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第一章绪论 1

1.1引言 1

1.2我国农村能源的情况 2

1.3开发我国农村能源的方法和出路 4

1.4国内外对于生物质热能利用的研究现状 6

第二章中国的生物质资源 10

2.1我国的自然条件概述 10

2.1.1地理位置和疆城 10

2.1.2地貌的基本特征和形成的原因 10

2.1.3国土面积和土地类型 11

2.1.4气候特点与自然分区 12

2.1.5人口与资源 12

2.2我国的农业资源 13

2.2.1我国的气候区划 13

2.2.2我国光、热、水的数量分布 13

2.2.2.1光能资源 13

2.2.2.2热量资源 14

2.2.2.3水资源 14

2.2.3我国土壤农业分区 16

2.2.3.1北方旱地农业、林牧业土壤区城 16

2.2.3.2西北旱地灌溉农业、牧业土壤区城 16

2.2.3.3青藏高原高寒农林牧业土壤区城 16

2.2.3.4南方水田农业、亚热带、热带作物林业土壤区城 16

2.3我国的生物资源 17

2.3.1我国的植物资漂 17

2.3.1.1我国的植物分区 17

2.3.1.2我国南部植物宝库 17

2.3.1.3我国植物资源存在的问题 18

2.3.2我国的森林资源 18

2.3.2.1我国森林资源的特点 19

2.3.3我国的草地资源 20

2.3.3.1我国的草地环境和类型分布 20

2.3.3.2我国草地的特点和资漂优势、劣势 20

2.3.4我国农业生产中产生的生物质残余物资源 21

第三章生物质的燃烧问题和省柴灶 22

3.1前言 22

3.2基础知识介绍 22

3.2.1有关传热学和流体力学的基础知识 22

3.2.1.1牛顿粘性定律 22

3.2.1.2傅里叶热传导定律 22

3.2.1.3费克组分扩散定律 23

3.2.1.4几个有用的无因次量和通用的分子输运方程 24

3.2.1.5流动的边界层概念 24

3.2.1.6通过边界层的传热 26

3.2.2几个守恒方程 27

3.2.2.1质量守恒（连续）方程 27

3.2.2.2动量守恒（运动）方程 28

3.2.2.3能量守恒方程 28

3.2.2.4组分守恒方程 28

3.3典型的燃烧现象 29

3.3.1燃烧现象的分类 29

3.3.2然烧反应的进程 31

3.4密封容器内可燃气体的热自燃 32

3.4.1着火的概念和着火准则 32

3.4.1.1自发着火和强迫着火 33

3.4.1.2着火准则 33

3.4.2谢苗诺夫热自燃论 33

3.4.2弗朗克·卡米涅茨基定常分析法 36

3.5炽热钝体（惰性）点燃可燃混气 38

3.5.1问题的提出 38

3.5.2炽热钝体点燃可燃混气的条件 38

3.6固体燃料的燃烧 39

3.6.1努谢尔收缩液滴理论 40

3.6.2碳球的燃烧 40

3.6.3碳球燃烧的扩散理论 41

3.7农村省柴灶 42

3.7.1农村旧式灶的问题 42

3.7.2集灶的热损失 42

3.7.2.1排烟损失 42

3.7.2.2化学不完全燃烧热损失 42

3.7.2.3机械不完全燃烧热损失 43

3.7.2.4散热损失 43

3.7.2.5灶体蓄热量 43

3.7.2.6灰渣带走热量 43

3.7.3柴灶省柴的要素 43

3.7.3.1保证柴草充分地燃烧 43

3.7.3.2充分利用燃烧产生的热能 44

3.7.4省柴灶的设计 44

3.7.4.1建灶前的准各工作 44

3.7.4.2柴灶参数的选择 45

3.7.4.3一种简便凉灶的制作 47

第四章沼气生产和利用 49

4.1前言 49

