生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)

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該書以可持續(xù)能源發(fā)展和環(huán)境保護為主題，重點介紹了生物質(zhì)能資源及其清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。內(nèi)容包括生物質(zhì)能的定義與分類，生物質(zhì)能資源的生產(chǎn)與再生產(chǎn)，沼氣技術(shù)，生物質(zhì)燃燒技術(shù)，生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，生物質(zhì)生化法轉(zhuǎn)化技術(shù)，生物質(zhì)熱化學轉(zhuǎn)化技術(shù)，生物燃料、工程微藻、城市固體廢物能源利用技術(shù)以及生物質(zhì)能開發(fā)利用技術(shù)展望等內(nèi)容。特別是突出了近年來生物質(zhì)能領(lǐng)域的最新研究內(nèi)容和進展，如能源作物、第二代生物燃料、工程微藻等。該書內(nèi)容全面實用，結(jié)構(gòu)清晰，技術(shù)前沿，富有生命力。

1生物質(zhì)能1

1.1生物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)1

1.1.1光合作用2

1.1.2植物細胞的結(jié)構(gòu)3

1.1.3原生質(zhì)的化學組成4

1.1.4細胞壁的化學組成5

1.1.5細胞后含物6

1.1.6植物的組織和器官8

1.2生物質(zhì)能資源9

1.2.1資源的概念9

1.2.2能源的概念10

1.2.3生物質(zhì)能的分類14

1.3生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)15

1.3.1生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)15

1.3.2生命周期分析法18

2生物質(zhì)能資源的生產(chǎn)與再生產(chǎn)20

2.1生物質(zhì)資源的生產(chǎn)與再生產(chǎn)20

2.1.1生物圈的環(huán)境20

2.1.2生態(tài)系統(tǒng)21

2.1.3生態(tài)系統(tǒng)的能量流動21

2.1.4生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)22

2.1.5生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)與再生產(chǎn)23

2.1.6人工生產(chǎn)與再生產(chǎn)24

2.2生物質(zhì)資源生產(chǎn)的周期性24

2.2.1植物生活周期24

2.2.2季節(jié)周期性24

2.2.3晝夜周期性25

2.3林業(yè)生物質(zhì)能資源的生產(chǎn)與再生產(chǎn)25

2.3.1林業(yè)資源25

2.3.2薪炭林27

2.3.3林產(chǎn)品加工業(yè)廢棄物29

2.3.4木本油料作物29

2.3.5林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展30

2.4農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源的生產(chǎn)與再生產(chǎn)30

2.4.1農(nóng)作物秸稈30

2.4.2農(nóng)產(chǎn)品初加工剩余物41

2.4.3畜禽糞便41

2.4.4生產(chǎn)燃料乙醇的原料47

2.4.5利用未利用土地資源發(fā)展能源作物潛力分析58

2.4.6草本木質(zhì)纖維原料73

2.5工業(yè)有機廢水77

2.5.1幾種典型的工業(yè)有機廢水78

2.5.2廢水對環(huán)境的影響79

2.6城市固體廢物80

2.6.1廢物的循環(huán)80

2.6.2城市固體廢物的特性81

2.6.3固體廢物對環(huán)境的影響82

2.7藻類84

2.7.1內(nèi)陸水域資源85

2.7.2海洋水域資源86

3沼氣技術(shù)88

3.1沼氣發(fā)酵原理88

3.1.1沼氣的定義88

3.1.2沼氣發(fā)酵的微生物學原理89

3.1.3沼氣發(fā)酵的條件93

3.2典型的農(nóng)村戶用沼氣池池型101

3.2.1底層出料水壓式沼氣池101

3.2.2曲流布料式沼氣池102

3.2.3分離浮罩式沼氣池102

3.2.4強旋流液攪拌沼氣池103

3.3大中型沼氣工程104

3.3.1大中型沼氣工程的基本工藝流程104

3.3.2厭氧消化器108

3.3.3沼氣凈化、儲存與輸配系統(tǒng)115

3.3.4大中型沼氣工程的運行管理118

3.4沼氣利用設(shè)施與設(shè)備120

3.4.1沼氣炊事灶具120

3.4.2沼氣燈具121

3.5沼氣發(fā)電122

3.5.1沼氣發(fā)電特點122

3.5.2沼氣發(fā)電系統(tǒng)123

3.5.3沼氣發(fā)電形式123

3.5.4沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)127

