2014年黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训能源与动力工程专业作业专业课作业.doc

一、名词解释：1、生物质能：包括直接来自光合作用的树木、草类、农作物及水生植物等绿色植物，还包括各类有机废物、城市垃圾、有机废水、下水污泥等二次能源。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种，它的生成过程如下： CO2+H2O+太阳能 CH2O+O22、能源植物：所谓能源植物，就是指那些通过光合作用把二氧化碳和水直接转化成不含氧的碳氢化合物的一类植物，这类植物的分泌乳汁或提取液的化学成分与石油的化学成分相似，故又称为 “石油植物”,又因为这类植物以木本植物居多，故又称之为“能源树”。3、沼气 ：是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源，并且是可再生能源。4、生物柴油： 它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。5、燃料乙醇 以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。6、生物质发电:是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。7、生物质热解：7、生物质是一种清洁的可再生能源，生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径，所谓热解就是利用热能打断大分子量有机物，使之转变为含碳原子数目较少的低分子量物质的过程。生物质热解是生物质在完全缺氧条件下，产生液体、气体、固体三种产物的生物质热降解过程。8、生物质气化:是生物质在缺氧状态下加热，使碳、氢、氧等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，转化成气体燃料的技术。二、填空题：1、根据来源不同，可以将适合能源利用的生物质分为 (林业资源)、(农业资源)、(生活污水和工业有机废水)、(城市固体废物)、(畜禽粪便)、废水、废渣、 能源植物 。2、生物质转化利用的途径主要包括(直接燃烧)、(生物化学转换)、(生物质热化学转换)。3、生物质的可燃部分主要包括(有机质)、(挥发分)、(C)。4、沼气发酵的基本条件是(适宜的发酵温度)、(适宜的发酵液浓度)、(发酵原料中适宜的碳、氮比例(C：N)、(适宜的酸碱度(pH值)、(足够量的菌种)、(较低的氧化还原电位(厌氧环境)。5、燃料乙醇的优点是（资源丰富）、（排放性能好）、（动力性能好）、(积碳减少)、(使用方便)。6、生物质气化（以上吸式生物质气化炉为例）生物质原料从上部加入，气化剂（空气）从底部吹入，可分为：( 干燥 )、( 热解 )、( 还原 )和( 氧化 )4个反应区 。7、生物质化学组成的主要成分有：( 纤维素 )、( 半纤维素 )、( 木质素 )、( 淀粉 )、( 蛋白质 )等。8、生物柴油的生产工艺主要包括：( 化学法 )和( 酯化法 )。三、选择题：1、 生物质的 B 是最简单的热化学转化工艺。(A) 气化 (B) 直接燃烧 (C) 热解 (D) 直接液化2、 下列不属于生物质中含有的高分子有机化合物是 C 。(A) 纤维素 (B) 木质素 (C) 甲醛 (D) 蛋白质3、 沼气的主要成分是 A 。(A) CH4和CO2 (B) CH4和CO (C) H2和N2 (D) CH4和H2S4、 生物质作为直接燃烧燃料的特点是（可多选） B D 。(A) 含碳量少 (B) 挥发分多 (C) 含氧量多 (D) 密度小5、 生物质气化发电具有的优点是（可多选） A B C 。(A) 技术灵活 (B) 发电洁净 (C) 经济型好 (D) 技术成熟6、 生物质的转化利用的途径主要包括（可多选） A、B、C 等。(A) 物理转化 (B) 化学转化 (C) 生物转化 (D) 固化四、简答题1、为什么说生物质能是低碳能源？答：低碳能源是替代高碳能源的一种能源类型，它是指二氧化碳等温室气体排放量低或者零排放的能源产品。