4.2沼气的利用优势 49

4.2.1沼气可傲生活燃料 49

4.2.2沼气做动力燃料 49

4.2.3增加饲料来源促进养殖业发展 49

4.2.4沼气可以改善农村卫生环境 49

4.2.5利用沼气可促进生态农业的发展 50

4.3沼气的性质 50

4.3.1沼气的物理性质 50

4.3.2沼气的化学性质 50

4.3.2.1甲烧的燃烧 51

4.3.2.2甲烷的热分解 51

4.3.2.3甲烷与氯气反应 51

4.3.2.4甲烧与水燕汽反应 52

4.4沼气产生的基本原理 52

4.4.1沼气发酵的生物化学过程 52

4.4.1.1液化阶段 52

4.4.1.2产胶阶段 52

4.4.1.3产甲烧阶段 52

4.4.2沼气发酵的有机物分解代谢过程 53

4.4.2.1碳水化合物的分解代谢 53

4.4.2.2类脂化合物的分解代谢 53

4.4.2.3蛋白质类的分解代谢 53

4.5制取沼气的条件 54

4.5.1严格的无氧环境 54

4.5.2充足适宜的发酵原料 54

4.5.3适当的发酵原料浓度 55

4.6.4适宜的池内温度 56

4.5.4.1高温发酵 56

4.5.4.2中温发酵 56

4.5.4.3常温发酵 56

4.5.5适宜的池内原料酸碱度 56

4.6沼气池的构造及种类 57

4.6.1沼气池的构造 57

4.6.1.1进料间 57

4.6.1.2发醇间 57

4.6.1.3出料间 57

4.6.1.4活动盖 58

4.6.2沼气池的种类 58

4.6.2.1水压式沼气池 58

4.6.2.2分离浮罩式沼气池 58

4.6.2.3红泥塑料沼气池 58

4.6.3沼气池的工作原理 59

4.7沼气池的建造 59

4.7.1水压式沼气池的基本技术要求 59

4.7.2建池材料的选择 60

4.7.3设计尺寸和容积计算方法 60

4.8沼气池的科学化管理 62

4.8.1正确地配比原料 63

4.8.2沼气池的起动 64

4.9沼气的利用 64

4.9.1沼气燃烧的化学原理 64

4.9.2沼气燃烧的特点 64

4.9.2.1沼气压力不稳定 64

4.9.2.2沼气的热值变化大 64

4.9.2.3容易发生脱火现象 65

4.9.3水压式沼气池沼气用具的配套与调整 65

4.9.3.1管道 65

4.9.3.2沼气炉具 66

4.9.4红泥塑料沼气池的配套用具 68

4.10使用沼气的安全事项 68

第五章生物质的气化和双燃料发动机 69

5.1前言 69

5.2残余物的性质 69

5.2.1物理性质 69

5.2.2化学性质 71

5.2.3资源可获得性 71

5.3残余物的热化学处理 72

5.3.1松散残余物的压块 72

5.3.2燃烧 73

5.3.3气化 75

5.3.3.1气化设备 76

5.3.3.2移动床 78

5.3.3.3流化床 80

5.4气体燃料和双燃料发动机 81

5.4.1气体燃料发动机研究的情况 81

5.4.1.1对点燃式气体燃料发动机的研究 81

5.4.1.2对压燃式气体燃料发动机的研究 82

5.4.2 S195柴油机作双燃料发动机的改装 82

5.4.2.1引燃油量控制系统的改装 82

5.4.2.2气体燃料的调节与混合 83

5.4.2.3引燃油控制系统的动态响应 83

5.4.2.4曲轴箱强迫通风 85

5.4.2.5改装后的其它问题 85

5.5结论 86

第六章残余物的热解气化 87

6.1残余物热挥发特性的研究 87

6.1.1生物质残余物比热的测定 90

8.1.1.1测量固体物料比热的几种方法 90

6.1.1.2用热平衡法测量玉米芯的比热容 90

