生物质燃烧后的主要产物是啥?

2023-01-07

本文主要是 生物质燃烧后的主要产物是什么? 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

生物质燃烧后，主要产物就是一氧化碳和二氧化碳。
一氧化碳分子是不饱和的亚稳态分子，在化学上就分解而言是稳定的。常温下，一氧化碳不与酸、碱等反应，但与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧、爆炸，属于易燃、易爆气体。因一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2，能被氧化成+4价，具有还原性；且能被还原为低价态，具有氧化性。在一定条件下，一氧化碳和水蒸气等摩尔反应生成氢气和二氧化碳：CO + H2O → H2+ CO2。在工业装置中，早期的一氧化碳变换反应通常分两段进行，即高（中）温变换和低温变换。高（中）温变换用铁系作催化剂，典型水蒸汽和一氧化碳比为3左右，在温度为300～500℃、空速为2000～4000 h-1的条件下，高温变换炉出口一氧化碳含量为2%～5%；低温变换用高活性铜锌催化剂，在温度为180～280℃、空速为2000～4000 h-1的条件下，低温变换炉出口一氧化碳含量为0.2%～0.5%、二氧化碳（carbon dioxide），一种碳氧化合物，化学式为CO2，化学式量为44.0095、常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味的气体，也是一种常见的温室气体、还是空气的组分之一（占大气总体积的0.03%-0.04%[5]）。在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-56.6℃，沸点为-78.5℃，密度比空气密度大（标准条件下），溶于水。在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高（2000℃时仅有1.8%分解），不能燃烧，通常也不支持燃烧，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因与水反应生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品（固态）、作致冷剂（液态）、制造碳化软饮料（气态）和作均相反应的溶剂（超临界状态）等。 参考知识1 从零开始认识生物质燃料

认识生物质燃料，先来看一下官方的说法，生物质燃料：是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物（如秸秆、锯末、花生壳、玉米杆等） 。主要区别于煤炭、石油等化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质属于高污染燃料，最常见的直接燃烧生物质，就是每到农忙季节看到的农田中的焚烧秸秆。秸秆的直接焚烧会产生大量的烟尘，而烟尘就是PM2.5的主要成分，所以直燃生物质是政府所严禁的行为！生物质燃料的应用，实际主要是生物质成型燃料及生物质气化燃料。

生物质成型燃料：是将农林废物作为原材料，经过粉碎、烘干、混合、挤压、成型等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，因其燃烧产物仅为二氧化碳，不像煤炭含有硫、氮等元素，燃烧后会产生二氧化碳及二氧化氮等气体污染大气，燃烧产物CO2又可以被植物吸收，燃尽的灰尘又可以作为肥料，滋养植物。所以生物质成型燃料被称为“零排放”是一种新型清洁燃料。

生物质气化燃料：一种是在一定设备中，借助于空气部分（或者氧气）、水蒸气的作用，使生物质固体燃料的热解、氧化、还原重整反应，产生可一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体，通过一定的装置将该气体重新导入设备中燃烧使用。

沼气则可以称之为另一种生物质气化燃料，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，生物质材料会进行一系列的化学反应产生的可燃气体，也就是我们所说的沼气。

生物质成型燃料

从燃料的储存、运输、使用的便捷性及性价比等方面综合考虑，生物质成型燃料的普及率更广泛，更被光大用户所使用。

生物质成型燃料在各地使用的越来越多，它是具备可再生、清洁燃烧及成本稳定的优质燃料，将数以百万计的废弃物转化为能量的一种方式。是取代燃煤，称为家庭供暖最佳选择。生物质燃料起源于国外，欧美国家数以百万计的人使用生物质成型燃料燃烧提供热能，用于独立式炉具、壁炉、锅炉。工业上用于电厂、大型锅炉。家用中，取暖炉、炊事炉等也越来越普及。世界各地都在制造生物质成型燃料，其跨境交易十分活跃，我国的生物质成型燃料行业正在逐步发展壮大。

生物质最引人注目的是它的可再生性。随着煤炭、石油的逐步枯竭， 生物质燃料的价值正在逐步凸显。生物质专用的燃烧器配备专业的除尘设备，便能达到最低的颗粒物排放，满足环保要求。生物质几乎是无限的，而且已证明与化石燃料相比，生物质的价格更具稳定性。大力发展生物质能源，前景巨大！ 参考知识B 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。