3.5.5沼氣發(fā)電余熱利用128

3.5.6沼氣發(fā)電機運行注意事項129

3.5.7環(huán)境保護問題130

3.6沼氣、沼液和沼渣的綜合利用131

3.6.1沼氣131

3.6.2沼液134

3.6.3沼渣136

3.7秸稈沼氣技術(shù)139

3.7.1戶用秸稈沼氣工藝140

3.7.2秸稈沼氣集中供氣技術(shù)142

3.8沼氣提純高值利用142

4生物質(zhì)燃燒技術(shù)146

4.1生物質(zhì)燃料與燃燒146

4.1.1生物質(zhì)成分與特性146

4.1.2燃燒的基本過程155

4.1.3影響燃燒速度的因素157

4.2生物質(zhì)收集、運輸和儲藏158

4.2.1生物質(zhì)收集159

4.2.2生物質(zhì)運輸161

4.2.3生物質(zhì)儲藏161

4.2.4秸稈收儲運模式163

4.3生物質(zhì)預處理技術(shù)166

4.3.1生物質(zhì)干燥166

4.3.2生物質(zhì)粉碎170

4.3.3生物質(zhì)輸送175

4.4省柴灶181

4.4.1省柴灶發(fā)展歷程182

4.4.2省柴灶的工作過程182

4.4.3省柴灶的節(jié)能原理183

4.4.4省柴灶熱性能試驗184

4.5生物質(zhì)現(xiàn)代化燃燒技術(shù)186

4.5.1層燃技術(shù)186

4.5.2流化床燃燒技術(shù)189

4.5.3懸浮燃燒技術(shù)195

4.6典型生物質(zhì)燃燒設(shè)備196

4.6.1柴爐196

4.6.2嵌入式壁爐197

4.6.3蓄熱式爐灶198

4.6.4園木鍋爐200

4.6.5木屑爐具203

4.7生物質(zhì)燃燒發(fā)電/熱電聯(lián)產(chǎn)205

4.7.1汽輪機發(fā)電技術(shù)206

4.7.2蒸汽機發(fā)電技術(shù)207

4.7.3斯特林發(fā)動機發(fā)電技術(shù)207

4.7.4生物質(zhì)鍋爐209

4.7.5熱電聯(lián)產(chǎn)210

4.7.6典型案例211

4.8生物質(zhì)與煤的混合燃燒技術(shù)213

4.8.1直接利用214

4.8.2氣化利用215

4.8.3典型案例分析215

4.9主要污染物與控制技術(shù)217

4.9.1煙塵的生成與控制技術(shù)218

4.9.2NOx的生成與控制技術(shù)225

4.10生物質(zhì)結(jié)渣問題和解決方法227

4.10.1結(jié)渣的原因228

4.10.2結(jié)渣的部位230

4.10.3影響結(jié)渣的因素230

4.10.4結(jié)渣的危害231

4.10.5結(jié)渣性能的判別232

4.10.6抗結(jié)渣方法研究234

5生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)237

5.1國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望238

5.1.1國外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀238

5.1.2中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀239

5.1.3發(fā)展展望239

5.2生物質(zhì)固體成型技術(shù)240

5.2.1固體成型原理240

5.2.2固體成型生產(chǎn)工藝240

5.2.3典型生物質(zhì)固體成型燃料生產(chǎn)工藝241

5.3生物質(zhì)固體成型燃料成型設(shè)備244

5.3.1螺旋擠壓成型技術(shù)工藝244

5.3.2活塞沖壓成型技術(shù)工藝245

5.3.3模輥擠壓成型技術(shù)工藝246

5.4生物質(zhì)成型燃料特性和標準249

5.4.1國外相關(guān)產(chǎn)業(yè)標準249

5.4.2我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)標準253

5.4.3生物質(zhì)固體成型燃料成型設(shè)備試驗方法255

5.4.4采樣方法257

5.4.5樣品制備方法260

5.4.6生物質(zhì)固體成型燃料試驗方法263

5.5生物質(zhì)固體成型燃料燃燒技術(shù)270

5.5.1農(nóng)村居民生活用能271

5.5.2農(nóng)村區(qū)域供熱271

5.5.3工業(yè)用途271

5.5.4生物質(zhì)顆粒燃料自動燃燒器271

5.6生物質(zhì)固硫型煤技術(shù)273

5.6.1生物質(zhì)固硫型煤生產(chǎn)工藝274

5.6.2生物質(zhì)固硫型煤燃料特性274

6生物質(zhì)熱解與碳化技術(shù)276

6.1生物質(zhì)熱化學轉(zhuǎn)化276

6.2生物質(zhì)熱解技術(shù)276

6.2.1生物質(zhì)熱解的過程和產(chǎn)物278

6.2.2生物質(zhì)熱解的原理279

6.2.3影響生物質(zhì)熱解的主要影響因素282

6.3生物質(zhì)碳化技術(shù)285

