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基于循环经济的生物质能利用模式研究

作　者: 武瑞娟
导　师: 徐广印
学　校: 河南农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 循环经济生物质能源集成生产系统生物质物流系统
分类号: S216
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

当前世界性的能源资源短缺,能源需求和缺口剧增,使得能源成为当今世界各国广泛关注的话题。面对化石能源的严重污染和有限储量,生物质能源作为一种可再生能源的意义越来越重要,同时生物质能源涉及到新能源、节能环保、新材料、装备制造业、新能源汽车等五大战略性新兴产业,而且生物质能源是清洁无污染的可再生能源,世界各国纷纷把目光放到了以生物质能源替代化石能源的开发研究上,生物质能源将成为后石油经济时代世界能源发展的主流能源。世界生物质能源技术的发展使得生物质能源已有早期分散的、小规模的生产利用转向集中生产、综合开发。生物质能生产从分散型生产向集中型生产转型,现在很多生物质能源生产企业通过多联产方式,在生产能源的同时也产出材料、肥料等,生产技术也由单一模式向综合集成模式转变,利用技术更加精细化,装备制造技术和加工制造技术更加精密化。以此推动生产过程清洁化,产品多元化,使生物质能从生活用能产品扩大到生产用能产品,降低生产成本,提高产出率和市场竞争力,使其从社会环保产业发展为商业化运行的战略性新兴产业,实现能源的可持续发展。本研究对生物质能循环经济相关理论和生物质能源系统的组成要素、结构以及生物质能源系统与其他系统之间的关系进行分析研究进行分析研究,在此基础上,以系统工程和能源工程方法为指导,资源供应为基础,生物质能源转化与利用为核心,提高转化效率、降低生物质能生产成本和环境友好为目标。以循环经济为支撑,全面分析、综合现有成熟的生物质转化技术和转化模式,把成熟的生物质能源的转换技术和精细化工技术相结合。研究设计集约高效、清洁、低成本和支撑生物质能源规模化生产的生物质能源集成生产系统。生产系统定位在生物质能转化技术集成利用、产品多元化上,充分考虑综合运用生物质转化技术,从资源特点、农业发展和农村用能需求、技术成本方面都符合中国的国情,变被动使用生物质能为主动使用,从自然界获取能源的同时不增加环境的负担。在技术层面上,基于循环经济的生物质能集成生产系统是为以多种能源植物为原料的生物质能转化技术搭建的技术平台。生物质能集成生产利用系统涉及土地和农民,农业、加工企业和销售服务等部门和行业,生物质能源系统的原料生产在“三农”,加工和市场在工业和城市,是“构建新型工农、城乡关系”的最佳“纽带”和“抓手”。生物质能源原料生产和加工转化,机械制造和储藏运输,科技研发和社会服务等方方面面,是长长的产业链条,这个产业链可以提供许多的工作岗位。同时基于循环经济的生物质能源集成生产系统的开发利用,将生物质资源转化为能源和化工产品利用,通过场疏导方式,代替禁止就地焚烧、随意堆放等堵截的方式对其处理,而且生物质能源又是清洁的、低碳的、可持续的。因此基于循环经济的生物质能源集成生产利用系统具有控制污染、开发新能源及化工产品的双重意义,也是符合循环经济“资源—产品—废弃物—再生资源”的可持续发展模式。

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致谢 4-7摘要 7-81 绪论 8-15 1.1 研究背景和意义 8-13 1.1.1 研究背景 8-11 1.1.2 研究意义 11-13 1.2 研究内容、框架 13-15 1.2.1 研究内容 13-14 1.2.2 论文框架 14-152 生物质能循环经济 15-28 2.1 循环经济概述 16-21 2.1.1 循环经济理论基础 17-18 2.1.2 循环经济原则 18-19 2.1.3 循环经济生产模式 19-21 2.2 循环经济发展现状 21-23 2.2.1 循环经济在国外的发展现状 21-22 2.2.2 循环经济在我国的发展现状 22-23 2.3 生物质能循环经济现状 23-28 2.3.1 国内外生物质能源政策 23-25 2.3.2 国内外生物质能源应用现状 25-283 生物质能源系统 28-40 3.1 生物质能源系统分析 28-30 3.1.1 生物质能源系统的构成 28-29 3.1.2 生物质能源系统与其他系统之间的关系 29-30 3.2 生物质能源 30-36 3.2.1 生物质能源的特点 30-31 3.2.2 生物质能源资源量 31-34 3.2.3 生物质能源利用存在的问题 34-36 3.3 生物质物流系统 36-39 3.4 本章小结 39-404 生物质能源转化利用技术 40-54 4.1 生物质生化转化技术 40-44 4.1.1 生物质燃料乙醇技术 40-41 4.1.2 生物质沼气技术 41-44 4.2 生物质热转化技术 44-47 4.2.1 生物质气化技术 44-45 4.2.2 生物质热解液化技术 45-47 4.3 生物质发电技术 47-52 4.3.1 生物质燃烧发电技术 48-49 4.3.2 生物质气化发电技术 49-50 4.3.3 生物质沼气发电技术 50-52 4.4 生物质固化成型技术 52-53 4.5 本章小结 53-545 生物质能源集成生产利用模式设计 54-64 5.1 生物质能利用模式 54-58 5.1.1 生物质热电冷三联供模式 55-57 5.1.2 以沼气为主的生物质能利用模式 57-58 5.2 生物质能源集成生产利用系统设计原则 58-59 5.3 生物质能源集成生产利用系统体系结构 59-61 5.4 生物质能源集成生产系统分析 61-63 5.5 本章小结 63-646 技术经济分析 64-68 6.1 生物质能集成生产系统建立的必要性 64-65 6.2 经济效益分析 65-66 6.3 社会环境效益分析 66-67 6.4 本章小结 67-687 结论与展望 68-69 7.1 结论 68 7.2 展望与不足 68-69参考文献 69-73Abstract 73-74

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