1、直接燃烧
当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。现已成功开发的成型技术按成型物形状主要分为大三类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制的圆柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。

2、热化学转换
是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。

①　生物质气化

生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，节约能源。

空气气化：

以空气为气化介质的自供热气化工艺系统。获得以CO为主的低热值燃气。

惰性N2全部保留，燃气热值较低（5MJ/m3左右）

用于近距离燃烧或发电时，空气气化是最佳选择。我国目前使用最多的气化方式。

优点：设备简单，能源自给

缺点：热值低，存储、输送成本高，应用受限制

氧气气化：

氧气气化以氧气为气化介质的气化过程。其过程原理与空气气化相同。

优点：没有惰性氮气，在与空气气化相同的当量比下，反应温度提高，反应速率加快，设备容积减小，热效率提高，气体热值(约10MJ/m3)提高一倍以上，热值与城市煤气相当。因此，可建立以生物质废弃物为原料的中小型生活供气系统，也可用作化工合成燃料的原料。

缺点：氧气会比空气稀缺一些

水蒸气气化：

水蒸气气化是以水蒸气为气化介质的气化工艺。它不仅包括水蒸气和碳的还原反应，尚有CO与水蒸气的变换反应。

优点：热值较高

缺点：需外供热源

空气（氧气）-水蒸气气化：

以空气（氧气）和水蒸气同时作为气化介质的气化过程。

特点：自供热系统

部分氧来源于水蒸汽，减少了空气消耗量，H2与CH4含量较高

②　生物质碳化

生物质颗粒碳化燃料是各种生物质经过干燥、转性、混料、成型、碳化等复杂过程连续生产出来的一种新型燃料，其与煤性质相同，是可供各种燃烧机、生物质锅炉、熔解炉、生物质发电等的高效、可再生、环保生物质燃料，此种燃料在国际认证为零污染燃料。

③　生物质热解

通常是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。

生物质热裂解技术是世界上生物质能研究的前沿技术之一。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品质的易储存、易运输、能量密度高且使用方便的代用液体燃料（生物油），其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧，而且可通过进一步改进加工使液体燃料的品质接近于柴油或汽油等常规动力燃料的品质，此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。相比于常规的化石燃料，生物油因其所含的硫、氮等有害成分极其微小，可视为21世纪的绿色燃料。

根据反应温度和加热速度的不同，生物质热解工艺可分为慢速、常规、快速或闪速集中。慢速裂解工艺具有几千年的历史，是一种以以生成木炭为目的的炭化过程，低温和长期的慢速裂解可以得到30%的焦炭产量；低于600℃的中等温度及中等反应速率（0.1～1℃/s）的常规热裂解可制成相同比例的气体、掩体和固体产品；快速热裂解大致在10～200℃/s的升温速率，小于5s的气体停留时间；闪速热裂解相比于快速热裂解的反应条件更为严格，气体停留时间通常小于1s，升温速率要求大于103℃/s，并以102～103℃/s的冷却速率对产物进行快速冷却。

生物质快速热解过程中，生物质原料在缺氧的条件下，被快速加热到较高反应温度，从而引发了大分子的分解，产生了小分子气体和可凝性挥发分以及少量焦炭产物。可凝性挥发分被快速冷却成可流动的液体，称之为生物油或焦油。生物油为深棕色或深黑色，并具有刺激性的焦味。通过快速或闪速热裂解方式制得的生物油具有下列共同的物理特征：高密度（约1200Kg/m^3）；酸性（pH值为2.8～3.8）；高水分含量（15%～30%）以及较低的发热量（14～18.5MJ/Kg）。

3、生物质化学转换
通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。生物制氢，生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢。

