Презентация на тему "Превращение биомасс"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Превращение биомасс

  Выполнила: Пинигина О.С. Группа №228

• 
  Слайд 2

  Понятие биомассы

  Биома́сса (биоматерия) — совокупная масса растительных и животных организмов, присутствующих в биогеоценозе в момент наблюдения. Среди наземных животных организмов наибольшую по массе часть составляют насекомые, членистоногие и подобные им, обеспечивающие существование растительных организмов. (Более 80-ти процентов сухопутной биомассы). Биомасса по существу состоит из макромолекулярных органических полимеров - лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза.

• 
  Слайд 3

  Лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза

  Лигнин от лат. lignum - дерево,  - сложный (сетчатый) ароматический природный  полимер  входящий  в состав наземных растений, продукт биосинтеза. ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗЫ, полисахариды, содержащиеся наряду с целлюлозой и лигнином в клеточной стенке растений. Большинство гемицеллюлоз отличается от целлюлозы лучшей р-римостью в р-рах щелочей и способностью легко гидролизоваться кипящими разб. минеральными к-тами. В растениях гемицеллюлозы служат опорным конструкционным материалом и, возможно, резервным питательным в-вом.

• 
  Слайд 4

  Образование биомассы

  Двуокись углерода из атмосферы и вода из грунта участвуют в процессе фотосинтеза с получением углеводов (сахаридов), которые и образуют "строительные блоки" биомассы. Таким образом, солнечная энергия, используемая при фотосинтезе, сохраняется в химической форме в биомассовой структуре. Если мы сжигаем биомассу эффективным образом (извлекаем химическую энергию), то кислород из атмосферы и углерод, содержащийся в растениях, вступают в реакцию с образованием двуокиси углерода и воды. Процесс является циклическим, потому что двуокись углерода может вновь участвовать в производстве новой биомассы.

• 
  Слайд 5
  

  Биомасса, как производная энергии Солнца в химической форме, является одним из наиболее популярных и универсальных ресурсов на Земле. Она позволяет получать не только пищу, но и энергию, строительные материалы, бумагу, ткани, медицинские препараты и химические вещества. Биомасса используется для энергетических целей с момента открытия человеком огня. Сегодня топливо из биомассы может использоваться для различных целей - от обогрева жилищ до производства электроэнергии и топлив для автомобилей.

• 
  Слайд 6

  Использование биомассы в качестве источника энергии в мире

• 
  Слайд 7

  ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ

• 
  Слайд 8

  МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗ БИОМАССЫ

  Практически все виды "сырой" биомассы достаточно быстро разлагаются, поэтому немногие пригодны для долговременного хранения. Из-за относительно низкой энергетической плотности транспортировка биомассы на большие расстояния нецелесообразна. Поэтому в последние годы значительные усилия были предприняты для поисков оптимальных методов ее использования. Методы получения энергии из биомассы основаны на следующих процессах: Прямое сжигание биомассы. Термохимическое преобразование для получения обогащенного топлива. Процессы этой категории включают пиролиз, газификацию и сжижение. Билогическое преобразование. Такие естественные процессы, как анаэробное сбраживание и ферментация приводят к образованию полезного газообразного или жидкого топлива. В некоторых из перечисленных процессов побочным продуктом является тепло. Оно обычно используется на месте образования или на небольшом удалении для теплоснабжения, в химических процессах или для производства пара и последующего получения электроэнергии. Основным продуктом процессов является твердое, жидкое или газообразное топливо: древесный уголь, заменители или добавки к бензину, газ для продажи или производства электроэнергии с использованием паровых или газовых турбин.

• 
  Слайд 9
  
• 
  Слайд 10

  СЖИГАНИЕ

  Технология прямого сжигания представляет собой наиболее очевидный способ извлечения энергии из биомассы. Она проста, хорошо изучена и коммерчески доступна. Существует множество типов и размеров систем прямого сжигания, в которых можно сжигать различные виды топлива: птичий помет, соломенные тюки, дрова, муниципальные отходы и автомобильные шины. Тепло, получаемое при сжигании биомассы, может использоваться для отопления и горячего водоснабжения, для производства электроэнергии и в промышленных процессах. Одной из проблем, связанных с непосредственным сжиганием, является его низкая эффективность. В случае использования открытого пламени большая часть тепла теряется. Сжигание древесины может быть разбито на 4 фазы: Кипение воды, содержащейся в древесине. Даже древесина, высушенная в течение нескольких лет, содержит от 15 до 20% воды в клеточной структуре. Выделение газовой (летучей) составляющей. Очень важно, чтобы эти газы сгорали, а не "вылетали в трубу".  Выделяющиеся газы смешиваются с атмосферным воздухом и сгорают под воздействием высокой температуры.  Сгорание остатков древесины (преимущественно углерод). При хорошем сжигании энергия используется полностью. Единственным остатком является небольшое количество золы.

