生物质燃料是将农作物秸杆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、树枝、树叶、干草通过压缩成型直接利用的燃料。无任何添加剂和粘结剂。是一种可再生的清洁能源。根据中华人民共和国《可再生能源法》的要求，国家发改委于2006年8月组织编制了《可再生能源中长期发展规划》，提出了2010年至2020年可再生能源的发展目标和任务，其中，生物质固体成型燃料分别达到100万吨和5000万吨，并确立了生物质固体成型燃料作为现代清洁能源的地位。我国城市拥有大量的小型手烧燃煤锅炉，其中大都分布在城市内及城市周边，由于烧的都是含硫量高的劣质煤，因小型锅炉无脱硫装置，加上司炉水平低等因素，冒黑烟、硫污染等直接影响了城市及周边的空气质量，为此，取消城市小型煤锅炉及煤改气、电的呼声很高，且许多城市已采取了行动，但由于气源紧张、电价昂贵，而城市热力又达不到的城市或地方，收效甚微。用清洁的生物质燃料替代煤，在城市小型锅炉内使用就成为首选。但大多数小型锅炉的结构均不适合使用生物质燃料（仍有冒黑烟、粉尘污染等现象），而生物质专用燃料燃烧装置彻底地解决了生物质燃料在锅炉中的燃烧问题。它根据生物质燃料挥发分大的特点，综合应用了反烧法、煤制气法、悬浮燃烧等多种洁净燃烧技术，使生物质燃料燃烧完全，解决了冒黑烟的本质问题。锅炉煤的洁净燃烧理论认为，煤的洁净燃烧必须满足三个条件：

1、要求较高的温度（不低于380℃）。

2、可燃烧气体在高温区停留的时间要长。

3、充足的氧气。

反烧法、煤制气法、悬浮燃烧技术为当代公认的洁净燃烧技术。生物质燃料专用锅炉的结构实现了上述洁净燃烧的条件及技术，由炉体及燃料装置（炉胆、外筒、加料口）、上炉排、可拆快组合卫燃带，可拆快换悬挂炉排、下炉排、炉内除尘装置、出灰装置及二次风口，三次配风口和烟气出口等组成。

工作原理：生物质燃料从加料口或上部均匀地铺在上炉排上，点火后，开启引风机，燃料中的挥发分析出，火焰向下燃烧，在卫燃带、悬挂炉排所构成的区域迅速形成高温区，为连续稳定着火创造了条件，小于上炉排间隙且挥发分已燃尽的炙热燃料和未燃尽的微粒，在引风机及重力的作用下，一边燃烧一边向下掉落，落在温度很高的悬挂炉稍作停留后继续下落，最后落到下炉排上，未完全燃烧的燃料颗粒继续燃烧，燃尽的灰粒从下炉排落入出灰装置的灰斗，当积灰到一定高度时，打开出灰闸板一并排出。在燃料下落的过程中，二次配风口补充一定氧气，供悬浮燃烧，三次配风口提供的氧气的为下炉排上的燃烧助燃，完全燃烧后的烟气通过烟气出口通往对流受热面。大颗料烟尘通过隔板向上时由于惯性甩入灰斗，稍小的灰尘通过除尘挡板网阻挡又大部分落入灰斗，仅部分极其细小的微粒进入对流受热面，极大地减少了对流受热面的积灰，提高了传热效果。使用成型生物燃料时，可拆掉细颗料燃料附加炉排、卫燃带、悬挂炉排及炉内除尘网。

优点：

①、可迅速形成高温区，稳定地维持反烧、煤气化燃烧及悬浮燃烧状态，烟气在高温炉膛内停留时间长，经多次配风，上边进料，下边出火，下吸式燃烧，燃烧充分，燃料利用率高，不冒黑烟。

