生物能源开题报告

生物产能-温度对水葫芦热解特性的影响一、研究目的意义生物质是世界上第四大能源资源，通常可以从林业和木材废料、藻类、作物残渣和工业废物中获得。但是，这些生物质资源的实际潜力没有被准确的评估，大多数潜在能量并没有被充分利用。每年数以亿吨的各种生物质如藻类等肆意地在自然界中分解，这不仅是巨大的潜在能量损失，而且也严重地影响到了生态环境。水葫芦储量丰富、分布广泛，繁殖能力强，危害水体中其它生物的生长，且能够富集重金属。利用热解技术处理水葫芦，可以变废为宝，将其转化为有利用价值的产物。洁净新能源有绿色能源之称，它的最大特点是燃烧或使用后不造成环境污染，有利于维持生态平衡。发展洁净新能源是未来能源业建设的发展方向。我将在此论文中着重介绍生物技术特别是微生物技术在开发洁净新能源方面的应用研究所取得的成果。二、研究背景（国内外研究现状）目前，生物燃料主要被用于替代化石燃油作为运输燃料，如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料储量逐步下降、环境保护日益严峻的背景下，生物燃料受到各国政府的高度重视。欧盟委员会积极推进生物燃料发展，制定了2015年生物燃料占运输燃料消费总量8%的目标。2011年8月16日，美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的计划，由农业部、能源部和海军共同投资推动美国生物燃料产业的发展，此外美国还通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料，具体比例是柴油中添加2%的生物柴油，汽油中添加5%的燃料乙醇。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必须有3%的原料是来自可再生资源，并且比例将逐年提高。据国际能源机构(IEA)的数据，2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶，2011年降至181.9万桶。中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。中国政府及有关部门对生物质能源利用也极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展了生物质能利用技术的研究与开发，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等，取得了多项优秀成果。政策方面，2005年2月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》，2006年1月1日起已经正式实施，并于2006年陆续出台了相应的配套措施。这表明中国政府已在法律上明确了可再生能源包括生物质能在现代能源中的地位，并在政策上给予了巨大优惠支持，因此，中国生物质能发展前景和投资前景极为广阔。中国在生物质能源方面，目前主要是雅津甜高粱秸秆和籽粒加工乙醇，渣加工颗粒燃料作为替代煤炭的可再生能源。在光能应用方面，中国的光能农业发展处于国际领先地位，太阳能和农作物种子的直接结合，促使太阳能深层次的发展和利用。近年来，各种碳质材料如生物质、石油残渣、废旧塑料等在经济和环境方面的应用备受关注，尤其是生物质的热解。水葫芦富含氮，高达3.2％(干基)，碳氮比约为15，近几年被广泛地研究应用，但是对其热解机理的研究仍然很不明了。本文致力于研究水葫芦的热解温度段，并着重分析探究水葫芦主要温度段的反应机理，为后续生物质的热解研究提供基本数据参考。三、研究内容试验一温度对气相产物产率的影响试验二不同温度对水葫芦产生物油的特性分析实验三不同温度下生物质炭特性分析四、研究方案（技术路线）水葫芦样品15g在反应器升温之前预先用石英舟装好置于反应器中。载气N2以300mL／min从反应器左侧的气体入口进入，由左至右连续吹扫，为生物质热解提供惰性环境。热解炉从室温以30℃／min的升温速率升温至设定温度(275℃、375℃、450℃、550℃)，并恒温10min，而后自动冷却，反应结束。气体产物采用气袋从反应器升温开始收集直到反应结束，以供后续分析。热解结束后，取出固体剩余物称重，确定生物质炭的产量。气体产物产量是通过分析整个热解段各种气体产物(主要是CO2、CO、H2、CH4)的体积份额和累积体积产量，进而转化为质量产量而得到的(室温、常压下1mo1=24．45L)。液体产物产量通过差减计算得到，主要包括焦油、有机生物油、水分和稍许细小生物质炭颗粒。五、主要参考文献与资料1．WihersaariM.Evalutionofgreenhousegasemissionrisksfromstorageofwoodresidue[J].BiomassBioenergy,2005,28:444-453.2．李军，魏国海，杨维军等。生物质热解液化制油技术进展[J].化工进展，2010,29（sl）:43-47.3．BrebuM,UcarS,VasileC,etal.Co-pyrolysisofpineconewithsyntheticpolymers[J].Fuel,2010,89:1911-1918.4．GunnarssonaCC,PetersenCM.Waterhyacinthsasaresourceinagricultureandenergyproduction:Aliteraturereview[J].WasteManagement,2007,27:117-129.5.FuP,SongHU,XiangJun,etal.Mechanismstudyofricestrawpyrolysisbyfouriertransforminfraredtechnique[J].ChineseJournalofChemicalEngineering,2009,17(3):522-529.6.AbdullahH,WuHW.Biocharasafuel:l，Pr