建筑能源新技術(shù)生物質(zhì)能的應用與研究

綠包村Green Building Materlals建筑能源新技術(shù)生物質(zhì)能的應用與研究New Building Energy Technologies--Biomass Application and Research楊娜(內蒙古科技大學(xué),內蒙古呼和浩特014010)摘要:建筑是人們賴(lài)以生存的住所,隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步,人們對生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高,必然會(huì )導致建筑對自然的影響加劇,對能源消耗的增加,在不久的將來(lái),建筑將成為耗能第一大戶(hù),這引起了人們的警覺(jué),開(kāi)始研究可再生能源在建筑中的應用。生物質(zhì)能源是一種典型的可再生能源,它不會(huì )像石油、天然氣等石化能源一樣隨時(shí)面臨枯竭。所以開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能對于解決我國農村能源問(wèn)題、緩解環(huán)境壓力以及實(shí)施可持續發(fā)展戰略都具有十分重要的意義關(guān)鍵詞:可再生能源;生物質(zhì)能;沼氣能源中圖分類(lèi)號:TU241文獻標識碼:B文章編號:1674-814X(2010)0403能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎,節能與1生物質(zhì)能的概念環(huán)保是我國經(jīng)濟可持續發(fā)展的必然要求。我們必須生物質(zhì)能源是由植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能以化加大節能和可再生能源的利用和研究力度,在不久的學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能源,是人類(lèi)使用最早將來(lái),建筑將成為我國第一耗能大戶(hù),而目前我國建最直接的可再生能源也是目前我國農村的重要能源筑不僅能耗高,而且能源利用效率很低,建筑節能也之一,其消費總量?jì)H次于煤炭、石油和天燃氣,居能就成為全社會(huì )節能工作的首要方面。在節能方面,常源消費總量第四位。生物質(zhì)能源主要來(lái)源于農村生產(chǎn)用的手段是:①在構造方面,在建筑外墻構造處理中的有機廢棄物,如薪柴、秸稈、稻草、畜禽糞便等采用保溫材料,從而達到保溫節能的目的,該做法在人們可以利用可再生能源中的生物質(zhì)能來(lái)實(shí)現建筑節我國寒冷地區住宅、公建中采用,并有相關(guān)規范和要能求;②可再生能源戰略:太陽(yáng)能、地源熱能、生物質(zhì)生物質(zhì)能的原始能量來(lái)源于太陽(yáng),所以從廣義上講,生物質(zhì)能是太陽(yáng)能的一種表現形式。目前,很生物質(zhì)能被稱(chēng)為煤、油,氣三大化石能源之后多國家都在積極研究和開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能。生物質(zhì)能的“第四大能源”。不可再生的前三大能源陜西均蘊藏在植物、動(dòng)物和微生物等可以生長(cháng)的有機物中已開(kāi)發(fā)利用?？稍偕纳镔|(zhì)能源的開(kāi)發(fā)更具有關(guān)它是由太陽(yáng)能轉化而來(lái)的。有機物中除礦物燃料以外系人類(lèi)社會(huì )永續發(fā)展、利于環(huán)境保護和建設新農村的的所有來(lái)源于動(dòng)植物的能源物質(zhì)均屬于生物質(zhì)能,通重要意義。生物質(zhì)能資源包括農作物秸稈等一切農常包括木材及森林廢棄物、農業(yè)廢棄物、水生植物業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)廢棄物、遺留物和城鎮快速增長(cháng)的生活油料植物、城市和工業(yè)有機廢棄物、動(dòng)物糞便等。地垃圾,均可利用。我國這類(lèi)資源總量,約相當于50球上的生物質(zhì)能資源較為豐富,而且是一種無(wú)害的能億t標準煤,也相當于10億多t油當量,約為目前石源。書(shū)氣年光煤代耗總量的10-20立片的物質(zhì)有1730億t,其油消耗量的3倍。