生物質能資源清潔轉化利用技術(第二版)
所屬類別
科技 >> 能源 >> 可再生能源
作者：田宜水、姚向君 編著
叢書名：21世紀可持續能源叢書
出版日期：2014年8月 書號：978-7-122-20070-9
開本：B5 710×1000 1/16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：530頁
本書以可持續能源發展和環境保護為主題，重點介紹了生物質能資源及其清潔轉化利用技術。全書共分為13章，內容包括生物質能的定義與分類、生物質能資源的生產與再生產、沼氣技術、生物質燃燒技術、生物質固體成型燃料技術、生物質熱解與碳化技術、生物質氣化技術、生物質液化技術、生物柴油、生物燃料乙醇、微藻生物能源、城市固體廢物能源處理技術以及生物質能開發利用技術展望等。
目錄
1生物質能1
1.1生物質的組成與結構1
1.1.1光合作用2
1.1.2植物細胞的結構3
1.1.3原生質的化學組成4
1.1.4細胞壁的化學組成5
1.1.5細胞後含物6
1.1.6植物的組織和器官8
1.2生物質能資源9
1.2.1資源的概念9
1.2.2能源的概念10
1.2.3生物質能的分類14
1.3生物質能轉化利用技術15
1.3.1生物質能轉化利用技術15
1.3.2生命周期分析法18
2生物質能資源的生產與再生產20
2.1生物質資源的生產與再生產20
2.1.1生物圈的環境20
2.1.2生態系統21
2.1.3生態系統的能量流動21
2.1.4生態系統的物質循環22
2.1.5生態系統的生產與再生產23
2.1.6人工生產與再生產24
2.2生物質資源生產的周期性24
2.2.1植物生活周期24
2.2.2季節周期性24
2.2.3晝夜周期性25
2.3林業生物質能資源的生產與再生產25
2.3.1林業資源25
2.3.2薪炭林27
2.3.3林產品加工業廢棄物29
2.3.4木本油料作物29
2.3.5林業的可持續發展30
2.4農業生物質能資源的生產與再生產30
2.4.1農作物秸稈30
2.4.2農產品初加工剩餘物41
2.4.3畜禽糞便41
2.4.4生產燃料乙醇的原料47
2.4.5利用未利用土地資源發展能源作物潛力分析58
2.4.6草本木質纖維原料73
2.5工業有機廢水77
2.5.1幾種典型的工業有機廢水78
2.5.2廢水對環境的影響79
2.6城市固體廢物80
2.6.1廢物的循環80
2.6.2城市固體廢物的特性81
2.6.3固體廢物對環境的影響82
2.7藻類84
2.7.1內陸水域資源85
2.7.2海洋水域資源86
3沼氣技術88
3.1沼氣發酵原理88
3.1.1沼氣的定義88
3.1.2沼氣發酵的微生物學原理89
3.1.3沼氣發酵的條件93
3.2典型的農村戶用沼氣池池型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沼氣淨化、儲存與輸配系統115
3.3.4大中型沼氣工程的運行管理118
3.4沼氣利用設施與設備120
3.4.1沼氣炊事灶具120
3.4.2沼氣燈具121
3.5沼氣發電122
3.5.1沼氣發電特點122
3.5.2沼氣發電系統123
3.5.3沼氣發電形式123
3.5.4沼氣熱電聯產127
3.5.5沼氣發電餘熱利用128
3.5.6沼氣發電機運行注意事項129
3.5.7環境保護問題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142
3.8沼氣提純高值利用142
4生物質燃燒技術146
4.1生物質燃料與燃燒146
4.1.1生物質成分與特性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生物質收集、運輸和儲藏158
4.2.1生物質收集159
4.2.2生物質運輸161
4.2.3生物質儲藏161
4.2.4秸稈收儲運模式163
4.3生物質預處理技術166
4.3.1生物質乾燥166
4.3.2生物質粉碎170
4.3.3生物質輸送175
4.4省柴灶181
4.4.1省柴灶發展歷程182
4.4.2省柴灶的工作過程182
4.4.3省柴灶的節能原理183
4.4.4省柴灶熱性能試驗184
4.5生物質現代化燃燒技術186
4.5.1層燃技術186
4.5.2流化床燃燒技術189
4.5.3懸浮燃燒技術195
4.6典型生物質燃燒設備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生物質燃燒發電/熱電聯產205
4.7.1汽輪機發電技術206
4.7.2蒸汽機發電技術207
4.7.3斯特林發動機發電技術207
4.7.4生物質鍋爐209
4.7.5熱電聯產210
4.7.6典型案例211
4.8生物質與煤的混合燃燒技術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217
4.9.1煙塵的生成與控制技術218
4.9.2NOx的生成與控制技術225
4.10生物質結渣問題和解決方法227
4.10.1結渣的原因228
4.10.2結渣的部位230
4.10.3影響結渣的因素230
4.10.4結渣的危害231
4.10.5結渣性能的判別232
4.10.6抗結渣方法研究234
5生物質固體成型燃料技術237
5.1國內外產業發展現狀與展望238
5.1.1國外產業發展現狀238
5.1.2中國產業發展現狀239
5.1.3發展展望239
5.2生物質固體成型技術240
5.2.1固體成型原理240
5.2.2固體成型生產工藝240
5.2.3典型生物質固體成型燃料生產工藝241
5.3生物質固體成型燃料成型設備244
5.3.1螺旋擠壓成型技術工藝244
5.3.2活塞衝壓成型技術工藝245
5.3.3模輥擠壓成型技術工藝246
5.4生物質成型燃料特性和標準249
5.4.1國外相關產業標準249
5.4.2我國相關產業標準253
5.4.3生物質固體成型燃料成型設備試驗方法255
5.4.4採樣方法257
5.4.5樣品製備方法260
5.4.6生物質固體成型燃料試驗方法263
5.5生物質固體成型燃料燃燒技術270
5.5.1農村居民生活用能271
5.5.2農村區域供熱271
5.5.3工業用途271
5.5.4生物質顆粒燃料自動燃燒器271
5.6生物質固硫型煤技術273
5.6.1生物質固硫型煤生產工藝274
5.6.2生物質固硫型煤燃料特性274
6生物質熱解與碳化技術276
6.1生物質熱化學轉化276
