生物質能的開發(fā)及利用探析

陳炎杰 邵元元

摘 要：生物質能屬于新興的綠色環(huán)保技術能源。在生物科技研發(fā)過程中，通過有效充分的利用，可以規(guī)范生物質能的操作形式。依據能源上可能存在的危機，需要及時采取必要的生物質能措施，注重能源發(fā)電、燃料乙醇制備處理等。結合大氣環(huán)境中可能存在的污染因素，需要對生物質能進行開發(fā)應用，不斷提升生物質能的綜合有效利用率。注重人們綜合收入和品質生活質量水平的提升，以改善生活環(huán)境為操作標準要求，不斷加強生物質能的利用。從生物質能的發(fā)展入手，分析生物質能發(fā)電的形式，纖維素乙醇制劑的過程，確定纖維素制劑的配置方法。從轉化方式、轉化流程入手，分析如何提升熱化學轉化的流程。重點是對生物質進行化工技術的研究，通過實驗現場應用以符合實際操作開發(fā)的標準要求。

關鍵詞：生物質能;開發(fā);利用

中圖分類號：TK6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）10-056-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.10.028

生物質能是一種自然分布的能量。與傳統(tǒng)的能源相比，其屬于可再生的、環(huán)保的新型能源。面對當今社會的快速發(fā)展，各類能源問題正困擾著人們。依據大量能源的實際情況，需要明確生活生產的建設需求，依據工業(yè)化發(fā)展形式，分析能源物質的變化。對于化石能源而言，其屬于不可再生類資源。為了有效降低不可再生資源的使用比例，需要加強可再生資源的利用率。采用生物質能，正是有效解決能源問題，提升綜合開發(fā)利用率的重要發(fā)展途徑之一。

1 生物質能概述

生物質能（英文biomass），始于1934年的生物量研究中。通過韋伯詞典中的介紹，參考1971年發(fā)表的《植物與土壤》一文，可以讓人們逐步認識到生物質能的基本概念[1]。生物質能屬于對生物本身進行質量能源光合作用的表現，是一種能源有機物質，其包含所有的動物、植物、微生物等其他會產生代謝的物質。其中，比較有代表性的是農作廢物、林木剩余物質等。

生物質能是一種可再生的新型能源，具有環(huán)保價值，也是社會發(fā)展過程中最早使用的一種能源。在綠色植物的光合作用下，通過太陽能作用實現能源轉化。這種轉化是無污染的過程。相比傳統(tǒng)的化石燃料，其具有循環(huán)利用等特點。

我國的生物資源較為豐富，可以滿足全國能源的綜合利用需求。農作物加工產品、秸稈、有機肥等均屬于可再生的生物質能。通過生物質能的作用，可以實現生物質能到乙醇燃燒的規(guī)模拓展。生物質能可以形成燃料，拓展其發(fā)展的性能。2015年，國家開始重視使用生物質能。利用生物質能，生物發(fā)電達到1200萬kw，農業(yè)生物質能燃燒發(fā)電為600萬kw，垃圾焚燒發(fā)電達450萬kw，沼氣發(fā)電為50萬kw，生物質能發(fā)電技術開始逐步成熟起來。面對生物質能液化技術的成熟，生物質能柴油也逐步發(fā)展起來，纖維燃料乙醇、二甲醚等均具有較大的未來發(fā)展空間。

2 生物質能發(fā)電工藝

2.1 生物質能發(fā)電形式

生物質能發(fā)電過程中，通過有效燃燒、氣化、混合燃燒等形式，可以直接利用燃料發(fā)電，實現循環(huán)利用。煤混合發(fā)電過程中包含兩種模式，直接混合燃燒發(fā)電模式和氣化混合燃燒發(fā)電模式。在歐美發(fā)達國家，生物質能發(fā)電技術相對較為成熟，可以用于重要的供熱、發(fā)電操作中[2]。

