目錄
《21世紀(jì)新能源叢書》序
前言
第1章 概述 1
1.1 能源的基本概念 1
1.2 綠色植物光合作用 3
1.3 生物質(zhì)資源與分類 6
1.4 生物質(zhì)的物理性質(zhì) 10
1.4.1 生物質(zhì)的含水率 10
1.4.2 生物質(zhì)的密度 10
1.4.3 堆積角、內(nèi)摩擦角和滑落角 11
1.4.4 生物質(zhì)炭的機(jī)械強(qiáng)度 12
1.4.5 生物質(zhì)的比表面積 13
1.4.6 生物質(zhì)的孔隙率 13
1.4.7 生物質(zhì)的比熱容 13
1.4.8 生物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù) 13
1.5 生物質(zhì)的燃料特性 14
1.5.1 生物質(zhì)的燃燒 14
1.5.2 生物質(zhì)的發(fā)熱量 15
1.5.3 生物質(zhì)燃料的化學(xué)當(dāng)量比 17
1.6 生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù) 18
參考文獻(xiàn) 22
附錄1-1 我國農(nóng)作物秸稈資源及其分布 22
附錄1-2 固體生物質(zhì)燃料全水分測定方法 27
第2章 生物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu) 30
2.1 生物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu) 30
2.2 生物質(zhì)的元素分析 36
2.3 生物質(zhì)的工業(yè)分析 41
參考文獻(xiàn) 47
附錄2-1 纖維素聚合度的測定方法及常見生物質(zhì)原料的組成成分 48
附錄2-2 常見生物質(zhì)原料的分析結(jié)果 56
第3章 生物質(zhì)的熱解原理 80
3.1 纖維素?zé)峤鈾C(jī)理 80
3.1.1 纖維素?zé)峤鈾C(jī)理概述 80
3.1.2 纖維素?zé)峤庖后w產(chǎn)物組成 81
3.1.3 LG的形成 81
3.1.4 其他脫水糖衍生物的形成 90
3.1.5 呋喃類產(chǎn)物的形成 93
3.1.6 小分子醛酮類產(chǎn)物的形成 94
3.1.7 纖維素快速熱解的整體反應(yīng)途徑 97
3.2 半纖維素?zé)峤鈾C(jī)理 100
3.2.1 半纖維素?zé)峤鈾C(jī)理概述 100
3.2.2 半纖維素?zé)峤庖后w產(chǎn)物組成 100
3.2.3 脫水糖衍生物以及呋喃類產(chǎn)物的形成 100
3.2.4 小分子物質(zhì)的形成 104
3.2.5 木聚糖快速熱解的整體反應(yīng)途徑 104
3.3 木質(zhì)素?zé)峤鈾C(jī)理 107
3.3.1 木質(zhì)素?zé)峤鈾C(jī)理概述 107
3.3.2 木質(zhì)素模型化合物及其熱解機(jī)理 107
3.4 生物質(zhì)熱解的主要影響因素 118
3.4.1 加熱速率的影響 118
3.4.2 熱解溫度的影響 118
3.4.3 熱解時(shí)間的影響 122
3.4.4 原料種類的影響 122
3.4.5 原料性質(zhì)的影響 123
3.4.6 其他因素的影響 124
參考文獻(xiàn) 125
第4章 生物質(zhì)的熱解炭化 130
4.1 概述 130
4.2 生物質(zhì)熱解炭化原理 130
4.3 生物質(zhì)熱解炭化裝置 132
4.3.1 傳統(tǒng)生物質(zhì)熱解炭化裝置 133
4.3.2 新型生物質(zhì)熱解炭化裝置 140
4.4 生物質(zhì)炭的性質(zhì)與應(yīng)用 146
4.4.1 生物質(zhì)炭的組成 146
4.4.2 生物質(zhì)炭的性質(zhì) 147
4.4.3 生物質(zhì)炭的應(yīng)用 149
4.5 醋液與焦油的性質(zhì)與應(yīng)用 152
4.5.1 醋液的組成與性質(zhì) 152
4.5.2 醋液的應(yīng)用 156
4.5.3 焦油的組成與性質(zhì) 157
4.5.4 焦油的應(yīng)用 159
參考文獻(xiàn) 160
第5章 生物質(zhì)的熱解氣化 165
5.1 概述 165
5.2 生物質(zhì)氣化技術(shù)分類 167
5.2.1 按氣化壓力進(jìn)行分類 167
5.2.2 按氣化溫度進(jìn)行分類 168
5.2.3 按氣化劑進(jìn)行分類 168
5.2.4 按加熱方式進(jìn)行分類 169