6.2生物質熱解技術276
6.2.1生物質熱解的過程和產物278
6.2.2生物質熱解的原理279
6.2.3影響生物質熱解的主要影響因素282
6.3生物質碳化技術285
6.3.1木炭的性質285
6.3.2生物質碳化設備286
6.3.3木材乾餾的工藝流程287
6.4生物質快速熱解技術288
6.4.1快速熱解工藝289
6.4.2秸稈熱解液化技術研究及開發現狀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生物原油的套用296
6.5生物炭297
6.5.1生物炭定義及其特性298
6.5.2生物炭的主要套用299
6.5.3國內外發展動態與趨勢302
7生物質氣化技術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生物質氣化設備307
7.2.1固定床氣化爐307
7.2.2流化床氣化爐310
7.3生物質燃氣312
7.3.1生物質燃氣特性312
7.3.2生物質燃氣的淨化316
7.3.3生物質燃氣主要用途318
7.4秸稈氣化集中供氣系統319
7.4.1集中供氣系統319
7.4.2典型套用實例320
7.4.3經濟性評價321
7.4.4使用時應注意的問題322
7.5生物質氣化發電技術322
7.5.1內燃機氣化發電系統323
7.5.2燃氣輪機氣化發電系統324
7.5.3整體氣化聯合循環324
7.5.4整體氣化熱空氣循環325
8生物質液化技術327
8.1生物質直接液化技術327
8.1.1研究發展現狀328
8.1.2直接液化工藝330
8.1.3生物質超臨界液化333
8.1.4生物質與其他反應物共液化技術334
8.1.5液化油334
8.2生物質間接液化技術336
8.2.1研究發展現狀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生產工藝341
8.3.2二甲醚的民用燃料套用342
8.4甲醇343
8.4.1甲醇的燃料特性344
8.4.2生產工藝344
8.4.3甲醇轉化制汽油347
8.4.4甲醇-氫燃料電池347
9生物柴油350
9.1生物柴油的發展現狀與趨勢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化學法生產生物柴油369
9.3.1催化劑370
9.3.2生產工藝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燃料乙醇的發展現狀與套用前景382
10.2.1國外發展現狀與套用前景382
10.2.2國內發展現狀與套用前景383
10.3燃料乙醇原料385
10.4發酵法製取乙醇388
10.4.1澱粉質原料的預處理389
10.4.2澱粉質原料的蒸煮390
10.4.3蒸煮醪的糖化392
10.4.4糖化劑及製備392
10.4.5糖化醪的發酵394
10.4.6酒母的製備395
10.4.7發酵成熟醪的蒸餾395
10.4.8無水乙醇的製取398
10.4.9乙醇生產副產品的利用400
10.5甜高粱莖稈製取乙醇402
10.6纖維素降解製取乙醇403
10.6.1酸水解403
10.6.2酶水解404
10.6.3預處理405
10.6.4五碳糖的發酵410
10.6.5混合糖發酵技術410
10.6.6同時糖化和發酵工藝411
10.6.7國內發展現狀與趨勢412
10.7生物丁醇414
10.7.1生物丁醇特性414
10.7.2生產工藝415
10.8生物質化工416
10.8.1發展現狀與趨勢417
10.8.2乙醇化工產品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國內外發展現狀與趨勢分析427
11.1.1 國外發展現狀與趨勢427
11.1.2國內發展現狀與趨勢428
11.2微藻藻種資源431
11.2.1國外富油高產微藻藻種分析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培養方式437
11.4.1開放式培養系統438
11.4.2封閉式培養系統440
11.5採收技術442
11.5.1藻液預處理技術442
11.5.2富集與分離技術443
11.6藻油提取技術444
11.6.1微藻細胞壁破碎445
11.6.2油脂的提取445
11.7副產品的處理446
11.8產業化關鍵問題448
12城市固體廢物能源處理技術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環境影響評價463
12.3.6典型案例分析463
12.3.7未來發展趨勢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工藝468
12.5熱解處理技術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備472
12.5.3廢塑膠的熱解473
12.6土地填埋處置技術474
12.6.1填埋場的運行管理475
12.6.2填埋氣體的產生與控制476
13生物質能開發利用技術展望479
13.1生物質燃料部分替代化石燃料479
13.1.1生物質能在世界能源供應中的地位479
13.1.2生物質能在中國農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生物質發電488
13.1.6航空生物燃料490
13.2生物燃料產品對糧食安全的影響495
13.2.1燃料乙醇產業發展與糖業市場的相互影響496
13.2.2生物柴油產業發展與植物油市場的相互影響497
13.3生物質能對環境的影響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對大氣環境的影響501
13.3.5溫室氣體排放爭議502
13.4最新技術發展與展望502
13.4.1轉基因技術503
13.4.2生物燃料電池505
13.4.3生物制氫技術506
13.4.4生物質材料508
13.5中國促進生物質能產業發展政策510
13.5.1法律制度510
13.5.2規劃計畫511
13.5.3可再生能源發展專項資金512
13.5.4生物質發電有關實施細則513
13.5.5生物液體燃料有關政策513
13.5.6其他補貼政策514
13.5.7稅收優惠515
13.5.8研究開發516
參考文獻518
