建筑能源新技术生物质能的应用与研究

绿包村Green Building Materlals建筑能源新技术生物质能的应用与研究New Building Energy Technologies--Biomass Application and Research杨娜(内蒙古科技大学,内蒙古呼和浩特014010)摘要:建筑是人们赖以生存的住所,随着时代的进步,人们对生活质量的要求越来越高,必然会导致建筑对自然的影响加剧,对能源消耗的增加,在不久的将来,建筑将成为耗能第一大户,这引起了人们的警觉,开始研究可再生能源在建筑中的应用。生物质能源是一种典型的可再生能源,它不会像石油、天然气等石化能源一样随时面临枯竭。所以开发利用生物质能对于解决我国农村能源问题、缓解环境压力以及实施可持续发展战略都具有十分重要的意义关键词:可再生能源;生物质能;沼气能源中图分类号:TU241文献标识码:B文章编号:1674-814X(2010)0403能源是国民经济发展的重要物质基础,节能与1生物质能的概念环保是我国经济可持续发展的必然要求。我们必须生物质能源是由植物通过光合作用将太阳能以化加大节能和可再生能源的利用和研究力度,在不久的学能形式贮存在生物质中的能源,是人类使用最早将来,建筑将成为我国第一耗能大户,而目前我国建最直接的可再生能源也是目前我国农村的重要能源筑不仅能耗高,而且能源利用效率很低,建筑节能也之一,其消费总量仅次于煤炭、石油和天燃气,居能就成为全社会节能工作的首要方面。在节能方面,常源消费总量第四位。生物质能源主要来源于农村生产用的手段是:①在构造方面,在建筑外墙构造处理中的有机废弃物,如薪柴、秸秆、稻草、畜禽粪便等采用保温材料,从而达到保温节能的目的,该做法在人们可以利用可再生能源中的生物质能来实现建筑节我国寒冷地区住宅、公建中采用,并有相关规范和要能求;②可再生能源战略:太阳能、地源热能、生物质生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很生物质能被称为煤、油,气三大化石能源之后多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能的“第四大能源”。不可再生的前三大能源陕西均蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中已开发利用。可再生的生物质能源的开发更具有关它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外系人类社会永续发展、利于环境保护和建设新农村的的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通重要意义。生物质能资源包括农作物秸秆等一切农常包括木材及森林废弃物、农业废弃物、水生植物业、林业生产废弃物、遗留物和城镇快速增长的生活油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地垃圾,均可利用。我国这类资源总量,约相当于50球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能亿t标准煤,也相当于10亿多t油当量,约为目前石源。书气年光煤代耗总量的10-20立片的物质有1730亿t,其油消耗量的3倍。专家预测这些生物质能资源如能中蕴利用一半将相当于建设一个年产500t的绿色倍,CNMHG油田”,可减排1~6亿tco25Green Building Materials2生物质能的应用条件控制。反应器的设计要根据物料的性状来确定由于生物质能可以转化为常规的固态、液态和气对于固体颗粒较少的废液,可选用高速反应器处理态燃料.所以,主要分为固化、液化、气化三种大的对于固体颗粒较多的废液,可进行简单的预处理,稀方面进行利用。尤其在固化方面,主要将秸秆等生物释后即可进行生物处理:对于较难生物降解的废弃质能通过加工转变成密度较大的生物质压块作为燃料物.可采用多级消化的方式进行处理或者动物饲料2.1生物质能在建筑采暖、热水供应、炊事方面的应用2.1.1固化方式若采用固化方式,使用为生物质压块专门设计的采暖系统L.进料口;2.进料管:3发酵间:4.储气部分;5.出料管工作原理:如同家里的采暖炉,只不过这种炉子6出料间:7活动盖;8.导气管是为生物质压块专门设计的采暖炉,同时可以配套和图1沼气池示意图普通热水或蒸汽采暖系统类似的散热器片,实现和常②生产过程:按一定配料比配好的原料从进料管规燃煤采暖炉相同的采暖效果。输送到发酵间,在微生物的作用和温度25~40℃的2.1.2气化方式条件下,发酵生成沼气,沼气在储气间维持常压,根是利用生物质气化炉生产可燃气体,二是利用椐需要打开气阀输送到用户,料液和料渣根椐生产需沼气池产生沼气。下面具体介绍沼气能源要从出料管抽出使用沼气是农村广泛使用的可再生能源它是由农村③可再生能源与建筑的关系(见图2的生物质能源转变而成的能源之一。