生物质转化利用技术

生物质的转化利用途径主要包括物理转化、化学转化、生物转化等，可以转化为二次能源，分别为热能或电力、固体燃料、液体燃料和气体燃料等。

生物质的物理转化是指生物质的固化，将生物质粉碎至一定的平均粒径，不添加黏结剂，在高压条件下，挤压成一定形状。物理转化解决了生物质能形状各异、堆积密度小且较松散，运输和储存使用不方便问题，提高了生物质的使用效率。

生物质化学转化主要包括直接燃烧、液化、气化、热解、酯交换等。

利用生物质原料生产热能的传统办法是直接燃烧。在燃烧过程中产生的能量可被用来产生电能或供热。芬兰1970年开始开发流化床锅炉技术，现在这项技术已经成熟，并成为燃烧供电工艺的基本技术。欧美一些国家基本都使用热电联产技术来解决燃烧物质原料用于单一供电或供热在经济上不合算的问题。

生物质的热解是在无条件下加热或在缺氧条件下不完全燃烧，最终转化成高能量密度的气体、液体和固体产物。由于液态产品容易运输和储存，国际上近来很重视这类技术。最近国外又开发了快速热解技术，液化油产率以于物质计，可得70%以上，该法是一种很有开发前景的生物质应用技术。

生物质的气化是以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气作为气化剂，在高温下通过热化学反应将生物质的可燃部分转化为可燃气（主要为一氧化碳、氢气和甲烷以及富氢化合物的混合物，还含有少量的二氧化碳和氢气）。通过气化，原先的固体生物质能被转化为更便于使用的气体燃料，可用来供热、加热水蒸气或直接供给燃气机以产生电能，并且能量转换效率比固态生物质的直接燃烧有较大的提高。

生物质的液化是一个在高温高压条件下进行的热化学过程，其目的在于将生物质转化成高热值的液体产物。生物质液化的实质即是将固态大分子有机聚合物转化为液态小分子有机物质。根据化学加工过程的不同技术路线，液化又可以分为直接液化和间接液化，直接液化通常是把固体生物质在高压和一定温度下与氢气发生加成反应（加氢）；间接液化是指将生物质气化得到的合成气（CO＋H2），经催化合成为液体燃料（甲醇或二甲醚等）。

生物柴油是指将动植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在催化剂或者超临界甲醇状态下进行酯交换反应生成的脂肪酸甲醇（生物柴油），并获得副产物甘油。生物柴油可以单纯使用以代替柴油，又可以一定的比例与柴油混合使用。除了为公共交通车、卡车等柴油机车提供替代燃料外，又可为海洋运输业、采矿业、发电厂等具有非移动式内燃机行业提供燃料。

生物质的生物转化是利用生物化学过程将生物质原料转变为气态和液态燃料的过程，通常分为发酵生产乙醇工艺和厌氧消化技术。

乙醇发酵工艺依据原料不同分为两类：一类是富含糖类作物发酵转化为乙醇，另一类是以含纤维素的生物质原料经酸解或酶水解转化为可发酵糖，再经发酵生产乙醇。厌氧消化技术是指富含碳水化合物、蛋白质和脂肪的生物质在厌氧条件下，依靠厌氧微生物的协同作用转化成甲烷、二氧化碳、氢及其他产物的过程。一般最后的产物含有50%～80%的甲烷，热值可高达20 MJ/m3，是一种优良的气体燃料。