隨著世界人口增長及生產(chǎn)的發(fā)展，人類對能源的需求越來越大，而常規(guī)能源資源儲量有限且不可再生，因此，如何合理開發(fā)可再生能源已經(jīng)成為人類進(jìn)入21世紀(jì)以后面臨的新課題。在眾多的可再生能源中，具有廣泛使用價值的是生物質(zhì)能。綠色植物利用葉綠素通過光合作用把空氣中的CO2和H2O轉(zhuǎn)化為葡萄糖并將太陽光的光能儲存在其中，然后葡萄糖再進(jìn)一步聚合成淀粉、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等多糖并構(gòu)成生物體。而生物質(zhì)能則是指直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能后固定和儲藏在生物體內(nèi)的能量。作為研究對象的生物質(zhì)，通常是指農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物，如秸稈、稻殼、鋸屑、甘蔗渣、花生殼、動物糞便及城市垃圾等。生物質(zhì)由C、H、O、N、S、P等元素組成，被譽為即時利用的綠色煤炭。生物質(zhì)能是唯一既具有礦物燃料屬性，又具有可儲存、運輸、再生、轉(zhuǎn)換的特點，并較少受自然條件限制的能源。因此生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)和產(chǎn)品具有極大的潛在市場，成為世界，特別是我國發(fā)展多元化的清潔能源戰(zhàn)略的重要組成部分。
本教材根據(jù)編者長期的教學(xué)經(jīng)驗和研究成果，結(jié)合世界上生物質(zhì)能的研究發(fā)展前沿，系統(tǒng)地闡述了生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)的原理、工藝、設(shè)備及其應(yīng)用。本教材注重理論與實踐相結(jié)合，主要包括生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義及類型、生物質(zhì)的直接燃燒技術(shù)、沼氣發(fā)酵工藝及戶用沼氣技術(shù)、大中型沼氣工程、燃料乙醇技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解機理及工藝、生物質(zhì)快速熱裂解液化技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)、生物質(zhì)制氫技術(shù)、生物柴油技術(shù)、生物質(zhì)超臨界水處理制氫技術(shù)、能源生態(tài)模式與生物質(zhì)能項目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價等內(nèi)容，以期能對我國生物質(zhì)能源的教學(xué)、科研與開發(fā)產(chǎn)生有益的影響。本教材可作為新能源和可再生能源領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的教材，并可供從事以上相關(guān)專業(yè)的高等院校師生、科研和工程技術(shù)人員參考。
本教材由劉榮厚主編，王效華、朱錫峰、李文哲、張全國、陳冠益、林聰、鄭文君、易維明、盛奎川、梅曉巖、董良杰參與編寫。其中，劉榮厚編寫第一章、第六章；王效華編寫第十三章；朱錫峰編寫第八章；李文哲編寫第三章；張全國編寫第十章；陳冠益編寫第十一章；林聰編寫第四章；鄭文君編寫第十二章；易維明編寫第七章；盛奎川編寫第九章；梅曉巖編寫第五章；董良杰編寫第二章；最后由劉榮厚教授統(tǒng)稿。很多研究生對本教材的編寫給予了熱情幫助，在此表示誠摯的謝意。化學(xué)工業(yè)出版社對本書的編寫給予了熱情指導(dǎo)，在此表示感謝。
第一章 緒論
第一節(jié) 生物質(zhì)能的概念與資源
一、生物質(zhì)能的概念
二、光合作用與生物質(zhì)能
三、生物質(zhì)的種類和資源
第二節(jié) 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義及類型
一、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義
二、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)類型
第二章 生物質(zhì)的直接燃燒技術(shù)
第一節(jié) 生物質(zhì)的特性
一、生物質(zhì)的成分與化學(xué)特性
二、生物質(zhì)的物理特性
第二節(jié) 秸稈與薪柴
一、秸稈與薪柴的性質(zhì)
二、秸稈與薪柴的資源量計算
第三節(jié) 生物質(zhì)的燃燒機理與方式
一、燃燒的基本類型
二、生物質(zhì)的燃燒過程
三、燃燒要素
四、影響燃燒速度的因素
第三章 沼氣發(fā)酵工藝及戶用沼氣技術(shù)
第一節(jié) 沼氣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
第二節(jié) 沼氣發(fā)酵的原理
一、甲烷的性質(zhì)
二、沼氣發(fā)酵原理
三、沼氣發(fā)酵原料
第三節(jié) 沼氣發(fā)酵的工藝條件
一、嚴(yán)格的厭氧環(huán)境
二、溫度
三、pH值
四、接種物
五、發(fā)酵原料
六、攪拌
七、沼氣池的有機負(fù)荷
八、壓力
九、添加劑和抑制劑
第四節(jié) 沼氣發(fā)酵的工藝類型
一、以發(fā)酵溫度劃分
二、以進(jìn)料方式劃分
三、按發(fā)酵階段劃分
四、按發(fā)酵級差劃分
五、按發(fā)酵含量劃分
六、以料液流動方式劃分
第五節(jié) 水壓式沼氣池的構(gòu)造及工作原理
一、水壓式沼氣池的構(gòu)造
二、水壓式沼氣池的工作原理
