生物質(zhì)能是人類使用早的一類能源,生物質(zhì)能被稱為可再生能源的原因之一是其在產(chǎn)生的時候,利用光合作用進行生物體的構(gòu)造,此過程中消耗的二氧化碳的量等同于其完全燃燒產(chǎn)生的二氧化碳,所以說其對于環(huán)境的碳排放可視作零排放,這和化石能源例如石油或者煤炭相差甚遠,避免了上億年的進化過程,且含氮量含硫量少得多。生物質(zhì)能可以來自很多途徑:農(nóng)業(yè)、城市、森林等。生物質(zhì)的處理方式可以分為生物處理法和熱處理法。
常見的生物質(zhì)能源生化處理工藝
1. 生物處理法:
1) 對于生物處理法的生物消化法,預處理后的生物質(zhì)被酶類和細菌類分解,生成小分子物質(zhì):
A. 厭氧處理:甲烷和二氧化碳作為氣體產(chǎn)物,剩余一些固體殘留物。
B. 好氧處理:產(chǎn)熱,二氧化碳和固體殘渣。
2) 對于生物處理法的發(fā)酵法:
預處理的生物質(zhì)進行發(fā)酵通常是生產(chǎn)出醇類物質(zhì),通過蒸餾的方式產(chǎn)出液體燃料或工業(yè)酒精。
第二代生物燃料簡介
第二代生物質(zhì)能源是基于非食物性質(zhì)的生物質(zhì)類物質(zhì),例如原木,草類,或是一些能源植物為原材料,這些植物的共性為富含纖維素,半纖維素和木質(zhì)素,典型的第二代生物燃料的原材料便是隨處可見的秸稈。
第二代生物燃料主要指纖維素乙醇和合成柴油為兩種。若希望這種類型的原材料經(jīng)過處理發(fā)酵生成生物乙醇,需要對于原材料做相應的預處理,因為在植物細胞中,纖維素和半纖維素在木質(zhì)素上面搭建出基本構(gòu)架以組成細胞壁,這些細胞壁的存在使得酶類物質(zhì)很難與酶類接觸,隔絕了酶的作用位點,預處理的作用就是打破這層屏障,來使得生物質(zhì)能源更易發(fā)酵。
二代生物質(zhì)能源原材料的預處理應用水或是蒸汽,對于生物質(zhì)能的細胞壁進行破壞,有時一些酸類物質(zhì)也可以使用,被破壞了的細胞壁分解為纖維素,半纖維素和木質(zhì)素,由于酸性環(huán)境下的纖維素無法同酶進行作用,需要在后續(xù)工段對于PH值進行調(diào)整。而纖維素和半纖維素生成的糖分會被發(fā)酵,其機理與生物質(zhì)能基本相似。
二代生物燃料的生產(chǎn)使得農(nóng)耕廢物有了系統(tǒng)的回用,使得廢棄的垃圾成為一種資源。而其生化法的生產(chǎn)工藝前景自然無需贅述。