生物质燃烧所释放出的CO2大体相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2，因此可以认为是CO2的零排放，有助于缓解温室效应。2常见生物质气化的种类及基本原理？答：生物质气化有多种形式，如果按照气化介质分，可将生物质气化分为使用气化介质和不使用气化介质两大类。不使用气化介质称为干馏气化；使用气化介质，可按照气化介质不同分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、水蒸气-氧气混合气化和氢气气化等主要的技术为固定床气化器和流化床气化器。生物质气化的基本原理：生物质气化是在一定的热力学条件下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含一氧化碳和氢气等可燃气体的过程。为了提供反应的热力学条件，气化过程需要供给空气或氧气，使原料发生部分燃烧。气化过程和常见的燃烧过程的区别是燃烧过程中供给充足的氧气，使原料充分燃烧，目的是直接获取热量，燃烧后的产物是二氧化碳和水蒸气等不可再燃烧的烟气；气化过程只供给热化学反应所需的那部分氧气，而尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气体中，气化后的产物是含氢、一氧化碳和低分子烃类的可燃气体。3常见生物质液化的种类及基本原理？答：生物质液化包括生物化学法生产燃料乙醇和热化学法生产生物油,热化学法又可分为快速热解液化和加压液化。基本原理：生物质液化是指使生物质经过一系列热化学加工过程而主要转化为液体燃料的过程。根据不同技术路线，有直接、间接液化技术。直接液化是指把生物质在高压和一定温度下与氢气发生反应而直接转化为液体燃料的过程。与热解相比，利用该法可生产出物、化稳定性更好的液体产品。间接液化是指将生物质气化所得合成气经由催化合成为液体燃料（甲醇、乙醇、二甲醚、链烃等）的过程4简述生物质能发电的方式。答：生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。5、生物质成型的原理？答：植物细胞中除含有纤维素、半纤维素还含有木质素（木素），木素是具有芳香族特性的结构单体，为丙烷型的立体结构高分子化合物。在阔叶木、针叶木中木素含量为27%32%（干基），禾草类木素含量为14%25%。虽然在各种植物中都含有木素，但它们的组成、结构并不完全一样。木素属非晶体，没有熔点但有软化点，当温度为70110时粘合力开始增加，木素在适当温度下（200300）会软化、液化，此时加以一定的压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型。6、乙醇生产的主要方法 ？答：按原料来源，乙醇的工业生产主要有两类：以糖类、淀粉和纤维素等碳水化合物为原料的发酵法和以乙烯为原料的水合法。7、生物质能发电的特点？答： （1）资源丰富，发展潜力巨大。生物质资源非常巨大，有很大的发展潜力。随着国民经济的发展，在国家环保政策的引导下，这些潜力将会被逐渐释放出来，作为发电动力燃料的生物质原料将会越来越多，给生物质发电提供了发展空间。（2）适合发展分布式电力系统，接近终端用户。相对于煤、石油、天然气等化石类燃料，生物质资源是分散的，生物质能的分散性决定了生物质能利用的分散性。根据生物质资源的这一特点，在生物质资源相对集中的地域，根据资源量选择适当的生物质发电技术类型，建立相应规模的生物质发电厂，所生产的电力可以直接供给附近的用电单位，也可以并入电网。这种分布式电力系统技术适宜，投资小，而且接近终端用户，可以不受电网影响，直接供电，运行方便可靠。（3）改善生态环境，发展农业生产和农村经济。生物质能属于清洁能源，有助于国家的环境建设和二氧化碳减排。采用生物质发电技术，可以将生物质转化为高品位的电能，满足农村紧迫的电力需求，而且节约资源，改善农民的居住环境，提高农民生活水平。（4）生物质发电的直接效果。利用生物质能源燃烧或气化发电，既解决了废弃物对环境的污染，又作为能源解决了生产企业本身的用电问题，因此生物质发电已成为生物质能工业化应用的重要方面。8、 通常把生物质能资源划分为几大类别？答：(1)农作物类。包括产生淀粉可发酵生产酒精的薯类、玉米、甘蔗、甜菜、果实等。(2)林作物类。包括白杨、悬铃木