生物质燃料乙醇的生产与利用技术

乙醇的生产及应用研究进展乙醇是具有燃烧完全、效率高、用途广等特点的可再生能源。

本文简要综述了生产乙醇的几种新技术，主要包括以玉米、小麦等为原料的淀粉类技术、以甘蔗、甜菜等为原料的糖蜜类技术及以农、林废弃物等为原料的纤维素类技术；较详细地阐述了乙醇在医药、食物、燃料、饮料、化工等领域的应用研究。

最后，展望了乙醇的应用发展前景。

标签：乙醇生产应用进展面对化学能源短缺以及使用化学燃料导致的大气污染、酸雨、温室效应等一系列环境问题，人类已着手开发用包括核能、风能、太阳能、氢能、生物质能源在内的各种绿色替代能源。

在生物质能源中，作为替代性再生能源之一的乙醇，具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，因此具有巨大的发展潜力。

世界重要经济体近30 年来大力发展燃料乙醇，美国、巴西走在世界前列，两国燃料乙醇产量占世界的69%以上。

现阶段我国生产燃料乙醇的原料以玉米为主（占50%以上），其次是薯类（占23%），其余是高粱、小麦、糖蜜等。

乙醇除了做燃料，还有许多其它用处，如：作为有机合成的原料；各种化合物结晶的溶剂；洗涤剂；萃取剂；食用酒精可以勾兑白酒；用作粘合剂；硝基喷漆、清漆、化妆品、油墨、脱漆剂等的溶剂以及农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料；还可以做防冻剂、消毒剂等。

一、乙醇的生产技术1.淀粉类技术—玉米乙醇技术美国具有比较成熟的由玉米制备乙醇的技术，主要有两种传统方法，一是湿法碾磨。

美国约40%的乙醇用湿法碾磨生产。

将玉米浸泡在具有二氧化硫的水中24h至36h，使籽粒能分离（Separate）成为四个组成部分：胚、蛋白质、纤维质和淀粉。

分离反应出现后，淀粉就发酵成乙醇，而剩下的三种组分则作为诸如玉米面筋粉和玉米面筋饲料等副产品出售。

这些都是被看作比较值钱的副产品。

二是干法粉碎。

干法粉碎总共约占美国乙醇生产的70%。

加工随着玉米被精细碾磨并被烧煮开始，淀粉被发酵并转化为乙醇，而玉米的三个不能发酵的部分（蛋白质、纤维质和脂肪）则被运送经过这个过程，并作为一种称作带可溶物的干酒糟（distillers dried grains with solubles）DDGS的饲料产品，在结束时回收。

生物质能利用技术
生物质能利用技术是指将植物、动物、微生物等有机生物质转化
为可再生能源的过程。

生物质能利用技术是一种先进的能源利用方式，它不仅可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染，还可以利用农业、林业、畜牧以及生活垃圾等广泛的废弃物资源，实现资源的高效利用。

生物质能利用技术主要包括生物质发电技术、生物质直接液化技术、生物质气化技术、生物质乙醇制造技术等。

其中，生物质发电技
术是目前最为成熟的一种生物质能利用技术，其利用生物质热值发电，与传统的火力发电方式相比，生物质发电技术更为环保、高效。

生物
质直接液化技术则是将生物质通过化学反应转化成液态燃料，具有高
效利用生物质资源、减少废弃物排放的优势。

生物质气化技术则是将生物质在一定的条件下转化为可燃性气体，实现生物质资源的高效利用。

生物质乙醇制造技术是一种利用微生物
发酵生产乙醇的技术，其具有使用废弃物资源进行生产、能源保障的
优势。

生物质能利用技术的应用从农业、林业、畜牧等方面推进生物质
制品的生产，推动生态农业、林业、畜牧业的发展。

在生产和生活中，大量的废弃生物质资源经过种植后成为可再生资源，将被利用于生物
质化肥、废弃物处理、食品加工、制纸、造纸等多个领域，从而实现
资源的高效利用，促进经济的健康发展。

