《生物質生物轉換技術》根據作者多年從事生物質能源教學與研究的經驗及研究成果,全面系統地介紹了生物質生物轉換技術的概念、分類,生物質的物理化學特性,生物質厭氧消化的原理,禽畜糞便及蔬菜廢棄物厭氧消化制取沼氣技術,木質纖維素原料預處理及其沼氣發(fā)酵技術,沼氣發(fā)酵殘余物的肥料化利用技術,甜高梁莖稈及汁液儲藏技術,甜高梁液態(tài)發(fā)酵制取乙醇技術,甜高梁固態(tài)發(fā)酵制取乙醇技術,甜高梁莖稈木質纖維素殘渣預處理及乙醇發(fā)酵技術,以期對我國生物質能源研究與開發(fā)起到積極的推動作用。
《生物質生物轉換技術》可供從事新能源和可再生能源領域的高等院校師生、研究人員、管理人員和工程技術人員參考。
第1章 生物質生物轉換技術概述及生物質的特性
1.1 生物質生物轉換技術概述
1.1.1 生物質生物轉換技術的分類
1.1.2 生物質資源
1.1.3 發(fā)展生物質生物轉換技術的重要性
1.2 生物質的特性
1.2.1 生物質的化學組成
1.2.2 生物質的工業(yè)分析與元素分析
1.2.3 生物質的熱值
1.2.4 生物質的物理和熱特性
1.3 典型生物質特性的研究
1.3.1 試驗材料采集與制備
1.3.2 生物質化學組成的比較與分析
1.3.3 生物質的工業(yè)分析和元素組成的比較與分析
1.3.4 三個地區(qū)玉米秸稈特性分析
參考文獻
第2章 糞便和蔬菜廢棄物制取沼氣技術
2.1 生物質厭氧消化的原理
2.1.1 厭氧消化的原理
2.1.2 沼氣發(fā)酵的工藝條件及工藝類型
2.1.3 有機廢棄物產甲烷潛力分析
2.1.4 無活動蓋底層出料水壓式沼氣池的構造及工作原理
2.2 禽畜糞便厭氧消化制取沼氣技術
2.2.1 試驗裝置與方法
2.2.2 不同溫度條件下厭氧發(fā)酵過程中產氣特性及其營養(yǎng)成分的變化
2.2.3 不同接種量條件下厭氧發(fā)酵過程中產氣特性及營養(yǎng)成分的變化
2.2.4 不同料液濃度對厭氧發(fā)酵過程中產氣特性及其營養(yǎng)成分的變化
2.2.5 小結
2.3 蔬菜廢棄物厭氧消化制取沼氣技術
2.3.1 材料與方法
2.3.2 發(fā)酵過程pH值的變化
2.3.3 發(fā)酵過程VFA的變化
2.3.4 發(fā)酵過程氨態(tài)氮的變化
2.3.5 發(fā)酵過程產氣量的變化
2.3.6 發(fā)酵過程甲烷含量的變化
2.3.7 小結
參考文獻
第3章 木質纖維素原料預處理及其沼氣發(fā)酵技術
3.1 木質纖維素原料預處理技術
3.1.1 物理法預處理
3.1.2 化學法預處理
3.1.3 生物法預處理
3.2 堿預處理對蘆筍秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響
3.2.1 材料與方法
3.2.2 NaOH預處理及其沼氣發(fā)酵后木質纖維素的變化
3.2.3 NaOH預處理時間對沼氣發(fā)酵產氣效果的影響
3.2.4 蘆筍秸稈粒徑大小對沼氣發(fā)酵產氣效果的影響
3.2.5 NaOH預處理質量分數對沼氣發(fā)酵產氣效果的影響
3.2.6 小結
3.3 酸預處理對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響
3.3.1 材料與方法
3.3.2 水稻秸稈組分的變化
3.3.3 不同濃度的酸處理對日產氣量的影響
3.3.4 不同濃度的酸處理對pH值的影響
3.3.5 不同濃度的酸處理對甲烷含量的影響
3.3.6 不同濃度的酸處理對總產氣量的影響
3.3.7 小結
3.4 氨預處理對小麥秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響
3.4.1 氨預處理時間對小麥秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響
