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yabovip888能源的利用与研究进展-张掖yabovip888能源

2018-07-26  来自: 甘肃福安yabovip888能源科技发展有限公司 浏览次数:120

yabovip888能源利用现状

1.1资源现状 目前,全球每年形成的yabovip888达1800亿t,相当于3×1022J的能量,为全球实际能源消费的10倍。在理想状态下,地球上的yabovip888潜力可达到实际能源消费的180~200倍[3]。我国的yabovip888资源,主要来自农林产业,可分为薪柴、秸秆、粪便、城市生活垃圾、海洋生物及污水和污油等。其中,薪柴秸秆因其热值高、产量大等优点,占到yabovip888资源利用的94%[4-5],成为主要的可再生能源。在我国,秸秆的年产出量已超过7亿t,但仅有30%左右作为造纸工业、建筑业及手工业的原料使用,其余均被焚烧或废弃处理。剩余秸秆的随意弃置不仅造成环境污染、能源浪费,甚至带来其他社会经济损失[6]。因此,根据我国现存的yabovip888能源状况及技术水平,yabovip888资源的开发应主要以利用农林业生产中所产出的有机废弃物为主。此外,世界范围内,美国、巴西等多个国家还开展了有关能源植物的培育种植工作,为生产和开发相应的能源产品进行相关研究。

1.2yabovip888能源的主要利用途径 在yabovip888能开发利用过程中,根据不同的生产工艺,可形成不同类型的终端产品(主要是多类型的能源亚博体育官方网),用于提供电能、热能和交通能源等能量。目前,技术成熟且综合效益较高的利用方式主要有厌氧发酵产沼气、亚博体育官方网乙醇、yabovip888气化发电和秸秆固化成型等。此外,除进行发电、供气及生产能源亚博体育官方网的yabovip888资源化利用以外,具有多功能性的yabovip888原料如秸秆,还可作为饲料、肥料、生物机制和工业原料等进行综合开发利用。

yabovip888能源利用技术及研究概况

2.yabovip888种类繁多,具有多样性与复杂性,因此,yabovip888能的利用技术相比于化石亚博体育官方网等其他能源来说更为复杂多样。随着技术开发和研究领域不断扩展,yabovip888的利用不再局限于简单的燃烧手段,而是基于现代技术的进一步高效利用。如今,yabovip888能的系统利用技术较为成熟,转化利用手段主要分为直接燃烧技术、热化学转化和生物化学转化。目前yabovip888能源的利用技术主要集中在经不同转化途径的yabovip888固化、yabovip888气化和液化技术的研究开发上。

2.1固化成型技术 固化成型技术是指以无定形的yabovip888(如木材屑末下脚料、植物庄稼秸秆、各种糠渣谷壳等)为原料,经过的温度和机械压力作用下,利用固化成型设备挤压制成yabo88手机型、棒型、块型等亚博体育官方网,便于集中利用,从而改善yabovip888原有性能,提高热效率。该类技术即可用于城乡居民生活炊事用能,又可用于农业产生亚博体育官方网,进一步脱烟碳化后可制成清洁炭,达到高效、清洁、CO2低排放的效果,是一种简单可行的yabovip888能源生产技术。yabovip888固化成型技术发展至今,已经开发了许多种成型工艺和成型机械,但作为生产亚博体育官方网,主要是干燥物料的常温成型与热成型。

yabovip888固化成型需要进行的预处理过程,并且在原料的种类、粒度、含水率及成型温度都有要求。在固化成型后,为了进一步提高yabovip888成型亚博体育官方网的使用价值,可进行碳化,形成木炭。

yabovip888固化成型的工艺流程为:原料→预处理(粉碎)→干燥→成型→碳化→木炭。

自20世纪90年代以来,欧美、亚洲等一些国家开始将yabovip888固化成型亚博体育官方网大量应用在生活领域。瑞典利用林业废弃物如树皮、树枝、木屑以及能源作物等生产固体成型亚博体育官方网已经发展的相当成熟,形成了从原料种植、收集、到yabo88手机(或切片)生产再到配套应用和服务体系一个完整的产业链条。日本对从国外引进的固化成型技术进行了改进,研制出棒状亚博体育官方网成型机和相关的亚博体育官方网设备,发展成日本压缩成型亚博体育官方网工业体系。

近年来,我国围绕yabovip888固化成型技术的研究和设备的开发不断深入,取得了的研究进展。吴云玉等通过建立yabovip888固化成型的微观接触几何模型推导获取了压辊压力与yabovip888yabo88手机表面斜角直接的数学关系,并建立了yabovip888固化成型的分子电化学微观机理,说明了固化成型亚博体育官方网燃烧点低的原因[9]。陈晓青等通过试验研究了yabovip888热压成型制品表面裂纹形成的影响因素,结果表明,裂纹的形成与力学、原料的微观组织及环境介质(含水率或温度等)均有关挤压中材料屈服强度后的塑性流动过程产生的剪应力是裂纹形成的根本原因[10]。侯振东等以玉米秸秆为原料,研究了秸秆固化成型工艺中成型压力、温度及含水率对成型块品质的影响,选取成型压力为60~90MPa,加热温度为75~100℃,物料含水率在8%~12%的工艺条件,生产出性能优良便于储运的成型块[11]。yabovip888固化成型技术应用范围广,但作为能源转化的途径,目前仍有一些关键技术问题难以解决,如物料压缩时螺杆的使用寿命、成型亚博体育官方网的密度及碳化技术等。

