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内容简介
本书共分十八章，第一~第六章介绍生物质能资源概述，生物学和化学等基础理论，生物质特性和分析方法，生物质收集、存储、运输及预处理技术，第七~十六章主要介绍生物质能典型转化技术，包括成型燃料、直接燃烧技术、混烧技术、热解技术、气化技术、沼气技术、热解油提质改性、醇类燃料技术、生物柴油技术以及生物制氢技术、微生物燃料电池等其他转化利用技术，第十七章和第十八章分别介绍规划及技术经济分析和全生命周期评价。
章节目录
- 封面
- 书名页
- 内容提要
- 版权页
- 前言
- 第一章 概述
- 第一节 能源的概念及分类
- 一、能量及能源
- 二、能源的分类
- （一）按能源的起源分类
- 1.来自地球以外的太阳能
- 2.地球自身蕴藏的能量
- 3.地球和其他天体引力相互作用而产生的能量
- （二）按获取的形式分类
- （三）按是否可以再生分类
- （四）按能源利用的历史进行分类
- （五）按对环境的影响分类
- 第二节 生物质能的定义和范畴
- 一、生物质能定义
- 二、生物质能的来源
- 三、生物质的范畴
- （一）历史最悠久的能源
- （二）生物质能种类最丰富
- （三）转化的产品及工艺流程最丰富
- 第三节 生物质能资源种类和特点
- 一、生物质资源与分类
- 二、农作物秸秆
- 三、薪柴及林业废弃物
- （一）薪炭林
- （二）林业废弃物
- 四、能源植物
- 五、工业有机废弃物
- 六、城市固体废物
- 七、禽畜粪便
- 八、藻类
- 第四节 生物质能作为未来能源的地位和前景
- 习题
- 第二章 生物质能的生物学基础
- 第一节 光合作用
- 一、光合作用的基本概念与意义
- 二、光合作用机制
- 第二节 淀粉和糖类形成过程基础
- 一、淀粉形成过程基础
- 二、糖类形成过程基础
- 第三节 木质纤维素类生物质形成过程基础
- 一、纤维素形成过程基础
- 二、半纤维素形成过程基础
- 三、木质素形成过程基础
- 第四节 油脂类生物质形成过程基础
- 第五节 藻类养殖
- 习题
- 第三章 生物质能的化学基础
- 第一节 生物质能的化学基础概述
- 第二节 化学热力学基础
- 一、化学热力学概述
- （一）热力学研究的对象和内容
- （二）热力学第一定律
- （三）化学反应中的能量变化
- 1.焓
- 2.盖斯定律
- 3.化学反应焓变
- （四）熵和热力学第二定律
- 二、吉布斯自由能和化学平衡
- （一）吉布斯自由能
- 1.化学反应标准吉布斯自由能
- 2.标准吉布斯自由能的应用
- （二）化学平衡
- 1.标准平衡常数
- 2.化学反应等温方程式
- 3.平衡移动的方向
- 第三节 化学动力学基础
- 一、化学动力学概述
- （一）化学反应速率的定义及其表示方法
- （二）基元反应
- （三）各种参数对化学反应速率的影响
- 1.浓度对反应速率的影响
- 2.温度对反应速率的影响
- 二、基元反应速率理论
- 第四节 催化化学基础
- 一、催化原理
- （一）催化剂的组成
- 1.催化剂活性组分
- 2.助催化剂
- 3.载体
- （二）催化作用的特点
- （三）催化剂的作用本质
- （四）多相催化反应的历程和机理
- 二、催化剂常用制备方法和处理方式
- （一）浸渍法
- （二）沉淀法
- 1.共沉淀方法
- 2.均匀沉淀法
- 3.超均匀沉淀法
- 4.浸渍沉淀法
- （三）混合法
- （四）抽滤法
- （五）熔融法