3.4.2 氨預處理濃度對小麥秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響
……
第4章 沼氣發(fā)酵殘余物的肥料化利用技術
第5章 甜高梁莖稈及汁液儲藏技術
第6章 甜高梁液態(tài)發(fā)酵制取乙醇技術
第7章 甜高梁固態(tài)發(fā)酵制取乙醇技術
第8章 甜高梁莖稈木質纖維素殘渣預處理及乙醇發(fā)酵技術
索引
隨著能源消耗的迅速增長和化石能源利用所帶來嚴重的環(huán)境污染,生物質能源的研究和開發(fā),已成為國內外眾多學者研究和關注的熱點。能源生產和消費革命,關乎發(fā)展與民生,因此,從根本上解決我國的能源問題,不斷滿足經濟和社會發(fā)展的需要,保護環(huán)境,實現可持續(xù)發(fā)展,除大力提高能源效率外,加快開發(fā)利用生物質能源勢在必行。生物質生物轉換技術是生物質能轉換技術之一,是用微生物發(fā)酵方法將生物質能轉變成燃料物質的技術,主要包括沼氣技術和燃料乙醇技術。沼氣是利用人畜糞便、農作物秸稈、有機廢物通過厭氧發(fā)酵產生的以甲烷為主的混合氣體,通過燃燒產生熱能。在我國,沼氣技術的發(fā)展歷史悠久,在過去的幾十年里,沼氣不僅解決了我國農村能源短缺問題,而且在農村環(huán)境保護、生態(tài)建設等方面發(fā)揮了積極的作用。乙醇又稱酒精,是由C、H、O三種元素組成的有機化合物。燃料乙醇是未加變性劑的、可作為燃料用的無水乙醇。自20世紀70-80年代我國就開始了燃料乙醇的開發(fā)與利用研究工作。目前,燃料乙醇已在我國多個省市進行使用試點,在我國車用燃料替代體系中發(fā)揮著重要的作用。生物質生物轉換技術的能源產品沼氣及燃料乙醇因其性能優(yōu)勢,使得該技術的開發(fā)有著廣闊的應用前景。因此,發(fā)展生物質生物轉換技術對能源的有效利用和可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。
本書根據作者多年從事生物質能源教學與研究的經驗,從沼氣技術和燃料乙醇技術的發(fā)展需求入手,針對各種典型原料的厭氧消化制取沼氣技術及甜高梁莖稈制取乙醇技術進行了深入探討,以作者多年研究成果為基礎,全面系統地介紹了生物質的物理化學特性,沼氣技術及甜高梁發(fā)酵制取乙醇技術的原理、工藝及設備。本書主要包括生物質生物轉換技術的概念、分類、生物質的物理化學特性、典型生物質特性的研究;生物質厭氧消化的原理,禽畜糞便厭氧消化制取沼氣技術中不同溫度、不同接種量、不同料液濃度條件下厭氧發(fā)酵過程中產氣特性及其營養(yǎng)成分變化,蔬菜廢棄物厭氧消化制取沼氣技術;木質纖維素原料預處理技術,堿預處理對蘆筍秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響,酸預處理對水稻秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響,氨預處理及氨一生物聯合預處理對小麥秸稈厭氧發(fā)酵產沼氣的影響;沼氣發(fā)酵殘余物做基肥及沼液追肥對小白菜產量、品質及土壤養(yǎng)分含量的影響;甜高粱莖稈汁液濃縮及防腐劑儲藏技術,甜高梁莖稈自發(fā)氣調儲藏和自然干燥長效儲藏的研究;甜高粱液態(tài)發(fā)酵基本原理及工藝,固定化酵母轉化甜高粱莖稈汁液生產乙醇的工藝參數及營養(yǎng)微環(huán)境的調控與優(yōu)化;甜高梁固態(tài)發(fā)酵轉化乙醇技術的工藝,自然干燥的甜高粱莖稈復水固態(tài)發(fā)酵生產乙醇的因素分析與優(yōu)化,甜高梁莖稈乙醇固態(tài)發(fā)酵多聯產工程實例與分析;木質纖維素乙醇生產基本原理與工藝,S02-蒸汽預處理甜高梁莖稈殘渣高濃度基質酶水解發(fā)酵制取乙醇研究,不同方法預處理甜高梁莖稈殘渣酶水解及乙醇發(fā)酵的研究等內容,以期對我國生物質能源研究與開發(fā)起到積極的推動作用。本書可供從事新能源和可再生能源領域的高等院校師生、研究人員、管理人員和工程技術人員參考。