2023年黑龍江省專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育知識(shí)更新培訓(xùn)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)作業(yè)專(zhuān)業(yè)課作業(yè)

一、名詞說(shuō)明:

1、生物質(zhì)能：包括干脆來(lái)自光合作用的樹(shù)木、草類(lèi)、農(nóng)作物及水生植物等綠色

植物，還包括各類(lèi)有機(jī)廢物、城市垃圾、有機(jī)廢水、下水污泥等二次能源。從廣

義上講，生物質(zhì)是植物通過(guò)光合作用生成的有機(jī)物，它的能量來(lái)源于太陽(yáng)能，所

以生物質(zhì)能是太陽(yáng)能的一種，它的生成過(guò)程如下：

CO2+H2O+太陽(yáng)能fCH20+02

2、能源植物：所謂能源植物，就是指那些通過(guò)光合作用把二氧化碳和水干脆轉(zhuǎn)

化成不含氧的碳?xì)浠衔锏囊活?lèi)植物，這類(lèi)植物的分泌乳汁或提取液的化學(xué)成分

與石油的化學(xué)成分相像，故又稱(chēng)為“石油植物”，又因?yàn)檫@類(lèi)植物以木本植物居

多，故又稱(chēng)之為“能源樹(shù)”。

3、沼氣：是各種有機(jī)物質(zhì)，在隔絕空氣（還原條件），并在相宜的溫度、PH

值下，經(jīng)過(guò)微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。沼氣屬于二次能源，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、棕桐等，野生油料植物和

工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過(guò)酯交換工藝

制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生

物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長(zhǎng)鏈脂肪酸的單烷基酯。

5、燃料乙醇以生物物質(zhì)為原料通過(guò)生物發(fā)酵等途徑獲得的可作為燃料用的乙

醇。一般是指體積濃度達(dá)到99.5%以上的無(wú)水乙醇。

6、生物質(zhì)發(fā)電:是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電

的一種，包括農(nóng)林廢棄物干脆燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、

垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電。

7、生物質(zhì)熱解：7、生物質(zhì)是一種清潔的可再生能源，生物質(zhì)快速熱解技術(shù)

是生物質(zhì)利用的重要途徑，所謂熱解就是利用熱能打斷大分子量有機(jī)物，使之轉(zhuǎn)

變?yōu)楹荚訑?shù)目較少的低分子量物質(zhì)的過(guò)程。生物質(zhì)熱解是生物質(zhì)在完全缺氧

條件下，產(chǎn)生液體、氣體、固體三種產(chǎn)物的生物質(zhì)熱降解過(guò)程。

8、生物質(zhì)氣化:是生物質(zhì)在缺氧狀態(tài)下加熱，使碳、氫、氧等元素變成一氧化碳、

氫氣、甲烷等可燃性氣體，轉(zhuǎn)化成氣體燃料的技術(shù)。

二、填空題：

1、依據(jù)來(lái)源不同，可以將適合能源利用的生物質(zhì)分為（林業(yè)資源）、（農(nóng)業(yè)資源）、

（生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水）、（城市固體廢物）、（畜禽糞便）、廢水、廢渣、能

源植物。

2、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的途徑主要包括（干脆燃燒）、（生物化學(xué)轉(zhuǎn)換）、（生物質(zhì)熱化

學(xué)轉(zhuǎn)換）。

3、生物質(zhì)的可燃部分主要包括（有機(jī)質(zhì)）、（揮發(fā)分）、（C）o

4、沼氣發(fā)酵的基本條件是（相宜的發(fā)酵溫度）、（相宜的發(fā)酵液濃度）、（發(fā)酵原料

中相宜的碳、氮比例（C：N））、（相宜的酸堿度（pH值））、（足夠量的菌種）、（較

低的氧化還原電位（厭氧環(huán)境））。

5、燃料乙醇的優(yōu)點(diǎn)是（資源豐富）、（排放性能好）、（動(dòng)力性能好）、（積碳削減）、

（運(yùn)用便利）。

6、生物質(zhì)氣化（以上吸式生物質(zhì)氣化爐為例）生物質(zhì)原料從上部加入，氣化劑

（空氣）從底部吹入，可分為：（干燥）、（熱解）、（還原）

和（氧化）4個(gè)反應(yīng)區(qū)。

7、生物質(zhì)化學(xué)組成的主要成分有：（纖維素）、（半纖維素）、（木

質(zhì)素）、（淀粉）、（蛋白質(zhì)）等。

8、生物柴油的生產(chǎn)工藝主要包括：（化學(xué)法）和（酯化法）。

三、選擇題：

1、生物質(zhì)的」是最簡(jiǎn)潔的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝。

（A）氣化（B）干脆燃燒（C）熱解（D）干脆液化

2、下列不屬于生物質(zhì)中含有的高分子有機(jī)化合物是C。

（A）纖維素（B）木質(zhì)素（C）甲醛（D）蛋白質(zhì)

