生物质液体燃料生产系统技术经济建模及分析

利用生物质生产液体燃料是世界可再生能源发展的趋势之一。由于生物质液体燃料的原料来源及收集方式和生产工艺具有特殊性,其生产系统与现有化石液体燃料有较大区别。该文建立了包括多个通用模块的技术经济分析模型,以解决不同原料和工艺路线的生物质液体燃料生产系统的投资及成本分析和生产组织优化等问题。利用该模型对以玉米秸秆为原料的乙醇生产系统进行了案例分析。分析结果表明:目前1万t/a规模的玉米秸秆乙醇单位成本以加工费用为主,乙醇产出系数和生产操作费用系数变化对于成本影响最大。     

小型生物质热解气化发电系统研究

以玉米秸秆颗粒为生物质原料,以产气量为20m3／h的热解炉为气化装置,结合10kw的燃气内燃机发电系统及生物质焦油裂解装置,概述了生物质焦油的净化流程,分析了热解温度与生物质热解气成分的关系,得出生物质热解气发电的运行情况．简要总结了生物质炭的利用和小型生物质热解气化发电系统的特点．     

生物乙醇生产及木质纤维素稀酸预处理的研究进展(英文)

作为一种汽油替代品,液体燃料因其可持续及环境友好的特点引起了人们的广泛兴趣.文中介绍了几种能够替代汽油的液体燃料:生物甲醇、生物乙醇和生物丁醇,指出生物乙醇最具潜力.对生产生物乙醇的原料进行了概述,指出由于政策性限制,使用淀粉或糖来生产乙醇受到制约,因此人们转向利用木质纤维原料来生产乙醇.在分析了各种木质纤维原料不同的预处理方法后,指出稀酸或稀酸与蒸汽爆破相结合的方法具有经济可行性,但稀酸预处理木质纤维易产生糠醛、羟甲基糠醛、木素小分子等发酵抑制物,因此在未来设计生物质转化液体燃料时要考虑减少这类物质的生成,降低其后续影响.     

打造燃料乙醇制造"零能耗、无污染"技术平台

背景和意义能源和环境已是制约世界经济发展的最严重问题之一,利用生物质资源生产燃料乙醇(俗称燃料酒精),已引起各国的普遍关注。燃料乙醇的原料资源主要包括淀粉质原料(含糖质如甘蔗糖蜜)和秸秆纤维质原料两大类。受多种因素的影响,秸秆纤维质资源生产燃料乙醇的商业化尚     

生物质快速热解制取液体燃料的技术经济分析

为考察生物油超临界乙醇提质方法的能源效率和经济性能,建立了生物质快速热解超临界乙醇提质制取液体燃料工艺流程及其仿真模型.在仿真计算的基础上,对液体燃料生产成本进行计算,将生物质快速热解超临界乙醇提质制取液体燃料与生物质热解催化加氢和纤维素制乙醇方法进行对比,并通过敏感性分析研究了不同因素对液体燃料生产成本的影响.结果表明:液体燃料生产成本为6 052元/t(216元/GJ),略高于生物质热解催化加氢工艺,但明显低于纤维素制乙醇工艺;对液体燃料生产成本影响最大的因素是生物油产率和乙醇价格,提高热解过程中生物油产率和减少提质过程中乙醇消耗均有利于提高系统经济性能.     

农林废弃物冷压成型过程热特性分析

针对生物质颗粒冷压成型过程,选取三种常见农林废弃物(木屑、小麦秸秆、玉米秸秆)进行压缩试验,分析含水率、温度及不同压力条件对原料和压缩过程中压块热特性所产生的影响.研究发现:随着含水率的提高,压块导热系数也随之增大,其增加规律基本呈线性变化;相对于木屑,小麦秸秆和玉米秸秆导热系数受温度影响较小,但仍随着温度的升高而升高,而低温(30~60℃)下木屑导热系数受温度影响较大;随着压力的增大,木屑与秸秆压块的导热系数均呈上升趋势,且木屑的导热系数变化较大;各生物质原料及压块的比热容随着含水率的提高均有较大幅度提高,秸秆及其压块受含水率影响更为明显.     