当前较为有效地利用生物质能的方式有：
(1)制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便，通过厌氧消化产生可燃气体甲烷，供生活、生产之用。
(2)利用生物质制取酒精。 参考知识C 有一类设备在现在化工行业使用较多，通过使用该设备来提供大量的热量，这种设备就是生物质颗粒燃烧机（主要由热风炉、熔铝炉组成），主要是使用木质的颗粒作为燃料。 　　这种设备到底有哪些具体的用途和优势呢？ 　　1、用途：使用该设备燃烧木质颗粒来提供大量的热量，广泛应用与锅炉、熔炼炉、干燥设备、烤漆设备、公路筑路机械设备等各种热能行业。
　　2、优势： 　　（1）、染料来源广大； 　　（2）、燃料的燃烧的效率至少可以达到90%，设备巧妙的设计配风，有效的提高了染料的燃烧率； 　　（3）、染料的是非常稳定、燃烧可以完全燃烧或燃烧非常充分，即使在气压比较低情况下生物质颗粒燃烧机也不会回火或者是脱火的情况； 　　（4）、设备的调节范围比较大，调节的范围在30%~120%之间，通过热负荷方式来进行调节，运行的速度是非常快的； 　　（5）、没有污染，环保性能好，通过使用可再生染料，运用最先进的分段燃烧的技术，可以有效的实现污染物质的排放量降低，因此起到了良好的环保效果； 　　（6）、高温燃烧，无三废产生，有效的避免了工业三废对水质的污染，使用这种设备以及这种可再生的燃料可以更好的实现安全生产； 　　（7）、投入成本低，通过巧妙的设计，真正做到了投入成本更低，效益更高的效果。
　　由于该设备具有以上七大优势，因此在锅炉、熔炼炉、干燥设备等行业中的应用是非常广泛，对于现在热能行业的发展有着重要的作用。 二、【生物质燃烧机使用注意事项】 生物质燃烧机是现在热能转换过程中常用的设备，由于其具有高效节能、热效率高、稳定可靠、低碳环保以及操作简单等五大优势，因此，作为热能转换设备首选产品真是当之无愧。
　　对于这一热能转换设备而言，在其正常作业的时候，必须按照正确的方法进行操作才行，否者都会出现问题，应该注意相关的问题，才能保障其正确的使用。 　　到底应该注意哪些方面呢？ 　　对于燃烧机的使用，需要注意的哟九个方面，生物质燃烧机厂家建议到，在其作业的时候必须注意这些方面。
具体内容如下： 　　1、使用前提前做好对防爆阀的检查，待开启正常以后便可进行正常使用。 　　2、在燃烧机使用的过程中，对于内置的参数不能随意的更改，否则会出现异常情况，如需改动内置参数，联系生物质燃烧机厂家。
　　3、在使用探火孔、探料孔以后，必须严格的按照规定进行操作，若进行违规操作极容易出现意外的事故，例如，引发火灾，因此，必须在燃烧机的作业环境中配备相应的防火设施等，以确保安全使用。 　　4、燃烧机的点火，值得注意的地方有，内部的染料不能太多，同时，也不能打开探火孔、探料孔，很容易出现爆炸或者对人体造成伤害。
而且，为了达到更好的点火效果，对于柴油机使用是一个关键，尤其是对其柴油的选择，就是一个非常关键的因素，必须选择干净的柴油。 　　5、使用的燃料的直径控制在6~10mm，而且，不能添加杂质较多或者是颗粒较大的染料，加料的时候还需要注意，不能将铁块等物质加入料箱，否则会造成生物质燃烧机损坏。
　　6、在生物质燃烧机正常使用的过程中，值得注意的是，不能打开探火孔、探料孔，否者会造成安全事故。一般情况下，小型的燃烧机为手动出灰，大型的燃烧机则为自动出灰，在使用小型的燃烧机的时候，如果是没有经过专业培训过的操作人员，是不能进入出灰处理。
　　7、燃烧机每次使用完以后，都必须进行清楚内部染料的操作，及时的清除干净。 　　8、当燃烧机出现卡料或者是阻料的时候，分析原因是由于染料的颗粒过长，从而造成上述的现象，解决方法是用木棍来处理，不要使用铁丝以及其它的金属物质，否则可能会由于卷入螺杆，造成其损坏。
　　9、由于在燃烧机使用的过程中，散发的温度是比较高的，如果靠得太近将会给我们的身体造成伤害，使用的过程中，尽量的远离。 　　对于生物质燃烧机厂家提到的九个方面的注意事项，我们在操作燃烧机的时候，都是必须注意的，这样才能保证设备的正常使用，同时保障我们的人身安全。