生物質(zhì)能是人類使用早的一類能源,生物質(zhì)能被稱為可再生能源的原因之一是其在產(chǎn)生的時候,利用光合作用進行生物體的構(gòu)造,此過程中消耗的二氧化碳的量等同于其完全燃燒產(chǎn)生的二氧化碳,所以說其對于環(huán)境的碳排放可視作零排放,這和化石能源例如石油或者煤炭相差甚遠,避免了上億年的進化過程,且含氮量含硫量少得多。生物質(zhì)能可以來自很多途徑:農(nóng)業(yè)、城市、森林等。生物質(zhì)的處理方式可以分為生物處理法和熱處理法。
常見的生物質(zhì)能源生化處理工藝
1. 生物處理法:
1) 對于生物處理法的生物消化法,預(yù)處理后的生物質(zhì)被酶類和細菌類分解,生成小分子物質(zhì):
A. 厭氧處理:甲烷和二氧化碳作為氣體產(chǎn)物,剩余一些固體殘留物。
B. 好氧處理:產(chǎn)熱,二氧化碳和固體殘渣。
2) 對于生物處理法的發(fā)酵法:
預(yù)處理的生物質(zhì)進行發(fā)酵通常是生產(chǎn)出醇類物質(zhì),通過蒸餾的方式產(chǎn)出液體燃料或工業(yè)酒精。
生化法生產(chǎn)-生物燃料簡介
生物燃料是指由農(nóng)作物轉(zhuǎn)化而來的燃料。農(nóng)作物具體可以指豆類,玉米,甜菜等中國隨處可見的植物,這些植物通常為淀粉基植物。這些植物通過發(fā)酵生成的生物乙醇,可以用作燃料的供應(yīng)。巴西作為生物乙醇的使用大國,早已經(jīng)采用了生物乙醇混汽油的工藝供內(nèi)燃機運行。
在微生物的參與下,淀粉基農(nóng)作物中淀粉能夠被水解生成麥芽糖等雙糖類物質(zhì),雙糖類物質(zhì)可以繼續(xù)轉(zhuǎn)化為單糖類物質(zhì),葡萄糖果糖就是兩種具代表性的單糖,在缺氧環(huán)境下由于微生物的無氧代謝,會產(chǎn)生乙醇和二氧化碳,而乙醇就是工業(yè)酒精基本的成分。通過簡單的蒸餾法可以達到分離酒精與水的目的。
圖2 簡單的乙醇—水二元混合物的分離
生物燃料主要應(yīng)用糧食作物為主要產(chǎn)品,這也帶來了一系列爭論。首先是生物質(zhì)能源需要大量的農(nóng)耕土地,這也為許多依賴與生物乙醇的國家?guī)砹寺闊?。?jù)報道,巴西的雨林被大量的砍伐,去生產(chǎn)生物乙醇,造成了極大的環(huán)境破壞。二者,在許多的國家出現(xiàn)了能源作物與民爭地,與民爭食的情況。生物質(zhì)能源的前景是綠色的,但是如何分配,仍需實踐經(jīng)驗與探討。