滨州市农作物秸秆综合利用技术及优选分析

滨州市耕地面积46.53万hm2,种植结构以小麦、玉米、棉花为主,理论秸秆产量约580万t/a,主要利用方式包括肥料化(70%)、饲料化(20%)、燃料化+基料化+原料化(10%)等。结合当地实际,优选出了小麦/玉米秸秆"青贮饲料+秸秆还田"、棉花秸秆"生物质颗粒燃料+生产原料"、零散秸秆"沼气/沼渣+有机肥"为主的综合利用模式,分析了秸秆综合利用的长效机制。     

不同热解温度下生物质废弃物制备的生物质炭组成及结构特征

以玉米秸秆、 树枝和树叶3种生物质废弃物为原料, 分别采用差热/热重分析(TG/DTG)、 红外光谱(FT IR)、 Boehm滴定及X射线衍射（XRD）方法考察热解温度为350,550,750 ℃时制备的生物质炭结构及组成特征. 结果表明： 玉米秸秆原料的热稳定性最低, 热解过程中质量损失最大, 其次是树枝和树叶; 玉米秸秆原料的XRD谱弥散程度最大, 构成炭的微晶层数相对较少; 不同原料在相同温度制备的生物质炭, 其单位质量含有的表面官能团种类和总量相近, 但pH值差别较大, 其中玉米秸秆制成的生物质炭pH最大; 随着温度的升高, 相同原料制备生物质炭的芳香化程度增加, 表面官能团总量减少, pH值升高, 纤维素和半纤维素特征峰消失, 结构趋于石墨微晶.     

生物质利用优化生产规模分析

为指导生物质资源利用,基于生物质资源岛式分布特点及生产力指数法,建立了生物质收集与加工利用过程的成本模型,提出了以单位原料的总成本最低为目标函数的生产规模优化方法.以气化技术为例,考察了秸秆类生物质在不同分布情况下的优化经济规模,并分析相关因素影响.结果表明:气化技术的优化经济规模为6～9万t/a;优化规模及总成本随固定投资增加而增加;运输费率增加导致优化规模下降,总成本上升.     

复合生物质燃烧性能的数值模拟及实验

为探究复合生物质的燃烧性能,以圆筒形燃烧室的锅炉为例,利用FLUENT软件建立数学燃烧模型,并选取玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质作为模拟燃烧的燃料。分析4种生物质单独燃烧时燃烧室中心截面的温度分布,结合分析结果将玉米秸秆分别和木屑、稻秆按照不同的质量配比方案进行混合燃烧模拟,并对4种生物质及复合生物质做单烧及混烧实验验证。研究结果表明：4种生物质燃烧时燃烧室中心截面最高温度的排序为玉米秸秆>棉秆>木屑>稻秆,玉米秸秆的最高温度比其它3种生物质高100K以上;生物质的燃烧性能受一次风速、风温及自身含水率的影响较大;混烧明显好于单烧,实验验证玉米秸秆与木屑、稻秆的最佳质量配比分别为3:1、7:3,此时燃烧室中心截面的最高温度混烧比单烧分别提高90K和92K,且复合生物质提高了单一生物质的燃烧性能。     

中国生物液体燃料技术经济分析及预测

该文建立了生物液体燃料出厂价格(PGP)计算模型,在求得初始投资、原料成本、运营成本、贷款及利息、税费的基础上,采用净现值(NPV)法,求解产品最低出厂价格,并给出各类成本在液体燃料不同阶段出厂价格中所占的比例。该文选取了17种具有代表性的技术路线进行分析和预测,旨在为科研和产业发展提供指导,为国家制定产业发展政策及产业布局提供决策支持。研究结果表明:1.5代生物液体燃料出厂价格对原料成本高度敏感,占54%~90%,以非粮淀粉和糖类为原料的燃料乙醇和以小桐子为原料的生物柴油或航空煤油可在2020—2025年之间实现与化石燃料相比具有竞争力;对于2代生物液体燃料,原料成本及运营成本对出厂价格的贡献基本相当,分别占13%~40%和21%~48%,可在2020—2030年间实现成本的大幅下降,2025年前后与化石燃料相比具备竞争力;对于3代生物液体燃料,其出厂价格对原料成本最为敏感,占64%~96%,2040—2045年之间才能够与化石燃料相竞争。税费优惠政策对生物液体燃料的发展至关重要,可使大部分燃料提前10~15a与化石燃料相比具有竞争力;同时,对化石燃料征收碳税将有助于生物燃料更早实现其竞争优势,但近中期所能发挥的作用有限。本研究建议政府合理布局生物液体燃料产业发展,在原料育种和原料收储运体系建设、生物燃料技术研发与示范方面给予支持;在一定时期内对生物液体燃料免征消费税和所得税,实行增值税即征即退;对化石燃料征收碳税。     

玉米秸秆低温热解制备炭燃料试验研究

以玉米秸秆为原料,利用热重分析法对玉米秸秆的热解规律进行研究,考察热解温度对玉米秸秆生物质炭燃料的发热量、质量得率、能源得率、粒度分布和可磨性能的影响.结果表明,240℃时制备的生物质炭燃料达到NY/T 1878—2010标准要求,空干基低位热值为18.08 MJ/kg,质量得率为77.7%,能源得率为92.18%,中值粒径D_(50)为1 721.50 nm,并具有较好的可磨性能和燃烧特性.     

