第1章 生物质资源 1
1.1 生物质能的定义及特点 1
1.1.1 生物质原料类型 1
1.1.2 生物质能资源的特点 2
1.2 生物质资源量估算方法 2
1.2.1 农作物资源 2
1.2.2 薪柴资源 3
1.2.3 人畜粪便资源 3
1.2.4 草资源 4
1.3 废弃生物质资源 4
1.3.1 废弃农作物秸秆 4
1.3.2 林木剩余物 6
1.3.3 禽畜粪便 7
1.3.4 工业有机废弃物 9
1.3.5 城市固体有机垃圾 9
1.3.6 废弃动植物油脂 10
1.3.7 草原生产力 10
1.3.8 边际土地及能源作物 11
1.4 生物质资源潜力综合评价 14
1.4.1 我国能源用量与消费量 14
1.4.2 我国生物质资源量 14
1.4.3 生物质资源开发利用导向 15
参考文献 15
第2章 非粮燃料乙醇 16
2.1 原料 17
2.1.1 木薯 17
2.1.2 甜高粱 18
2.1.3 能源甘蔗 19
2.1.4 纤维素原料 20
2.2 生产原理及工艺流程 21
2.2.1 燃料乙醇的生产原理 21
2.2.2 生产工艺 22
2.3 主要设备的选型及设计 31
2.3.1 原料预处理设备 32
2.3.2 水解糖化装置 37
2.3.3 发酵设备 40
2.3.4 乙醇脱水设备 41
2.4 国内外典型案例分析 42
2.4.1 巴西能源甘蔗生产燃料乙醇 42
2.4.2 吉林燃料乙醇甜高粱茎秆制乙醇示范项目 43
2.4.3 中粮集团20万吨木薯燃料乙醇项目 44
2.4.4 加拿大Iogen公司纤维乙醇示范项目 45
参考文献 46
第3章 生物柴油 49
3.1 原料要求 49
3.1.1 可能的生产原料 49
3.1.2 原料评价主要指标 50
3.2 基本原理 52
3.2.1 生物酶法生产原理 52
3.2.2 化学法生产原理 53
3.2.3 超临界甲醇 53
3.3 工艺流程 54
3.3.1 酸碱催化化学法工艺流程 54
3.3.2 酶法工艺流程 54
3.4 参数选取和设计 55
3.4.1 反应压力 55
3.4.2 催化剂 55
3.4.3 反应器 56
3.5 产业发展现状 56
3.5.1 国外发展现状 56
3.5.2 国内发展现状 57
3.6 案例分析 58
参考文献 60
第4章 沼气工程产业化技术 61
4.1 沼气发酵的基本原理 61
4.2 沼气发酵的原料及沼气资源量 62
4.2.1 沼气发酵原料的类型 62
4.2.2 发酵原料有机质含量 63
4.2.3 发酵原料产气能力计算 64
4.2.4 沼气资源量评估 65
4.3 沼气工程厌氧反应器和工艺流程 69
4.3.1 厌氧反应器和发酵工艺 69
4.3.2 养殖业沼气工程的工艺流程 82
4.3.3 工业废水沼气工程的工艺流程 88
4.4 沼气工程设备与技术 90
4.4.1 前处理设备 90
4.4.2 厌氧反应器结构 97
4.4.3 沼气净化 102
4.4.4 沼气储存 106
4.4.5 沼气输送 109
4.4.6 仪表仪器 110
4.4.7 沼气利用 112
4.4.8 沼液沼渣利用 116
4.4.9 沼液处理 116
4.5 典型的沼气工程案例——德青源大型沼气发电技术推广示范工程 119
4.5.1 项目概况 119
4.5.2 工艺设计 119
4.5.3 建、构筑物结构设计 120
4.5.4 主要设备 123
4.5.5 电气仪表与自动控制 125
4.5.6 给排水、绿化与消防 125
4.5.7 沼气发电厂的组织形式及劳动定员 126
4.5.8 主要技术经济指标 126
参考文献 126
第5章 生物质气化及发电技术 127
5.1 生物质气化原理与工艺 127
5.1.1 生物质气化原理 127
5.1.2 生物质气化工艺 127
5.2 生物质气化过程焦油处理工艺研究 129
5.2.1 生物质焦油炉内控制 129
5.2.2 生物质焦油高温热裂解 131
5.2.3 生物质焦油催化裂解 136
5.3 生物质燃气净化焦油污水处理 148
5.3.1 生物质燃气净化焦油污水处理的作用 148
5.3.2 污水处理原理及方法 149
5.4 生物质气化发电技术应用 152
5.4.1 生物质气化发电技术的特点 152
5.4.2 生物质气化发电技术发展应用现状 153
5.4.3 生物质气化发电应用示范系统 155
5.5 生物质气化发电环境经济性分析 165
5.5.1 分析方法和依据 165
5.5.2 清单结果及分析 167
5.6 生物质电价定价机制和政策建议 174
5.6.1 我国生物质发电电价政策分析评价 174
5.6.2 电价政策建议 176
参考文献 176
第6章 生物质燃烧与供热发电 180
6.1 燃料来源与性质 180
6.1.1 秸秆 180
6.1.2 薪炭林 181
6.1.3 工业废弃物 181
6.2 生物质燃烧与供热发电现状与趋势 181
6.2.1 生物质供热发电的技术现状 181
6.2.2 生物质供热发电的发展趋势 182
6.3 生物质燃烧与供热发电原理 184
6.3.1 生物质燃烧原理 184
6.3.2 生物质的灰熔融特性及结渣 186
6.3.3 生物质燃烧的腐蚀问题 186
