《生物質能源利用技術》

本書共分11章,在介紹國內外生物質能源開發利用研究的基礎上,結合當今世界生物質能領域的研究發展現狀,概述了生物質、生物質能源及生物質能轉化利用技術。

基本信息

內容簡介

主要內容包括生物質燃燒技術、生物質氣化技術、生物質熱解技術、生物質直接液化技術、生物燃料乙醇技術、生物柴油製備技術、生物制氫技術、生物丁醇製備技術、沼氣技術、固體廢物能源利用技術,旨在為廣大讀者系統地介紹生物質能源工程的基本理論和技術進展等。全書引用文獻全面,緊跟生物質能的發展,可參考性強。本書既可供能源、化工、材料、環境、生物等相關領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參閱,也可供高等院校相關專業的師生參考。

目錄

第1章概述1
1.1生物質1
1.1.1生物質的概述1
1.1.2生物質的資源量1
1.1.3生物質的重要性2
1.2生物質能3
1.2.1生物質能的概述3
1.2.2生物質能的來源4
1.2.3生物質能源的地位4
1.2.4生物質能開發利用現狀6
1.3生物質能轉化利用技術9
1.3.1生物質物理轉化10
1.3.2生物質化學轉化10
1.3.3生物質生物轉化12
1.4生物質能發展前景與國家政策12
參考文獻15
第2章生物質燃燒技術16
2.1生物質燃燒技術的特點16
2.2國內外生物質燃燒技術的研究18
2.3生物質燃燒技術21
2.3.1生物質直接燃燒21
2.3.2生物質和煤的混合燃燒22
2.3.3生物質的氣化燃燒23
2.3.4城市垃圾的燃燒技術25
2.3.5其它燃燒技術27
2.4生物質燃燒直接熱發電技術29
2.5生物質與煤的混合燃燒技術31
2.5.1混合燃燒的特點32
2.5.2生物質型煤33
2.6生物質燃燒技術展望37
參考文獻37
第3章生物質氣化技術40
3.1生物質氣化技術的特點40
3.2生物質氣化工藝41
3.2.1生物質氣化過程41
3.2.2生物質氣化分類42
3.2.3生物質氣化工藝流程43
3.2.4生物質氣化設備44
3.2.5生物質氣化影響因素47
3.2.6生物質燃氣的特性48
3.2.7生物質燃氣的淨化49
3.3生物質氣化製備化學品技術51
3.3.1生物質氣化合成甲醇和二甲醚51
3.3.2生物質氣化制氫52
3.4生物質氣化集中供氣技術53
3.4.1集中供氣工程及工藝流程53
3.4.2集中供氣技術套用前景54
3.5生物質氣化發電技術55
3.5.1生物質氣化發電技術分類55
3.5.2生物質整體氣化聯合循環(BIGCC)56
參考文獻57
第4章生物質熱解技術59
4.1生物質熱解的特點59
4.2生物質熱解工藝類型及研究現狀60
4.2.1生物質熱解液化工藝流程60
4.2.2生物質熱解液化技術研究及開發現狀61
4.3生物質熱解反應器63
4.3.1生物質熱解反應器分類63
4.3.2典型的快速熱解反應器64
4.4影響生物質熱解的因素67
4.5生物質熱解產物特性及套用技術70
4.5.1生物油組成及特性70
4.5.2生物油的套用71
4.5.3不可凝結氣體及木炭的套用73
4.6生物質熱解油的精製技術74
4.7熱解技術的發展75
參考文獻77
第5章生物質直接液化技術78
5.1生物質直接液化的特點78
5.2生物質高壓直接液化78
5.3生物質低壓(常壓)直接液化81
5.4生物質直接液化產物分離及套用84
5.5生物質與其它反應物共液化技術86
5.6超臨界流體在生物質液化中的套用87
參考文獻89
第6章生物燃料乙醇技術91
6.1生物燃料乙醇及其特點91
6.1.1燃料乙醇91
6.1.2燃料乙醇的特點91
6.2澱粉質原料製備生物燃料乙醇技術93
6.2.1糖化過程93
6.2.2乙醇發酵97
6.3纖維質原料製備生物燃料乙醇技術100
6.3.1纖維質原料的化學組分101
6.3.2纖維質原料的糖化102
6.3.3纖維素髮酵生成乙醇104
6.4生物燃料乙醇的套用技術108
6.4.1國外燃料乙醇利用108
6.4.2國內燃料乙醇利用109
參考文獻110
第7章生物柴油製備技術112
7.1生物柴油概述112
7.2國外生物柴油發展概況113
7.3國內生物柴油發展概況114
7.4生物柴油的特點及開發意義115
7.5生物柴油的製備技術116
7.6化學法轉酯化製備生物柴油技術117
7.7生物酶法轉酯化製備生物柴油技術120
7.7.1固定化脂肪酶在生物柴油製備中的套用120
7.7.2全細胞催化劑在生物柴油製備中的套用121
7.8超臨界流體轉酯化製備生物柴油技術122
7.8.1超臨界反應122
7.8.2超臨界反應製備生物柴油技術122
7.9製備生物柴油的油脂原料123
7.9.1國外製備生物柴油的油脂原料情況124
7.9.2國內生物柴油生產原料情況125
參考文獻126
第8章生物制氫技術132
8.1概述132
8.2氫能簡介132
8.3制氫技術133
8.3.1裂解水制氫133
8.3.2有機質氣化制氫133
8.3.3生物制氫134
8.4生物制氫微生物134
8.4.1產氫微生物134
8.4.2生物制氫機制136
8.4.3生物制氫相關酶138
8.5國內外氫能研究概況140
8.6生物制氫技術研究進展142
8.6.1光合生物產氫研究進展142
8.6.2發酵微生物產氫研究進展142
8.6.3聯合生物產氫研究進展143
8.6.4固定化微生物技術制氫研究進展144
8.7生物制氫展望144
參考文獻145
第9章生物丁醇製備技術150
9.1丁醇概述150
9.1.1丁醇的性質與用途150
9.1.2丁醇的生產150
9.1.3發酵法生產丁醇的優勢151
9.2發酵法生產丁醇的研究152
9.2.1國內外生物丁醇研究概況153
9.2.2丁醇發酵的生化變化154
9.2.3丁醇發酵的機制154
9.3丁醇發酵的微生物及菌種改良156
9.3.1丁醇發酵微生物156
9.3.2丁醇發酵微生物菌種改良157
9.4丁醇發酵技術和產物提取回收技術158
9.4.1丁醇發酵技術158
9.4.2產物提取回收技術159
9.5前景與展望161
參考文獻162
第10章沼氣技術165
10.1沼氣的成分和性質165
10.1.1沼氣的定義165
10.1.2沼氣的成分165
10.1.3沼氣的性質165
10.1.4沼氣的用途165
10.2影響沼氣發酵的主要因素166
10.2.1溫度166
10.2.2酸鹼度166
10.2.3沼氣池密閉狀況167
10.3沼氣生產工藝167
10.3.1典型的農村戶用沼氣池池型167
10.3.2大中型沼氣工程的基本工藝流程170
10.3.3沼氣發酵反應器171
10.3.4沼氣淨化、儲存與輸配系統172
10.3.5沼氣的綜合利用173
參考文獻174
第11章固體廢物能源利用技術175
11.1固體廢物分類收集175
11.2固體廢物的分選回收178
11.2.1固體廢物的壓實和破碎178
11.2.2固體廢物的分選179
11.2.3固體廢物的回收系統188
11.3固體廢物處理技術188
11.3.1固體廢物能源回收188
11.3.2固化處理191
11.3.3固體廢物的最終處置191
參考文獻192
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前言