总之，生物质能利用技术是利用废弃物资源进行高效、环保的能源产业。

近年来的科技发展促进了这一领域的进步，使生物质能得以更好的应用于生产与生活。

发掘和利用生物质能将成为未来能源革命的重要领域之一。

生物质能源的开发及利用一、引言随着经济的快速发展和人类对环境保护意识的日益增强，生物质能源的开发及利用越来越受到人们的关注。

生物质能源作为一种清洁、可再生的能源，在未来能够为我们提供更加可靠的能源来源。

二、生物质能源的概念生物质能源是指通过生物质转化过程产生的可再生能源，包括各种植物、动物以及海洋生物的废弃物、剩余物、种子等。

通过生物质能源的利用，可以实现从废弃物到能源的有效值。

三、生物质能源开发的途径1.生物质的热解生物质热解是指生物质在高温下或者缺氧状态下，通过热分解反应产生热量和一系列气体和液体燃料。

生物质的热解可以通过干馏、焙烧和气化等方式完成。

热解的产物可以直接作为燃料或者用于化工合成。

2.生物质的发酵生物质发酵是指通过微生物的代谢活动将生物质中的有机物质转化成可燃气体和液体燃料的过程。

生物质发酵包括固态发酵和液态发酵两种方式。

固态发酵可以将农作物秸秆、农业废弃物和城市垃圾等转化为有机肥料和燃料。

液态发酵则可以将沼气、乙醇等作为燃料或者化学原料。

3.生物质的液化生物质液化是指将生物质加热、溶解、升压和催化后，转化为液体烃类燃料的过程。

生物质液化因其产物类似于石油产品而被称为“人造石油”。

生物质液化具有产物多样、实现能量资源再生等优点。

四、生物质能源开发的技术难点尽管生物质能源拥有成熟的技术开发经验，但仍然面临着一些技术难点：1.生物质采集、运输和储存的技术难点生物质能源的采集和储存需要考虑到生物质种类、采集和储存过程的干扰、储存实验等因素，需要建立完善的生物质采集、运输和储存技术体系。

