生物质能是人类使用早的一类能源,生物质能被称为可再生能源的原因之一是其在产生的时候,利用光合作用进行生物体的构造,此过程中消耗的二氧化碳的量等同于其完全燃烧产生的二氧化碳,所以说其对于环境的碳排放可视作零排放,这和化石能源例如石油或者煤炭相差甚远,避免了上亿年的进化过程,且含氮量含硫量少得多。生物质能可以来自很多途径:农业、城市、森林等。生物质的处理方式可以分为生物处理法和热处理法。
常见的生物质能源生化处理工艺
1. 生物处理法:
1) 对于生物处理法的生物消化法,预处理后的生物质被酶类和细菌类分解,生成小分子物质:
A. 厌氧处理:甲烷和二氧化碳作为气体产物,剩余一些固体残留物。
B. 好氧处理:产热,二氧化碳和固体残渣。
2) 对于生物处理法的发酵法:
预处理的生物质进行发酵通常是生产出醇类物质,通过蒸馏的方式产出液体燃料或工业酒精。
生化法生产-生物燃料简介
生物燃料是指由农作物转化而来的燃料。农作物具体可以指豆类,玉米,甜菜等中国随处可见的植物,这些植物通常为淀粉基植物。这些植物通过发酵生成的生物乙醇,可以用作燃料的供应。巴西作为生物乙醇的使用大国,早已经采用了生物乙醇混汽油的工艺供内燃机运行。
在微生物的参与下,淀粉基农作物中淀粉能够被水解生成麦芽糖等双糖类物质,双糖类物质可以继续转化为单糖类物质,葡萄糖果糖就是两种具代表性的单糖,在缺氧环境下由于微生物的无氧代谢,会产生乙醇和二氧化碳,而乙醇就是工业酒精基本的成分。通过简单的蒸馏法可以达到分离酒精与水的目的。
图2 简单的乙醇—水二元混合物的分离
生物燃料主要应用粮食作物为主要产品,这也带来了一系列争论。首先是生物质能源需要大量的农耕土地,这也为许多依赖与生物乙醇的国家带来了麻烦。据报道,巴西的雨林被大量的砍伐,去生产生物乙醇,造成了极大的环境破坏。二者,在许多的国家出现了能源作物与民争地,与民争食的情况。生物质能源的前景是绿色的,但是如何分配,仍需实践经验与探讨。