專(zhuān)家預測這些生物質(zhì)能資源如能中蘊利用一半將相當于建設一個(gè)年產(chǎn)500t的綠色倍,CNMHG油田”,可減排1~6億tco25Green Building Materials2生物質(zhì)能的應用條件控制。反應器的設計要根據物料的性狀來(lái)確定由于生物質(zhì)能可以轉化為常規的固態(tài)、液態(tài)和氣對于固體顆粒較少的廢液,可選用高速反應器處理態(tài)燃料.所以,主要分為固化、液化、氣化三種大的對于固體顆粒較多的廢液,可進(jìn)行簡(jiǎn)單的預處理,稀方面進(jìn)行利用。尤其在固化方面,主要將秸稈等生物釋后即可進(jìn)行生物處理:對于較難生物降解的廢棄質(zhì)能通過(guò)加工轉變成密度較大的生物質(zhì)壓塊作為燃料物.可采用多級消化的方式進(jìn)行處理或者動(dòng)物飼料2.1生物質(zhì)能在建筑采暖、熱水供應、炊事方面的應用2.1.1固化方式若采用固化方式,使用為生物質(zhì)壓塊專(zhuān)門(mén)設計的采暖系統L.進(jìn)料口;2.進(jìn)料管:3發(fā)酵間:4.儲氣部分;5.出料管工作原理:如同家里的采暖爐,只不過(guò)這種爐子6出料間:7活動(dòng)蓋;8.導氣管是為生物質(zhì)壓塊專(zhuān)門(mén)設計的采暖爐,同時(shí)可以配套和圖1沼氣池示意圖普通熱水或蒸汽采暖系統類(lèi)似的散熱器片,實(shí)現和常②生產(chǎn)過(guò)程:按一定配料比配好的原料從進(jìn)料管規燃煤采暖爐相同的采暖效果。輸送到發(fā)酵間,在微生物的作用和溫度25~40℃的2.1.2氣化方式條件下,發(fā)酵生成沼氣,沼氣在儲氣間維持常壓,根是利用生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)可燃氣體,二是利用椐需要打開(kāi)氣閥輸送到用戶(hù),料液和料渣根椐生產(chǎn)需沼氣池產(chǎn)生沼氣。下面具體介紹沼氣能源要從出料管抽出使用沼氣是農村廣泛使用的可再生能源它是由農村③可再生能源與建筑的關(guān)系(見(jiàn)圖2的生物質(zhì)能源轉變而成的能源之一。下面具體介紹農村生態(tài)建筑不僅是建立在一套獨立的建筑以滿(mǎn)下沼氣能源利用原理、過(guò)程及前景足農民居住和存放物品的空間要求,而且要將建筑與沼氣來(lái)源于農村各種生物質(zhì)如秸稈、禽畜糞便以環(huán)境,資源.能源以及人的活動(dòng)緊密地融為一體?？杉坝袡C廢物。沼氣產(chǎn)生的原理是在厭氧微生物的作用再生資源,建筑與可再生能源生產(chǎn)和利用過(guò)程構成了下,轉化成CH4和CO2等氣體,同時(shí)產(chǎn)生沼液和沼鏈循環(huán),沼池生產(chǎn)的沼氣供住宅建筑人群生活、生產(chǎn)渣,由于其氣體的成分與沼澤放出的氣體相似,所以命使用,沼液和沼渣可用作肥料或禽畜飼料.肥料生產(chǎn)名為沼氣。沼氣的主要成分是CH約占55%~65%的作物和飼養禽畜可供人們作食物,其廢物又作為沼cO2占35%-45%,熱值為2.18x103~2.7×103池原料生產(chǎn)沼氣,構成了生態(tài)循環(huán)。由于生產(chǎn)沼氣的J/m3。沼液中含有速效氮004%,速效磷003%,原料是農業(yè)的廢棄物,容易產(chǎn)生廢氣的污染,因此速效鉀0.03%-0.04%纖維素28%~34%,木質(zhì)在建筑設計時(shí)必須要統籌兼顧,整體布局.做到在11%~15%,氮0.8%-2%,磷0.4%~1.2%.鉀充分利用好可再生能源的同時(shí),又可以實(shí)現生態(tài)建筑06%~2%,可用作農作物的追肥或基肥,可以直接設計的基本要求。施用,也可用來(lái)生產(chǎn)復混肥它的生產(chǎn)過(guò)程是對農村中各種動(dòng)植物廢料進(jìn)行無(wú)害化處理的過(guò)程,通過(guò)沼氣的生產(chǎn),不僅是開(kāi)發(fā)農村可再生能源,滿(mǎn)足農民的照明、生活、生產(chǎn)等方面的需求,而且對農村的各種廢棄物進(jìn)行綜合治理,化廢為寶,從根本上改變農村的臟,臭等環(huán)境問(wèn)題糞尿,廢物沼氣的具體生產(chǎn)技術(shù)(見(jiàn)圖)如下中國煤化工物①技術(shù)組成:包括反應器設計,流程安排和操作CNMHG聯(lián)系圖26綠色建據L Green Building Materials2.1.3液化方式集中制冷分戶(hù)控制,將會(huì )有助于建筑耗能的降低。