目錄
《21世紀新能源叢書》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 生物質資源與分類 6
1.4 生物質的物理性質 10
1.4.1 生物質的含水率 10
1.4.2 生物質的密度 10
1.4.3 堆積角、內摩擦角和滑落角 11
1.4.4 生物質炭的機械強度 12
1.4.5 生物質的比表面積 13
1.4.6 生物質的孔隙率 13
1.4.7 生物質的比熱容 13
1.4.8 生物質的導熱系數(shù) 13
1.5 生物質的燃料特性 14
1.5.1 生物質的燃燒 14
1.5.2 生物質的發(fā)熱量 15
1.5.3 生物質燃料的化學當量比 17
1.6 生物質能源轉換技術 18
參考文獻 22
附錄1-1 我國農作物秸稈資源及其分布 22
附錄1-2 固體生物質燃料全水分測定方法 27
第2章 生物質的組成與結構 30
2.1 生物質的組成和結構 30
2.2 生物質的元素分析 36
2.3 生物質的工業(yè)分析 41
參考文獻 47
附錄2-1 纖維素聚合度的測定方法及常見生物質原料的組成成分 48
附錄2-2 常見生物質原料的分析結果 56
第3章 生物質的熱解原理 80
3.1 纖維素熱解機理 80
3.1.1 纖維素熱解機理概述 80
3.1.2 纖維素熱解液體產物組成 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 呋喃類產物的形成 93
3.1.6 小分子醛酮類產物的形成 94
3.1.7 纖維素快速熱解的整體反應途徑 97
3.2 半纖維素熱解機理 100
3.2.1 半纖維素熱解機理概述 100
3.2.2 半纖維素熱解液體產物組成 100
3.2.3 脫水糖衍生物以及呋喃類產物的形成 100
3.2.4 小分子物質的形成 104
3.2.5 木聚糖快速熱解的整體反應途徑 104
3.3 木質素熱解機理 107
3.3.1 木質素熱解機理概述 107
3.3.2 木質素模型化合物及其熱解機理 107
3.4 生物質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 熱解時間的影響 122
3.4.4 原料種類的影響 122
3.4.5 原料性質的影響 123
3.4.6 其他因素的影響 124
參考文獻 125
第4章 生物質的熱解炭化 130
4.1 概述 130
4.2 生物質熱解炭化原理 130
4.3 生物質熱解炭化裝置 132
4.3.1 傳統(tǒng)生物質熱解炭化裝置 133
4.3.2 新型生物質熱解炭化裝置 140
4.4 生物質炭的性質與應用 146
4.4.1 生物質炭的組成 146
4.4.2 生物質炭的性質 147
4.4.3 生物質炭的應用 149
4.5 醋液與焦油的性質與應用 152
4.5.1 醋液的組成與性質 152
4.5.2 醋液的應用 156
4.5.3 焦油的組成與性質 157
4.5.4 焦油的應用 159
參考文獻 160
第5章 生物質的熱解氣化 165
5.1 概述 165
5.2 生物質氣化技術分類 167
5.2.1 按氣化壓力進行分類 167
5.2.2 按氣化溫度進行分類 168
5.2.3 按氣化劑進行分類 168
5.2.4 按加熱方式進行分類 169
5.2.5 按氣化爐結構進行分類 170
5.3 生物質熱解氣化原理 174
5.3.1 氣化基本原理 174
5.3.2 氣化反應動力學 176
5.3.3 氣化反應平衡分析 179
5.3.4 氣化主要影響因素 181
5.3.5 氣化主要評價參數(shù) 184
5.4 典型氣化爐及其設計舉例 186
5.4.1 生物質氣化裝置的構成 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 氣化爐設計計算舉例 189
5.5 生物質氣化氣體的凈化 191
5.5.1 燃氣中焦油的特點及其危害 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 生物質氣化技術的應用 196
5.6.1 生物質氣化供熱 196
5.6.2 生物質氣化集中供氣 197
5.6.3 生物質氣化發(fā)電 198
5.6.4 生物質氣化制氫 199
5.6.5 生物質氣化合成液體燃料 200
參考文獻 207
附錄5-1 生物質氣化集中供氣站建設標準 207
第6章 生物質的熱解液化 215
6.1 概述 215
6.2 生物質原料預處理 216
6.2.1 破碎預處理 216
6.2.2 干燥預處理 219
6.3 生物質進料系統(tǒng) 225
6.3.1 螺旋進料系統(tǒng)概述 225
6.3.2 螺旋進料系統(tǒng)的動力學分析 227
6.3.3 螺旋進料器的設計 229
6.4 熱解液化反應器 231
6.4.1 流化床式熱解反應器 231
6.4.2 非流化床式熱解反應器 235
6.4.3 典型熱解反應器的設計計算 237
6.5 熱解產物氣固分離 242
6.5.1 概述 242
6.5.2 旋風分離器 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 噴霧降膜冷凝的機理 251
參考文獻 257
第7章 生物油的性質與應用 259
7.1 概述 259
7.2 生物油的化學組成及其分離與分析 259
7.2.1 生物油的化學組成 259
7.2.2 生物油的分離與分析 266
7.3 生物油的理化性質 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 277
7.3.7 生物油的傾點和濁點 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 281
7.4 生物油的化工應用 282
7.4.1 分離高附加值化學品 282
7.4.2 制備特定化學品 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 生物油化工應用前景 294
7.5 生物油的燃燒應用 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 生物油的燃燒應用 298
7.5.4 生物油燃燒應用前景 302
參考文獻 304
附錄7-1 生物油性質的分析方法 308
索引 314