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第一章 绪论 1

第一节 生物质能的概念与资源 1

一、生物质能的概念 1

二、光合作用与生物质能 1

三、生物质的种类和资源 3

第二节 生物质能转换技术定义及类型 5

一、生物质能转换技术定义 5

二、生物质能转换技术类型 5

第二章 生物质的直接燃烧技术 8

第一节 生物质的特性 8

一、生物质的成分与化学特性 8

二、生物质的物理特性 11

第二节 秸秆与薪柴 13

一、秸秆与薪柴的性质 13

二、秸秆与薪柴的资源量计算 14

第三节 生物质的燃烧机理与方式 15

一、燃烧的基本类型 15

二、生物质的燃烧过程 15

三、燃烧要素 16

四、影响燃烧速度的因素 17

第三章 沼气发酵工艺及户用沼气技术 19

第一节 沼气技术发展现状 19

第二节 沼气发酵的原理 21

一、甲烷的性质 21

二、沼气发酵原理 22

三、沼气发酵原料 24

第三节 沼气发酵的工艺条件 24

一、严格的厌氧环境 24

二、温度 25

三、pH值 27

四、接种物 28

五、发酵原料 29

六、搅拌 31

七、沼气池的有机负荷 32

八、压力 33

九、添加剂和抑制剂 33

第四节 沼气发酵的工艺类型 34

一、以发酵温度划分 34

二、以进料方式划分 36

三、按发酵阶段划分 38

四、按发酵级差划分 40

五、按发酵含量划分 41

六、以料液流动方式划分 42

第五节 水压式沼气池的构造及工作原理 43

一、水压式沼气池的构造 43

二、水压式沼气池的工作原理 45

第四章 大中型沼气工程 47

第一节 大中型沼气工程的定义及发展现状 47

一、大中型沼气工程定义 47

二、大中型沼气工程的分类 47

三、大中型沼气工程的发展现状 48

第二节 大中型沼气工程厌氧消化器 48

一、分类依据 49

二、厌氧消化器类别 52

第三节 厌氧消化工艺参数 65

第四节 沼气工程的设计 67

一、大中型沼气工程设计内容与要求 67

二、沼气发酵消化器设计 68

第五节 沼气工程的施工 70

一、施工准备 71

二、施工质量控制与安全要求 71

三、施工验收 72

第六节 沼气的净化和储存 73

一、沼气脱水 73

二、沼气脱硫 73

三、沼气储存 77

四、输气系统的设计 77

第七节 沼气的输配 77

一、输气管道的设计 77

二、室内管道的安装 81

三、室外沼气管道的布置 84

第八节 大中型沼气工程实例 85

第五章 燃料乙醇技术 90

第一节 燃料乙醇技术的发展概况 90

一、燃料乙醇的定义和性质 90

二、燃料乙醇技术发展现状 91

第二节 燃料乙醇的生产原料 94

一、生产燃料乙醇的淀粉类生物质原料 94

二、生产燃料乙醇的糖类生物质原料 95

三、生产燃料乙醇的木质纤维素类原料 96

第三节 乙醇发酵机理 99

一、生物质原料乙醇生产过程 99

二、酵母菌乙醇发酵的代谢途径及副产物 100

三、乙醇发酵过程 105

四、乙醇生产过程常用的技术指标 106

第四节 乙醇发酵微生物 107

一、乙醇发酵微生物的性能 107

二、乙醇生产常用的酵母菌菌株 107

三、能进行乙醇发酵的细菌 110

四、乙醇发酵菌的选育及基因工程菌的构建 112

第五节 乙醇蒸馏脱水的原理及工艺流程 114

一、乙醇蒸馏、脱水原理 114

二、乙醇蒸馏脱水工艺流程 116

第六节 糖类原料乙醇发酵工艺与实例 117

一、原料预处理工艺 118

二、糖液的灭菌工艺 119

三、糖类原料乙醇发酵工艺 119

四、糖类原料乙醇发酵实例 122

第七节 淀粉类原料乙醇发酵工艺与实例 126

一、淀粉类原料预处理 127

二、乙醇酵母的扩增培养 131

三、淀粉质原料乙醇发酵工艺类型 134

第八节 纤维素类原料水解工艺技术与实例 135

一、纤维素类原料水解机理 135

二、纤维素类生物质原料水解工艺技术 136

三、玉米秸秆制燃料乙醇工艺案例 140

四、木屑制取燃料乙醇工艺案例 142

第六章 生物质热裂解机理及工艺 148

第一节 生物质热裂解机理 148

一、生物质热裂解的概念 148

二、生物质热裂解反应机理 148

第二节 生物质热裂解反应动力学研究 152

一、概述 152

二、生物质热裂解反应动力学研究试验 153

第三节 生物质热裂解工艺类型及影响因素 157

一、生物质热裂解工艺类型 157

二、影响生物质热裂解过程及产物组成的因素 157

三、生物质热裂解液化技术的工艺流程 160

四、生物质热裂解液化技术研究及开发现状 161

五、生物质热裂解液化反应器的类型 163

第四节 典型生物质热裂解液化装置 164

一、旋转锥反应器生物质闪速热裂解液化装置 164

二、流化床反应器生物质闪速热裂解液化装置 172