同生物質(zhì)液化技術(shù):液化在目前有很多種方法,可時(shí),可以利用氣化形式實(shí)現遠距離工作,克服固化生以通過(guò)熱解、在溶劑中液化和與煤共熱解等方法物質(zhì)能利用帶來(lái)住戶(hù)的環(huán)境污染原理:生物質(zhì)熱解液化是生物質(zhì)在完全缺氧2.3生物質(zhì)能在建筑照明方面的應用或有限氧供給的條件下熱降解為液體生物油,可燃生物質(zhì)能在照明方面的應用也主要體現在兩方氣體和固體生物質(zhì)炭三個(gè)組成部分的過(guò)程。生物質(zhì)面:一是利用比較成熟的沼氣燈來(lái)照明:二是利用生熱裂解液化是在中溫(500~600℃)、高加熱速率物質(zhì)壓塊或沼氣進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電來(lái)提供建筑照明用(104~105℃/s)和極短氣體停留時(shí)間(約2s)的條件能下,將生物質(zhì)直接熱解,產(chǎn)物經(jīng)快速冷卻,可使中間在實(shí)際中,我國生物質(zhì)發(fā)電也主要是以生物質(zhì)壓液態(tài)產(chǎn)物分子在進(jìn)一步斷裂生成氣體之前冷凝,得到塊和沼氣為燃料來(lái)產(chǎn)生能量,通過(guò)改進(jìn)的發(fā)電機組進(jìn)高產(chǎn)量的生物質(zhì)液體油。如圖3。行發(fā)電■魚(yú)3結語(yǔ)通過(guò)以上分析,我們知道如果能夠充分將生物質(zhì)能利用到建筑耗能上或作為建筑耗能的輔助功能方式,也會(huì )在一定程度上大大降低建筑能耗。利用生物圖3生物質(zhì)熱裂解液化系統圖質(zhì)能進(jìn)行建筑節能不僅可以緩解經(jīng)濟高速發(fā)展帶來(lái)的2.2生物質(zhì)能在建筑制冷方面的應用能源危機,另外還會(huì )大大降低由于使用不可再生能源對于我們來(lái)說(shuō),建筑相關(guān)的制冷不外乎空調(室引起的環(huán)境的污染和破壞,減少“酸雨現象的發(fā)內溫度的調節和冰箱(食物的低溫儲存)。如今,同生,為我們創(chuàng )造優(yōu)美的生活和工作的環(huán)境,生物質(zhì)能樣可以利用生物質(zhì)能來(lái)進(jìn)行制冷利用將成為建筑節能的重要的發(fā)展方向。2.2.1吸收式制冷概念:利用吸收劑的吸收和蒸發(fā)特性進(jìn)行制冷的參考文獻:技術(shù)是生物質(zhì)能吸收式制冷技術(shù),一般是利用生物質(zhì)羅憶,劉忠偉建筑節能技術(shù)與應用M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社2007產(chǎn)生的熱能,驅動(dòng)溶液進(jìn)行制冷。[2]趙軍戴傳山地源熱泵技術(shù)與建筑節能應用[M北京:中國建根據吸收劑的不同,可分為氨水吸收式制冷和溴筑工業(yè)出版社,200化鋰吸收式制冷兩種[3]石國柱建筑節能措施與應用[安陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報2.2.2吸附式制冷[4]涂逢祥,王慶一建筑節能中國節能戰略之重(門(mén)建設科技概念:吸附式制冷是利用固體吸附劑對制冷劑的劉延春張美楠,劉明,張啟昌生物質(zhì)固化成型技術(shù)研究進(jìn)展門(mén)世界林業(yè)研究吸附作用來(lái)制冷,常用的有分子篩水、活性炭-甲醇6馮薇新農村以沼氣為紐帶開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能源[]農機化研究,吸附式制冷。2008、(2)特點(diǎn):吸附式制冷系統是以吸附床替代蒸汽壓縮劉京,等氣生產(chǎn)及利用一典經(jīng)驗中國氣D式制冷系統中的蒸汽壓縮機,而吸附床性能的好壞對(26)[8]張建峰準陽(yáng)農村沼氣綜合利用模式與技術(shù)及策略研兗南京農業(yè)整個(gè)吸附式制冷系統能否正常運行起著(zhù)決定性作用。大學(xué)碩士論文[D2007(12)在生物質(zhì)能吸附式制冷系統中,生物質(zhì)產(chǎn)生的熱能是其熱驅動(dòng)源,以生物質(zhì)能來(lái)加熱吸附床作者簡(jiǎn)介:楊娜(1982-),女。在讀碩土,助教。通訊地址:當然,單單依靠生物質(zhì)能勢必會(huì )造成對于單戶(hù)來(lái)內蒙蒙古科技大學(xué)建工學(xué)說(shuō)的制冷的間斷,不過(guò)我們可以將電能作為輔助能源院中國煤化工以保證制冷的連續性。如果能和中央空調結合起來(lái)CNMHG包建然27