- （六）离子交换法
- （七）其他方法
- 三、催化特性指标介绍
- （一）活性
- （二）选择性
- （三）稳定性
- 1.耐热稳定性
- 2.机械稳定性
- 3.抗毒稳定性
- 习题
- 第四章 生物质特性和分析方法
- 第一节 生物质特性概述
- 第二节 组分分布和分离定量
- 第三节 纤维素
- 一、纤维素结构组成
- （一）纤维素的分子结构
- （二）纤维素的结晶结构
- 二、纤维素物理结构特性
- （一）纤维素的分子量
- （二）纤维素的吸附性
- （三）纤维素的溶解性
- 三、纤维素化学性质
- （一）纤维素的水解
- （二）纤维素的氧化
- （三）纤维素的光化学裂解
- （四）纤维素衍生物
- 第四节 半纤维素
- 一、半纤维素结构组成
- 二、半纤维素物理结构特性
- （一）结晶性
- （二）亲水性
- （三）溶解性
- 三、半纤维素化学性质
- （一）酸碱反应性
- （二）酶降解特性
- 第五节 木质素
- 一、木质素结构组成
- （一）木质素基本结构单元
- （二）木质素的主要官能团
- （三）木质素的侧链结构及其形成的连接
- 二、木质素物理性质
- （一）木质素分子量的多分散性
- （二）木质素的溶解性
- （三）木质素的热塑性
- 三、木质素化学性质
- （一）木质素的显色反应
- （二）木质素的氧化反应
- （三）木质素的还原反应
- （四）木质素在多条件下的降解
- 第六节 抽提物
- 第七节 生物质中的无机盐
- 第八节 生物质工业分析和元素分析
- 一、工业分析
- 二、元素分析
- 三、生物质的发热量
- 四、生物质中的水分
- 五、生物质灰分
- （一）生物质灰分组成
- （二）生物质灰熔融特性
- 习题
- 第五章 生物质收集、存储和运输
- 第一节 生物质收集、存储和运输技术发展背景
- 第二节 生物质原料的收集
- 一、生物质原料收集的难点
- （一）生物质原料的资源分散性
- （二）生物质原料的低密度
- （三）生物质原料的收获期
- （四）生物质原料商品化程度低
- 二、收集技术发展和趋势
- （一）国外收集情况
- （二）国内收集情况
- 第三节 生物质原料的储运
- 一、生物质储运模式
- 二、生物质存储和堆场设计
- 第四节 生物质原料的给送
- 一、生物质原料给送概况
- 二、生物质原料给送技术路线
- 三、生物质给送技术
- 习题
- 第六章 生物质预处理技术
- 第一节 生物质原料的破碎
- 一、生物质原料破碎概况
- 二、生物质破碎设备的发展
- 三、国内外典型破碎设备
- 第二节 生物质原料的干燥
- 一、生物质干燥的必要性
- 二、生物质干燥过程
- 三、干燥技术和设备
- 第三节 生物质烘焙
- 一、生物质烘焙技术概述
- 二、生物质烘焙工艺
- 三、生物质烘焙产物分析
- （一）固相产物
- （二）液相和气相产物
- （三）烘焙能量效率和可行性
- 四、烘焙工业化概况
- 第四节 生物质蒸汽爆破
- 一、技术背景
- 二、蒸汽爆破工艺和对生物质作用
- 三、蒸汽爆破的其他应用
- 习题
- 第七章 生物质成型燃料
- 第一节 概述
- 第二节 生物质成型原理
- 一、生物质成型原理
- 二、生物质成型关键参数
- 第三节 生物质成型技术与设备
- 一、生物质成型工艺流程
- 二、成型设备
- （一）螺旋挤压成型
- （二）活塞冲压成型
- （三）轧辊式成型
- 三、生物质成型产品的性能指标
- 习题
- 第八章 生物质直接燃烧技术
- 第一节 生物质燃烧原理