下面具体介绍农村生态建筑不仅是建立在一套独立的建筑以满下沼气能源利用原理、过程及前景足农民居住和存放物品的空间要求,而且要将建筑与沼气来源于农村各种生物质如秸秆、禽畜粪便以环境,资源.能源以及人的活动紧密地融为一体。可及有机废物。沼气产生的原理是在厌氧微生物的作用再生资源,建筑与可再生能源生产和利用过程构成了下,转化成CH4和CO2等气体,同时产生沼液和沼链循环,沼池生产的沼气供住宅建筑人群生活、生产渣,由于其气体的成分与沼泽放出的气体相似,所以命使用,沼液和沼渣可用作肥料或禽畜饲料.肥料生产名为沼气。沼气的主要成分是CH约占55%~65%的作物和饲养禽畜可供人们作食物,其废物又作为沼cO2占35%-45%,热值为2.18x103~2.7×103池原料生产沼气,构成了生态循环。由于生产沼气的J/m3。沼液中含有速效氮004%,速效磷003%,原料是农业的废弃物,容易产生废气的污染,因此速效钾0.03%-0.04%纤维素28%~34%,木质在建筑设计时必须要统筹兼顾,整体布局.做到在11%~15%,氮0.8%-2%,磷0.4%~1.2%.钾充分利用好可再生能源的同时,又可以实现生态建筑06%~2%,可用作农作物的追肥或基肥,可以直接设计的基本要求。施用,也可用来生产复混肥它的生产过程是对农村中各种动植物废料进行无害化处理的过程,通过沼气的生产,不仅是开发农村可再生能源,满足农民的照明、生活、生产等方面的需求,而且对农村的各种废弃物进行综合治理,化废为宝,从根本上改变农村的脏,臭等环境问题粪尿,废物沼气的具体生产技术(见图)如下中国煤化工物①技术组成:包括反应器设计,流程安排和操作CNMHG联系图26绿色建据L Green Building Materials2.1.3液化方式集中制冷分户控制,将会有助于建筑耗能的降低。同生物质液化技术:液化在目前有很多种方法,可时,可以利用气化形式实现远距离工作,克服固化生以通过热解、在溶剂中液化和与煤共热解等方法物质能利用带来住户的环境污染原理:生物质热解液化是生物质在完全缺氧2.3生物质能在建筑照明方面的应用或有限氧供给的条件下热降解为液体生物油,可燃生物质能在照明方面的应用也主要体现在两方气体和固体生物质炭三个组成部分的过程。生物质面:一是利用比较成熟的沼气灯来照明:二是利用生热裂解液化是在中温(500~600℃)、高加热速率物质压块或沼气进行生物质发电来提供建筑照明用(104~105℃/s)和极短气体停留时间(约2s)的条件能下,将生物质直接热解,产物经快速冷却,可使中间在实际中,我国生物质发电也主要是以生物质压液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝,得到块和沼气为燃料来产生能量,通过改进的发电机组进高产量的生物质液体油。如图3。行发电■鱼3结语通过以上分析,我们知道如果能够充分将生物质能利用到建筑耗能上或作为建筑耗能的辅助功能方式,也会在一定程度上大大降低建筑能耗。利用生物图3生物质热裂解液化系统图质能进行建筑节能不仅可以缓解经济高速发展带来的2.2生物质能在建筑制冷方面的应用能源危机,另外还会大大降低由于使用不可再生能源对于我们来说,建筑相关的制冷不外乎空调(室引起的环境的污染和破坏,减少“酸雨现象的发内温度的调节和冰箱(食物的低温储存)。如今,同生,为我们创造优美的生活和工作的环境,生物质能样可以利用生物质能来进行制冷利用将成为建筑节能的重要的发展方向。2.2.1吸收式制冷概念:利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的参考文献:技术是生物质能吸收式制冷技术,一般是利用生物质罗忆,刘忠伟建筑节能技术与应用M]北京:化学工业出版社2007产生的热能,驱动溶液进行制冷。[2]赵军戴传山地源热泵技术与建筑节能应用[M北京:中国建根据吸收剂的不同,可分为氨水吸收式制冷和溴筑工业出版社,200化锂吸收式制冷两种[3]石国柱建筑节能措施与应用[安阳工学院学报2.2.2吸附式制冷[4]涂逢祥,王庆一建筑节能中国节能战略之重(门建设科技概念:吸附式制冷是利用固体吸附剂对制冷剂的刘延春张美楠,刘明,张启昌生物质固化成型技术研究进展门世界林业研究吸附作用来制冷,常用的有分子筛水、活性炭-甲醇6冯薇新农村以沼气为纽带开发利用生物质能源[]农机化研究,吸附式制冷。2008、(2)特点:吸附式制冷系统是以吸附床替代蒸汽压缩刘京,等气生产及利用一典经验中国气D式制冷系统中的蒸汽压缩机,而吸附床性能的好坏对(26)[8]张建峰准阳农村沼气综合利用模式与技术及策略研兖南京农业整个吸附式制冷系统能否正常运行起着决定性作用。大学硕士论文[D2007(12)在生物质能吸附式制冷系统中,生物质产生的热能是其热驱动源,以生物质能来加热吸附床作者简介:杨娜(1982-),女。在读硕土,助教。通讯地址:当然,单单依靠生物质能势必会造成对于单户来内蒙蒙古科技大学建工学说的制冷的间断,不过我们可以将电能作为辅助能源院中国煤化工以保证制冷的连续性。如果能和中央空调结合起来CNMHG包建然27