生物质能利用原理与技术

　　第一章 总论1
　　 第一节 生物质能的能源地位1
　　一、世界生物质能源消费1
　　二、我国生物质能源消费2
　　 第二节 生物质能利用技术3
　　 第三节 国外生物质能开发利用概况      4
　　 第四节 我国生物质能开发利用现状      5
　　 第五节 生物质能在我国未来可持续发展战略中的地位7
　　 第六节 我国生物质能源发展方向与对策  8
　　第二章 生物质能资源与能源植物11
　　 第一节 生物质能的物质基础11
　　一、生物质原料类型11
　　二、生物质能资源的特点11
　　三、生物质的化学组成12
　　四、生物质燃料的热值13
　　 第二节 生物质资源量估算方法15
　　一、农作物资源15
　　二、薪柴资源16
　　三、人畜粪便资源17
　　四、草资源17
　　 第三节 我国生物质能资源18
　　一、纤维素类生物质的资源19
　　二、淀粉类原料的资源25
　　三、糖类原料的资源29
　　 第四节 能源植物31
　　一、能源植物的概念31
　　二、光合作用32
　　三、能源植物的品种改良技术34
　　四、重要的能源植物39
　　五、薪炭林      47
　　第三章 生物质直接燃烧技术     51
　　 第一节 生物质燃烧原理 51
　　一、生物质燃料的特性  51
　　二、生物质燃料的燃烧过程    52
　　三、燃烧过程的部分计算问题  53
　　 第二节 传统炉灶及其改进  56
　　一、旧式炕连灶  56
　　二、省柴灶与节柴炉    58
　　三、旧式炕的改进      60
　　四、架空炕      60
　　五、节能地炕    61
　　 第三节 生物质作锅炉燃料  64
　　一、锅炉燃用的生物质燃料64
　　二、燃用生物质锅炉的应用64
　　第四章 厌氧过程与沼气技术67
　　 第一节 厌氧过程的基本原理67
　　一、沼气的理化性质67
　　二、厌氧沼气发酵的主要反应历程68
　　三、沼气发酵的微生物类群69
　　四、沼气发酵工艺条件71
　　 第二节 小型户用沼气池80
　　一、小型沼气池类型82
　　二、发酵原料    88
　　三、小型沼气池发酵工艺类型  90
　　四、沼气池运行管理95
　　五、小型沼气池配套设施100
　　六、安全使用小型沼气设施106
　　 第三节 大中型沼气技术107
　　一、大中型沼气工程现状与发展108
　　二、几种常用的消化器110
　　三、大中型沼气工程设计117
　　四、沼气发酵消化器设计132
　　五、大中型沼气工程的启动134
　　六、大中型沼气工程运行管理135
　　 第四节 沼气设施的综合利用135
　　一、沼气设施综合利用途径135
　　二、以沼气设施为纽带的生态模式136
　　三、沼气的综合利用142
　　四、沼液与沼渣的利用144
　　第五章 生物质压缩成型燃料技术149
　　 第一节 概念与原理149
　　一、发展历史149
　　二、固体生物质结构特点150
　　三、生物质压缩成型原理150
　　四、压缩成型工艺类型151
　　五、生物质压缩成型工艺流程153
　　 第二节 生物质压缩成型机技术157
　　一、螺旋挤压成型技术157
　　二、活塞压力式成型技术163
　　三、压辊式成型机164
　　 第三节 秸秆压缩成型技术应用举例165
　　一、从丹麦引进技术与设备的运用165
　　二、日本颗粒燃料生产工艺166
　　第六章 生物质气化技术169
　　 第一节 生物质气化原理169
　　一、生物质气化的概念169
　　二、生物质气化的基本热化学反应170
　　 第二节 常见生物质气化炉171
　　一、气化炉的类型171
　　二、固定床气化炉172
　　三、流化床气化炉173
　　四、气化炉性能及主要参数174
　　五、不同类型气化炉的特点及应用179
　　 第三节 生物质燃气的净化181
　　一、生物质气化生产中的主要问题181
　　二、燃气中的灰分与水分的去除181
　　三、燃气中焦油的特点及其危害182
　　四、催化裂解法除焦油184
　　 第四节 生物质气化技术在国内的利用187
　　一、户用生物质气化供气热装置187
　　二、生物质气化集中供气188
　　三、生物质气用于烘干199
　　四、生物质燃气作锅炉燃料201
　　五、生物质发电201
　　 第五节 生物质气化在国外用于发电及供热203
　　一、生物质气化发电方式204
　　二、区域供热208
　　三、为水泥厂供热与发电的生物质气化站209
　　四、生物质气化用于氨的合成210
　　第七章 生物质燃料乙醇技术211
　　 第一节 乙醇的性质与用途211
　　一、乙醇的理化性质211
　　二、乙醇用途212
　　 第二节 燃料乙醇生产原理212
　　一、乙醇生产的主要方法212
　　二、用于乙醇生产的主要原料213
　　三、乙醇发酵的生化反应过程213
