机废弃物：分为工业有机固废和有机废水两类。主要来自木材加工、造纸、制糖、粮食加工等，包括木屑、树皮、蔗渣、谷壳等。20、糖类原料资源：主要用来生产燃料乙醇。研究及应用最多的为甘蔗等。（巴西）我国甘蔗主要分布在 云南、广西、广东，占全国产量90%以上。甜高粱（广西）、甜菜、糖蜜废水也是重要资源。22、能源植物的内容广义上讲：光和效率高、生物量大，直接用于提供能源为目的的植物。通常包括：速生薪炭林、含糖或淀粉类植物、产油植物，可供发酵或产油的藻类及其他植物等。23、按植物

4、中主要物质化学类别分：（1）糖类能源植物；（2）淀粉类能源植物；（3）纤维素类能源植物；（4）油料能源植物；（5）烃类能源植物；（续随子、绿玉树等）24、光合作用光合作用的初产物为葡萄糖，生物质是初产物及其各类衍生物的总称，包括：糖类、淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪等；（1）光合作用机理6CO2+3H2O+太阳能 C6H6O5+O2 n（C6H6O5 ）（生物质）（2）生物质能原理用则是其逆过程：n（C6H6O5 ）（生物质） CO2+H2O+能量26、重要能源植物（1）甜高粱；（2）能源甘蔗、能源玉米；（3）油料植物（4）石油植物（5）草本植物27、薪炭林28、生物质燃料的特点

5、：（1）含碳量较少；（2）含氢量稍多；（3）含氧量多； （4）密度小。29、生物质燃料的燃烧过程：强烈的放热化学反应；燃料、热量和空气供给；连锁反应过程。燃烧的基本类型：表面燃烧、分解燃烧、蒸发燃烧；生物质的燃烧过程可以分作：预热与干燥（水分蒸发）、挥发分析出燃烧（木炭形成）和木炭（固定碳）燃烧等阶段；C的燃烧，根据O2量的不同，会产生下列2种反应： C+ O2=CO2+408.86kJ 2C+ O2=2CO+246.45kJ当温度较高（超过700）时，生成的CO向外扩散，遇O2再燃烧： 2CO+ O2=2CO2+570.87kJ水煤气（生物质气化）反应：C+2H2O=CO2+2H2 C+2H

6、2O=CO+H2 C+2H2=CH430、产生火焰的燃烧分为两个阶段：挥发分析出燃烧和固定碳燃烧，前者约占燃烧时间10%，后者占90%；生物质燃料在燃烧过程种的特点：（1）生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。在生物质燃烧过程中，若空气供应不当，挥发分就会不被燃尽而排出；（2）含水量高且多变，热值低，炉前热值变化快，燃烧组织困难；（3）挥发分高，且析出温度低、析出过程迅速，燃烧组织需与之适应；（4）生物质着火容易，在挥发分燃尽后，燃料剩余物为焦炭，气流运动会将炭粒带入烟道，且固定碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此在固定碳燃烧阶段，气流不宜太强；（5）不论生物质的来源于草本还是林木，其热解后

7、的组成成分基本一致；（6）碱金属和氯腐蚀问题突出。32、省柴灶的特点a、设有灶箅与灰室；b、设有可关的灶门；c、燃料离锅底近，吊火高度小（1216cm）；d、有拦火圈与回烟道；e、增加灶体保温措施。33、旧式炕的改进 （1）改变炕洞的形式，让烟气在炕洞中迂回流动； （2）尽可能减少支撑炕面的炕洞中砖的数量。37、生物质成型原料主要有：锯末、木屑、稻壳、秸秆等纤维素类原料；纤维素类生物质包含：纤维素、半纤维素、木质素（占植物体成分2/3以上）。 纯纤维素程白色，密度1.51.56g/cm3，比热0.320.33kJ/（kgK）； 半纤维素，穿插于纤维素和木质素之间，结构复杂，酸性、加热条件下能发

8、生水解，产物为单糖； 木质素，是一类以苯基丙烷为骨架，具有网状结构的无定形高分子化合物，不同植物木质素含量、组成不尽相同。木质素不易溶于水及任何有机溶剂，非晶体，没有熔点，70110左右软化，黏合力增加，此；200300 时软化程度加剧，施加一定压力，无需黏结剂，即可得到与挤压模具形状一致的成型燃料。38、生物质成型的原理 （1）一般植物在10%左右以下含水率时，需施加较大的压力，使其非弹性或黏弹性的纤维分子之间相互缠绕、胶合，进而固化成型；（2）对于木质素等黏弹性组分含量较高的原料，若温度达到木质素的软化点，则可施加一定的压力，制备成型燃料； （3）被粉碎的生物质粒子，在外力和黏结剂的作用下