第四章 大中型沼氣工程
第一節(jié) 大中型沼氣工程的定義及發(fā)展現(xiàn)狀
一、大中型沼氣工程定義
二、大中型沼氣工程的分類
三、大中型沼氣工程的發(fā)展現(xiàn)狀
第二節(jié) 大中型沼氣工程厭氧消化器
一、分類依據(jù)
二、厭氧消化器類別
第三節(jié) 厭氧消化工藝參數(shù)
第四節(jié) 沼氣工程的設(shè)計
一、大中型沼氣工程設(shè)計內(nèi)容與要求
二、沼氣發(fā)酵消化器設(shè)計
第五節(jié) 沼氣工程的施工
一、施工準(zhǔn)備
二、施工質(zhì)量控制與安全要求
三、施工驗收
第六節(jié) 沼氣的凈化和儲存
一、沼氣脫水
二、沼氣脫硫
三、沼氣儲存
四、輸氣系統(tǒng)的設(shè)計
第七節(jié) 沼氣的輸配
一、輸氣管道的設(shè)計
二、室內(nèi)管道的安裝
三、室外沼氣管道的布置
第八節(jié) 大中型沼氣工程實例
第五章 燃料乙醇技術(shù)
第一節(jié) 燃料乙醇技術(shù)的發(fā)展概況
一、燃料乙醇的定義和性質(zhì)
二、燃料乙醇技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
第二節(jié) 燃料乙醇的生產(chǎn)原料
一、生產(chǎn)燃料乙醇的淀粉類生物質(zhì)原料
二、生產(chǎn)燃料乙醇的糖類生物質(zhì)原料
三、生產(chǎn)燃料乙醇的木質(zhì)纖維素類原料
第三節(jié) 乙醇發(fā)酵機理
一、生物質(zhì)原料乙醇生產(chǎn)過程
二、酵母菌乙醇發(fā)酵的代謝途徑及副產(chǎn)物
三、乙醇發(fā)酵過程
四、乙醇生產(chǎn)過程常用的技術(shù)指標(biāo)
第四節(jié) 乙醇發(fā)酵微生物
一、乙醇發(fā)酵微生物的性能
二、乙醇生產(chǎn)常用的酵母菌菌株
三、能進(jìn)行乙醇發(fā)酵的細(xì)菌
四、乙醇發(fā)酵菌的選育及基因工程菌的構(gòu)建
第五節(jié) 乙醇蒸餾脫水的原理及工藝流程
一、乙醇蒸餾、脫水原理
二、乙醇蒸餾脫水工藝流程
第六節(jié) 糖類原料乙醇發(fā)酵工藝與實例
一、原料預(yù)處理工藝
二、糖液的滅菌工藝
三、糖類原料乙醇發(fā)酵工藝
四、糖類原料乙醇發(fā)酵實例
第七節(jié) 淀粉類原料乙醇發(fā)酵工藝與實例
一、淀粉類原料預(yù)處理
二、乙醇酵母的擴(kuò)增培養(yǎng)
三、淀粉質(zhì)原料乙醇發(fā)酵工藝類型
第八節(jié) 纖維素類原料水解工藝技術(shù)與實例
一、纖維素類原料水解機理
二、纖維素類生物質(zhì)原料水解工藝技術(shù)
三、玉米秸稈制燃料乙醇工藝案例
四、木屑制取燃料乙醇工藝案例
第六章 生物質(zhì)熱裂解機理及工藝
第一節(jié) 生物質(zhì)熱裂解機理
一、生物質(zhì)熱裂解的概念
二、生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)機理
第二節(jié) 生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)動力學(xué)研究
一、概述
二、生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)動力學(xué)研究試驗
第三節(jié) 生物質(zhì)熱裂解工藝類型及影響因素
一、生物質(zhì)熱裂解工藝類型
二、影響生物質(zhì)熱裂解過程及產(chǎn)物組成的因素
三、生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)的工藝流程
四、生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)研究及開發(fā)現(xiàn)狀
五、生物質(zhì)熱裂解液化反應(yīng)器的類型
第四節(jié) 典型生物質(zhì)熱裂解液化裝置
一、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器生物質(zhì)閃速熱裂解液化裝置
二、流化床反應(yīng)器生物質(zhì)閃速熱裂解液化裝置
第五節(jié) 生物油的特性
一、生物油組成成分
二、生物油的典型特性
三、生物油的精制
第六節(jié) 生物油的應(yīng)用
一、概述
二、生物油用于燃燒
三、渦輪機發(fā)電
四、生物油作為柴油機代用燃料
五、生物油制取化學(xué)品
六、生物油制取黏合劑
七、農(nóng)業(yè)廢棄物熱裂解循環(huán)利用制取緩釋肥
八、不可冷凝氣體及木炭的應(yīng)用
第七章 生物質(zhì)快速熱裂解液化技術(shù)
第一節(jié) 生物質(zhì)快速熱裂解揮發(fā)特性
一、概述
二、快速熱解動力學(xué)研究小型裝置的研究現(xiàn)狀及特點
三、生物質(zhì)熱解模型的研究概況
四、采用改進(jìn)的層流爐對生物質(zhì)熱解揮發(fā)特性及反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行的研究
……
第八章 生物質(zhì)氣化技術(shù)
第九章 生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)
第十章 生物質(zhì)制氫技術(shù)
第十一章 生物柴油技術(shù)
第十二章 生物質(zhì)超臨界水處理制氫技術(shù)
第十三章 能源生態(tài)模式與生物質(zhì)能項目技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價
參考文獻(xiàn)
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