3、沼氣的主要成分是A0

（A）CH,和CO?（B）CH」和CO（C）上和凡（D）CH,和H2s

4、生物質(zhì)作為干脆燃燒燃料的特點(diǎn)是（可多選）BD。

（A）含碳量少（B）揮發(fā)分多（C）含氧量多（D）密度小

5、生物質(zhì)氣化發(fā)電具有的優(yōu)點(diǎn)是（可多選）ABC0

（A）技術(shù)敏捷（B）發(fā)電干凈（C）經(jīng)濟(jì)型好（D）技術(shù)成熟

6、生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用的途徑主要包括（可多選）A、B、C等。

（A）物理轉(zhuǎn)化（B）化學(xué)轉(zhuǎn)化（C）生物轉(zhuǎn)化（D）固化

四、簡(jiǎn)答題

1、為什么說(shuō)生物質(zhì)能是低碳能源？

答：低碳能源是替代高碳能源的一種能源類(lèi)型，它是指二氧化碳等溫室氣體排放

量低或者零排放的能源產(chǎn)品。

生物質(zhì)燃燒所釋放出的C0?大體相當(dāng)于其生長(zhǎng)時(shí)通過(guò)光合作用所汲取的ca

,因此可以認(rèn)為是cn的零排放，有助于緩解溫室效應(yīng)。

2常見(jiàn)生物質(zhì)氣化的種類(lèi)及基本原理？

答：生物質(zhì)氣化有多種形式，假如依據(jù)氣化介質(zhì)分，可將生物質(zhì)氣化分為運(yùn)用氣

化介質(zhì)和不運(yùn)用氣化介質(zhì)兩大類(lèi)。不運(yùn)用氣化介質(zhì)稱(chēng)為干儲(chǔ)氣化;運(yùn)用氣化介質(zhì)，

可依據(jù)氣化介質(zhì)不同分為空氣氣化、氧氣氣化、水蒸氣氣化、水蒸氣-氧氣混合

氣化和氫氣氣化等

主要的技術(shù)為固定床氣化器和流化床氣化器。

生物質(zhì)氣化的基本原理：生物質(zhì)氣化是在肯定的熱力學(xué)條件下，將組成生物

質(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w的過(guò)程。為了供應(yīng)反應(yīng)的熱

力學(xué)條件，氣化過(guò)程須要供應(yīng)空氣或氧氣，使原料發(fā)生部分燃燒。氣化過(guò)程和常

見(jiàn)的燃燒過(guò)程的區(qū)分是燃燒過(guò)程中供應(yīng)足夠的氧氣，使原料充分燃燒，目的是干

脆獲得熱量，燃燒后的產(chǎn)物是二氧化碳和水蒸氣等不行再燃燒的煙氣；氣化過(guò)程

只供應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)所需的那部分氧氣，而盡可能將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃

