燃烧热量或电力气化生物质燃气木炭或生物原油液化油乙醇沼气甲醇、醚生物柴油成型燃料生物质资源热化学法热解直接液化水解、发酵生化法沼气技术间接液化化学法酯化物理化学法压缩成型
图2.1 生物质能利用途径图
近年来我国生物质能源行业发展迅速，主要利用方式有以下5 种： （1）生物质成型燃料
（2）生物质气体燃料①沼气②生物质可燃气（BGF） （3）生物质发电
（4）生物质液体燃料①生物乙醇②生物柴油③生物质裂解油
3 化石燃料定义及分类
3.1
化石燃料
化石燃料也称矿石燃料，是一种烃或烃的衍生物的混合物，其包括的天然资源为煤炭、石油和天然气等，是由死去的有机物和植物在地下分解而形成的，是不可再生资源。
3.2
化石燃料分类
化石燃料中按埋藏的能量的数量的顺序分有煤炭类、石油、油页岩、天然气、油砂以及海下的可燃冰等。
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化石燃料煤炭类多
石油油页岩天然气油砂可燃冰少
图3.1化石燃料分类（数量排序）
按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：
石油 45-50年 天然气50-60年 煤炭200-220年
4 生物质燃料与化石燃料性能指标
4.1
燃料主要指标
目前，我国燃料主要指标有全水分、灰分、挥发份、全硫、低位发热量等指标。主要参考执行DB11/T541－2008标准，各指标见表4-1[8]。
表4-1成型燃料工业、元素分析要求
项目 全水分 灰分 挥发分 全硫 低位发热
符号 Mt Ad Vd St，d Qnet,v,ar
单位 % % % % MJ / kg
指标 ≤15 ≤10 ≥60 ≤0. 5 ≥13. 4
4.2
术语及其它指标
表4-2术语及其它指标表
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[9]
术语命名 A AFT BA daf db DTA DWR EDX FC HHV IAM ICP IM LA M MS OM SEM TE TGA VM XRD %
中文名 灰分
灰分熔融温度 生物质灰 干燥无灰基 干基 差热分析 干水溶性残留
能量分散型X射线分析仪 固定碳 高热值
无机非晶态物质 电感耦合等离子体 无机物 激光烧蚀 水分 质谱 有机物
扫描电子显微镜 微量元素 热重分析 挥发物 X射线粉末衍射 质量百分量
ash yield
ash-fusion temperature biomass ash dry, ash-free basis dry basis
differential-thermal analysis dry water-soluble residue energy dispersive X-ray fixed carbon higher heating value inorganic amorphous matter inductively coupled plasma inorganic matter laser ablation moisture mass spectrometry organic matter
scanning electron microscopy trace element
thermo-gravimetric analysis volatile matte
X-ray powder diffraction weight%
英文名
5 生物质燃料与化石燃料特性比较
5.1
生物质燃料的基本特性
5.1.1 生物质基本成分
生物质燃料中易燃部分主要是纤维素、半纤维素、木质素。燃烧时纤维素、半纤维素和木质素首先放出挥发分物质，最后转变成炭。
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5.1.2 燃烧特性
姜淑琴[10]等人实验研究得出生物质的燃烧和热解特性:生物质的燃烧过程分为四个阶段,即生物质的脱水,生物质热解和挥发物燃烧,挥发物的燃烧与固体碳表面燃烧并存,固体碳的表面燃烧。不同生物质的放热规律类似,第一个燃烧峰的放热面积小于第二个峰的面积。挥发物的燃烧速率比碳化物质快。生物质的纯热解过程有三个阶段,即脱水、热解和碳化。
试验研究发现生物质挥发物的燃烧效率比炭化物质快。燃料着火前为吸热反应，到着火温度以后，生成气相燃烧火焰和固相表面燃烧的光辉火焰，为放热反应。具体的燃烧性能见表5-1，部分生物质燃烧特性曲线如图5.1、图5.2[3]所示。
表 5-1生物质燃料燃烧性能[10]
升温速度 /(℃ m in ) temperature raising
15
- 1
生物质
初始燃烧温度 /℃ beginning temperature
414
燃烧峰温度 /℃ peak temperature
488
燃烧末温度 /℃ end temperature
507
燃烧峰速率 /(mg minmg) peak velocity 0. 0463
-1
-1
biomass 红松
pinuskoraiensis 烟秆 tobacco stems 稻壳 rice husk 蔗渣 bagasse 玉米芯 corn cob
糠醛渣furfural residue
15 15 15 15
367 386 398 384
410 447 478 447
515 508
0. 1142 0. 0587
0. 0737
15 399 449 506 0. 0556
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