生物质能资源清洁转化利用技术 第2版PDF电子书下载

1生物质能 1

1.1 生物质的组成与结构 1

1.1.1 光合作用 2

1.1.2 植物细胞的结构 3

1.1.3 原生质的化学组成 4

1.1.4 细胞壁的化学组成 5

1.1.5 细胞后含物 6

1.1.6 植物的组织和器官 8

1.2 生物质能资源 9

1.2.1 资源的概念 9

1.2.2 能源的概念 10

1.2.3 生物质能的分类 14

1.3 生物质能转化利用技术 15

1.3.1 生物质能转化利用技术 15

1.3.2 生命周期分析法 18

2生物质能资源的生产与再生产 20

2.1 生物质资源的生产与再生产 20

2.1.1 生物圈的环境 20

2.1.2 生态系统 21

2.1.3 生态系统的能量流动 21

2.1.4 生态系统的物质循环 22

2.1.5 生态系统的生产与再生产 23

2.1.6 人工生产与再生产 24

2.2 生物质资源生产的周期性 24

2.2.1 植物生活周期 24

2.2.2 季节周期性 24

2.2.3 昼夜周期性 25

2.3 林业生物质能资源的生产与再生产 25

2.3.1 林业资源 25

2.3.2 薪炭林 27

2.3.3 林产品加工业废弃物 29

2.3.4 木本油料作物 29

2.3.5 林业的可持续发展 30

2.4 农业生物质能资源的生产与再生产 30

2.4.1 农作物秸秆 30

2.4.2 农产品初加工剩余物 41

2.4.3 畜禽粪便 41

2.4.4 生产燃料乙醇的原料 47

2.4.5 利用未利用土地资源发展能源作物潜力分析 58

2.4.6 草本木质纤维原料 73

2.5 工业有机废水 77

2.5.1 几种典型的工业有机废水 78

2.5.2 废水对环境的影响 79

2.6 城市固体废物 80

2.6.1 废物的循环 80

2.6.2 城市固体废物的特性 81

2.6.3 固体废物对环境的影响 82

2.7 藻类 84

2.7.1 内陆水域资源 85

2.7.2 海洋水域资源 86

3沼气技术 88

3.1 沼气发酵原理 88

3.1.1 沼气的定义 88

3.1.2 沼气发酵的微生物学原理 89

3.1.3 沼气发酵的条件 93

3.2 典型的农村户用沼气池池型 101

3.2.1 底层出料水压式沼气池 101

3.2.2 曲流布料式沼气池 102

3.2.3 分离浮罩式沼气池 102

3.2.4 强旋流液搅拌沼气池 103

3.3 大中型沼气工程 104

3.3.1 大中型沼气工程的基本工艺流程 104

3.3.2 厌氧消化器 108

3.3.3 沼气净化、储存与输配系统 115

3.3.4 大中型沼气工程的运行管理 118

3.4 沼气利用设施与设备 120

3.4.1 沼气炊事灶具 120

3.4.2 沼气灯具 121

3.5 沼气发电 122

3.5.1 沼气发电特点 122

3.5.2 沼气发电系统 123

3.5.3 沼气发电形式 123

3.5.4 沼气热电联产 127

3.5.5 沼气发电余热利用 128

3.5.6 沼气发电机运行注意事项 129

3.5.7 环境保护问题 130

3.6 沼气、沼液和沼渣的综合利用 131

3.6.1 沼气 131

3.6.2 沼液 134

3.6.3 沼渣 136

3.7 秸秆沼气技术 139

3.7.1 户用秸秆沼气工艺 140

3.7.2 秸秆沼气集中供气技术 142

3.8 沼气提纯高值利用 142

4生物质燃烧技术 146

4.1 生物质燃料与燃烧 146

4.1.1 生物质成分与特性 146

4.1.2 燃烧的基本过程 155

4.1.3 影响燃烧速度的因素 157

4.2 生物质收集、运输和储藏 158

4.2.1 生物质收集 159

4.2.2 生物质运输 161

4.2.3 生物质储藏 161

4.2.4 秸秆收储运模式 163

4.3 生物质预处理技术 166

4.3.1 生物质干燥 166

4.3.2 生物质粉碎 170

4.3.3 生物质输送 175

4.4 省柴灶 181

4.4.1 省柴灶发展历程 182

4.4.2 省柴灶的工作过程 182

4.4.3 省柴灶的节能原理 183

4.4.4 省柴灶热性能试验 184

4.5 生物质现代化燃烧技术 186

4.5.1 层燃技术 186

4.5.2 流化床燃烧技术 189

4.5.3 悬浮燃烧技术 195

4.6 典型生物质燃烧设备 196

4.6.1 柴炉 196

4.6.2 嵌入式壁炉 197

4.6.3 蓄热式炉灶 198

4.6.4 园木锅炉 200

4.6.5 木屑炉具 203

4.7 生物质燃烧发电/热电联产 205

4.7.1 汽轮机发电技术 206

4.7.2 蒸汽机发电技术 207

4.7.3 斯特林发动机发电技术 207

4.7.4 生物质锅炉 209

4.7.5 热电联产 210

4.7.6 典型案例 211

4.8 生物质与煤的混合燃烧技术 213