2.生物质转化技术的优化生物质转化技术需要考虑到生产过程中的能源利用效率，化学反应速率等参数，需要针对植物种类、原料性质、工艺流程等因素进行优化。

3.生物质能源经济性的提升生物质能源的经济性需要考虑到生产成本、市场需求和政策扶持等因素，挖掘生物质能源应用市场，降低生产成本等是促进生物质能源发展的关键。

五、未来展望生物质能源作为一种清洁、可再生的能源，将会在未来扮演更加重要的角色。

农业生产中生物质能源的利用与开发在当今全球能源需求不断增长以及环境保护意识日益增强的背景下，生物质能源在农业生产中的利用与开发正逐渐成为一个备受关注的领域。

生物质能源作为一种可再生能源，具有来源广泛、绿色环保等诸多优点，为农业的可持续发展提供了新的机遇和途径。

生物质能源是指通过生物过程或生物转化产生的能源，包括植物、动物和微生物等有机物。

在农业生产中，常见的生物质能源主要有农作物秸秆、畜禽粪便、林业废弃物等。

这些废弃物如果不加以合理利用，不仅会造成资源浪费，还可能对环境造成污染。

然而，通过适当的技术手段将其转化为能源，既能解决能源短缺问题，又能减少环境污染，实现农业废弃物的资源化利用。

农作物秸秆是农业生产中最常见的生物质资源之一。

以往，大量的秸秆被就地焚烧，不仅浪费了资源，还导致了严重的空气污染和火灾隐患。

如今，通过秸秆气化、秸秆发电等技术，可以将秸秆转化为清洁的能源。

秸秆气化是将秸秆在缺氧的条件下加热，使其转化为可燃性气体，如一氧化碳、氢气和甲烷等。

这些气体可以用于居民生活用气、工业燃料或发电。

秸秆发电则是将秸秆直接燃烧产生蒸汽，驱动汽轮机发电。

此外，秸秆还可以被加工成固体成型燃料，用于农村的取暖和炊事，替代传统的煤炭，减少对环境的污染。

畜禽粪便也是一种重要的生物质能源。

随着畜牧业的规模化发展，畜禽粪便的数量不断增加。

如果处理不当，会对土壤、水源和空气造成严重污染。

利用沼气池技术，可以将畜禽粪便转化为沼气。

沼气是一种优质的可燃气体，主要成分是甲烷，可以用于照明、做饭、取暖等。

同时，沼气池产生的沼渣和沼液还是优质的有机肥料，能够提高土壤肥力，减少化肥的使用量。

除了沼气池技术，还可以通过畜禽粪便的热解气化技术，将其转化为生物质燃气和生物质炭。

生物质燃气可以用于发电或作为工业燃料，生物质炭则可以改良土壤结构，提高土壤的保水保肥能力。

林业废弃物，如树枝、树叶、木屑等，也具有很大的能源开发潜力。

通过生物质燃烧发电技术，可以将这些林业废弃物转化为电能。

生物质能利用技术摘要生物质是可再生能源之一，分布广泛且资源丰富，对其的利用将会是未来能源发展的重要方向。

为了了解生物质能利用技术，本文从沼气发酵工艺、燃料乙醇技术、直接燃烧技术、生物质热裂解、生物质气化、生物柴油这几个方向去介绍。

总结得出近阶段中国适合发展小型规模的生物质能转化工艺，等到废弃农作物较为集中时才适合发展大型化的生物质能转化工艺。

关键词：生物质，木质纤维素，燃料乙醇，生物柴油AbstractBiomass is one kind of the renewable energy, which is widely distributed and resourceful. Therefore, its utilization will be an important direction of future energy. In order to understand the biomass utilization technology, this paper will introduce from the biogas fermentation, fuel ethanol, direct combustion, biomass pyrolysis, biomass gasification, biodiesel. It is concluded that the development of small-scale biomass conversion technology is suitable now and the development of large-scale biomass conversion technology will not be suitable for China until the waste crops are concentrated.Key words: Biomass, Lignocellulose, Fuel ethanol, Biodiesel前言中国是一个“富煤少油缺气”的国家，事实上中国人均的煤炭资源也不多，仅为88吨/人，按照目前的开采速度，中国的煤炭在大约100年后即将枯竭殆尽。

生物质能的生产与利用技术随着能源需求的持续增长和传统能源的枯竭，生物质能作为一种丰富、可再生的新型能源，成为全球范围内关注的热点话题。

生物质能的生产与利用技术，已经成为解决能源安全、保护环境的重要手段，对于推进可持续发展有着重大意义。

一、生物质能的定义和特点分析生物质能是指植物、动物和微生物生长过程中自然积累和储存的有机物产生的能量。

通常包括了各种植物及其副产物、农业、林业、畜牧业废弃物、食品加工废弃物、污泥、废纸及木材等可再生的固体、液态或气态有机物。

其特点是生产过程无需化石燃料，不会造成温室气体的排放，可减轻对环境的污染。

二、生物质能的生产技术生物质能的生产过程包括了生物质原料的收集、加工处理和转化等过程。

在其中，关键的生产技术主要涉及了物料的加工、发酵、提取、气化和热化等方面。

1. 生物质加工生物质加工是指将生物质原料进行物理、化学或生物化学处理以提取或转化其可再生能源。

生物质加工通常包括生物质干燥、制粒、压缩、颗粒化、解离和热解等工序。

常用的生物质加工设备有颗粒机、烘干机、木屑机、压块机、打浆机、烘干机等，这些机器将生物质原料进行加工，使其更适合后续处理。

2. 发酵生产发酵生产是指利用微生物对生物质进行代谢转化，从而产生生物质能颗粒、液态燃料、生物酒精、生物乙醇等产品。

常见的微生物分别有细菌和真菌两种，如厌氧菌、好氧菌、酵母、木霉等。

发酵后，微生物代谢产生的微生物体、代谢产物或焦炭等有机物，可作为固体、液态或气态的生物质能源。

3. 萃取技术萃取技术是指对生物质原料进行物理或化学分离，将固态、液态或气态生物质能源提取出来。

萃取技术可以分为机械、溶剂、酸碱和水蒸气萃取等，各有其适用范围和优缺点。

萃取的生物能源可以选择油、液体、气体等形式存在，广泛应用于生产有机肥料、氢气、液态燃料、生物油、合成气、木材醋酸和生物液态燃料等领域。

4. 生物质气化技术生物质气化技术是指对生物质原料通过高温和压力气化反应，使固态的有机物质转化为气态燃料，主要形式为可燃的化学气体和有机液体。

生物质能的利用和转化技术生物质能是指由生命存在过程中产生的形式多样的可再生能源，能源来源包括植物、菌物、海藻、海洋性动物、微生物以及农林废物等生物组织，这些生物组织含有太阳能的化学能、光合作用后形成的碳化合物和纤维素、木质素等多种化学能。