9、，重新组合成具有一定形状的生物质成型块。39、压缩成型的工艺类型根据主要工艺特征的差别，可划分为湿压成型、热压成型、炭化成型三种基本类型； （1）湿压成型 湿压成型燃料块密度较低，设备简单，易操作，但部件磨损较快，烘干费用高，且多数产品燃烧性能较差。（2）热压成型热压成型机械主要有：螺旋挤压成型机、机械（液压）驱动活塞式成型机，如图5-4、图5-5；（3）炭化成型工艺首先将生物质原料炭化或部分炭化，然后再加入一定量的黏结剂挤压成型；若不使用黏结剂，成型燃料容易破损、开裂；40、生物质成型常用黏结剂为了使成型块在运输储存和使用时不致破损、开裂，并具有良好的燃烧性能，理想的黏结剂必须能够保证成型块

10、具有足够的强度和抗潮解性，并且在燃烧时不产生烟尘和异味，最好黏结剂本身也可以燃烧。常用的黏结剂分无机、有机和纤维类三种；无机的包括：水泥、黏土、水玻璃等（灰分增大，热值降低）；有机的包括：焦油、沥青、糖浆（30%）、树脂、淀粉（4%）等，有异味。 纤维类包括：废纸浆、水解木纤维等工业废弃物。41、生物质压缩成型及炭化工艺类型42、生物质压缩成型工艺流程43、国内外常见的成型机技术主要包括三大类： 螺旋挤压技术、活塞冲压技术、压辊式成型技术。44、成型生物质燃料的物理特性及燃烧性能 （1）密度提高几倍乃至几十倍，至1.11.4t/m3，形状规则，便于储存运输（2）热值：1630020900kJ/

11、kg； （3）强度轴向压缩最大破坏载荷可达几吨至十几吨，横向压缩最大破坏载荷为0.260.98t，与生物质原料相比，强度大幅提高。 （4）吸湿性无论哪种生物质成型燃料都不能直接和水接触，否则会很快膨胀、软化、松散。（5）燃烧性能 a、成型燃料密度大，从而限制了挥发物的逸出速度，延长了挥发物的燃烧时间； b、成型燃料质地密实，炭燃烧更加完全充分； c、整个燃烧过程O2的供应趋于平衡，燃烧效率高，过程稳定；45、影响生物质成型燃料制备的主要因素 （1）原料含水率 过高则加热时产生大量水蒸气，造成表面开裂，严重时产生爆鸣；太低时因水分对木质素具有软化、塑化的作用，则生物质难以成型。 原料含水率对成型

12、的影响，一般在612%。 （2）成型温度 温度对不同物料成型的影响，木屑240260，秸秆220260 ；（3）原料种类 （4）原料粒度粒径越小，形变越大，越有利于压缩，通常要求原料粒径小于5mm（5）成型压力与模具尺寸46、乙醇的理化性质做燃料是称为燃料乙醇，分子式：C2H5OH，CH2CH3OH，偏酸；无色，透明，易流动，具有独特醇香，辛辣，刺激性强，易挥发，易燃烧，可与水互溶，爆炸极限3.5%18%（体积分数）；相对密度0.79，沸点78.3，凝固点-130 ，燃点424 ，高位热值26780kJ/kg；根据浓度和杂质含量高低，可分为4种类型： 1、高纯度乙醇，浓度96.2%，中性，无杂

13、质，国防、电子、试剂； 2、精馏乙醇，浓度95.5%，杂质少，国防、化工； 3、医药乙醇，浓度95%，杂质少，医药及酒类生产； 4、工业乙醇，浓度达到95%，无其他要求，燃料，稀释剂；47、乙醇的用途 1、化学工业：重要的化工品原料，用来制造合成橡胶、冰醋酸、乙醚、有机酸、酯类等； 2、国防工业：参与制造炸药、雷汞； 3、农业：用于制造农药； 4、医药工业：医疗消毒、药剂生产； 5、溶剂工业：常用的有机溶剂，广泛用于香料、燃料、树脂、油漆等生产； 6、食品工业：配制、加工多种饮料酒； 7、燃料工业：工业锅炉燃料；作为汽油添加剂，或部分替代汽油，供发动机使用；48、乙醇生产的主要方法乙醇生产的方法可概括为两大类：发酵法和化学合成法；燃料乙醇生产以发酵法为主；（1）发酵法生产乙醇 发酵法生产乙醇：利用微生物，主要是酵母菌，在无氧条件下将糖类、淀粉类或纤维素类物质转化为乙醇的过程。 根据发酵原料不同，发酵法又可分为：淀粉质原料生产乙醇、糖质原料生产乙醇、纤维素类原料生产乙醇、工业废液生产乙醇； 纤维素 淀粉（多糖） 糖类 乙醇（2）化学合成法生产乙醇 用石油裂解产生乙烯合成，有乙烯直接水合法、硫酸吸附法和乙炔法； C