內容簡介
《生物質能工程》根據編者長期的教學經驗和研究成果，結合世界上生物質能的研究發展前沿，系統地闡述了生物質能轉換技術的原理、工藝、設備及其套用。本教材注重理論與實踐相結合，主要包括生物質能轉換技術定義及類型、生物質的直接燃燒技術、沼氣發酵工藝及戶用沼氣技術、大中型沼氣工程、燃料乙醇技術、生物質熱裂解機理及工藝、生物質快速熱裂解液化技術、生物質氣化技術、生物質壓縮成型技術、生物質制氫技術、生物柴油技術、生物質超臨界水處理制氫技術、能源生態模式與生物質能項目技術經濟評價等內容，以期能對我國生物質能源的教學、科研與開發產生有益的影響。目錄
第一章緒論第一節生物質能的概念與資源
一、生物質能的概念
二、光合作用與生物質能
三、生物質的種類和資源
第二節生物質能轉換技術定義及類型
一、生物質能轉換技術定義
二、生物質能轉換技術類型
第二章生物質的直接燃燒技術
第一節生物質的特性
一、生物質的成分與化學特性
二、生物質的物理特性
第二節秸稈與薪柴
一、秸稈與薪柴的性質
二、秸稈與薪柴的資源量計算
第三節生物質的燃燒機理與方式
一、燃燒的基本類型
二、生物質的燃燒過程
三、燃燒要素
四、影響燃燒速度的因素
第三章沼氣發酵工藝及戶用沼氣技術
第一節沼氣技術發展現狀
第二節沼氣發酵的原理
一、甲烷的性質
二、沼氣發酵原理
三、沼氣發酵原料
第三節沼氣發酵的工藝條件
一、嚴格的厭氧環境
二、溫度
三、pH值
四、接種物
五、發酵原料
六、攪拌
七、沼氣池的有機負荷
八、壓力
九、添加劑和抑制劑
第四節沼氣發酵的工藝類型
一、以發酵溫度劃分
二、以進料方式劃分
三、按發酵階段劃分
四、按發酵級差劃分
五、按發酵含量劃分
六、以料液流動方式劃分
第五節水壓式沼氣池的構造及工作原理
一、水壓式沼氣池的構造
二、水壓式沼氣池的工作原理
第四章大中型沼氣工程
第一節大中型沼氣工程的定義及發展現狀
一、大中型沼氣工程定義
二、大中型沼氣工程的分類
三、大中型沼氣工程的發展現狀
第二節大中型沼氣工程厭氧消化器
一、分類依據
二、厭氧消化器類別
第三節厭氧消化工藝參數
第四節沼氣工程的設計
一、大中型沼氣工程設計內容與要求
二、沼氣發酵消化器設計
第五節沼氣工程的施工
一、施工準備
二、施工質量控制與安全要求
三、施工驗收
第六節沼氣的淨化和儲存
一、沼氣脫水
二、沼氣脫硫
三、沼氣儲存
四、輸氣系統的設計
第七節沼氣的輸配
一、輸氣管道的設計
二、室內管道的安裝
三、室外沼氣管道的布置
第八節大中型沼氣工程實例
第五章燃料乙醇技術
第一節燃料乙醇技術的發展概況
一、燃料乙醇的定義和性質
二、燃料乙醇技術發展現狀
第二節燃料乙醇的生產原料
一、生產燃料乙醇的澱粉類生物質原料
二、生產燃料乙醇的糖類生物質原料
三、生產燃料乙醇的木質纖維素類原料
第三節乙醇發酵機理
一、生物質原料乙醇生產過程
二、酵母菌乙醇發酵的代謝途徑及副產物
三、乙醇發酵過程
四、乙醇生產過程常用的技術指標
第四節乙醇發酵微生物
一、乙醇發酵微生物的性能
二、乙醇生產常用的酵母菌菌株
三、能進行乙醇發酵的細菌
四、乙醇發酵菌的選育及基因工程菌的構建
第五節乙醇蒸餾脫水的原理及工藝流程
一、乙醇蒸餾、脫水原理
二、乙醇蒸餾脫水工藝流程
第六節糖類原料乙醇發酵工藝與實例
一、原料預處理工藝
二、糖液的滅菌工藝
三、糖類原料乙醇發酵工藝
四、糖類原料乙醇發酵實例
第七節澱粉類原料乙醇發酵工藝與實例
一、澱粉類原料預處理
二、乙醇酵母的擴增培養
三、澱粉質原料乙醇發酵工藝類型
第八節纖維素類原料水解工藝技術與實例
一、纖維素類原料水解機理
二、纖維素類生物質原料水解工藝技術
三、玉米秸稈制燃料乙醇工藝案例
四、木屑製取燃料乙醇工藝案例
第六章生物質熱裂解機理及工藝
第一節生物質熱裂解機理
一、生物質熱裂解的概念
二、生物質熱裂解反應機理
第二節生物質熱裂解反應動力學研究
一、概述
二、生物質熱裂解反應動力學研究試驗
