4。2 转化率外推法 36

4。3 误差分析 37

4。4 本章小结 39

结 论 40

致 谢 42

参 考 文 献 43

1。 绪论

煤炭、石油等化石能源，作为我们能源上的主要来源，数百年来由于人类的过度开采已 经接近枯竭。而由此引发的环境问题也日益显现，沙尘暴，温室效应，臭氧层破坏以及近几 年极端天气的出现都与此有关。因此，目前寻找一种清洁的新能源技术，对于解决环境问题 与能源枯竭有着重要的意义。

作为替代化石燃料的最佳选择，生物质能的发展与利用一方面有利于生态环境的保护； 除此之外，发展生物质能还能增加能源供给，弥补资源不足。对于实现安全能源，促进世界 经济增长和社会可持续发展有着重要的战略意义。

1。1 研究背景及意义

当今世界，由于人类社会、经济的发展不断加快，导致对化石燃料的依存不断攀升。而人 类对化石能源过度的需求也带来了诸如化石能源供不应求，价格上涨、以及大量排放污染气 体而引发的环境污染等严重问题。众所周知，能源的储存关系着国家的安全与经济社会发展， 因此，发展新能源技术迫在眉睫[1]。

在各种新能源中，生物质能是唯一能转化为固态、液态、气态燃料的可再生碳源[2]。生物 质能资源丰富而分布广泛，每年聚集的生物质能量约为世界人口总食物的 160 倍，相当于燃

烧化石能源的 20 倍能量[3]。与其他能源相比，生物质能具有以下特点：(1)原料丰富，分布 广泛；（2）因其吸收与释放的二氧化碳量近似相等，所以不会对环境造成污染；（3）生物 质能够通过光合作用再生，能够循环利用；（4）生物质在供给能量的同时，还能进行批量生 产，其规模化使用有广阔的前景；（5）生物质 N,S，灰分含量少，较少排放污染物[4～6]。鉴 于生物质能以上优点，其利用技术正受到越来越多研究者的关注。

生物质能的利用方式多种多样，除了传统的燃烧方式之外，现在的利用方式的研究和开发 主要有燃烧、热化学转化、生物转化 3 个方面[7～8]，其转换技术如图所示：

图 1。1 生物质能的利用方式

据统计，目前全球生物质能的消耗仅次于化石能源，而每年全球农村的生物质能储量约 为 300t，但因为生物质能技术尚不成熟，生物质能利用还没有被产业化，因此，真正利用的 生物质能还不到其总量的 4%[9～10]。因为生物质能的这些特点，世界各国都非常重视以生物质 为原料制取生物燃料的技术开发。

我国是一个农业大国,秸秆、稻壳、蔗渣等废生物质年产量过亿,此外林木加工残余物和 城市垃圾中也有大量生物质存在。遗憾的是，这些资源至今未被充分利用。目前在我国农村， 稻壳秸秆类的废生物质能十分丰富，但其利用方式仍以传统的直接燃烧为主。随着我国农村 经济社会的快速发展，人们生活条件大大改善，对于这类生物质的需求渐小，因此，越来越 多的生物质能剩余，人们处理这些废生物质的办法就是就地燃烧。然而就地燃烧热效率低， 且燃烧生成的气体不仅会污染环境，也会对附近的公路、民航造成影响[11]。因此，研究开发 洁净高效的生物质能源利用方式，对于我国农村地区的经济发展和环境保护具有重要意义。论文网

稻谷作为我国主要粮食作物之一，其产量每年约有 2 亿 t。稻壳是稻谷利用后的有机废副 品，稻壳的产量约为 0。4 亿 t，其产量亦十分丰富[11]。但由于其硅含量高，表面质地较坚硬， 堆积密度小，因此利用率也不高。大部分稻壳被焚烧或随意丢弃，这样不仅造成资源的严重 浪费，又会引起环境污染[12]。因此，针对稻壳的开发利用，科研工作者做出了积极研究。目 前，稻壳利用方式主要有：小部分稻壳主要以水解纤维素来得到各种产品；大部分的稻壳通 过如燃烧的方式脱去碳、氧元素来获得能源[13]。但目前能源利用效率低下，未经净化的污染气体排出可能造成环境污染[14]。因此，本文主要利用稻壳热解技术，通过对热解过程中的几 个影响因素分析，得出优化稻壳热解过程的方法。