生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣之后的世界第四大能源。生物質能的蘊藏量極大。據統計,地球上每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能,相當于全世界每年消耗能量總量的10倍。地球上每年的植物生產量相當于目前人類所消耗的礦物能的20倍,相當于世界人口食物總量所包含能量的160倍。在世界能耗總量中,生物質能耗約占14%。在不發達地區占60%以上,全世界約25億人的生活能源的90%以上是生物質能。
生物質能資源種類繁多,其中主要包括森林資源、農林植物,尤其是為了生產能源而種植的能源作物以及農業和林業殘余物、食品加工和林產品加工的下腳料.禽畜糞便、城市固體廢棄物、生活污水和水生植物等等。我國目前可利用的生物質能資源主要是傳統生物質,包括能源作物、森林能源、農作物秸稈、禽畜糞便、生活垃圾等。
目前,生物質能的利用方式很多,一般可劃分為氣態、液態和固態生物質燃料,富通新能源生產銷售的木屑顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制固態生物質顆粒燃料。
(1)氣態生物質燃料,
生物質氣化技術發展比較快,在國內外應用廣泛,主要有厭氧發酵生產沼氣的技術和熱解氣化技術。
①生物質制沼氣
人畜糞便和農業有機殘余等生物質在厭氧條件下發酵產生沼氣燃料,其主要成分是甲烷(CH4)和少量的二氧化碳,殘余物為有機肥料。1m3沼氣熱值為23000 kJ左右,相當于1 kg原煤熱量。
②生物質氣化
生物質氣化是將固態的生物質燃料轉化為氣體燃料的熱化學過程。它是熱解的一種,主要是在高溫下獲得最佳產率的氣體。產出的氣體中主要含有一氧化碳、氫氣和甲烷,以及少量的二氧化碳和氮氣。
③生物質制氫
美國等用氧化還原(REDOX)技術、壓力旋轉吸附(PSA)技術和低溫分離等技術從木頭中制取氫。開始階段是生物質的氣化,得到的氫產品,冷凝后為液態氫。轉化效率可達50~60%,但是設備投資和運行成本昂貴。
(2)液態生物質燃料
以生物質為原料,制取液體燃料的工藝稱生物質液化。生物質液化的主要產品是燃料油和醇類燃料。典型的液體生物質燃料轉化方式有4種。
①生物質熱裂解制燃料油
裂解是在無氧或缺氧條件下,利用熱能切斷生物質大分子中的化學鍵,使之轉變為低分子物質的過程。裂解中產生的少量中熱值氣體可用作系統內部的熱源, 氣體中氮氧化合物的濃度很低,無污染問題。
②生物質液化制醇類燃料
常用的醇類燃料是甲醇和乙醇。甲醇最早從木材(木質素)干餾中制得,即木醇。也可以用人工合成的方法高壓催化制得。
乙醇熱值可由生物質熱解產物乙炔和乙烯合成制取,但能耗太高。采用生物質經糖化發酵制取方法經濟可行。
③植物燃料油制生物柴油
從產油植物中提取植物油,加定量的醇(甲醇或乙醇),在催化劑的作用下生成近似柴油的脂化燃料,是較為理想的柴油機代用燃料。
④生物質漿體燃料
將農林廢棄物等生物質經破碎、脫水、清洗、脫水、烘干制粉,以水、油品、工業有機廢水或其他液體為成漿液,制成作為鍋爐使用的生物質漿體燃料。
(3)固態生物質燃料
①直接燃燒
通過直接燃燒生物質而獲得熱能是目前生物質能利用的最主要方式。直接燃燒所耗用的生物質能源主要是農作物秸稈和薪柴。垃圾焚燒技術屬于直接燃燒。
②固化成型
將疏散的、低熱值的農林廢棄物固態生物質燃料,如秸稈,木屑等高壓壓制成型或進一步炭化制得所謂“機制木炭”,富通新能源生產銷售的木屑顆粒機、秸稈顆粒機專業壓制生物質固體成型燃料。
③與煤混燃(生物煤)
將低品味的煤炭、農林產業廢棄物(生物質)按照一定的配比,通過于燥、粉碎,連同脫硫固化劑(消石灰)同時加入混合攪拌機,接著送入高壓軋滾式壓力機連續積壓成型所得的復合固體燃料,被稱為生物煤。