• 
  Слайд 11

  Для эффективного сжигания необходимы три условия: 

  -Достаточно высокая температура.  -Достаточное количество воздуха.  -Достаточное время для полного сгорания. Разработка печей или котлов, способных эффективно использовать энергию топлива, требует понимания процессов сгорания твердого топлива. Первым процессом, потребляющим энергию, является испарение содержащейся в древесине воды. Для относительно сухого топлива на испарение используется лишь несколько процентов от общего количества выделяемой энергии. В самом процессе сгорания всегда имеются две стадии, потому что любое твердое топливо содержит две сгораемые составляющие. Летучие компоненты выделяются из топлива при повышении температуры в виде смеси паров и испаренных смол и масел.

• 
  Слайд 12

  ПИРОЛИЗ

  Разные виды высокоэнергетического топлива могут быть получены с помощью нагрева сухой древесины и даже соломы. Процесс использовался в течение столетий для получения древесного угля. Традиционный пиролиз заключается в нагреве исходного материала (который часто превращается в порошок или измельчается перед помещением в реактор) в условиях почти полного отсутствия воздуха, обычно до температуры 300 - 500 °C до полного удаления летучей фракции. Остаток, известный под названием древесный уголь, имеет двойную энергетическую плотность по сравнению с исходным материалом и сгорает при значительно более высоких температурах. В зависимости от влажности и эффективности процесса, 4-10 тонн древесины требуется для производства 1 тонны древесного угля. В случае если летучие вещества не собираются, древесный уголь содержит две трети энергии исходного сырья.

• 
  Слайд 13

  Превращение биомассы в моторное топливо

  Благодаря новому катализатору, разработанному исследователями из США, получение дешевого моторного топлива из биомассы стало на шаг ближе. Катализатор, состоящий из наночастиц металла и углеродных нанотрубок, находится на границе раздела фаз между водной и масляной фазами, и может оказаться весьма полезным для превращения сырой биомассы в моторное топливо. Катализатор представляет наночастицы из оксида магния, связанные между собой углеродными нанотрубками.  Со стороны наночастиц, ориентированных в водную фазу, к системе можно ввести катализатор конденсации, способствующий образованию связей углерод-углерод и удлинению углеродной цепи. При значительном удлинении цепи растворимость органических соединений в воде понижается, и они перемещаются в неполярную фазу.

• 
  Слайд 14

  ГАЗИФИКАЦИЯ

  В процессе газификации древесины образуется горючий газ, представляющий собой смесь водорода, угарного газа (монооксида углерода), метана и некоторых негорючих сопутствующих компонентов. Это достигается частичным сжиганием и частичным нагревом биомассы (с использованием тепла ограниченного горения) в присутствии древесного угля (естественного продукта сжигания биомассы). Газ может использоваться вместо бензина. При этом мощность автомобильного двигателя снижается на 40%. Возможно, что в будущем этот вид топлива станет основным источником энергии для электростанций.

• 
  Слайд 15

  БИОГАЗ

  Биогаз представляет собой ценное топливо. Для его производства во многих странах строятся специальные метантенки, которые наполняются навозными стоками или сточными водами. Метантенки варьируются в размерах от одного кубического метра (в индивидуальных хозяйствах) до тысяч кубометров, используемых в больших коммерческих установках. Загрузка может быть постоянной или порционной, а процесс сбраживания может занимать от десяти дней до нескольких недель. В процессе деятельности бактерий образуется тепло, однако в условиях холодного климата необходим подвод дополнительного тепла для поддержания оптимальной температуры (по крайней мере, 35 оC). Источником тепла может быть биогаз. Хорошие биогазовые установки могут производить 200-400 м3 биогаза с содержанием метана от 50 до 75% из каждой тонны сухого органического вещества.

• 
  Слайд 16

  Спасибо за внимание!!!!!!!!!!!!!!!!!