- 一、生物质燃料特性
- 二、生物质燃料燃烧过程
- （一）生物质热解
- （二）生物质挥发分燃烧
- （三）生物质半焦燃烧
- 三、生物质燃烧过程设计
- （一）生物质燃烧过程所需空气量和产生的烟气量
- （二）生物质燃烧过程的配风和燃尽
- （三）生物质燃烧过程的灰相关问题
- 第二节 传统炉灶及其改进
- 一、民用生物质炉灶概况
- 二、燃烧过程典型问题
- 三、设计要点和改进
- （一）配风方案的优化
- （二）适当地延长烟道燃烧流道
- （三）受热面的合理布置
- （四）避免燃烧中碱金属问题
- （五）使用成型燃料
- 第三节 生物质直接燃烧发电
- 一、工业燃烧技术概述
- 二、生物质燃烧发电技术发展
- 三、针对秸秆的燃烧发电技术
- （一）技术特点
- （二）炉排炉燃烧技术简介
- （三）流化床燃烧技术简介
- 习题
- 第九章 生物质混烧技术
- 第一节 概述
- 一、混烧技术背景和意义
- 二、混烧技术面临的挑战
- 第二节 直接混烧
- 一、流化床直接混烧
- 二、煤粉锅炉直接混烧
- 第三节 间接混烧
- 一、生物质气化间接混烧
- 二、其他生物质间接混烧
- 第四节 平行混烧
- 习题
- 第十章 生物质热解技术
- 第一节 概述
- 一、生物质热解概念
- 二、生物质热解技术分类及现状
- 第二节 生物质热解原理
- 一、生物质热解过程
- （一）从物质和能量的传递分析
- （二）从反应进程分析
- 二、生物质组分热解行为
- （一）纤维素的热解
- （二）半纤维素的热解
- （三）木质素的热解
- 三、生物质热解的主要影响因素
- （一）反应条件的影响
- 1.温度的影响
- 2.固相和挥发物滞留期
- 3.含水量
- 4.压力
- 5.升温速率
- 6.反应的气氛
- 7.灰分
- 8.催化剂
- （二）原料特性的影响
- 1.原料种类
- 2.原料物理特性
- 3.颗粒粒径
- 4.颗粒形状
- 第三节 快速热解工艺与技术
- 一、快速热解工艺过程及要求
- 二、典型反应器及工艺
- （一）流化床反应器
- 1.流化床生物质热解反应器结构及工作原理
- 2.流化床生物质热解液化装置工艺流程
- （二）烧蚀反应器
- （三）携带床反应器
- （四）旋转锥反应器
- 1.喂入部分
- 2.反应器部分
- 3.收集部分
- （五）真空移动床反应器
- 第四节 生物质热解炭化
- 一、炭化原理与特征
- 二、炭制备影响因素
- 三、炭的性质
- （一）炭的元素组成
- 1.固定碳
- 2.挥发分
- 3.灰分
- 4.水分
- 5.发热量
- （二）炭的物理性质
- 1.炭的机械强度
- 2.炭的相对密度
- 3.炭的孔隙度
- 四、炭的应用
- （一）可直接作民用燃料和转化成气体燃料
- （二）用于冶炼高质量的有色金属和铸铁
- （三）用于晶体硅的生产
- （四）做机械零件的渗碳剂，提高钢制零件表面的硬度和耐磨性
- （五）制造二硫化碳
- （六）可制成石墨
- （七）在农林业中的应用
- （八）用来制作活性炭
- 五、生物质炭化工艺和装置
- 习题
- 第十一章 生物质气化技术
- 第一节 概述
- 一、生物质气化定义与背景
- 二、生物质气化原理
- 三、生物质气化基本反应
- 1.燃料干燥、热解与挥发分的燃烧气化
- 2.气固反应
- 3.气相反应
- 四、典型生物质气化过程
- 五、生物质气化反应动力学
- 六、生物质气化反应的影响因素
- （一）原料的气化特性
- （二）原料的挥发分
- （三）原料的反应性和结渣性
