生物质组成结构和性质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。第一节第一节 生物质物理性质生物质物理性质 一切有生命能够生长有机物质统称为生物质,它包含植物、动物和微生物。生物质能源是指蕴藏在生物质中能量能够作为能源使用,大致能够分为植物和非植物两大类,其中植物类主要包含森林、农作物、草类、水草、藻类等。第1页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质物理性质生物质物理性质一、生物质密度 生物质密度通常有三种表示方法:即堆密度、视密度和真密度,同一个生物质样,这三种密度数值依次增大。堆密度是指单位体积(既包含颗粒问孔隙,也包含颗粒内部孔隙)生物质质量,它反应了在自然堆职状态下单位体积生物质物料质量。第2页文档仅
2、供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质物理性质生物质物理性质 视密度是指单位体积(不包含颗粒间孔隙,但包含颗粒内孔隙)生物质质量,可用称重法测定。真密度是指单位体积(既不包含颗位间孔隙,也不包含颗粒内部孔隙生物质质量,可用比重瓶法或其它置换方法测定。第3页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质物理性质生物质物理性质第4页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质物理性质生物质物理性质二、自然堆积角 生物料自然堆积时会形成个锥体,锥体母线与底面夹角叫做自然堆积角。自然堆积角能够反应物料流动特征,流动性好物料颗粒在很小坡度就会滚落,只能形成很矮锥体,自然堆积角较小。谷壳类物料自然堆积
3、角通常不超出45。在固定床热解炉中依靠重力能够顺畅地向下移动,当下部原料消耗以后,上部原料自然下落给以补充,形成充实而均匀反应层。玉米秸秸即使扎成小段也能堆成垛,甚至自然堆积角能够超出90而成为饨角。它们在热解炉中轻易产生架桥、穿孔现象,反应层难以一直保持充实和均匀。第5页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质物理性质生物质物理性质三、生物质比表面积 生物质是含有空隙结构固体,用表面积和孔隙率等指标来表示。表面积有外表面积与内表面积之分,生物质表面积大小般用比表面积来表示,单位质量生物质颗粒所含有表面积。孔隙率称气孔率,它是指孔隙体积(既包含颗粒间孔隙,也包含颗粒内部孔隙)与生物质总体
4、积之比。四、生物炭强度 生物质物料加热后很快析出挥发分,剩下为生物炭。本材和硬质秸秤等形成木最机械强度较高,而多数秸杆机械强度很低,在大量挥发分析出后轻易在反应层中形成空洞。第6页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质物理性质生物质物理性质五、生物质比热容和导热系数 生物质比热不是恒定,它随生物质种类、水分、灰分改变而改变,它与温度改变关系大致以下,在O与某温度之间比热随温度增加而增加;超出某温度比热则随温度增加而下降。生物质是不良热导体所以在物质在热解反应炉中升温速度很慢。第7页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。第二节第二节 生物质组成和结构生物质组成和结构 为了有效利用植物生
5、物质同需要经过化学和生物方法将其转化为清洁燃料和各种化学产品。为此,必须了解生物质基本组成。普通而言,木质纤维素一类生物质主要有三种聚合体:纤维素、半纤维素和本质素以及少许提取物组成。纤维素和半纤维素是由碳水化合物组成,木质素、淀粉、植物油则是由碳水化合物经过一系列生物化学反应合成。第8页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质组成和结构生物质组成和结构几个生物质组分生物质基本组成物又都是由碳、氧、氧、所组成第9页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质组成和结构生物质组成和结构一、碳水化合物 要了解植物生物质结构,还得先从碳水化合物说起,碳水化合物普通分为三类:单糖、低聚糖和多糖
6、。第10页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质组成和结构生物质组成和结构二、纤维素 高等植物细胞壁普通都含有纤维素,如棉花含纤维素88%96%,本材和蔗渣含纤维素约50%。纤维素分子是重复单元(葡萄糖简单均一线型高聚物。纯纤维素是无色无昧白色丝状物,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂,但能够酸水解降解、氧化降解、碱性降解、微生物降解、热降解和机械降解。纤维素热解特征大致以下:2550物理吸附水进行解吸,150240 结构中一些葡萄糖基开始脱水,240400 结构中糖苷键升始断裂,并产生一些新产物和低分子挥发性化合物,400以上时,结构中残余物进行芳环化,逐步形成石墨机构。第11页文档仅供
7、参考,如有不当之处,请联系改正。生物质组成和结构生物质组成和结构三、半纤维素 半纤维素是植物生物质中主要组成部分,它是各种糖共聚物总称。依据聚合物主链组成,通常将半纤维素大致分为聚木糖类半纤维素、聚甘露糖类半纤维素和其它类半纤维素三大类。半纤维素中绝大部分不溶于水,而可溶于水者也是呈胶体溶液。半纤维素聚合度普通为 150200。通常情况下,分离出来半纤维素溶解度比天然状态半纤 维素潜解度高。第12页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质组成和结构生物质组成和结构四、木质素 木质量是类复杂有机聚合物,在植物界中含量仅次于纤维素,禾本植物中木质素含量普通为15%25%,木本植物中木质素含量
8、普通为20 40%,木质素单体是一类含有苯丙胺骨架多羟基化合物,单体间经过C-C键或者C-O键形成复杂五定型高聚物。木质素在酸中十分稳定,据此能够将本质素和其它成份分开,分离后本质为无定形褐色物质,它在碱和氧化剂中稳定性比纤维素稍差,木质素能溶于亚硫酸和硫酸中。木质素和半纤维素一起作为细胞间质填充在细胞壁和微细纤维之间。也存在于细胞间层,把相邻细胞连接在 起,发挥木质化作用,木质化细胞壁能够抵抗做生物侵蚀,增加强度,井提升细胞壁透水性。第13页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质组成和结构生物质组成和结构第14页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。第三节第三节 生物质元素分析生物
9、质元素分析 植物生物质主要由碳、氢、氧、氮、硫五个元素组成,其中木材主要由 碳、氢、氧、氨四个元素组成,含量约为碳49.5%、氢6.5%、氧43%、氮1%,秸轩主要出碳、氢、氧、氮、硫五个元素组成,含量约为碳40%46%、氢5%6%、氧43%50%、氮0.6%1.1%、硫0.1%0.2%,还有一些数量极少元素如磷、钾等。第15页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。生物质元素分析生物质元素分析碳是生物质主要可燃成份,1kg碳完全燃烧能够释放出33858kJ热量,碳元素着火点很高,碳元章含量越高就越不轻易着火。氢是生物质中含量仅次于碳主要可燃成份,lkg氢完全燃烧能够释放出125400 kJ
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