生物质能是一种可再生、可持续开发利用的清洁能源，目前在世界各国的能源结构中已经占有重要地位，生物质能的利用和转化技术也越来越成熟。

一、生物质能的利用生物质能的利用主要分为两种方式，一是直接利用，二是间接利用。

1. 直接利用直接利用指的是将生物质能直接作为燃料进行燃烧，将化学能转化为热能、机械能或者发电。

在这个过程中，生物质能释放出的二氧化碳总量与它在生长过程中吸收的二氧化碳总量基本相当，从而避免了由化石燃料燃烧所引起的温室气体排放。

直接利用生物质能的方式有木材、生物质薪炭、麻、秸秆等等。

2. 间接利用间接利用是指将生物质能先经过某种处理过程，如发酵、气化或者液化等，将化学能转化为气体、液体和固体，再以这些产品作为原料进行燃烧、化学反应或者制造等其他过程。

与直接利用相比，间接利用的能量利用效率更高，产品的种类也更加丰富。

常见的生物质能的间接利用方式有：生物甲烷、生物乙醇以及生物柴油等等。

二、生物质能的转化技术1. 气化技术气化技术是指将生物质能通过高温、低氧或者无氧条件下，在气化剂的作用下转化为气体的过程。

气化产物主要包括合成气、含酚气、氢气、碳氢化合物和二氧化碳等。

在此过程中，最重要的气化反应是生物质的碳化反应、气相裂解反应和氧化反应。

气化技术主要应用在生物质柴油和液态油气的制备过程中，也可以用于生产合成气，使其代替地下天然气的应用。

2. 发酵技术发酵技术是生物质能转化为可燃的液态燃料的一种技术。

该技术的基本原理是通过固定化微生物前处理生物质成果糖后进入发酵罐进行发酵过程，使成果糖转化为丙酮酸酯，再通过加热蒸发和分离，得到乙醇等液态燃料。

发酵技术在实际生产中有多种流程和方式，广泛应用于生产生物乙醇和生物丁醇。

生物质能源的利用及研究进展【摘要】化石能源的日益紧缺及其衍生的环境污染问题越来越严重。

生物质能源的开发和应用，因其可再生性和环保性，越来越受到人们的重视。

本文首先介绍了生物质能源相关的基础知识，然后综述了生物乙醇与生物柴油的发展情况，并展望了生物质能源的发展趋势。

随着全球经济的发展，人们对能源的依赖程度逐渐增加，需求与日俱增，目前作为能源主要载体的化石燃料面临枯竭，油价飞涨，压力突出。

消耗化石能源引起的污染越来越严重，不利于环保要求，必须寻求清洁、安全、可靠、可持续发展的新能源体系，从而保护自然资源和生态环境。

生物质能源是可再生能源的重要构成部分，具有产业化和规模化发展趋势，也是传统化石能源的替代品，在未来的能源结构优化中占据重要地位，各国政府无不关注，并积极引导相关专家从事生物质能源新技术的开发研究。