5.2.5 按氣化爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類 170
5.3 生物質(zhì)熱解氣化原理 174
5.3.1 氣化基本原理 174
5.3.2 氣化反應(yīng)動力學(xué) 176
5.3.3 氣化反應(yīng)平衡分析 179
5.3.4 氣化主要影響因素 181
5.3.5 氣化主要評價(jià)參數(shù) 184
5.4 典型氣化爐及其設(shè)計(jì)舉例 186
5.4.1 生物質(zhì)氣化裝置的構(gòu)成 186
5.4.2 下吸式固定床氣化爐 187
5.4.3 上吸式固定床氣化爐 188
5.4.4 氣化爐設(shè)計(jì)計(jì)算舉例 189
5.5 生物質(zhì)氣化氣體的凈化 191
5.5.1 燃?xì)庵薪褂偷奶攸c(diǎn)及其危害 191
5.5.2 傳統(tǒng)的焦油去除方法 192
5.5.3 催化裂解去除焦油方法 193
5.6 生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用 196
5.6.1 生物質(zhì)氣化供熱 196
5.6.2 生物質(zhì)氣化集中供氣 197
5.6.3 生物質(zhì)氣化發(fā)電 198
5.6.4 生物質(zhì)氣化制氫 199
5.6.5 生物質(zhì)氣化合成液體燃料 200
參考文獻(xiàn) 207
附錄5-1 生物質(zhì)氣化集中供氣站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) 207
第6章 生物質(zhì)的熱解液化 215
6.1 概述 215
6.2 生物質(zhì)原料預(yù)處理 216
6.2.1 破碎預(yù)處理 216
6.2.2 干燥預(yù)處理 219
6.3 生物質(zhì)進(jìn)料系統(tǒng) 225
6.3.1 螺旋進(jìn)料系統(tǒng)概述 225
6.3.2 螺旋進(jìn)料系統(tǒng)的動力學(xué)分析 227
6.3.3 螺旋進(jìn)料器的設(shè)計(jì) 229
6.4 熱解液化反應(yīng)器 231
6.4.1 流化床式熱解反應(yīng)器 231
6.4.2 非流化床式熱解反應(yīng)器 235
6.4.3 典型熱解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 237
6.5 熱解產(chǎn)物氣固分離 242
6.5.1 概述 242
6.5.2 旋風(fēng)分離器 243
6.5.3 過濾式除塵器 246
6.5.4 氣固分離裝置的發(fā)展趨勢 248
6.6 熱解氣冷凝與生物油收集 249
6.6.1 熱解氣的組成 249
6.6.2 熱解氣的冷卻與冷凝 249
6.6.3 噴霧降膜冷凝的機(jī)理 251
參考文獻(xiàn) 257
第7章 生物油的性質(zhì)與應(yīng)用 259
7.1 概述 259
7.2 生物油的化學(xué)組成及其分離與分析 259
7.2.1 生物油的化學(xué)組成 259
7.2.2 生物油的分離與分析 266
7.3 生物油的理化性質(zhì) 272
7.3.1 生物油的微觀多相性 272
7.3.2 生物油的水分 274
7.3.3 生物油的相溶性 275
7.3.4 生物油的熱值 276
7.3.5 生物油的黏度和流變特性 276
7.3.6 生物油的閃點(diǎn) 277
7.3.7 生物油的傾點(diǎn)和濁點(diǎn) 277
7.3.8 固體顆粒和灰分 278
7.3.9 生物油的揮發(fā)降解特性 279
7.3.10 生物油的潤滑性 279
7.3.11 生物油的腐蝕性 280
7.3.12 生物油的安定性 280
7.3.13 生物油的毒性 281
7.3.14 生物油的降解性 281
7.3.15 小結(jié) 281
7.4 生物油的化工應(yīng)用 282
7.4.1 分離高附加值化學(xué)品 282
7.4.2 制備特定化學(xué)品 287
7.4.3 生物油氣化制備合成氣 288
7.4.4 生物油重整制備氫氣 291
7.4.5 生物油化工應(yīng)用前景 294
7.5 生物油的燃燒應(yīng)用 294
7.5.1 生物油的基本燃燒特性 294
7.5.2 生物油的霧化燃燒特性 297
7.5.3 生物油的燃燒應(yīng)用 298
7.5.4 生物油燃燒應(yīng)用前景 302
參考文獻(xiàn) 304
附錄7-1 生物油性質(zhì)的分析方法 308
索引 314