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催化在能源转化中的作用分析

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发表于 2022-2-27 18:29:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
调查显示,我国农业生产和生活消费中,作物秸秆量在百分之二十,取暖薪柴占百分之十,煤炭资源的利用率占百分之二十五,电力能源占百分之三,沼气占百分之一,石油液化能源占百分之二十二。在很多的农村地区,大量的作物秸秆除了用作动物饲料以及造纸以外,很多都被当燃料使用,据统计,每年被当做燃料使用的秸秆在5万吨左右,据计算这些秸秆可以替代大约3万吨的石油。
生物能源可以转化为生物气体、液化气体和发电能源等。在热化学转化方法中应用的技术有生物气化多联生产技术和多联产技术,在这些技术应用下可以将生物质转化为可以利用的燃气资源,完全可以当做生活煤气使用,并能够用来发电,实现了氢元素的转化,形成了液化燃料的合成,做到了生物质能和高效使用。
生物化学转化可以直接利用植物油提纯法加工和提炼,也可以应用生物质致密成块的方法。由此,生物质转化可以看作是化学的催化过程,也可以是化学工业技术与生物技术的有机结合。在加工过程中,要重视生物催化的转化过程,还要重视化学催化的应用,使两者有机结合,才能使生物质能真正发挥作用。
当今社会生物加工技术得到了飞速发展,可以实现对各种可再生能演进行加工、提炼,并成功转化成化学产品、医药用品以及饲料等。在化学工业飞速发展的今天,生物质能必将对社会经济发展带来推动作用,能够更多的顺应我国经济可持续发展的要求。比起碳氢化合物的经济效益,碳水化合物与农业和工业生产的距离更近。因为很多的生物原料都不是集中分布的,能源分布大致呈现分散状态,对于农业和工业体系来说,分散生产以及分散性的销售都会产生不好的影响,还会影响到产业间的互补。这足以显示提高经济生产的安全性是非常重要的,能够克服资源分散的不足。
2.2 太阳能
太阳能可以在被转化为化学能源,转化后的太阳能利用率非常高,储存和运输更加方便,转化的化学物质有甲烷和甲醇以及氨。氨在转化和输送具体的流程如图3所示。
这种转化系统为封闭的,能够有效减少能源的消耗和浪费,并且能够减少污染物的产生和释放,因此对环境污染影响非常少。甲烷的重整合成是甲烷加工的重要内容,在氢的合成以及甲醇生产过程中被广泛应用。甲烷重整反应是非常强烈的,在反应过程中温度可以达到500℃,在这个温度下能够合成气体,反应物被转化的几率在高温状态下非常大,可以应用在太阳能和核能的加工转化中。通过重整反应后形成的合成气可以通过管道实现远程运输,并可以通过放热反应释放出各种热量和能量,以此实现了能源的转化和输送。
但是如果将太阳能和甲烷进行结合以后,生成的合成气可以放在室内贮存,还可以远距离的实现运输,被广泛应用到了化学工业原料的制作、热电厂的发电中,也可以通过添加一些催化剂生成氢元素,成为制作电池的材料。二氧化碳可以当作重整的原料应用到太阳能的反应器中,这种方式是合理应用能源的结果。
2.3 氢能
氢能是二次能源中非常重要的一种可再生能源,并被列入了我国重要的能源发展战略中,重点发展的产品有氢能和氢燃料制作的电池等。氢元素是目前世界上分布最多的一种能源,整体质量在宇宙中占一半以上。其导热性能非常优越,热能产值非常高,是汽油热能产值的4倍,并且氢能源本身无毒无污染,是一种非常好的清洁能源。氢能源可以被转化为电能和热能,并能产生机械功率,可以真正实现资源的可持续利用。氢能的来源以及转化技术有以下两大类:通过化石能源转化的氢能源,技术为工业副产气和回收氢。进行这项转化时首先要将氢气化,并要经过碳元素转化,脱离出二氧化碳;应用可再生能源制作的氢,主要应用太阳能分解技术,包括太阳能热解和太阳能的光催化水解技术。
3 结语
该文主要介绍了一些能源进行催化的过程,并探讨了传统的化学工业能源和二次能源的特点和对于工业生产起到的重要作用。表现了能源在经过催化转化后利用率会大大提高,能够实现能源的可持续利用。
参考文献
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