第五节 生物油的特性 175

一、生物油组成成分 175

二、生物油的典型特性 176

三、生物油的精制 178

第六节 生物油的应用 179

一、概述 179

二、生物油用于燃烧 179

三、涡轮机发电 180

四、生物油作为柴油机代用燃料 181

五、生物油制取化学品 182

六、生物油制取黏合剂 182

七、农业废弃物热裂解循环利用制取缓释肥 183

八、不可冷凝气体及木炭的应用 183

第七章 生物质快速热裂解液化技术 184

第一节 生物质快速热裂解挥发特性 184

一、概述 184

二、快速热解动力学研究小型装置的研究现状及特点 185

三、生物质热解模型的研究概况 189

四、采用改进的层流炉对生物质热解挥发特性及反应动力学进行的研究 192

第二节 下降管热裂解反应器中试装置的组成与工作原理 199

一、下降管热裂解反应器中试装置的组成 200

二、下降管热裂解反应器中试装置的工作原理 202

第三节 下降管热裂解反应器中试装置的物质平衡分析 203

一、物质转化分析 203

二、产物质量分布及计量 204

三、能量平衡分析 205

四、生物质热解过程耗热量 205

五、同步热分析仪的原理和DSC曲线的特性 207

六、部分实验结果 207

第四节 流化床反应器热裂解中试装置实例 209

一、加热系统 210

二、生物质颗粒喂料器 210

三、反应器 211

四、流动特性冷态实验 211

五、氩气流量控制 212

六、热解实验 213

第八章 生物质气化技术 214

第一节 概述 214

一、气化技术概念 214

二、气化技术分类 214

第二节 生物质气化原理 221

一、气化基本原理 221

二、气化反应动力学 222

三、气化反应平衡分析 225

四、气化主要影响因素 227

第三节 生物质气化评价参数与设计计算 228

一、生物质气化评价参数 228

二、气化过程质量和能量衡算 230

三、气化炉设计计算 231

第四节 生物质气化焦油的处理 233

一、燃气中焦油的特点及其危害 233

二、传统的焦油去除方法 234

三、催化裂解去除焦油方法 235

第五节 生物质气化技术的应用 238

一、气化气体特性 238

二、生物质气化供热 240

三、生物质气化集中供气 241

四、生物质气化发电 242

第九章 生物质压缩成型技术 244

第一节 概述 244

第二节 生物质致密成型原理 246

一、生物质压缩成型过程的颗粒特征 246

二、生物质压缩成型过程的黏结作用 248

第三节 生物质压缩特性及影响因素 249

一、秸秆的物理特性 249

二、秸秆的压缩特性 250

三、压缩过程的影响因素 252

第四节 生物质压缩成型工艺及流程 256

一、生物质压缩成型工艺 256

二、生物质压缩成型生产流程 258

第五节 生物质压缩成型设备 262

一、螺杆挤压式成型机 262

二、活塞挤压式成型机 263

三、压辊式成型机 264

第六节 生物质成型燃料的特性 267

一、生物质成型燃料的物理特性 267

二、生物质成型燃料的燃烧特性 269

第十章 生物质制氢技术 271

第一节 概述 271

第二节 生物质热化学转换法制氢 274

一、生物质气化制氢 275

二、生物质热裂解制氢 276

第三节 微生物法制氢 278

一、厌氧发酵法制氢 278

二、光合微生物法制氢 282

三、厌氧细菌和光合细菌联合产氢 288

第十一章 生物柴油技术 291

第一节 名词解释 291

第二节 生物柴油概述 292

一、生物柴油发展历史 292

二、生物柴油研究和利用现状 293

三、生物柴油原料和生产工艺 294

四、生物柴油的优缺点 294

第三节 生物柴油标准 295

一、各国生物柴油标准 295

二、生物柴油标准主要质量指标分析 297

第四节 生物柴油测试方法 298

第五节 生物柴油生产工艺 301

一、酸／碱催化法 301

二、超临界法 302

三、酶／细胞法 302

第六节 生物柴油案例 303

第十二章 生物质超临界水处理制氢技术 304

第一节 生物质超临界水处理制氢技术概述 304

一、超临界水体系的特征 304

二、生物质超临界水处理制氢的反应装置 306

三、生物质超临界水处理制氢技术的影响因素 309

第二节 生物质超临界水处理制氢技术的反应过程 314

第十三章 能源生态模式与生物质能项目技术经济评价 319

第一节 能源生态模式及其特点 319

第二节 技术经济评价指标 320

一、静态投资回收期（PB） 320

二、动态投资回收期 320

三、成本效益分析 320

第三节 “猪、沼、果”南方能源生态模式 321

一、模式构成及其作用 321

二、经济评价 322

第四节 四位一体北方能源生态模式 324

一、模式构成、作用及特点 324

二、经济评价 325

参考文献 328