生物质能和氢能的利用.ppt

第四单元太阳能 生物质能和氢能和利用 第2节生物质能和氢能和利用 特点 生物质能源是一种理想的可再生能源 其具有以下特点 可再生性 低污染性 广泛的分布性 二 生物质能的利用 生物质能的概念 及特点 来源于植物及其加工产品贮存的能量 生物质能的资源 世界上生物质资源数量庞大 形式繁多 其中包括薪柴 农林作物 尤其是为了生产能源而种植的能源作物 农业和林业残剩物 食品加工和林产品加工的下脚料 城市固体废弃物 生活污水和水生植物等等 生物质能的优点是燃烧容易 污染少 灰分较低 缺点是热值及热效率低 体积大而不易运输 生物质能的利用主要有以下几种方式 生物质能的利用方式 1 直接燃烧 2 生物化学转换 3 热化学转换 1 直接燃烧家庭使用的薪柴和木炭 薪柴至今仍为許多发展中国家的重要能源 仍需依赖柴薪来满足大部分能量需求 不过由于日益增加薪柴的需求 将导致林地日减 燃烧植物的枝叶获得热量是远古人类就利用的取热方法 用纤维素代表植物枝叶的主要成分 其燃烧反应可表示为 C6H10O5 n 6nO2 6nCO2 5nH2O 点燃 纤维素 生物质能的利用 晾晒在墙上的干牛粪 2 生物化学转换 1 沼气农村沼气池的填料主要是猪粪 秸秆 污泥 水等 当然 人的粪便 牛粪 鸡粪等都是很好的发酵料 将植物的秸秆 枝叶 杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中 在厌氧条件下 经过沼气细菌的作用 生成沼气 沼气的主要成分是甲烷和二氧化碳 建造沼气池 不仅能有效地利用生物质能 还能为农业生产提供优良的肥料 2 用含糖类 淀粉 C6H10O5 n较多的农作物 如玉米 高粱 为原料 制取乙醇 乙醇燃料 乙醇汽车 乙醇汽油的优点 乙醇汽油是用90 的普通汽油与10 的燃料乙醇调和而成 首先 乙醇汽油增加汽油中的含氧量 使燃烧更充分 有效地降低了尾气中有害物质的排放 第二 有效提高汽油的标号 使发动机运行更平稳 第三 可有效消除火花塞 气门 活塞顶部及排气管 消声器部位的积炭 可以延长主要部件的使用寿命 3 热化学转化使生物质能在一定条件下发生化学反应 产生热值较高的可燃气体 如利用木炭制造水煤气 并带动蒸汽机作动力 甚至在中国抗日战争的困难时期 因为石油缺乏 还以这种煤气开汽车 即叫作 木炭车 这种技术的基本原理是含碳物质在不充分氧化 燃烧 的情况下 会产生一氧化碳 即煤气 三 氢能氢能的开发与利用 1 一般从H2O中获得 原料资源丰富2 发热值高3 氢燃烧性能好 点燃快4 氢能利用形式多样直接燃烧或燃料电池5 氢本身无毒 产物是水无污染 理想的 绿色能源 之一 氢能的特点 氢能系统包括制氢 储氢 氢的应用三个方面 规模制氢和储氢是氢能研究和开发的两个重要领域 氢被认为是理想能源 热值高 无污染 但是氢作为能源 存在两个问题 一是氢的来源 只能通过电解水 太阳能分解水 生物制氢 以及化工 冶金等流程制氢 这就需要消耗能源 二是氢在存储 运输及应用过程中容易发生爆炸 加氢对材料产生氢脆 氢腐蚀 以及氢渗漏等 所以近年来对储氢材料的研究很多 1 高科技制氢 2 微生物制氢是一种无污染的经济制氢方法 该方法具有原料易得 如采用有机污染物为原料 制氢成本低并可与治理环境污染相结合等优点 该技术六十年代中期就已提出 九十年代受到重视 德 日 美等一些发达国家制定了生物制氢的发展计划 我国近年也已开发出以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术 生产成本低于电解水制氢 并能以中试规模制氢 产氢率达5 7m3 m3反应器 d 被列入我国2000年十大科技进展 H2O H2 O2 用于燃料电池 化学能转化为电能 电解 电能转化为化学能 燃烧 释放能量 利用光分解催化剂 利用太阳能分解水 氢能的获得存储运输及应用 贮氢材料 1 贮氢金属 金属 H2金属氢化物 2碳纳米管储氢材料 能源从其产生的方式可分为一次能源和二次能源 一次能源 自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源二次能源 要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源 1 下列叙述正确的是A 电能是二级能源B 水力二级能源C 天然气是一级能源D 水煤气是一级能源2 关于用水制取二级能源氢气 以下研究方向错误的是A 构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质 因此可研究在水不分解的情