《生物质能工程》复习提纲1、什么是生物质能源？2、什么是新能源？3、什么是可再生能源？4、什么是常规能源？5、生物质能是可再生的。

虽然生物质能是人类应用很久的一种古老的能源，但在能源分类中将其划为新能源。

6、生物质：广义上讲，生物质是各种生命体产生或构成生命体的有机质的总称；7、生物质所蕴含的能量称为生物质能。

8、百度百科：生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

而所谓生物质能（Biomass Energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。

9、10、生物质原料类型（1）按分布分：水生和陆生生物，及其代谢产物；（2）按原料化学性质分：糖类、淀粉、纤维素、脂类、烃类；（3）按原料来源分：农业生产废弃物、薪柴、农林加工废弃物、人畜粪污、工业有机废弃物、能源植物。

11、生物质资源的特点（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；12、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。

农作物秸秆的主要化学元素组成：C：40~46%；H：5~6%；O：43~50%；N：0.6~1.1%S：0.1~0.2%；灰分：3~5%；P：1.5~2.5%；K：11~20%；薪柴的化学元素组成：C：49.5%；H：6.5%；O：43%；N：1%；灰分：﹤1%此外，生物质中还含有一定量的水分以及Si、Ca、Fe、Al等矿物元素。

13、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。

14、农作物资源估算是在农作物产量的基础上，以草谷比计算。

15、薪柴资源量估算（1）森林才伐木和木材加工剩余物，可用作燃料量按原木产量1/3估算；（2）薪炭林、用材林、防护林、灌木林等按林地面积统计放柴量；（3）四旁树（田、路、村、河）的剪枝，按树木株数统计；16、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；并考虑成幼系数17、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。

18、农作物秸秆秸秆焚烧：效率低、环境污染、浪费资源、影响交通；19、禽畜粪污我国主要禽畜粪污源为猪、牛、鸡等规模化养殖。

2000年全国畜禽粪便可获得资源实物量为3.2亿吨。

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！养殖粪污一般用作肥料，仅西藏、青海、宁夏、内蒙古等地将其风干，作为燃料使用。

采用“厌氧+好氧”技术进行处理，是目前粪污处理的发展方向。

20、城市有机垃圾2001年我国生活垃圾清运量1.18亿吨，按年增长10%左右计算，至2010年，将达到2.3亿吨。

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。

21、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。

22、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。

（巴西，美国）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、甜菜、糖蜜废水也是重要资源。

23、植物的化学能来源于太阳能——取之不尽、用之不竭，环保可再生。

24、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。

25、按植物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）26、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（3）光合效率最终净光能利用效率不到5%！27、能源植物的品种改良技术（1）杂交育种；（2）物力诱变育种；离子注入诱变；太空育种；物力高压育种；（3）化学诱变育种；（4）细胞工程；（5）基因工程；28、重要能源植物（1）甜高粱；（2）能源甘蔗、能源玉米；（3）油料植物草本油料：大豆、油菜、花生、棉籽、向日葵、芝麻；木本：油棕榈、黄连木、油桐、麻风树（小桐子）、桉树、光皮树、油茶、橄榄等；产油藻类。

（4）石油植物桉树、大戟科乔木、苏木科油楠属、霍霍巴、马尾松、苦配巴、香槐、黄鼠草等；（5）草本植物芒属作物。

（芒草、皇竹草等）29、薪炭林（1）薪炭林的类型a、短轮期平茬采薪型（纯薪型）；3~5年一个轮伐周期；b、柴薪型；用材树（1/5）与薪柴树（4/5）混种；c、薪草型；林业与畜牧业相结合；d、薪材经济型；生产燃料同时兼收果、核、种子、叶等；如山杏，沙棘等；e、头木育新型；路、河、沟、塘边种植萌生力强的乔木，每4~5年砍伐一次，获薪柴及木材；如桉树、刺槐、铁刀木等；（2）发展薪炭林的途径a、人工营造；b、封山育林；c、改造残次林；d、退耕还林；30、生物质燃料的特点：（1）含碳量较少；（2）含氢量稍多；（3）含氧量多；（4）密度小。

31、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。

生物质的燃烧过程可以分作：预热与干燥、挥发分析出燃烧及木炭形成、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+408.86kJ2C+ 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+2H2C+2H2O==CO+H2C+2H2==CH432、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）温度较低时挥发分分解即非常活跃，空气供应不足易造成黑烟或黄烟；（2）焦炭燃烧时，强通风会造成黑絮，降低燃烧效率；（3）焦炭燃烧受到灰分包裹，易有残碳遗留。

（4）燃烧过程空气供给量变化较大，在炉灶中不易解决。

高密度的压缩成型生物质燃料，由于其压缩密实，限制了挥发分逸出速度，加之空气流通有一定的通道而且比较均匀，燃烧过程较为稳定，可以改善燃烧状态。

33、炕连灶的综合热效率旧式柴灶的热效率一般只有12%左右；炕连灶的综合热效率一般为45%左右。

34、省柴灶与节柴炉（1）省柴灶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（12~16cm）；d、有拦火圈与回烟道；e、增加灶体保温措施。

（2）节柴炉通过增加二次进风道，增设附炉膛等措施，炉子效率。

35、旧式炕的改进一是改变炕洞的形式，让烟气在炕洞中迂回流动；二是尽可能减少支撑炕面的炕洞中砖的数量。

36、架空炕37、节能地炕热效率65%~70%。

38、锅炉燃用的生物质燃料林业采伐的枝杈、不能成材的树木、木材加工和造纸厂废弃物、稻壳、蔗渣、农作物秸秆等。

39、燃用生物质锅炉的应用（1）奥地利Arbesthal集中供热系统；（2）巴西的锅炉燃用生物质发电；（3）美国宾夕法尼亚州Viking木材发电厂。

40、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1.5~1.56g/cm3，比热0.32~0.33kJ/（kg·K）；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，70~110℃左右软化，黏合力增加，此；200~300 ℃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。

41、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，重新组合成具有一定形状的生物质成型块。

42、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；43、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。

44、生物质压缩成型及炭化工艺类型45、生物质压缩成型工艺流程46、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。

47、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1.1~1.4t/m3，形状规则，便于储存运输（2）热值：16300~20900kJ/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0.26~0.98t，与生物质原料相比，强度大幅提高。