一、生物质能源生物质能源是指通过植物光合作用，将太阳能转化为植物体内的化学能。

生物质能源作为一种可再生能源，它的开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。

(一)生物质能源的特点。

1.可再生性。

可再生能源，储备多，获取方便，具有天然的自我再生功能，可以保证能源长久持续的使用。

排放有突出作用，有助于减缓温室效应，2.环保性。

利用生物质能源对降低CO2并且在转化过程的同时减少硫化物、氮化物和粉尘等的排放。

3.兼容性。

可直接使用，也可以利用转化工艺作为二次能源使用。

生物质可以通过生物，化学和物理方法转换成生物能源。

4.缺点。

生物质分布不集中、单位体积内的能量低、低发热量和种类多而杂等。

(二)生物质能源的主要来源。

目前，主要的生物质能源来源如作物秸秆、林场枝叶废弃物、畜牧粪便等非粮物质。

但长久以来，人们对生物质资源中的固体废弃物常用堆肥、填埋、焚烧等方式处理，导致废物处理时间久，污染土壤和水资源；虽然焚烧法的热值高，可是成本高，而且易污染大气。

因此若是能够高效利用这些废弃物来生产新能源物质可以增加产业利润，还可以解决环境污染的问题。

生物质能的转化与利用技术研究在全球能源需求不断增长、环境保护压力日益增大的背景下，生物质能作为一种可再生能源，其转化与利用技术逐渐成为研究的热点。

生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

生物质资源丰富，如农作物秸秆、林业废弃物、畜禽粪便、城市垃圾等，都可以作为生物质能的来源。

对生物质能进行有效的转化和利用，不仅能够缓解能源危机，还能减少环境污染，具有重要的经济和社会意义。

一、生物质能的转化技术1、直接燃烧技术这是最古老也是最常见的生物质能利用方式。

将生物质直接燃烧，产生热能用于供暖、烘干、发电等。

然而，这种方式的能源利用效率较低，且燃烧过程中会产生一定的污染物。

2、热化学转化技术（1）气化技术通过在高温、缺氧的条件下，将生物质转化为可燃气体，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

