8.1.4.1　生物质能转换技术定义

通常把生物质能通过一定的方法和手段转变成燃料物质的技术称为生物质能转换技术。

8.1.4.2　生物质能转换技术类型

生物质能转换技术总的可分为直接燃烧技术、生物转换技术和热化学转换技术三种主要类型，生物质能转化技术类型如图8.1所示。此外，还有生物质压缩成型技术、生物柴油技术等。

图8.1　生物质能转化技术主要类型

1.直接燃烧技术

生物质直接燃烧技术是最普通的生物质能转换技术，所谓直接燃烧就是燃料中的可燃成分和氧化剂（一般为空气中的O2）进行化合的化学反应过程，在反应过程中强烈析出热量，并使燃烧产物的温度升高。直接燃烧的过程可以简单地表示为

可见，此过程实际上是光合作用的逆过程。在燃烧过程中，燃料将储存的化学能转变为热能释放出来。除C的氧化外，在此过程中还有S、P等微量元素的氧化。

直接燃烧的主要目的是取得热量，而燃烧过程产生热量的多少，除因有机物质种类不同而不同外，还与O2（空气）的供给量有关，即是否使有机物质达到完全氧化。

可以进行直接燃烧的设备形式很多，有普通的炉灶，亦有各种锅炉，还有复杂的内燃机（如燃用植物油）等。

2.生物转换技术(www.daowen.com)

生物转换技术是用微生物发酵方法将生物质能转变成燃料物质，其通式为

通常产生的液体燃料为乙醇，气体燃料为沼气。

产生乙醇的有机物原料有两类，糖类原料如甘蔗、甜菜、甜高粱等作物的汁液以及制糖工业的废糖蜜等，可直接发酵成含乙醇的发酵醪液，再经蒸馏便得高浓度的乙醇；淀粉类原料如玉米、甘薯、马铃薯、木薯等，则须先经过蒸煮、糖化，然后再发酵、蒸馏产生乙醇。乙醇可作为燃料及作为汽油添加剂生产车用乙醇汽油，亦可制成饮料。

沼气是生物质在严格厌氧条件下经发酵微生物的作用而形成的气体燃料。可用于产生沼气的生物质非常广泛，包括各种秸秆、水生植物、人畜粪便、各种有机废水、污泥等。沼气可直接使用，或将CO2除去，得到甲烷纯度较高的产品。

3.热化学转换技术

用热化学手段将生物质能转换成燃料物质的技术，称为热化学转换技术。常用的方法有气化法、热裂解法和液化法。

气化，是指将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程。生物质气化就是利用空气中的O2或含氧物质作气化剂，将固体燃料中的C氧化生成可燃气体的过程。

生物质热裂解是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下热降解，最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的比例取决于热裂解工艺和反应条件。一般地说，低温慢速热裂解（小于500℃），产物以木炭为主；高温闪速热裂解（700～1100℃），产物以可燃气体为主；中温快速热裂解（500～650℃），产物以生物油为主。如果反应条件合适，可获得原生物质80%～85%的能量，生物油产率可达70%以上。

生物质加压液化是在较高压力下的热化学转化过程，温度一般低于快速热裂解，该法始于20世纪60年代，当时美国的Appell等人将木片、木屑放入Na2 CO3溶液中，用CO加压至28MPa，使原料在350℃下反应，结果得到40%～50%的液体产物，这就是著名的PERC法。近年来，人们不断尝试采用H 2加压，使用溶剂（如四氢奈、醇、酮等）及催化剂（如Co-Mo、Ni-Mo系加氢催化剂）等手段，使液体产率大幅度提高，甚至可达80%以上，液体产物的高位热值可达25～30MJ/kg，明显高于快速热裂解液化。