　　四、乙醇发酵的微生物学基础217
　　 第三节 乙醇发酵的工艺类型222
　　一、间歇式发酵法223
　　二、半连续发酵法224
　　三、连续发酵224
　　 第四节 淀粉质原料的乙醇生产228
　　一、原料粉碎228
　　二、蒸煮糊化230
　　三、糖化工艺232
　　四、酒母的培养233
　　五、乙醇发酵236
　　六、乙醇提取与精制237
　　 第五节 糖类原料的乙醇生产242
　　一、糖蜜原料生产乙醇的特点242
　　二、糖蜜生产乙醇的工艺流程243
　　三、糖蜜的乙醇发酵246
　　四、甜高粱茎秆制取乙醇246
　　 第六节 纤维素原料的乙醇生产247
　　一、水解基本原理248
　　二、纤维素酸水解和乙醇发酵248
　　三、纤维素酶水解及乙醇发酵252
　　 第七节 乙醇作为内燃机燃料的应用253
　　一、内燃机的乙醇代用燃料253
　　二、乙醇与汽油性能对比253
　　三、乙醇与汽油混合作内燃机燃料的应用254
　　四、乙醇与柴油混合作内燃机燃料的应用255
　　 第八节 国内外用生物质开发乙醇燃料概况256
　　一、乙醇燃料的研究与发展256
　　二、我国乙醇工业现状259
　　三、我国燃料乙醇的发展现状260
　　 第九节 燃料乙醇生产经济性分析263
　　一、淀粉类原料燃料乙醇生产的经济性分析264
　　二、糖类原料燃料乙醇生产的经济性分析268
　　三、纤维素原料燃料乙醇生产的经济性分析271
　　 第十节 燃料乙醇生产的环境影响及控制275
　　一、燃料乙醇生产的污染物形成途径分析276
　　二、燃料乙醇生产的废弃物处理280
　　三、燃料乙醇生产的污染控制283
　　第八章 生物质热裂解技术289
　　 第一节 生物质热裂解原理289
　　一、生物质热裂解的概念289
　　二、生物质热裂解反应的基本过程289
　　三、生物质热裂解工艺类型290
　　四、生物质热裂解过程的影响因素291
　　 第二节 生物质裂解油燃料293
　　一、生物质热裂解液化工艺过程293
　　二、国外常见的热裂解反应器类型296
　　三、国内生物质热裂解的试验研究299
　　 第三节 生物质炭化燃料305
　　一、主要工艺技术类型305
　　二、木炭的性质及应用308
　　三、生物质干馏气的应用309
　　第九章 生物质制氢与间接液化技术313
　　 第一节 氢能的基本概念313
　　一、氢的性质313
　　二、氢源生产的主要途径314
　　三、氢能的优势315
　　四、氢能利用316
　　 第二节 生物质制氢技术317
　　一、生物质制氢的特点318
　　二、生物质制氢的基本原理318
　　三、主要工艺类型320
　　四、经济可行性326
　　五、国内外技术发展状况与趋势327
　　 第三节 生物质合成燃料328
　　一、生物质合成燃料生产的基本原理328
　　二、甲醇合成燃料技术331
　　三、合成柴油燃料技术335
　　四、二甲醚燃料制备技术336
　　第十章 植物油与生物柴油技术337
　　 第一节 植物油燃料337
　　一、植物油的理化性质337
　　二、植物油直接作燃料油的方法340
　　三、植物油制取工艺341
　　四、菜籽油燃料的试验实例343
　　五、棉籽油-柴油混合燃料实例344
　　 第二节 生物柴油346
　　一、生物柴油生产原理346
　　二、生物柴油生产工艺348
　　三、各国发展生物柴油动态355
　　第十一章 城市有机垃圾能源364
　　 第一节 我国城市有机垃圾的基本特征364
　　一、城市生活垃圾资源量364
　　二、城市生活垃圾的热值366
　　三、垃圾的危害性和可利用性368
　　 第二节 垃圾处理和能源利用的途径369
　　一、垃圾堆肥369
　　二、垃圾填埋370
　　三、垃圾焚烧371
　　四、垃圾厌氧发酵376
　　五、垃圾热解377
　　 第三节 垃圾能源化利用实例377
　　一、德国斯图加特垃圾填埋场377
　　二、贵阳高雁城市生活垃圾填埋场概况380
　　三、深圳玉龙坑垃圾填埋场382
　　四、丹麦KNUDMOSE-VERKET垃圾热电联产工艺383
　　 第四节 我国城市生活垃圾处理现状385
　　一、 我国的垃圾收集与处理系统386
　　二、 我国城市生活垃圾处理的几个问题386
　　主要参考文献389

　　    本书是《可再生能源丛书》中的一本，全面介绍了生物质能利用原理与技术，阐述了生物质能的基础理论，介绍了各种工艺技术的能源转化机理和工艺原理。几乎涉及了所有现有的成熟技术，包括直接燃烧、厌氧与沼气发酵、燃料乙醇、气化、直接液化、合成燃料、压缩成型燃料、生物质制氢、能源植物、植物油与生物柴油和城市垃圾能源利用等，特别对生物质资源的统计估算方法进行了介绍。
　　本书力图为从事和关心生物质能工作的人们提供一些有益的帮助，包括从事科学研究、技术开发人员和企业界人士，以及相关院校教师和学生。