4.8.1 直接利用 214

4.8.2 气化利用 215

4.8.3 典型案例分析 215

4.9 主要污染物与控制技术 217

4.9.1 烟尘的生成与控制技术 218

4.9.2 NOx的生成与控制技术 225

4.10 生物质结渣问题和解决方法 227

4.10.1 结渣的原因 228

4.10.2 结渣的部位 230

4.10.3 影响结渣的因素 230

4.10.4 结渣的危害 231

4.10.5 结渣性能的判别 232

4.10.6 抗结渣方法研究 234

5生物质固体成型燃料技术 237

5.1 国内外产业发展现状与展望 238

5.1.1 国外产业发展现状 238

5.1.2 中国产业发展现状 239

5.1.3 发展展望 239

5.2 生物质固体成型技术 240

5.2.1 固体成型原理 240

5.2.2 固体成型生产工艺 240

5.2.3 典型生物质固体成型燃料生产工艺 241

5.3 生物质固体成型燃料成型设备 244

5.3.1 螺旋挤压成型技术工艺 244

5.3.2 活塞冲压成型技术工艺 245

5.3.3 模辊挤压成型技术工艺 246

5.4 生物质成型燃料特性和标准 249

5.4.1 国外相关产业标准 249

5.4.2 我国相关产业标准 253

5.4.3 生物质固体成型燃料成型设备试验方法 255

5.4.4 采样方法 257

5.4.5 样品制备方法 260

5.4.6 生物质固体成型燃料试验方法 263

5.5 生物质固体成型燃料燃烧技术 270

5.5.1 农村居民生活用能 271

5.5.2 农村区域供热 271

5.5.3 工业用途 271

5.5.4 生物质颗粒燃料自动燃烧器 271

5.6 生物质固硫型煤技术 273

5.6.1 生物质固硫型煤生产工艺 274

5.6.2 生物质固硫型煤燃料特性 274

6生物质热解与碳化技术 276

6.1 生物质热化学转化 276

6.2 生物质热解技术 276

6.2.1 生物质热解的过程和产物 278

6.2.2 生物质热解的原理 279

6.2.3 影响生物质热解的主要影响因素 282

6.3 生物质碳化技术 285

6.3.1 木炭的性质 285

6.3.2 生物质碳化设备 286

6.3.3 木材干馏的工艺流程 287

6.4 生物质快速热解技术 288

6.4.1 快速热解工艺 289

6.4.2 秸秆热解液化技术研究及开发现状 290

6.4.3 几种热解反应器 290

6.4.4 生物原油的燃料特性 295

6.4.5 生物原油的应用 296

6.5 生物炭 297

6.5.1 生物炭定义及其特性 298

6.5.2 生物炭的主要应用 299

6.5.3 国内外发展动态与趋势 302

7生物质气化技术 303

7.1 气化的基本原理、指标及分类 303

7.1.1 气化的基本原理 303

7.1.2 气化过程的指标 305

7.1.3 气化的分类 305

7.2 生物质气化设备 307

7.2.1 固定床气化炉 307

7.2.2 流化床气化炉 310

7.3 生物质燃气 312

7.3.1 生物质燃气特性 312

7.3.2 生物质燃气的净化 316

7.3.3 生物质燃气主要用途 318

7.4 秸秆气化集中供气系统 319

7.4.1 集中供气系统 319

7.4.2 典型应用实例 320

7.4.3 经济性评价 321

7.4.4 使用时应注意的问题 322

7.5 生物质气化发电技术 322

7.5.1 内燃机气化发电系统 323

7.5.2 燃气轮机气化发电系统 324

7.5.3 整体气化联合循环 324

7.5.4 整体气化热空气循环 325

8生物质液化技术 327

8.1 生物质直接液化技术 327

8.1.1 研究发展现状 328

8.1.2 直接液化工艺 330

8.1.3 生物质超临界液化 333

8.1.4 生物质与其他反应物共液化技术 334

8.1.5 液化油 334

8.2 生物质间接液化技术 336

8.2.1 研究发展现状 337

8.2.2 费托合成的原理 337

8.2.3 典型工艺过程 340

8.2.4 展望 340

8.3 二甲醚 340

8.3.1 生产工艺 341

8.3.2 二甲醚的民用燃料应用 342

8.4 甲醇 343

8.4.1 甲醇的燃料特性 344

8.4.2 生产工艺 344

8.4.3 甲醇转化制汽油 347

8.4.4 甲醇-氢燃料电池 347

9生物柴油 350

9.1 生物柴油的发展现状与趋势 351

9.2 生物柴油的原料 355

9.2.1 草本油料作物 355

9.2.2 木本油料作物 362

9.2.3 废弃食用油脂 366

9.3 化学法生产生物柴油 369

9.3.1 催化剂 370

9.3.2 生产工艺 373

9.4 生物柴油的燃料特性 376

10生物燃料乙醇 380

10.1 乙醇的燃料特性 380

10.2 燃料乙醇的发展现状与应用前景 382

