Transcript 生物质能
L/O/G/O 08烟草2班 彭玖华 马爱国 刘蒙蒙 廖伟东 张磊 武丹风 杨俊 联合制作 生物质能------烟草调制 contents 开发生物质能的背景 运用生物质能的原理 生物质能优缺点 生物质能在烟草调制中的运用 生物质能的发展前景 开发生物质能的背景 背景：烟叶烘烤是一个大量耗热的过程⋯，每烤1 kg干 烟叶的耗煤量一般为1．5～2．0 kg，热能利用率只有 30％左右，能量浪费十分惊人。另外，烘烤季节煤炭燃 烧释放的粉尘、碳氧化合物、硫化物和多环芳烃(PAHs) 给周围环境带来较大污染，烘烤已经成为烟草生产主要 的污染来源之一。 当前，能源日趋紧张，燃料价格不断上涨，人们的 环保 意识日益增强。在此背景下如何提高烟叶烘烤的热能利 用率，降低成本，减轻污染，并确保烟叶烘烤质量，增 加经济收益，已成为烟叶烘烤的重要课题。因此，研究 和开发新的高效清洁能源迫在眉睫。 有利条件：开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。 中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农 村的主要生活燃料。 生物质能的简介 生物质能的原理：就是太阳能以化学能形式 贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为 载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植 物的光合作用，可转化为常规的固态、液态 和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种 可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳 源。 生物质能分类 农业资源 林业资源 生物质能的分 类 生活污水和 工业有机废 水 re 城市固体废 物 生物质能的诸多用途 收集 •。 水解—乙醇 太阳能 处理 气化—甲醇混合气（Co H2 Ch4） 热解提炼—汽油柴油 准备 生物质能 烟草调制 生物质能的利用已取得的成就 薪炭林 目前我国472 万多公顷，总 面积达到540 万公顷，加上 其他森林年合 理生产薪材能 源约一亿吨标 准煤 生物质气化 产气量由200～ 1000m3／h， 气化效率达70 ％以上。 沼气 2005年底。全国 农村户用沼气池 已发展到l 807万 户，年产沼气总 量约70亿m3，折 合标准煤约500 万t，可以替代l 540万t原煤 生物质压缩成 型及其他技术 我国已研制 出螺旋挤压式、 活塞冲压式和 环模滚压式等 几种生物质压 缩成型设备 优缺点对比 广泛分布性（缺乏煤炭的地 域，可充分利用生物质能）； 生物质燃料总量十分丰富 低污染性 生物质的硫含量、氮含量 低、燃烧过程中生成的SOX、 NOX较少；生物质作为燃料 时，由于它在生长时需要的 二氧化碳相当于它排放的二 氧化碳的量，因而对大气的 二氧化碳净排放量近似于零， 可有效地减轻温室效应； 缺点 生物质能 1、小规模利用； 2、植物仅能将极少量的太阳 能转化成有机物； 3、单位土地面的有机物能量 偏低； 4、有机物的水分偏多(50 ％～95％)。 设计历程 叶经纬等在1991年就成功研制出生物 质气化燃烧炉，能源利用效率提高50％； 2002年河南农业大学也对生物质气化 烤烟系统进行了系统研究，设计了一套以农 作物秸秆等生物质为能源的烘烤设备，该设 备将传统的间接换热式烤烟改为间接换热与 直接换热结合式烤烟。 生物质新型烤烟炉主要特色 • 新型烤烟炉是基于生物质燃料的基本燃烧特性，设计 成两段炉型偶台式结构，上部是燃料的热解气化段，下部 是燃烧段，可以称为气化燃烧炉。 这种炉型在原理上按气流下行式组织 炉内过程，燃料 经过热解气化后， 由气化室底部喷出可燃气体(包括未完 全分解的挥发物与焦油等)，与二次空气混合，在燃烧室 内进行激烈的燃烧，可以消除传统炉型的缺点。