能源是經濟和社會發展的重要物質基礎,在社會可持續發展中起著舉足輕重的作用。由於世界能源消費劇增,煤炭、石油、天然氣等化石能源(資源)消耗迅速,生態環境不斷惡化,特別是溫室氣體排放導致日益嚴峻的全球氣候變化,人類社會的可持續發展受到嚴重威脅。這一現狀使得可再生清潔能源的開發利用越來越得到各國的重視。生物質能是地球上豐富的可再生能源,其蘊藏量和產量巨大,具有廣闊的開發利用前景。我國是一個農業大國,有著豐富的生物質資源,因此,開發利用生物質能源,對緩解我國能源、環境及生態問題具有重要的意義。本書共分11章,在介紹國內外生物質能源開發利用研究的基礎上,結合當今世界生物質能領域的研究發展現狀,概述了生物質、生物質能源及生物質能轉化利用技術,闡述了生物質燃燒技術、生物質氣化技術、生物質熱解技術、生物質直接液化技術、生物燃料乙醇技術、生物柴油製備技術、生物制氫技術、生物丁醇製備技術、沼氣技術、固體廢物能源利用技術,旨在為廣大讀者系統地介紹生物質能源工程的基本理論和技術進展等。本書既可供能源、化工、材料、環境、生物等相關領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參閱,也可供高等院校相關專業的師生參考。本書由張建安、劉德華主編,編寫人員有程可可、杜偉戴玲妹、劉宏娟、李天文、孫燕、周玉傑,課題組研究生郝俊斌、劉青、劉婭、墨玉欣、潘鋒、武海棠、余世峰、張麗君、張婷、鄒樹平(按拼音字母排列)參與了初稿的資料收集和編寫工作,在此表示感謝。目前,生物質能源技術發展迅速,涉及的學科領域也很多,由於編者水平和能力有限,書中難免存在不足之處,歡迎讀者批評指正。

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