这种气体可以用于发电、供热，或者作为化工原料。

（2）热解技术在无氧或缺氧的条件下，对生物质进行加热，使其分解为生物油、炭和可燃性气体。

生物油可以进一步提炼为燃料或化工产品，炭可以用于土壤改良或作为燃料。

3、生物化学转化技术（1）发酵技术利用微生物将生物质中的糖类物质发酵转化为乙醇等液体燃料。

例如，利用农作物秸秆中的纤维素发酵生产乙醇。

（2）厌氧消化技术在无氧环境下，微生物分解有机物产生沼气，主要成分是甲烷和二氧化碳。

沼气可用于发电、供热或作为燃料。

4、物理化学转化技术（1）压缩成型技术将松散的生物质原料压缩成高密度的成型燃料，如生物质颗粒、生物质棒等，提高其能量密度和运输储存的便利性。

（2）酯交换技术将生物质油脂与醇类进行酯交换反应，生成生物柴油。

二、生物质能的利用技术1、发电（1）生物质直燃发电将生物质直接燃烧产生蒸汽，推动汽轮机发电。

（2）生物质气化发电先将生物质气化产生可燃气体，然后利用燃气轮机或内燃机发电。

2、供热生物质燃烧产生的热能可以通过热水或蒸汽的形式为居民和工业提供供热服务。

3、液体燃料（1）生物乙醇作为一种清洁的替代燃料，可以与汽油混合使用，减少对传统石油的依赖。

生物质能源利用方式生物质能源是指以生物质作为原料，经过物理、化学或生物转化过程后得到的能源。

由于其可再生性和环境友好性，生物质能源被广泛认为是可持续发展的重要能源之一。

本文将从不同的角度探讨生物质能源的利用方式。

一、生物质的直接燃烧利用生物质的直接燃烧利用是最常见的生物质能源利用方式之一。

生物质可经过干燥、压缩等处理后直接用作燃料，例如生物质煤、生物质柴油等。

这种直接燃烧方式简单、成本低廉，适用于一些基础能源需求较低的领域，如农村地区的采暖、烹饪和发电等。

然而，直接燃烧也存在一些问题，如燃烧产生的废气和固体废弃物对环境的污染，以及燃烧效率较低等。

二、生物质发电生物质发电是一种将生物质转化为电能的方式。

生物质可以通过气化、燃烧或发酵等方式转化为燃气、热能或生物质沼气，再利用燃气发电机组或蒸汽发电机组产生电能。

与直接燃烧相比，生物质发电具有更高的能源利用效率，减少了废弃物的排放。

生物质发电可广泛应用于工业、农业和城市等领域，为能源供应提供了可持续的解决方案。

三、生物质液体燃料生产生物质液体燃料是将生物质转化为液体燃料，如生物柴油和生物乙醇等。

生物柴油是通过生物质的酯化或裂解反应得到的，可直接替代传统的石油柴油。

生物乙醇是通过生物质的发酵或合成过程得到的，可用作汽油的替代品。

生物质液体燃料的生产技术不断发展，具有较高的能源密度和可再生性，是替代传统石油燃料的重要选择。

四、生物质气体利用生物质气体利用是将生物质通过气化等方式转化为可燃气体，如生物质沼气和生物质合成气等。

生物质沼气是利用生物质的发酵过程产生的，可用于烹饪、采暖和发电等。

生物质合成气是通过生物质的气化反应得到的，可用作替代天然气或燃料电池的燃料。

生物质气体利用具有高能源利用效率和低碳排放的特点，是可持续能源利用的重要途径。

生物质能源具有广泛的利用方式，包括直接燃烧利用、生物质发电、生物质液体燃料生产和生物质气体利用等。

这些利用方式在不同领域和不同规模下都有其独特的应用价值。

生物质能利用的技术手段及前景生物质能是指以植物、畜禽粪便、林业和农业废弃物、城市生活垃圾等有机物质为原料，通过物理、化学、生物等手段转化成为液态燃料、气态燃料和固态燃料等可再生能源的总称。

尤其是在当今能源日益紧缺的情况下，生物质能源作为一种可再生、清洁、高效的替代能源，受到了越来越多的关注。

一、生物质能的技术手段1.1 生物质燃烧技术生物质燃烧技术是将生物质能源转化为热能和动力能的一种基础技术，主要有直接燃烧和气化两种方式。

其中直接燃烧主要是将生物质直接燃烧以产生蒸汽，从而驱动发电机发电；气化技术则是将生物质通过高温气化反应，形成可燃性气体，再用于发电、发热等多种用途。

1.2 生物质发酵技术生物质发酵技术是指利用微生物或酶的作用，将生物质转化成有用的生物质能源。

包括沼气发酵技术、蒸压酶解技术、酵母发酵技术、微生物转化技术等。

其中沼气发酵技术是利用微生物将有机废弃物降解为沼气，从而得到一种高能量、清洁的燃料。

1.3 生物质液化技术生物质液化技术是将生物质转化成液态燃料，包括生物质制油、生物质制醇等多个方面。

生物质制油是将生物质进行加热和压力处理，使其几乎瞬间裂解成为液态产品，其中生物柴油是其中的主要产品。

生物质制醇则是采用生物发酵技术，通过将生物质转化为可发酵原料，再将其发酵生成酒精，最终提取出乙醇燃料。

二、生物质能技术的前景生物质能技术具有广泛的应用前景，涉及到能源、化工、农业、环境保护等多个领域。

2.1 生物质能的发电和供热生物质能的发电和供热是目前应用较为广泛的方面，尤其是利用生物质燃烧、气化等热能转化技术，可以产生大量的蒸汽或沼气，从而达到发电和供热的目的，其可再生、清洁的特点使其在清洁能源领域具有很强的优势。

2.2 生物质燃料生物质能作为一种可再生、清洁的能源，近年来也越来越多地应用于生物质燃料的领域，如生物柴油、生物乙醇等。

随着环保要求的不断升级，生物质燃料在交通运输和工业生产中的应用前景将会更加广泛。

生物质乙醇一生物质能源的发展前景随着中国经济的高速增长，以石化能源为主的能源消费量剧增，在过去的20多年里，中国能源消费总量增长了2.6倍，对环境的压力越来越大。

2003年，中国二氧化碳排放量达到8.23亿吨，居世界第二位。

2025年前后，中国二氧化碳排放量可能超过美国而居首位。

2003年，中国二氧化硫的排放量也超过了2000万吨，居世界第一位，酸雨区已经占到国土面积的30%以上。

中国二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的2／3均来自燃煤。

预计到2020年，氧化硫和氮氧化物的排放量将分别超过中国环境容量30%和46%。

根据我国的可持续发展战略，生物质能源的发展具有良好的发展前景。

二生物质能源的介绍2.1生物质生物质( biomass，生态学中常译为生物量)是在讨论生物能源( bioenergy)时常用的一个术语,指地球上所有活的和死的生物物质以及新陈代谢产物的总称。