6.3.1木炭的性質(zhì)285

6.3.2生物質(zhì)碳化設(shè)備286

6.3.3木材干餾的工藝流程287

6.4生物質(zhì)快速熱解技術(shù)288

6.4.1快速熱解工藝289

6.4.2秸稈熱解液化技術(shù)研究及開發(fā)現(xiàn)狀290

6.4.3幾種熱解反應器290

6.4.4生物原油的燃料特性295

6.4.5生物原油的應用296

6.5生物炭297

6.5.1生物炭定義及其特性298

6.5.2生物炭的主要應用299

6.5.3國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)與趨勢302

7生物質(zhì)氣化技術(shù)303

7.1氣化的基本原理、指標及分類303

7.1.1氣化的基本原理303

7.1.2氣化過程的指標305

7.1.3氣化的分類305

7.2生物質(zhì)氣化設(shè)備307

7.2.1固定床氣化爐307

7.2.2流化床氣化爐310

7.3生物質(zhì)燃氣312

7.3.1生物質(zhì)燃氣特性312

7.3.2生物質(zhì)燃氣的凈化316

7.3.3生物質(zhì)燃氣主要用途318

7.4秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)319

7.4.1集中供氣系統(tǒng)319

7.4.2典型應用實例320

7.4.3經(jīng)濟性評價321

7.4.4使用時應注意的問題322

7.5生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)322

7.5.1內(nèi)燃機氣化發(fā)電系統(tǒng)323

7.5.2燃氣輪機氣化發(fā)電系統(tǒng)324

7.5.3整體氣化聯(lián)合循環(huán)324

7.5.4整體氣化熱空氣循環(huán)325

8生物質(zhì)液化技術(shù)327

8.1生物質(zhì)直接液化技術(shù)327

8.1.1研究發(fā)展現(xiàn)狀328

8.1.2直接液化工藝330

8.1.3生物質(zhì)超臨界液化333

8.1.4生物質(zhì)與其他反應物共液化技術(shù)334

8.1.5液化油334

8.2生物質(zhì)間接液化技術(shù)336

8.2.1研究發(fā)展現(xiàn)狀337

8.2.2費托合成的原理337

8.2.3典型工藝過程340

8.2.4展望340

8.3二甲醚340

8.3.1生產(chǎn)工藝341

8.3.2二甲醚的民用燃料應用342

8.4甲醇343

8.4.1甲醇的燃料特性344

8.4.2生產(chǎn)工藝344

8.4.3甲醇轉(zhuǎn)化制汽油347

8.4.4甲醇-氫燃料電池347

9生物柴油350

9.1生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢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廢棄食用油脂366

9.3化學法生產(chǎn)生物柴油369

9.3.1催化劑370

9.3.2生產(chǎn)工藝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燃料乙醇的發(fā)展現(xiàn)狀與應用前景382

10.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀與應用前景382

10.2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與應用前景383

10.3燃料乙醇原料385

10.4發(fā)酵法制取乙醇388

10.4.1淀粉質(zhì)原料的預處理389

10.4.2淀粉質(zhì)原料的蒸煮390

10.4.3蒸煮醪的糖化392

10.4.4糖化劑及制備392

10.4.5糖化醪的發(fā)酵394

10.4.6酒母的制備395

10.4.7發(fā)酵成熟醪的蒸餾395

10.4.8無水乙醇的制取398

10.4.9乙醇生產(chǎn)副產(chǎn)品的利用400

10.5甜高粱莖稈制取乙醇402

10.6纖維素降解制取乙醇403

10.6.1酸水解403

10.6.2酶水解404

10.6.3預處理405

10.6.4五碳糖的發(fā)酵410

10.6.5混合糖發(fā)酵技術(shù)410

10.6.6同時糖化和發(fā)酵工藝411

10.6.7國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢412

10.7生物丁醇414

10.7.1生物丁醇特性414

10.7.2生產(chǎn)工藝415

10.8生物質(zhì)化工416

10.8.1發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢417

10.8.2乙醇化工產(chǎn)品418

10.8.3糠醛422

10.8.41，3-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國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析427