城市生态化是文明进化的里程碑——王涛院士谈城市生态化与森林能源

进入21世纪,为了推动中国生物质能源的开发利用,王涛院士通过对"全国主要生物质液体燃料木本植物资源的普查、研究与开发",筛选出可以作为生物质液体燃料原料的主要木本能源植物并对其进行了系统的研究。在此基础上,承担科技部"十一五"科技支撑项目"农林生物质资源高效培育技术研究",为生物质液体燃料产业化提供了资源基础。     

百吨/年规模生物质水相合成航油类烃过程的物质与能量转化

以农业废弃物生物质为原料,利用水相转化技术,进行了百吨/年规模生物航油类烃(C_8~C_(15))合成试运行.过程中采用两步酸解法分别将玉米秸秆中半纤维素和纤维素转化为糠醛和乙酰丙酸,作为生物质基平台化合物.在碱性条件下糠醛与乙酰丙酸经Aldol缩合反应实现碳链增长,生成的长链含氧中间体经过低温预加氢、高温加氢脱氧及精制,生成C_8~C_(15)范围内液态烃,可作为生物航油组分.以试运行实验结果为基础,进行了过程的物质与能量转化分析.结果表明,该路线获得液态烃类的基本性质满足合成航油ASTM-7566标准要求,并充分利用了原料中纤维素和半纤维素组分,是一条基于生物质的长链液态烃合成路线,1,t航油约需10~12,t干基玉米秸秆.     

纤维素乙醇微型工厂的Aspenplus流程模拟

在Aspenplus平台上对日产1kg乙醇的纤维素乙醇微型工厂流程建立流程模拟模型，并构建了完整的生物质组分物性数据库；对微型工厂流程进行了基于微型工厂实验数据和严格热力学模型基础上的物料衡算和能耗计算，并进行了水分回收分析和综合能耗折算。结果表明：在纤维素乙醇微型工厂最大生产能力下，用玉米秸秆生产1kg纤维乙醇的水用...     

葛根资源能源化生态产业链的研究

随着人类社会的快速发展,能源及资源危机日益凸现,利用生物质原料转化燃料乙醇是世界高技术研究和产业化竞争激烈的领域热点。各国根据实际情况分别以不同的原料进行燃料乙醇的生产。综合我国的国情和生物资源状况,遵照     

不同生物质木质纤维素的成分分析和比较

以玉米秸秆、中药残渣、林业废弃枝桠、木耳菌袋以及柳枝稷5种不同种类的生物质为原料,测定其纤维素、半纤维素、木质素的含量,通过对分析方法的建立,可快速得到不同生物质原料主要组分含量,筛选出纤维素含量高、木质素含量低的物种.实验结果表明：纤维素按其含量大小排列分别为：柳枝稷、玉米秸秆、木耳菌袋、枝桠、中药残渣;半纤维素含量：柳枝稷、玉米秸秆、枝桠、中药残渣、木耳菌袋;木质素含量：柳枝稷、枝桠、木耳菌袋、中药残渣、玉米秸秆.     

农户秸秆处置及供生物质电厂成本分析

为了分析农户秸秆就地焚烧造成面源污染而生物质电厂秸秆收购难的问题,通过对七省124个农户进行调研,结合家庭情况得到了农户秸秆处置的数据.结果显示59.3%的农户焚烧过秸秆,82.3%的农户未出售过秸秆.基于调研对农户秸秆供应进行场景设置,并建立供应成本的数学模型.以江苏省某生物质电厂秸秆供应为例,对不同场景下水稻秸秆供应成本进行分析,得到成本最高250元·t-1、最低186元·t-1.该模型可为引导农户合理利用秸秆、生物质电厂制定秸秆收购价格提供参考依据.     

玉米秸秆生物质炭对废水中苯酚的吸附性能

以农业废弃物玉米秸秆为原料制备生物质炭,研究其对废水中苯酚的吸附性能.结果 表明:玉米秸秆生物质炭吸附苯酚的平衡时间为180 min,随着溶液pH的升高吸附量降低,吸附剂最佳投加量为10 g/L;在最佳吸附条件下,苯酚的吸附去除率达到98.85％,吸附量高达44.25 mg/g;温度对苯酚吸附的影响不明显;玉米秸秆生物...     

乙酰丙酸——连接生物质和石油精炼的桥梁

正石油不仅是液体燃料基本的原料,也是我们使用的大部分化学品和聚合物的基料。石油供给的持久性与稳定性,以及其产品生产、使用对环境所造成的影响等问题成为公众热议的焦点,推动了替代能源诸如农、林生物质燃料的发展。尽管生物质可以作为燃油与化学品生产主要原料,但是对于燃料以及碳水化