具体来说,生物质资源( biomass resources)包括:所有动物和植物及其排泄物、农业和林业的废弃物、食品加工和林产品加工的下脚料、餐饮业的残羹、城市固体废弃物(municipal solid waste,MSW) 、生活污水( sewage) 、工业废水( black liquor)等。

据估算,地球上每年生产的生物质总量约1400～1800亿t (干物质)。

生物质是储存太阳能的独特单元,其内部蕴含着巨大的生物质能( biomass power) ,而这些能量最初来源于自养生物的光和作用。

生物质作为唯一可再生碳源,兼具无净碳排放、硫含量低和可生物降解等环境友好以及廉价的特点,这使得生物质能源成为世界各国竞相发展的可再生能源之一。

2.2生物质燃料生物质能源是指能够提供可更新能源供应品——生物燃料的主要构成部分,用以生产热能、动能和电能的那部分生物质资源。

该定义涵盖了两个要点:第一,生物质资源都是潜在的生物质能源,但二者并不等同,只有当生物质资源是用来生产人类所需的热能、动能和电能时才能被称为是生物质能源；第二,生物燃料是人类所要利用的那部分生物质能的载体。

生物质能源的转化与利用生物质能源是指从植物和动物等生物体中提取的可再生能源，具有丰富的资源和环境友好的特点。

生物质能源的转化与利用是指将生物质能源转化为可用于发电、供热或制造生物燃料等能源形式，并有效地利用这些能源。

本文将分别阐述生物质能源的转化和利用两个方面。

一、生物质能源的转化生物质能源的转化过程可以涵盖从生物质的收集、储存、预处理、转化、分离等环节，其中生物质的转化是重要的一环。

1. 生物质收集与储存生物质能源的来源广泛，可以来自农作物残余物、林业废弃物、农业固体废物等多个方面。

因此，生物质能源的收集工作需要对这些来源进行有效的管理和收集，确保生物质能源的稳定供给。

此外，生物质能源的储存也是一个重要环节，有效的储存方式能够保证生物质能源的长期储备。

2. 生物质的预处理生物质在转化过程中需要进行预处理以提高转化效率。

预处理包括破碎、粉碎、干燥等工序，通过降低生物质的颗粒度和水分含量，可以提高后续转化过程中的能源产量和质量。

3. 生物质的转化生物质的转化方式多种多样，主要包括热化学转化、生物化学转化和生物转化等。

热化学转化是指通过高温或气体反应将生物质转化为燃气、液体燃料或固体燃料；生物化学转化是指利用微生物或酶的作用将生物质转化为生物酒精、生物气体或其他有机化合物；生物转化则是指通过微生物的作用将生物质转化为生物菌肥等产品。