2.1.1 氣化發(fā)電的操作形式

氣化發(fā)電過程中，通過生物氣化操作可以直接將生物質能氣化處理。產生燃氣后，依據燃料進行鍋爐廢氣處理，產生蒸汽。然后，通過蒸汽驅動方式進行發(fā)電。生物質能氣化后，需要進行除塵操作。通過燃氣輪機的作用完成發(fā)電操作。根據第二步的操作進行凈化，燃氣送入內燃機內完成發(fā)電工作。

2.1.2 沼氣發(fā)電過程

沼氣發(fā)電過程中，需要根據農作物的厭氧條件實施發(fā)酵處理，然后產生沼氣，驅動沼氣完成發(fā)電機的配組發(fā)電過程。目前，常見的、性價比較高的方式是沼氣發(fā)電機組產品，如小型沼氣發(fā)電機配置可以滿足農戶家庭的使用需求。

2.2 生物質能發(fā)電的受限因素

農業(yè)發(fā)展過程中，生物質能的綜合資源較為廣泛。根據相關統(tǒng)計顯示，2012年我國的廢棄物質能源量可以折算成16億t的標準煤。通過收集、利用的不同渠道，收集能源的方式各不相同，在實際的生活燃料處理過程中也存在不同。依據原始材料的情況，需要調整密集度、交通便利性等條件，重視不同地區(qū)的不同收集過程，對于特殊地區(qū)可以采取就地堆放或燃燒的方式。根據秸稈發(fā)電的原始材料情況，分析對于生物質能發(fā)電造成的大規(guī)模影響情況[1]。

3 纖維液化燃料處理

小麥、玉米等農作物，甘蔗、甜菜等非糧食作物均可以作為生物燃料乙醇的原料。按照實際的發(fā)酵操作標準和鎮(zhèn)流制作過程，需要通過脫水處理對不同形式進行變形處理，構建變形燃料乙醇，按照含糖、含淀粉的農作物進行獲取處理。隨著人口的增長，實際使用糧食作物的獲取方式發(fā)生轉變。需要通過燃料乙醇等方式，打破傳統(tǒng)生物質能代替燃料乙醇的標準。充分利用秸稈纖維等綜合生物燃料，實現對燃料乙醇作用的拓展與提升。

3.1 纖維素乙醇操作方式

乙醇屬于無色、具有特殊香味、易揮發(fā)的常溫液體。乙醇通過碳元素、氫元素、氧元素構建有機化合物。借助乙醇內各元素之間的相互作用，可以通過物理性質、化學性質實現相互融合。在混合燃料的過程中，需要添加乙醇防爆性能等功用。注意混合燃料的標準高值水平，按照合理的檢測方式準確判斷乙醇的汽油尾氣量。對于一氧化碳、碳氫化合物等分別減量，控制在50%和30%以內。保證無二氧化碳排放，降低汽車尾氣可能造成的污染因素。

3.2 纖維素乙醇處理

根據纖維素類物質選配乙醇，確定相關酶制劑的生物轉化過程。按照高溫纖維化的裂變過程，分析化學生物轉化的具體途徑。在生物轉化過程中，通過天然的纖維化、半纖維、木質素操作，確定三者之間可能存在的復雜性因素。從結構組成分布入手，判斷可能導致無法降解的原因。按照生物轉化方式制取乙醇，確定原料的預處理方式。通過水解可以獲取小分子糖增加微生物發(fā)酵處理，然后再析出乙醇完成剩余回收處理過程。在生物預處理過程中，需要降解木質素、半纖維素、褐腐菌、木質素等。

木質纖維素操作過程中，以小分子微生物狀態(tài)，通過微生物、乙醇、水、副產物等的混合處理獲取乙醇。后期再經過蒸餾單元操作實現乙醇的脫水處理，獲取無水乙醇。生物水解過程中，需要對燃料乙醇進行重點處理。水解過程中，通過酸化、水解酶處理實現二次水解。在使用酶水解過程中，其實際的成本較高。使用提純、燃燒操作的工藝價格復雜，但相比使用乙醇，耗費的資金較低。用秸稈可以解決能源的轉化處理。