6.3.4 生物质燃烧排放与控制 188
6.3.5 发电原理与蒸汽朗肯循环 188
6.4 生物质燃烧与供热发电工艺流程 189
6.4.1 直燃发电工艺流程 189
6.4.2 混燃发电工艺流程 191
6.4.3 生物质燃烧供热工艺流程 191
6.4.4 生物质燃烧热电联产工艺流程 192
6.5 生物质燃烧与供热发电系统设备与设计 194
6.5.1 生物质燃烧与供热发电系统热力计算方法 194
6.5.2 生物质直燃锅炉 194
6.5.3 生物质混燃锅炉 196
6.5.4 生物质发电系统主要设备选型 197
6.5.5 生物质燃烧发电的预处理系统 198
6.6 生物质燃烧与供热发电工程实例 200
6.6.1 生物质直接燃烧发电案例 200
6.6.2 生物质混合燃烧发电案例 203
6.6.3 生物质燃烧供热案例 205
参考文献 208
第7章 城市生活垃圾焚烧发电 210
7.1 概述 210
7.1.1 不同国家城市生活垃圾的成分 212
7.1.2 中国垃圾成分和热值 214
7.1.3 垃圾焚烧基本原理 215
7.1.4 垃圾焚烧工艺流程 224
7.2 垃圾焚烧炉 228
7.2.1 炉排炉焚烧技术 228
7.2.2 流化床焚烧技术 232
7.2.3 回转窑焚烧技术 236
7.2.4 其他垃圾焚烧技术 238
7.3 垃圾焚烧烟气处理技术 238
7.3.1 垃圾焚烧主要污染物形成机理 238
7.3.2 垃圾焚烧主要污染物控制及脱除技术 243
7.4 垃圾焚烧案例分析 249
7.4.1 广州李坑垃圾焚烧厂 249
7.4.2 国外典型焚烧设施 250
参考文献 253
第8章 生物质成型燃料 255
8.1 生物质成型燃料技术 255
8.1.1 生物质成型燃料技术的概念 255
8.1.2 生物质成型燃料的原料来源与构成 255
8.1.3 生物质成型技术现状 256
8.2 生物质的基本特性及成型机理 260
8.2.1 生物质原料的基本特性 260
8.2.2 生物质压缩成型机理 266
8.2.3 生物质压缩成型的微观结构观测与分析 271
8.2.4 生物质成型的综合影响因素分析 280
8.3 生物质成型关键设备的选取与设计 287
8.3.1 干燥设备的选型与设计 287
8.3.2 粉碎设备选型及设计 290
8.3.3 生物质成型设备的参数选取与设计 297
8.3.4 生物质成型生产系统工艺设计 306
8.4 生物质成型技术的应用实例 310
8.4.1 生物质成型燃料示范生产线 310
8.4.2 成型设备技术先进性 311
8.4.3 经济效益分析 312
参考文献 317
第9章 生物质能新技术与前沿技术 321
9.1 生物质气化合成液体燃料技术 321
9.1.1 生物质气化合成液体燃料技术现状 321
9.1.2 生物质气化合成油技术特点 322
9.1.3 生物质气化合成含氧化合物技术特点 324
9.1.4 生物质气化合成液体燃料技术应用前景 326
9.2 生物质热裂解制生物油及其改质技术 326
9.2.1 生物质热裂解技术工艺 326
9.2.2 生物油物理化学性质 329
9.2.3 生物油加氢脱氧改质技术 330
9.2.4 生物油催化裂解改质技术 330
9.2.5 生物油乳化技术 330
9.2.6 生物油水蒸气重整制氢技术 331
9.2.7 生物油催化酯化改质技术 331
9.3 生物质直接脱氧液化制汽柴油技术 332
9.3.1 生物质直接脱氧液化制汽柴油技术特点 332
9.3.2 生物质直接脱氧液化制汽柴油技术应用前景 332
9.4 生物质气化燃料电池发电技术 333
9.4.1 生物质气化燃料电池技术研究现状 333
9.4.2 生物质气化燃料电池技术的特点和分类 334
9.4.3 生物质气化燃料电池系统关键技术 334
9.4.4 生物质气化燃料电池发电技术的应用 336
9.5 微生物燃料电池技术 336
9.5.1 微生物燃料电池的结构与组成 336
9.5.2 微生物燃料电池的原理 337
9.5.3 微生物燃料电池的研究现状 337
9.5.4 微生物燃料电池的发展与应用前景 338
9.6 生物质水相催化重整制氢及化学品技术 339
9.6.1 生物质水相催化重整制氢技术原理 339
9.6.2 生物质水相催化重整制烃类化学品技术特点 340
9.6.3 生物质水相催化重整技术研究现状 342
9.6.4 生物质水相催化重整技术的发展与应用前景 343
9.7 合成气乙醇发酵技术 344
9.7.1 合成气乙醇发酵的技术原理 344
9.7.2 合成气乙醇发酵微生物研究进展 345
9.7.3 合成气乙醇发酵工艺研究概况 345
9.7.4 合成气乙醇发酵技术的发展与应用前景 346
9.8 微生物油脂生产生物柴油技术 346
9.8.1 产油微生物研究现状 346
9.8.2 微生物发酵生产油脂技术原理 347
9.8.3 微生物油脂提纯及生物柴油生产工艺 348
9.8.4 微生物油脂生产生物柴油技术的发展与应用前景 348
9.9 微藻生物柴油技术 349
9.9.1 产油微藻选育 349
9.9.2 产油微藻代谢调控 350
9.9.3 微藻规模化培育技术 352
参考文献 354