2.2生物化学加工利用技术 随着一次能源的大量消耗及储量的日趋减少,生物化学加工利用技术作为新型的yabovip888能亚博体育官方网成为热门的研究领域,受到人们广泛关注。yabovip888在微生物的发酵作用下,生成的沼气、酒精等能源产品的研究逐步深入。

2.2.1yabovip888厌氧发酵产沼气。yabovip888厌氧发酵是yabovip888在厌氧条件下,以动物粪便、秸秆、有机废水等为原料,通过厌氧细菌的代谢作用产生CH4和CO2等混合可燃气体(沼气)的过程。目前,yabovip888厌氧发酵技术已经比较成熟,初步实现了商业化,开始面向规模化应用发展。沼气池技术主要发展于20世纪80年代以前,我国农村地区普遍以秸秆和畜禽粪便进行厌氧发酵,产生沼气用于生活炊事亚博体育官方网。80年代后大型的沼气工程相继出现,农户型以沼气技术为纽带的畜禽、沼气、果蔬三位一体的生态园模式成为生态农业的发展,产业化力度大大加强。

厌氧发酵可分为干式厌氧发酵和湿式厌氧发酵。相比于湿发酵,干发酵技术具有节约发酵用水、节省管理沼气池所需工时、池容产气率较高等优点[12],成为秸秆类yabovip888进行资源化利用的主要途径。目前对厌氧发酵技术的研究主要集中在规模的扩大化及厌氧发酵产气量的提高上。

在对yabovip888秸秆进行厌氧发酵过程中,由于其中含有木质素与纤维素和半纤维素混杂交联,使纤维素及其他易分解物质难以被微生物分解,降低了产气量,因此,秸秆厌氧发酵的预处理也是研究的一个重要内容。杨玉楠等进行了利用白腐菌对秸秆生物预处理后发酵产甲烷试验[13],结果表明,与发酵时间在45~90d,转化率在50%左右的传统秸秆厌氧发酵相比,经过白腐菌室温下20d预处理后的秸秆,发酵15d甲烷产量已相对稳定,转化率达到47.63%,继续发酵至30d后,甲烷转化率达到58.78%,大大缩短了发酵周期,提高了甲烷转化率。孙辰等采用6%的NaOH对稻草秸秆进行化学预处理,研究了其在厌氧发酵过程中厌氧消化效率、产气量及COD的去除情况[14]。结果表明,与未经NaOH预处理相比,经过NaOH化学预处理后的稻草秸秆在厌氧消化效率和产气量上有了显著提高,日产气量、总产气量及COD去除率分别提高了61.34%、55.23%、48.72%。目前基于厌氧发酵产沼气的机理研究,工艺优化及反应器制备的研究已相当广泛,但我国现有厌氧发酵技术水平与国外相比有较大差距,推行大规模实际应用的条件还尚未成熟,主要存在包括系统运行和自动化水平低,厌氧发酵相配套的技术和设备不健全等问题。

2.2.2乙醇发酵。乙醇发酵是以糖类(甘蔗、甜菜等)、淀粉(玉米、谷类等)、木质纤维(秸秆、蔗渣等)等yabovip888为原料,利用微生物发酵制成生物亚博体育官方网乙醇。亚博体育官方网乙醇可根据乙醇添加比例的高低分为替代亚博体育官方网和亚博体育官方网添加剂两种类型。其中亚博体育官方网酒精作添加剂可起到增氧和抗爆的作用,以替代有致癌作用的甲基叔丁醚[15]。目前利用糖类和淀粉为原料制备亚博体育官方网乙醇的成熟技术工艺在一些国家已经得到广泛应用,自20世纪70年代中期的石油危机以来,以美国和巴西为主的一些国家开始积极推行生物乙醇发展计划,尤其是21世纪以来,全球生物乙醇产量迅速扩张[16]。全球可再生亚博体育官方网联盟和F.O.Licht在2月14日联合发布的全球年度乙醇产量预测报告中指出,2011年全球乙醇产量预计会达到887亿L,在全球范围内每天满足更多的替代原油的需求。根据预测显示,2011年全球乙醇产量增幅超过3%,高于2010年858亿升的产量数据。当前全球乙醇产量已超过5.5亿桶/年。美国作为世界上的生物亚博体育官方网乙醇生产国和使用国,其亚博体育官方网乙醇生产量占世界乙醇亚博体育官方网总量的一半以上。

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