3.3 熱化學轉化處理

熱化學轉化處理過程中，需要在高溫狀態(tài)下對木質纖維進行裂化分解處理，獲取混合氣。加入化學催化劑后，在有效的生物化學途徑中獲取燃料乙醇。通過控制熱解過程，將纖維素物質有效轉化成高濃度的裂解內醚糖液，通過纖維素類方式轉化為高濃縮裂變[2]。

4 生物質能在化工產業(yè)的應用

木質素在造紙工序操作中沒有進行充分的利用，依據對環(huán)境可能造成的污染情況，需要調整污水排放的操作過程，注重通過化學手段對木質素進行變廢為寶處理。木質素的基礎納米材料中，通過有效的農產品方式可以獲取更多的副產品，加工剩余量可以作為燃料、飼料。根據實際間隔間的綜合測定標準，按照密度間隔溶液實施合理的流變水平分析，確定懸浮穩(wěn)定性能操作標準要求，保證密度控制在1.4g/cmm3至1.8g/cmm3之間。

5 現場操作應用

驅動油制劑需要按照固定化井質量標準，調整前后推動的質量優(yōu)化實施方案，通過三開鉆井深入方式調整確定靶向位置。需要根據靶向位置點確定3 000m的長度，2 800m的深度。通過調整鉆井液化的類型，確定油的基礎鉆液標準。

在實際設計驅動油分離操作過程中，需要調整密度標準為1.4g/cmm3，占比空間為1 200高度，疏密接觸時間為10min。按照井的固化施工情況，隔離液化和水泥的返出量，通過水泥漿液的顯效情況確定井深。根據固定井的質量測定進行解釋說明，確定優(yōu)質分段斷裂的過程[3]。從趨向隔離標準內容入手，分析凈化井壁的過程，保證界面劑強效性。

6 例證分析

如首創(chuàng)杞縣生物質能熱電聯產項目、首創(chuàng)魯山生物質能熱電聯產項目中，通過對各設備制作過程中的各工序進行質量管控及進度監(jiān)控，及時發(fā)現質量缺陷及進度偏差，回到正常軌道，達到預期效果，滿足現場需求。提升了生物制造工業(yè)操作的環(huán)保價值，滿足生物質能的發(fā)展基礎和建設需求管理辦法，具有良好的推廣價值意義。

7 結語

綜上所述，生物質能在開發(fā)實施操作過程中，通過必要的開發(fā)模式采集和技術應用，可以準確實現傳統(tǒng)技術材料模式的轉變。注重新型生物質能功能的應用，依據現有階段操作布局，分析未來的發(fā)展前景和發(fā)展趨勢。結合當下生物工藝的工作流程和制作標準，從環(huán)保平臺操作優(yōu)勢出發(fā)，分析確定符合生物質能的操作標準。注重加強生物質能的開發(fā)和利用，從科學、綠色、環(huán)保的技術角度，分析如何提升生物質能的操作實施標準，以準確的思路滿足生物質能的操作建設需求，以更好地進行發(fā)展利用。制定符合當下安全規(guī)范的管控實施標準，從生物質能的角度提高材料分配的有效性，以準確的操作模式、精準的化工采集過程，分析確定符合生物質能開發(fā)的標準，以準確的化工產業(yè)研發(fā)流程為基礎，加深生物質能優(yōu)化，建立完備的生物質能管理方式。

參考文獻

[1] 冉昊，馬禹婷.探究生物質和生物質能的開發(fā)利用[J].低碳世界，2019，9（07）：91-92.

[2] 趙曉輝，王博.我國生物質能利用現狀與發(fā)展前景[J].西部皮革，2018，40（08）：106-107.

[3] 劉運權，王奪.福建生物質能源產業(yè)的發(fā)展思路與對策[J].能源與環(huán)境，2011，30（04）：5-7，10.