第三節生物質熱裂解工藝類型及影響因素
一、生物質熱裂解工藝類型
二、影響生物質熱裂解過程及產物組成的因素
三、生物質熱裂解液化技術的工藝流程
四、生物質熱裂解液化技術研究及開發現狀
五、生物質熱裂解液化反應器的類型
第四節典型生物質熱裂解液化裝置
一、旋轉錐反應器生物質閃速熱裂解液化裝置
二、流化床反應器生物質閃速熱裂解液化裝置
第五節生物油的特性
一、生物油組成成分
二、生物油的典型特性
三、生物油的精製
第六節生物油的套用
一、概述
二、生物油用於燃燒
三、渦輪機發電
四、生物油作為柴油機代用燃料
五、生物油製取化學品
六、生物油製取黏合劑
七、農業廢棄物熱裂解循環利用製取緩釋肥
八、不可冷凝氣體及木炭的套用
第七章生物質快速熱裂解液化技術
第一節生物質快速熱裂解揮發特性
一、概述
二、快速熱解動力學研究小型裝置的研究現狀及特點
三、生物質熱解模型的研究概況
四、採用改進的層流爐對生物質熱解揮發特性及反應動力學進行的研究
……
第八章生物質氣化技術
第九章生物質壓縮成型技術
第十章生物質制氫技術
第十一章生物柴油技術
第十二章生物質超臨界水處理制氫技術
第十三章能源生態模式與生物質能項目技術經濟評價
參考文獻
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前言
隨著世界人口增長及生產的發展，人類對能源的需求越來越大，而常規能源資源儲量有限且不可再生，因此，如何合理開發可再生能源已經成為人類進入21世紀以後面臨的新課題。在眾多的可再生能源中，具有廣泛使用價值的是生物質能。綠色植物利用葉綠素通過光合作用把空氣中的CO2和H2O轉化為葡萄糖並將太陽光的光能儲存在其中，然後葡萄糖再進一步聚合成澱粉、纖維素、半纖維素和木質素等多糖並構成生物體。而生物質能則是指直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉化為化學能後固定和儲藏在生物體內的能量。作為研究對象的生物質，通常是指農業和林業廢棄物，如秸稈、稻殼、鋸屑、甘蔗渣、花生殼、動物糞便及城市垃圾等。生物質由C、H、O、N、S、P等元素組成，被譽為即時利用的綠色煤炭。生物質能是唯一既具有礦物燃料屬性，又具有可儲存、運輸、再生、轉換的特點，並較少受自然條件限制的能源。因此生物質能轉換技術和產品具有極大的潛在市場，成為世界，特別是我國發展多元化的清潔能源戰略的重要組成部分。本教材根據編者長期的教學經驗和研究成果，結合世界上生物質能的研究發展前沿，系統地闡述了生物質能轉換技術的原理、工藝、設備及其套用。本教材注重理論與實踐相結合，主要包括生物質能轉換技術定義及類型、生物質的直接燃燒技術、沼氣發酵工藝及戶用沼氣技術、大中型沼氣工程、燃料乙醇技術、生物質熱裂解機理及工藝、生物質快速熱裂解液化技術、生物質氣化技術、生物質壓縮成型技術、生物質制氫技術、生物柴油技術、生物質超臨界水處理制氫技術、能源生態模式與生物質能項目技術經濟評價等內容，以期能對我國生物質能源的教學、科研與開發產生有益的影響。本教材可作為新能源和可再生能源領域相關專業本科生和研究生的教材，並可供從事以上相關專業的高等院校師生、科研和工程技術人員參考。
本教材由劉榮厚主編，王效華、朱錫峰、李文哲、張全國、陳冠益、林聰、鄭文君、易維明、盛奎川、梅曉岩、董良傑參與編寫。其中，劉榮厚編寫第一章、第六章；王效華編寫第十三章；朱錫峰編寫第八章；李文哲編寫第三章；張全國編寫第十章；陳冠益編寫第十一章；林聰編寫第四章；鄭文君編寫第十二章；易維明編寫第七章；盛奎川編寫第九章；梅曉岩編寫第五章；董良傑編寫第二章；最後由劉榮厚教授統稿。很多研究生對本教材的編寫給予了熱情幫助，在此表示誠摯的謝意。化學工業出版社對本書的編寫給予了熱情指導，在此表示感謝。
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