11.1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢427

11.1.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢428

11.2微藻藻種資源431

11.2.1國外富油高產(chǎn)微藻藻種分析431

11.2.2我國能源微藻的主要品種及其特性432

11.3藻種選育技術(shù)436

11.3.1選擇育種436

11.3.2誘變育種436

11.3.3基因工程437

11.4培養(yǎng)方式437

11.4.1開放式培養(yǎng)系統(tǒng)438

11.4.2封閉式培養(yǎng)系統(tǒng)440

11.5采收技術(shù)442

11.5.1藻液預處理技術(shù)442

11.5.2富集與分離技術(shù)443

11.6藻油提取技術(shù)444

11.6.1微藻細胞壁破碎445

11.6.2油脂的提取445

11.7副產(chǎn)品的處理446

11.8產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題448

12城市固體廢物能源處理技術(shù)450

12.1城市固體廢物分類收集451

12.2城市固體廢物分選回收系統(tǒng)451

12.2.1生活垃圾的分類收集451

12.2.2固體廢物的壓實452

12.2.3固體廢物的破碎452

12.2.4固體廢物的分選453

12.3焚燒處理技術(shù)454

12.3.1焚燒處理的要求455

12.3.2焚燒處理的方式和特點456

12.3.3幾種固體廢物焚燒爐457

12.3.4污泥的焚燒處理462

12.3.5環(huán)境影響評價463

12.3.6典型案例分析463

12.3.7未來發(fā)展趨勢466

12.4垃圾衍生固體燃料467

12.4.1垃圾衍生燃料的特性467

12.4.2垃圾衍生燃料的生產(chǎn)工藝468

12.5熱解處理技術(shù)470

12.5.1城市固體廢物的熱解471

12.5.2幾種城市固體廢物的熱解設(shè)備472

12.5.3廢塑料的熱解473

12.6土地填埋處置技術(shù)474

12.6.1填埋場的運行管理475

12.6.2填埋氣體的產(chǎn)生與控制476

13生物質(zhì)能開發(fā)利用技術(shù)展望479

13.1生物質(zhì)燃料部分替代化石燃料479

13.1.1生物質(zhì)能在世界能源供應中的地位479

13.1.2生物質(zhì)能在中國農(nóng)村能源供應中的地位481

13.1.3對氣候變化的影響483

13.1.4能源安全問題487

13.1.5生物質(zhì)發(fā)電488

13.1.6航空生物燃料490

13.2生物燃料產(chǎn)品對糧食安全的影響495

13.2.1燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展與糖業(yè)市場的相互影響496

13.2.2生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展與植物油市場的相互影響497

13.3生物質(zhì)能對環(huán)境的影響499

13.3.1土地擴張500

13.3.2生物多樣性喪失501

13.3.3對水的影響501

13.3.4對大氣環(huán)境的影響501

13.3.5溫室氣體排放爭議502

13.4最新技術(shù)發(fā)展與展望502

13.4.1轉(zhuǎn)基因技術(shù)503

13.4.2生物燃料電池505

13.4.3生物制氫技術(shù)506

13.4.4生物質(zhì)材料508

13.5中國促進生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策510

13.5.1法律制度510

13.5.2規(guī)劃計劃511

13.5.3可再生能源發(fā)展專項資金512

13.5.4生物質(zhì)發(fā)電有關(guān)實施細則513

13.5.5生物液體燃料有關(guān)政策513

13.5.6其他補貼政策514

13.5.7稅收優(yōu)惠515

13.5.8研究開發(fā)516

參考文獻5182100433B

《生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化技術(shù)》首先介紹了可再生能源、生物質(zhì)能等發(fā)展與開發(fā)現(xiàn)狀，然后對生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化技術(shù)進行了深入分析，對生物質(zhì)能資源的生產(chǎn)與再生產(chǎn)、生物質(zhì)與生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化技術(shù)和平臺等理論進行了闡述，在此基礎(chǔ)上對生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化的單元操作、過程工程、前處理平臺、后處理平臺、多聯(lián)產(chǎn)模式、制備新型平臺化合物等進行了全面研究，最后對生物航空燃料的發(fā)展背景、制備工藝、面臨的挑戰(zhàn)與展望進行了簡要介紹。