- （四）原料粒度及粒度分布
- （五）气化条件
- 七、生物质气化主要评价参数
- （一）气化强度
- （二）气体产率
- （三）气体发热量
- （四）气化效率与气化热效率
- （五）碳转化率
- 第二节 生物质气化技术与工艺
- 一、生物质气化炉
- （一）固定床气化炉
- 1.上吸式固定床气化炉
- 2.下吸式固定床气化炉
- 3.横吸式固定床气化炉
- 4.开心式固定床气化炉
- （二）流化床气化炉
- 1.单流化床气化炉
- 2.循环流化床气化炉
- 3.双流化床气化炉
- （三）气流床气化炉
- 二、生物质气化气化剂
- （一）空气气化
- （二）氧气气化
- （三）水蒸气气化
- （四）空气（氧气）-水蒸气混合气化
- （五）氢气气化
- 第三节 燃气净化
- 一、净化目的和要求
- 二、焦油和灰尘脱除方法
- （一）物理净化方法
- 1.旋风分离法
- 2.湿式净化
- 3.干式过滤法
- （二）热化学转化方法
- 1.热裂解法
- 2.催化裂解法
- 第四节 生物质气化技术的应用
- 一、生物质气化供热
- 二、生物质气化集中供气
- 三、生物质气化发电
- 四、生物质气化合成
- 习题
- 第十二章 沼气技术
- 第一节 概述
- 第二节 沼气发酵原理
- 一、沼气发酵过程
- 二、沼气发酵微生物群落相互作用
- （一）产酸发酵菌
- （二）产氢产乙酸菌
- （三）同型产乙酸菌
- （四）产甲烷菌
- 三、沼气潜力
- 四、沼气发酵工艺条件
- （一）严格的厌氧环境
- （二）营养物质
- （三）发酵原料
- （四）接种物和厌氧活性污泥
- （五）发酵温度
- （六）pH值
- （七）沼气池的有机负荷
- （八）毒性化合物
- （九）搅拌
- 第三节 沼气发酵工艺及厌氧消化反应器
- 一、沼气发酵工艺分类
- （一）以发酵温度分类
- 1.高温发酵
- 2.中温发酵
- 3.常温发酵
- （二）以投料方式划分
- 1.连续发酵
- 2.半连续发酵
- 3.批量发酵工艺
- （三）以发酵阶段分类
- 1.单相发酵
- 2.两相发酵
- （四）以发酵浓度分类
- 1.液体发酵
- 2.干发酵
- 二、厌氧消化反应器
- （一）水力滞留期（HRT）
- （二）固体滞留期（SRT）
- （三）微生物滞留期（MRT）
- 三、厌氧消化器的分类
- 1.常规消化器
- 2.污泥滞留型消化器
- 第四节 沼气提纯
- 一、脱水工艺与技术
- （一）冷凝法脱水
- （二）吸附法脱水
- （三）吸收干燥
- 二、脱硫工艺与技术
- （一）干法脱硫
- （二）湿法脱硫
- （三）生物脱硫
- 三、脱碳工艺与技术
- （一）物理和化学吸收法
- （二）分子筛吸附
- （三）膜分离法
- 第五节 沼气技术应用案例
- 习题
- 第十三章 生物质热解油提质改性
- 第一节 生物质热解油的特性
- 一、 生物质热解油组分与分析
- 二、生物油的物理化学性质
- （一）水分
- （二）pH值
- （三）黏度
- （四）发热量
- （五）灰分以及固体不溶物
- （六）闪点和凝点
- （七）着火特性
- 第二节 生物质热解油物理改性
- 一、乳化的基本概念
- 二、乳化在生物油中的应用
- 第三节 生物质热解油催化提质
- 一、生物油加氢脱氧提质
- （一）硫化态催化剂
- （二）贵金属催化剂
- 二、生物油催化裂解提质
- 三、生物油超临界态催化提质
- 四、生物油催化酯化提质
- 五、生物油组分的分离提纯与利用
- （一）提取特定官能团——酚类