10.2.1 国外发展现状与应用前景 382

10.2.2 国内发展现状与应用前景 383

10.3 燃料乙醇原料 385

10.4 发酵法制取乙醇 388

10.4.1 淀粉质原料的预处理 389

10.4.2 淀粉质原料的蒸煮 390

10.4.3 蒸煮醪的糖化 392

10.4.4 糖化剂及制备 392

10.4.5 糖化醪的发酵 394

10.4.6 酒母的制备 395

10.4.7 发酵成熟醪的蒸馏 395

10.4.8 无水乙醇的制取 398

10.4.9 乙醇生产副产品的利用 400

10.5 甜高粱茎秆制取乙醇 402

10.6 纤维素降解制取乙醇 403

10.6.1 酸水解 403

10.6.2 酶水解 404

10.6.3 预处理 405

10.6.4 五碳糖的发酵 410

10.6.5 混合糖发酵技术 410

10.6.6 同时糖化和发酵工艺 411

10.6.7 国内发展现状与趋势 412

10.7 生物丁醇 414

10.7.1 生物丁醇特性 414

10.7.2 生产工艺 415

10.8 生物质化工 416

10.8.1 发展现状与趋势 417

10.8.2 乙醇化工产品 418

10.8.3 糠醛 422

10.8.4 1，3-丙二醇 423

10.8.5 多元醇 423

10.8.6 可生物降解高分子材料 424

11微藻生物能源 426

11.1 国内外发展现状与趋势分析 427

11.1.1 国外发展现状与趋势 427

11.1.2 国内发展现状与趋势 428

11.2 微藻藻种资源 431

11.2.1 国外富油高产微藻藻种分析 431

11.2.2 我国能源微藻的主要品种及其特性 432

11.3 藻种选育技术 436

11.3.1 选择育种 436

11.3.2 诱变育种 436

11.3.3 基因工程 437

11.4 培养方式 437

11.4.1 开放式培养系统 438

11.4.2 封闭式培养系统 440

11.5 采收技术 442

11.5.1 藻液预处理技术 442

11.5.2 富集与分离技术 443

11.6 藻油提取技术 444

11.6.1 微藻细胞壁破碎 445

11.6.2 油脂的提取 445

11.7 副产品的处理 446

11.8 产业化关键问题 448

12城市固体废物能源处理技术 450

12.1 城市固体废物分类收集 451

12.2 城市固体废物分选回收系统 451

12.2.1 生活垃圾的分类收集 451

12.2.2 固体废物的压实 452

12.2.3 固体废物的破碎 452

12.2.4 固体废物的分选 453

12.3 焚烧处理技术 454

12.3.1 焚烧处理的要求 455

12.3.2 焚烧处理的方式和特点 456

12.3.3 几种固体废物焚烧炉 457

12.3.4 污泥的焚烧处理 462

12.3.5 环境影响评价 463

12.3.6 典型案例分析 463

12.3.7 未来发展趋势 466

12.4 垃圾衍生固体燃料 467

12.4.1 垃圾衍生燃料的特性 467

12.4.2 垃圾衍生燃料的生产工艺 468

12.5 热解处理技术 470

12.5.1 城市固体废物的热解 471

12.5.2 几种城市固体废物的热解设备 472

12.5.3 废塑料的热解 473

12.6 土地填埋处置技术 474

12.6.1 填埋场的运行管理 475

12.6.2 填埋气体的产生与控制 476

13生物质能开发利用技术展望 479

13.1 生物质燃料部分替代化石燃料 479

13.1.1 生物质能在世界能源供应中的地位 479

13.1.2 生物质能在中国农村能源供应中的地位 481

13.1.3 对气候变化的影响 483

13.1.4 能源安全问题 487

13.1.5 生物质发电 488

13.1.6 航空生物燃料 490

13.2 生物燃料产品对粮食安全的影响 495

13.2.1 燃料乙醇产业发展与糖业市场的相互影响 496

13.2.2 生物柴油产业发展与植物油市场的相互影响 497

13.3 生物质能对环境的影响 499

13.3.1 土地扩张 500

13.3.2 生物多样性丧失 501

13.3.3 对水的影响 501

13.3.4 对大气环境的影响 501

13.3.5 温室气体排放争议 502

13.4 最新技术发展与展望 502

13.4.1 转基因技术 503

13.4.2 生物燃料电池 505

13.4.3 生物制氢技术 506

13.4.4 生物质材料 508

13.5 中国促进生物质能产业发展政策 510

13.5.1 法律制度 510

13.5.2 规划计划 511

13.5.3 可再生能源发展专项资金 512

13.5.4 生物质发电有关实施细则 513

13.5.5 生物液体燃料有关政策 513

13.5.6 其他补贴政策 514

13.5.7 税收优惠 515

13.5.8 研究开发 516

参考文献 518