气化燃烧 方式的炉内过程，可以持续与稳定地工作，燃料层层推进， 保持一定的料层厚度。能充分利用燃料的热解与气化产物， 在燃烧室内形成逆置式火焰，整过炉内过程稳定，不会出 现温度波动现象。它燃烧完全、效率高；不冒黑烟并消除 了在大垄内发生的后燃现象，达到节约能源与提高产品烘 烤质量的要求。 新炉型的基本特点具体表现 燃烧的火焰稳定，温 度均匀，与传统火 炉比较， 不会困加 料过程而引起燃烧 出现局期性的波动。 操作方便，能迅速 调节各种热力负荷， 以满足烟叶烘烤过 程中不同时期对于 温度变化的要求 烤烟炉与主火垄通道 联接，便于布置组 成最佳的热力配风 系统。燃烧效率高， 具有很高的节能效 果。对燃料的适应 性好， 能烧多种生 物质燃料 . 炉型结构新颖， 仍采用自然进风， 能替代传统火炉， 与现有的农村烤 烟房配套，保证 了应用范围的广 泛性。 生物质气化烤烟系统 工作原理 • 生物质燃气经燃烧器燃烧后产生高温热烟气，这 部分热烟气流经烤烟箱下部的换热器以间接换热的 方式将热量传递给烤烟箱中的烟叶，经过换热的烟 气在引风机的作用下被送进净化器以脱除烟气中的 微量炭尘等颗粒物，经净化后的烟气在调温室与空 气进行混合降温后，在鼓风机的作用下被吹进烤烟 箱下部的气体分配室，然后均匀地进入烤烟箱上部 空间与烟叶进行直接热交换，并最终在排气风机的 作用下被送入到其它烤房进一步利用。 • • • 将热烟气引入烤房有两方面的作用． 一.是进一步利用其所携带的热量; 二.是利用其所携带的二氧化碳: 往烤房内补充一定浓度的二氧化碳(一般应小于1．35％)可 起到两方面的作用，一是能加速叶片的脱水，促进叶绿素分解， 有利于烟叶变黄，从而缩短烘烤时间；另一方面能抑制多酚氧 化酶的活性，减少或消除烟叶变褐现象的发生，促进淀粉酶的 活性，有利于淀粉向糖的转变，从而使烟叶的内在和外观质量 得到提高。需要说明的是烟气的循环利用在烟叶烘烤过程的变 黄和定色期只是间歇和短时间采用，这样做的目的主要是利用 烟气所携带的二氧化碳，同时尽量减少烟气中其它气体成分对 烟叶可能产生的不良影响，因为烟叶的品质主要取决与这两个 阶段；等到了干筋期，这时除炭尘外．其它气体成分对烟叶的 质量不在有影响，所以这一阶段对烟气的循环利用就连续采用， 以利用其所携带的余热，提高设备的能量利用效率 . 生物质气化烤烟系统结构示意图 秸秆气化供气系统 . 效果分析 • 系统节能效果分析 系统的平均热效率为58.3%，较传统烤烟房 的30%提高了近一倍，系统具有明显的节能 效果。 • 品质改善效果分析 生物质气化烤烟房所烤烟叶较普通烤房提 高了一个档次。 生物质气化烤烟房所烤烟叶较普通烤房提高了一 个档次。主要有以下两个方面的原因。 • 首先，通过直接将热烟气充入烤烟房，提高了烤烟房 CO2的含量。一定浓度的CO2能提高烤烟的质量。 • 第二，由于采用温、湿度自动控制系统，所以控制的 准确性及灵敏性都较普通烤房有大幅度提高。温、湿 度作为影响烤烟质量的最为重要的因素，其控制的准 确性在很大程度上决定了所烤烟叶的质量。 生物质能的发展前景 我国林业生物质能源原料丰富:我们可以建设多个能源林 基地，最终使林业生物质能源达到从原料培育、加工生 产到销售的“林油一体化”格局。 利用边际性土地种植非粮能源作物：利用种粮难的边际 性土地种植能源作物将为生物质能源提供充足的原料， 例如，甜高粱、木薯等非粮农作物。 农林业的废弃物(包括城市工业的有机废弃物)都可作为生 物能源原料:例如安徽丰原集团的秸秆生产乙醇燃料技术 和中科大的“秸秆变油”，利用“生物质热解液化技术” 成功用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种农林废弃物 生产生物油，可以直接作为燃料使用。 •引用文献 宋朝鹏，李常军，杨超，张钦松，江凯，宫长荣.生 物质能在烟叶烘烤中的应用前景.河北农业科学， 2008，12(12)：58~60 杨世关，张百良，杨群发等。生物质气化烤烟系统 设计及节能与品质改善效果分析，农业工程学报， 2003，3（19）：207~209 L/O/G/O Thank You!