- （二）提取乙酸
- （三）羟基乙醛
- （四）左旋葡萄糖
- （五）制备化学品——缓释氮肥
- 习题
- 第十四章 生物醇类燃料技术
- 第一节 燃料乙醇技术的发展概况
- 一、燃料乙醇的定义和性质
- （一）燃料乙醇的定义
- （二）乙醇的燃料性质
- 二、乙醇发酵机理
- （一）生物燃料乙醇制备过程简介
- （二）酵母菌乙醇发酵的代谢途径
- （三）乙醇发酵过程
- 1.发酵前期
- 2.主发酵期
- 3.发酵后期
- （四）乙醇生产过程常用的技术指标
- 1.原料利用率
- 2.乙醇生产效率
- （五）乙醇发酵的有关微生物
- 1.乙醇发酵微生物特性
- 2.乙醇生产常用的酵母菌菌株
- 第二节 生物燃料乙醇制备工艺
- 一、糖类生物质原料的乙醇生产
- （一）原料预处理工艺
- 1.制取工艺
- 2.稀释工艺
- 3.澄清
- 4.添加营养盐
- 5.酸化
- （二）糖液的灭菌工艺
- 1.物理法灭菌
- 2.化学法灭菌
- （三）糖类生物质原料乙醇发酵工艺
- 1.间歇式发酵
- 2.半连续式发酵
- 3.连续式发酵
- （四）糖类原料乙醇发酵案例
- 二、淀粉类原料乙醇发酵工艺与实例
- （一）淀粉类原料预处理
- （二）水热处理
- 1.高温高压处理工艺
- 2.常压处理工艺
- 3.低压蒸汽喷射液化工艺
- 4.生料无蒸煮工艺
- （三）糖化工艺
- （四）淀粉类生物质原料糊化、糖化的酶制剂
- （五）淀粉质原料乙醇发酵工艺类型
- 1.间歇式发酵工艺
- 2.半连续式发酵工艺
- 3.连续式发酵工艺
- 三、纤维素类原料水解工艺技术与实例
- （一）纤维素类原料水解机理
- （二）纤维素类生物质原料水解工艺技术
- 1.纤维素类生物质原料的前处理
- 2.纤维类生物质水解工艺类型
- （三）玉米秸秆制燃料乙醇工艺流程
- （四）木屑制取燃料乙醇工艺案例
- 1.木屑制取燃料乙醇工艺流程
- 2.木屑制取燃料乙醇的设备
- 第三节 其他生物醇类燃料
- 一、低碳混合醇
- （一）低碳醇合成反应
- （二）合成气制低碳醇工艺
- 1.MAS工艺
- 2.IFP工艺
- 3.Sygmol工艺
- 4.Octamxi工艺
- 二、生物丁醇
- （一）生物丁醇的特性及应用
- （二）发酵法生产丁醇
- 1.丁醇发酵菌种
- 2.丁醇发酵机理
- 3.发酵产物对菌种的毒害作用
- 习题
- 第十五章 生物柴油技术
- 第一节 概述
- 一、生物柴油及其特性
- （一）生物柴油
- （二）生物柴油特性
- 1.生物柴油的特点
- 2.生物柴油的质量指标
- 3.生物柴油的排放特性
- 二、生物柴油发展现状
- （一）国外发展现状
- （二）国内发展现状
- 三、生物柴油原料及其特性
- （一）生物柴油的生产原料的分类
- （二）草本油料
- （三）木本油料
- （四）微藻
- （五）动物油脂
- （六）废弃食用油脂
- 第二节 生物柴油制备原理与方法
- 一、基本反应
- （一）酯化反应
- （二）酯交换反应
- 二、制备方法
- （一）酸碱催化法
- 1.碱性催化剂
- 2.酸性催化剂
- （二）生物酶法
- （三）超临界法
- 第三节 生物柴油生产工艺与技术
- 一、酸碱催化化学法生产工艺
- （一）连续均相催化工艺
- 1.Lurgi工艺
- 2.BIOX工艺
- （二）连续非均相催化工艺
- （三）两步法生物柴油生产工艺
- 二、生物酶法生物柴油生产工艺
- 三、前沿技术发展
- （一）超临界甲醇醇解工艺
- （二）脂肪烃类生物柴油工艺