4. 生物质的分离在生物质的转化过程中，有时候需要将其中的纤维素、半纤维素和木质素等组分进行分离，以便进一步利用这些组分生产化学品、纤维素乙醇等。

二、生物质能源的利用生物质能源的转化之后，可以用于多个领域的能源利用，下面将重点介绍其中的几个应用领域。

1. 生物质能源的发电利用通过生物质能源转化后得到的固体、液体或气体燃料，可以与传统能源一起用于发电。

生物质能源发电的方式主要有焚烧发电、气化发电和发酵发电等。

这些发电方式能够有效地利用生物质能源，减少化石能源的使用，降低温室气体排放。

纤维乙醇技术纤维乙醇技术是一种先进的生物质能利用技术。

这种技术可将可再生能源转化为乙醇燃料，从而降低对化石燃料的依赖，减少对环境的影响。

纤维乙醇技术主要是利用植物的纤维素和半纤维素提取出来的糖分，通过发酵制备成乙醇。

纤维素是一种多糖类物质，主要存在于植物细胞壁中，是植物细胞壁的主要组成部分。

纤维素和半纤维素都是难以降解的高分子物质，但可通过预处理、酶解和发酵等方法转化为可燃料的糖分。

纤维乙醇技术的核心是高效低成本的糖分提取和乙醇发酵。

纤维乙醇技术的步骤包括：预处理、酶解、糖分提取、发酵和乙醇分离等。

预处理是将纤维素和半纤维素物质通过机械或化学处理打破细胞结构，增加酶解效率。

酶解是将预处理好的物质通过特定酶的作用，使其转化为单糖、双糖、三糖等易于发酵的糖分，一般采用低温和中性条件下的酶解，能够保持酶的生物活性和稳定性。

糖分提取是将酶解后的物质通过过滤、离心等方法提取出来的糖分溶液，该步骤的效率直接影响到最终乙醇的产量和质量。

发酵是将提取出来的糖分经过特定酵母的发酵反应，生成乙醇和CO2等产物。

乙醇分离是将发酵后产生的乙醇和水分离出来的过程，该步骤的效率直接影响到乙醇的浓度和纯度。

纤维乙醇技术的优势在于，可利用豆渣、稻秆等废弃物和非粮食作物等低成本生物质资源制备乙醇，减少对食品作物的竞争，符合可持续发展的要求；同时，该技术可实现CO2的回收和利用，达到减轻温室气体排放的效果；此外，纤维乙醇技术还可利用现有的生物质燃料基础设施，成本较低，易于推广和应用。

纤维乙醇技术的发展还面临一些挑战。

首先是糖分的提取和酶解效率有限，需要进一步研究高效低成本的方法；其次是酵母对于产物乙醇的耐受性较差，需开发高效酵母；此外，在纤维素和半纤维素酶解和发酵过程中产生的杂质如酸性物质、酚类和醛类物质等会影响发酵效果和乙醇质量，需要开发相应的清洁技术。

总的来说，纤维乙醇技术是一种具有广阔应用前景的新型能源技术，能够将废弃物和非粮食作物等生物质资源转化为可再生的乙醇燃料，实现可持续发展和环境保护的目标。

生物质能的生产与利用技术研究在当今能源需求不断增长，环境问题日益严峻的背景下，寻找可持续、清洁的能源成为了全球范围内的重要课题。

生物质能作为一种可再生能源，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。

本文将深入探讨生物质能的生产与利用技术。

一、生物质能的定义与来源生物质能，简单来说，就是由生物质产生的能量。

生物质包括各种植物、动物以及微生物，以及由它们产生的有机废弃物。

常见的生物质来源有农业废弃物（如秸秆、稻壳等）、林业废弃物（如树枝、木屑等）、城市垃圾、工业有机废水以及能源作物（如甘蔗、玉米等）。

这些生物质资源丰富多样，分布广泛，为生物质能的开发利用提供了充足的物质基础。

二、生物质能的生产技术1、直接燃烧技术这是最古老也是最简单的生物质能利用方式。

将生物质直接燃烧，产生热能，用于供暖、烹饪或者发电。

然而，这种方式的能源利用效率相对较低，且燃烧过程中可能会产生一定的污染物。

2、生物质气化技术通过在高温、缺氧的条件下，将生物质转化为可燃气体，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

这些气体可以直接用于燃烧发电、供热，或者经过进一步的处理用于合成化学品。

3、生物质液化技术包括热解液化和生物化学液化。

热解液化是在高温无氧的条件下，将生物质快速分解为液体生物油；生物化学液化则是利用微生物或者酶的作用，将生物质转化为液体燃料。

4、生物质发酵技术利用微生物的发酵作用，将生物质中的糖类等物质转化为乙醇、丁醇等液体燃料，或者产生沼气（主要成分是甲烷和二氧化碳）。

三、生物质能的利用技术1、发电生物质能发电主要有两种方式：直接燃烧发电和气化发电。

直接燃烧发电是将生物质在锅炉中燃烧，产生蒸汽驱动汽轮机发电；气化发电则是先将生物质气化为可燃气体，再通过燃气轮机或内燃机发电。

2、供热将生物质燃烧产生的热能通过热交换器传递给供热系统，为居民、工业或者商业建筑提供暖气和热水。

3、液体燃料由生物质转化得到的乙醇、生物柴油等液体燃料，可以直接用于交通运输领域，替代传统的石油燃料，减少对化石能源的依赖和温室气体的排放。