6.1.1.3施米特和莱登弗罗斯特对比热容的测量方法 92

6.1.1.4克里舍的测量低导热固体比热容的方法 93

6.1.1.5用施米特和莱登弗罗斯特方法测量几种生物质比热容和其随温度的变化 93

6.1.1.6小结 94

6.1.2生物质残余物（玉米芯）密度的测定 94

6.1.3生物质残余物（玉米芯）水分含量的测定 94

6.1.4生物质残余物（玉米芯）导热系数的测定 95

6.1.4.1测量固体导热系数的平板法 95

6.1.4.2测量固体导热系数的同心圆球法 95

6.1.4.3小结 96

6.1.4.4对几种典型生物质的导热系数的测定结果 96

6.1.4.5对生物质导热系数的讨论 97

6.1.5单颗粒生物质残余物（玉米芯）的挥发特性的实验研究 98

6.1.5.1单颗粒玉米芯的制备 98

6.1.5.2实验装置 98

6.1.5.3玉米芯挥发特性的理论计算及与实验结果的对比 99

6.1.5.4山楂籽热挥发特性的研究 100

6.1.5.5山楂籽热挥发的理论计算 102

6.2生物质残余物的热解装置 104

6.2.1焦油产率与玉米芯水分含量和热解温度的关系 105

6.2.2具有焦油城裂解条件下玉米芯热解焦油产率、产气率与热解温度、热裂解温度及水分含量的关系 106

6.2.2.1实验参数的选择 106

6.2.2.2实验结果 107

6.2.2.3实验结果的讨论 107

6.2.3热解装置参数的优化 108

6.2.3.1以干基焦油产率为目标的优化结果 108

6.2.3.2以产气率为优化目标的优化结果 110

6.2.3.3综合考虑焦油产率与产气率的优化 111

6.2.4对热解管内的玉米芯热解过程的计算机模拟 113

6.2.4.1有限元方程组的推导 114

6.2.4.2有限元方程的计算机解法和程序 120

6.2.4.3对直径80毫米的圆管式均匀加热热解装置内部过程的计算 122

6.2.4.4小结 125

第七章利用生物质残余物生产活性炭 126

7.1活性炭的用途 126

7.1.1在液相吸附方面的应用 126

7.1.1.1制糖业 126

7.1.1.2酒类加工 126

7.1.1.3油脂的精制加工 126

7.1.1.4制药工业的应用 126

7.1.1.5化学工业的应用 127

7.1.1.6冶金工业的应用 127

7.1.1.7环境保护方面的应用 127

7.1.2活性炭在气相吸附方面的应用 127

7.1.2.1溶剂回收和环境保护方面的应用 127

7.1.2.2在核工业中的应用 127

7.1.3活性炭可以作为催化剂和催化剂载体 127

7.1.3.1活性炭直接用作催化剂 127

7.1.3.2活性炭作为催化剂载体 128

7.1.4活性炭在医药、农业和其它方面的应用 128

7.2活性炭生产的基本工艺 128

7.2.1化学法生产活性炭的基本工艺过程 128

7.2.1.1氯化锌法生产活性炭的特点 128

7.2.1.2氯化锌法生产活性炭的工艺过程 129

7.2.2物理法生产活性炭的工艺流程 131

7.2.2.1闷烧法生产粉状活性炭的工艺流程 131

7.2.2.2管状炉法生产粉状活性炭的工艺流程 132

7.2.2.3斯乐普方法生产定型、不定型颗粒活性炭的工艺 133

7.3活性炭生产的基本设备 134

7.3.1化学法（氯化锌法）的生产设备 134

7.3.1.1回转炉法的生产设备 134

7.3.1.2简易法的生产设备 135

7.3.2物理法生产活性炭的设备 136

7.3.2.1闷烧法的活化设备 136

7.3.2.2管状炉法生产活性炭的设备 137

7.3.2.3斯乐普炉生产活性炭的设备 138

7.4结论 139

参考文献 140