- （三）合成燃料类生物柴油工艺
- 习题
- 第十六章 其他生物质能技术
- 第一节 生物质制氢技术
- 一、生物质制氢技术概述
- （一）氢气的重要性
- （二）生物质制氢技术
- 二、水热化学制氢
- （一）气化催化制氢
- 1.基本原理
- 2.主要工艺
- （二）热裂解制氢
- 1.基本原理
- 2.主要工艺
- 3.热裂解工艺与气化工艺的比较
- （三）生物油催化重整制氢
- 1.生物油的性质
- 2.生物油催化重整制氢的基本原理
- 3.主要工艺
- （四）水相催化
- 三、微生物法制氢
- （一）暗发酵制氢
- 1.基本原理
- 2.工艺流程
- （二）光合发酵制氢
- 1.光解水制氢
- 2.光合细菌产氢
- （三）暗-光合微生物联合制氢
- 第二节 微生物燃料电池
- 一、微生物燃料电池的历史与种类
- 二、微生物燃料电池的原理
- （一）胞外产电菌
- （二）电子从胞外产电菌到电极的转移机制
- （三）电压的产生
- 1.基于热力学关系的最大电压
- 2.总电池电位
- （四）能量的产生
- 1.能量的计算
- 2.面积功率密度
- 3.体积功率密度
- 4.功率输出与总功率——内阻和开路电压的影响
- （五）库仑效率和能量效率
- （六）极化曲线及功率密度曲线
- （七）影响电池电压的因素
- 三、电池材料
- （一）阳极材料
- 1.碳基材料
- 2.石墨材料
- 3.碳纳米材料
- （二）阴极材料
- （三）膜
- 四、MFC构型
- （一）两室MFC
- （二）单室MFC
- （三）MFC电池组
- 五、MFC的应用
- （一）沉积物微生物燃料电池
- （二）MFC废水处理
- （三）微生物电解池产氢
- （四）微生物脱盐电池
- 习题
- 第十七章 规划和技术经济分析
- 第一节 生物质项目资源规划
- 一、资源规划的重要性
- 二、资源规划的难度
- 三、资源调研规划的思路和方法
- （一）现场踏勘
- （二）资源量调查
- （三）资源量统计分析
- （四）收储运模式分析和优化
- 第二节 生物质能源项目技术经济分析
- 一、基本概念
- 二、技术经济分析基本方法
- （一）现值法
- 1.净现值法
- 2.费用现值法
- （二）年值法
- （三）投资内部收益率法和投资回收期法
- 1.投资内部收益率法
- 2.投资回收期法
- 三、案例分析
- 习题
- 第十八章 生物质能利用全生命周期评价
- 第一节 概述
- 第二节 生命周期分析方法
- 一、生命周期评价定义
- 二、生命周期评价理论框架
- 三、生命周期评价步骤
- （一）目标与范围的确定
- （二）清单分析
- （三）影响评价
- 1.分类
- 2.特征化
- 3.标准化（归一化）
- 4.综合化
- （四）结果解释
- 1.重大问题的识别
- 2.评估
- 3.结果和建议
- 四、常用软件介绍
- 第三节 案例研究
- 一、目标及研究范围确定
- （一）研究对象及目的
- （二）系统边界
- 二、清单分析
- （一）水稻秸秆生长阶段
- （二）田间收集及压缩打捆阶段
- （三）运输至电厂阶段
- （四）电力生产阶段
- （五）清单汇总
- 三、影响评价
- （一）分类
- （二）特征化
- （三）标准化
- （四）综合化
- 四、结果解释
- 习题
- 参考文献
- 封底
展开全部
生物质能是2021年由中国电力出版社出版,作者骆仲泱等。
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