4。3。1生物质气化动力学分析。38

4。3。2动力学模拟。40

结论。45

致谢。47

参考文献48

第一章  绪论 

1。1 引言 

工业以来，人类社会文明飞速发展，冶金、交通、动力、机械等传统重工业迅速发展，化石燃料不断消耗，能源问题成为当代社会的焦点。随着技术水平的不断革新，人们日益扩大对能源的需求。化石能源（煤、石油、天然气）作为不可再生能源，若不断的被开发利用，在将来的某一天，势必会枯竭[1]。据国际权威机构预测全球的石油储量可供生产40年，天然气可以供用67年，煤炭储量可以供用220年。也就是说，化石能源最终会枯竭[2, 3]。 论文网

表1-1   几种常见能源占全球能耗比例及预测使用寿命 

能源种类  占全球比例（%）  可使用寿命 煤 25。0  220 石油 32。0  40 天然气 17。0  60 核聚变 4。0  260 总和 8。0  --- 

与此同时，大量化石燃料的使用，会向空气中排出大量 CO2，而 CO2 作为温室气体，是全球变暖的主因，过量释放 CO2 会造成一系列的环境问题。此外，化石燃

料含有 N、S 等元素，其在燃烧供能的过程中，会释放 SO2 和含氮氧化物等有毒气体对生态环境和人类健康造成重大伤害。相关资料显示[2,  4]，近年来地球大气层中的  CO2 增加了 25%，有害气体成分 NOx  增加了  19%，CH4 增加了  100%；此外，空气中SO2和  CFCs（氯氟烃）含量也在不同程度上有所提高。 

因此，寻找一种可替代的新型能源成为当下最热门的课题之一。随着技术的不断革新，核聚变、太阳能、潮汐能、风能、地热能等利用开发技术蓬勃发展。而生物质能作为仅有的一种可以存储和运输的可再生能源，受到越来越多专家学者的关注。生物质源于大自然，其能源释放到大自然，污染少，可再生，并且具有改善生态环境的优势。因此，生物质能的前景十分广阔，如何利用生物质获取更多的能源，且不会造成环境破坏，是全球关注的重点。 文献综述
1。2 生物质和生物质能概况
1。2。1 生物质能 ⑴ 生物质能的定义及其来源： 生物质是一切有机物的总和，包括各种动植物和微生物[5]。而生物质能则是将生物质作为载体，并蕴含在其中的能量。广泛的来说，绿色植物进行光合作用，将 ++  光能叶绿素 二氧化碳 水 有机物（储存能量）氧气        (1-1) CO2 和 H2O 转化为有机物和氧气，在此期间光能转化为化学能并以生物质能形式存在。而生成的有机物通过各种作用进行物质能量交换，因此生物质能是太阳能的直接或间接产物。每年经光合作用后，生物质能储存于植物根茎叶枝中，其能量大约是全球每年能耗的 10 倍。生物质遍布全球各处，储量巨大，仅地球上的植物每年的产能相当于世界现有人口食物能量的 160倍[5]。 ⑵ 生物质能的特点 ① 生物质能分布广泛且储量巨大 全球各地，生物质能分布广泛，很少受地域气候的限制，无论是山川湖海、极地高原还是平原森林，甚至涵盖农林畜牧等行业。只要存在阳光、土壤、水和空气，就会存在绿色植物光合作用，就会蕴含大量的生物质能。据相关专家估测，全球每年产出生物质能总量超出全球能耗 10 倍。就能量来说，生物质能是仅次于煤、石油、天然气的第四大能源，但是其利用率还不足 1%[6]。我国农林业十分发达，每年产生的秸秆、废木料数以万计，生物质可以转化为固态、液态和气态燃料，具有大规模代替化石燃料的潜在能力，对于调整我国的能源结构意义深远。 ② 生物质能是可再生资源 生物质能转化是地球上规模最大的太阳能转化与利用途径，也就是说，只要太阳存在一日，生物质能就永远不会枯竭。事实上，传统的化石燃料也是通过地质作用演变成为煤炭和石油。只是数百年的工业过度消耗化石能源，其生成速率远低于其消耗速率。因此，使用科学的方法利用生物质能，是可持续发展的重要手段。 ③ 生物质能是一种清洁的低碳能源 化石燃料主要的作用机理是固定在其中的C与O2不完全或者完全燃烧释放热量的过程，而释放的能量将供给各行各业。随后，大自然中的 CO2含量便会显著增多，从而造成温室效应。而生物质中的 C 本身就源于大自然，因此并未向大气中施加更多的 C。如果光合作用消耗的 C 与生物质中的 C 形成平衡，则在理论上形成 CO2的零排放。目前，许多发达国家研究生物质气化，旨在用生物质中的固定碳与 CO2 反应，生成煤气，不仅可以减少 CO2排放，而且更好的利用生物质能，改善生态平衡，对人类的长远发展意义重大。此外，相对化石燃料，生物之中 S、N、F 等元素含量较少，故其燃烧供能过程中会减少有害气体 NOx、SO2以及烟尘的排放，提高环境质量。 ④ 生物质能是唯一可再生的碳源 太阳能、水能及风能等都是可再生能源中的过程能源，能够通过一定的设备与手段转化为电能和机械能，但不能转变为液体燃料和化学产品。而生物质能则属于物质能源，可以通过直接燃烧释放热量；可以通过发酵制成乙醇；可以通过直接热解迅速转化为液态燃料，或者通过气化产生气态燃料等。多种技术路线展现生物质全面代替化石能源的可能性。 ⑤ 生物质能开发利用相对容易 与其他形式能源譬如风能、太阳能、地热能相比，生物质能与人类生活更加紧密相关。生物质品种多样，可以用相关技术转化成其它高级别的能量，譬如转化成电能供电，转化成煤气应用于冶金、船舶、机械等重工业[7]。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-