目前生物质能在世界能源消耗中约占14%，在生物质广泛存在的背景下，生物质作为能源的利用率不到其总能的4%，前景十分广阔。生物质能与其他能源相比有许多优点，主要表现在产量大且分布广、可再生、开发转化技术简单、环保等。

1。2  生物质的组成特性

生物质的主要成分有纤维素、半纤维素、木质素和小量的其它萃取物与灰分[5]。

1。2。1  纤维素

纤维素是生物质中最丰富的一种组分，占40%—45%，它是由β、D—葡萄糖基通过1，4—苷键连结而成的线性高分子聚合物，如图1。1所示。纤维素的分子式为，n是聚合度，一般在10000以上。

图1。1 纤维素的化学结构[6]

1。2。2  半纤维素

半纤维素是分子中含有有支链的一种复合聚糖。图1。2是它的部分结构:

图1。2 半纤维素的结构式

半纤维素聚合度比纤维素低，一般小于200，半纤维素吸水会变涨、其热稳定性差、易水解、溶于碱性溶液。不同植物中的结构会跟随半纤维素的含量的不同而发生变化。由于半纤维素与纤维素一样，也是不同种类糖的共聚物。因此，半纤维素的化学性质与纤维素类似。

1。2。3  木质素

木质素是一种天然高分子聚合物，是由苯丙烷结构单元通过C—C键C—O—C键形成的芳香族高分子化合物。木质素的分子式可写为，其结构图如图1。3。

图1。3 木质素的化学结构[6]文献综述

木质素分子中存在多种功能基，如甲氧基(一OCH3) ，羟基(一OH)，碳碳双键，这些功能基影响着木质素的化学性质。经研究表明，图1。4为合成木质素的前体化合物。

图1。4 合成木质素的前体化合物[7]

1。3  生物质转化为能源的方法

生物质转化为能源的方式有微生物法、直接燃烧法和化学转化法。

1。3。1  微生物法

微生物法是将生物质原料通过化学转换及生物转换的方法制备可挥发性的气体或生物油的过程，这些生成的气体或液体将被作为燃料。即将有机物在一定条件下，隔绝空气，经微生物发酵产生气态和液态燃料。它通常分厌氧消化技术和发酵生成乙醇技术[8、9] 。其主要优点是能使生物质变为一种清洁燃料，具有显著的环保效益，主要缺点是转化速率慢，投资大，成本高。所以对于以环保为目标的污水处理工程此方法较为合适。

1。3。2  直接燃烧法

生物质直接燃烧是指直接燃烧生物质，将化学能转化为热能、机械能、电能等[10]。直接燃烧大致可以分为锅炉燃烧、炉灶燃烧、垃圾燃烧、成型燃料燃烧和联合燃烧五种。在直接燃烧之前通常需要砍伐、干燥、粉碎等预处理，这些都提高了生物质利用的成本，并且效率低下。

1。3。3  化学转化法

生物质的化学转化法通常为热加工液化，热加工液化可分为热裂解液化[11]和高压液化[12]两种方式。

热裂解液化  是指在无氧或缺氧环境下，加热温度使生物质中的有机物和碳氢键发生断裂，从而得到含碳数较少的低分子量的液态物质的过程。

根据反应条件的不同，生物质的热解可大致分为慢速热解和快速热解两种。慢速热解后产生的主要是焦炭，生物油通常作为次要产物；而快速热解的主要产物由生物油和可燃气体构成。

生物质的加压液化是指将生物质、溶剂和催化剂装进高压反应器中，通入一定量的氢气、氮气等惰性气体，在一定的压力和温度下通过热化学反应使原料发生液化[13]。由于液化时压力高，所以反应温度较低，工业上操作容易，并且此过程为液相，这样原料就不用提前干燥，使整个过程更加方便。如果想要提高生物原油的产率，则需要选择合适的溶剂、反应压力、反应温度和催化剂。