氣體中，氣化后的產(chǎn)物是含氫、一氧化碳和低分子煌類(lèi)的可燃?xì)怏w。

3常見(jiàn)生物質(zhì)液化的種類(lèi)及基本原理？

答：生物質(zhì)液化包括生物化學(xué)法生產(chǎn)燃料乙醇和熱化學(xué)法生產(chǎn)生物油，熱化學(xué)法

又可分為快速熱解液化和加壓液化。

基本原理：生物質(zhì)液化是指使生物質(zhì)經(jīng)過(guò)一系列熱化學(xué)加工過(guò)程而主要轉(zhuǎn)化

為液體燃料的過(guò)程。依據(jù)不同技術(shù)路途，有干脆、間接液化技術(shù)。干脆液化是指

把生物質(zhì)在高壓和肯定溫度下與氫氣發(fā)生反應(yīng)而干脆轉(zhuǎn)化為液體燃料的過(guò)程。與

熱解相比，利用該法可生產(chǎn)出物、化穩(wěn)定性更好的液體產(chǎn)品。間接液化是指將生

物質(zhì)氣化所得合成氣經(jīng)由催化合成為液體燃料（甲醇、乙醇、二甲醛、鏈煌等）

的過(guò)程

4簡(jiǎn)述生物質(zhì)能發(fā)電的方式。

答：生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電

的一種，包括農(nóng)林廢棄物干脆燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、

垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電。

5、生物質(zhì)成型的原理？

答：植物細(xì)胞中除含有纖維素、半纖維素還含有木質(zhì)素（木素），木素是具有芳

香族特性的結(jié)構(gòu)單體，為丙烷型的立體結(jié)構(gòu)高分子化合物。在闊葉木、針葉木中

木素含量為27%?32%（干基），禾草類(lèi)木素含量為14%?25機(jī)雖然在各種植物中

都含有木素，但它們的組成、結(jié)構(gòu)并不完全一樣。木素屬非晶體，沒(méi)有熔點(diǎn)但有

軟化點(diǎn)，當(dāng)溫度為70?110℃時(shí)粘合力起先增加，木素在適當(dāng)溫度下（200?

300℃）會(huì)軟化、液化，此時(shí)加以肯定的壓力使其與纖維素緊密粘接并與相鄰顆

粒相互膠接，冷卻后即可固化成型。

6、乙醇生產(chǎn)的主要方法？

答：按原料來(lái)源，乙醇的工業(yè)生產(chǎn)主要有兩類(lèi)：以糖類(lèi)、淀粉和纖維素等碳水

化合物為原料的發(fā)酵法和以乙烯為原料的水合法。

7、生物質(zhì)能發(fā)電的特點(diǎn)？

答：（1）資源豐富，發(fā)展?jié)摿薮?。生物質(zhì)資源特別巨大，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在國(guó)家環(huán)保政策的引導(dǎo)下，這些潛力將會(huì)被漸漸釋放出來(lái),

作為發(fā)電動(dòng)力燃料的生物質(zhì)原料將會(huì)越來(lái)越多，給生物質(zhì)發(fā)電供應(yīng)了發(fā)展空

間。

（2）適合發(fā)展分布式電力系統(tǒng)，接近終端用戶(hù)。相對(duì)于煤、石油、自然氣等化

石類(lèi)燃料，

生物質(zhì)資源是分散的，生物質(zhì)能的分散性確定了生物質(zhì)能利用的分散性。依據(jù)生

物質(zhì)資源的這一特點(diǎn)，在生物質(zhì)資源相對(duì)集中的地域，依據(jù)資源量選擇適當(dāng)?shù)纳?/p>

物質(zhì)發(fā)電技術(shù)類(lèi)型，建立相應(yīng)規(guī)模的生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)，所生產(chǎn)的電力可以干脆供應(yīng)

旁邊的用電單位，也可以并入電網(wǎng)。這種分布式電力系統(tǒng)技術(shù)相宜，投資小，而

且接近終端用戶(hù)，可以不受電網(wǎng)影響，干脆供電，運(yùn)行便利牢靠。

(3)改善生態(tài)環(huán)境，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)。生物質(zhì)能屬于清潔能源，有助

于國(guó)家的環(huán)境建設(shè)和二氧化碳減排。采納生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，可以將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為

高品位的電能，滿(mǎn)意農(nóng)村緊迫的電力需求，而且節(jié)約資源，改善農(nóng)夫的居住環(huán)境,

提高農(nóng)夫生活水平。

(4)生物質(zhì)發(fā)電的干脆效果。利用生物質(zhì)能源燃燒或氣化發(fā)電，既解決了廢棄

物對(duì)環(huán)境的污染，又作為能源解決了生產(chǎn)企業(yè)本身的用電問(wèn)題，因此生物質(zhì)發(fā)電

已成為生物質(zhì)能工業(yè)化應(yīng)用的重要方面。

8、通常把生物質(zhì)能資源劃分為幾大類(lèi)別？

答：

(1)農(nóng)作物類(lèi)。包括產(chǎn)生淀粉可發(fā)酵生產(chǎn)酒精的薯類(lèi)、玉米、甘蔗、甜菜、

果實(shí)等。

(2)林作物類(lèi)。包括白楊、懸鈴木、赤楊等速生林種，草木類(lèi)及森林工業(yè)產(chǎn)

生的廢棄物。

(3)水生藻類(lèi)。包括海洋生的馬尾藻、巨藻、海帶等；淡水生的布帶草等；

微藻類(lèi)的螺旋藻、小球藻等，以及藍(lán)藻、綠藻等。

(4)可以提煉石油的植物類(lèi)包括橡膠樹(shù)、藍(lán)珊瑚等

⑸農(nóng)作物廢棄物(如桔稈、谷殼等)、林業(yè)廢棄物(如枝葉、樹(shù)皮等)、

畜牧業(yè)廢棄物(如骨頭、皮毛等)及城市垃圾等。

(6)光合成微生物。如硫細(xì)菌、非硫細(xì)菌等。