②、采用炉内除尘装置，与之配套的锅炉烟尘排放原始浓度低，可不用烟囱。

③、燃料燃烧连续，工况稳定，不受添加燃料或捅火的影响，可保证出力。

④、水冷炉排管采用防结渣装置，燃烧稳定，清理方便。

⑤、操作简单、方便无需繁杂的操作程序。

⑥、燃料适应性广。

⑦、本燃烧装置，可广泛用于旧的燃煤锅炉的改造及与新制造的生物质锅炉的配套生产，具有极好的市场市景。

李文哲主编的这本《生物质能源工程》是根据农业建筑环境与能源工程本科专业需求编写的。全书共分十章，内容包括：沼气与沼气发酵；沼气生产技术；生物质制氢技术；生物质气化燃料技术；生物质液化燃料技术；燃料乙醇技术；生物柴油技术；生物质固体燃料技术；生物质能项目技术经济评价等。本教材不仅作为农业建筑环境与能源工程本科教材，而且适用于新能源和可再生能源领域相关专业本科生和研究生的教材，并可作为从事相关专业的高等院校师生、科研和工程技术人员的参考书。

前言

第一章 绪论

第一节 生物质概述

一、生物质和生物质资源

二、生物质资源可利用数量

三、生物质资源的利用形式

第二节 生物质能源概述

一、生物质能源发展背景

二、生物质能源的种类

三、生物质能源的特点

第三节 生物质能源的发展现状

一、生物质能源发展历程

二、生物质能源发展现状

复习思考题

主要参考文献

第二章 沼气与沼气发酵

第一节 沼气概述

一、沼气的性质

二、沼气发酵原理

第二节 沼气发酵微生物

一、自然界的沼气发酵微生物

二、不产甲烷菌

三、产甲烷菌

四、沼气发酵微生物之间的相互关系

第三节 沼气发酵的主要影响因素

一、发酵环境

二、发酵物料

三、发酵过程调控

第四节 沼气发酵类型

一、按发酵温度分类

二、按进料方式分类

三、按发酵阶段分类

四、按发酵物料浓度分类

复习思考题

主要参考文献

第三章 沼气生产技术

第一节 户用沼气技术

一、户用沼气池类型

二、户用沼气池的建池技术

三、户用沼气池的运行管理及注意事项

第二节 大中型沼气工程技术

一、沼气工程厌氧反应器类型

二、常规反应器

三、污泥滞留型反应器

四、附着型反应器

第三节 大中型沼气工程的设计与能量平衡分析

一、大中型沼气工程的设计

二、沼气工程的能量平衡分析与计算

第四节 沼气的净化和输配利用

一、沼气的净化和储存

二、沼气的输配

三、沼气的利用

第五节 沼液沼渣的综合利用

一、沼液沼渣的特性

二、沼液沼渣的利用

三、以沼气发酵为纽带的生态农业模式

第六节 沼气生产实例

复习思考题

主要参考文献

第四章 生物质制氢技术

第一节 氢能与生物质制氢原理

一、氢的性质与氢能利用

二、生物质制氢的基本原理

三、生物质制氢的特点

第二节 生物质制氢工艺与装置

一、生物质制氢工艺

二、生物质制氢装置

第三节 生物质制氢系统设计

一、光合细菌连续制氢试验系统设计方案

二、太阳聚光传输与辅助光源系统设计

三、光合细菌连续制氢反应器及辅助单元设计

四、太阳能光合细菌连续制氢试验系统特点

复习思考题

主要参考文献

第五章 生物质气化燃料技术

第一节 生物质气化基本原理

一、生物质气化原理

二、生物质气化的分类

三、生物质燃气特性

四、生物质气化的影响因素

第二节 生物质气化技术

一、固定床气化炉

二、流化床气化炉

三、生物质气化过程的指标

第三节 生物质燃气的净化与应用

一、生物质燃气的净化

二、生物质燃气的主要用途

第四节 生物质气化集中供气系统

一、生物质气化集中供气系统

二、生物质气化典型应用实例

三、生物质气化集中供气使用时应注意的问题

复习思考题

主要参考文献

第六章 生物质液化燃料技术

第一节 生物质热解液化原理

一、生物质热解概述

二、生物质热解原理

三、生物质的热解过程和产物

四、生物质热解的影响因素

第二节 生物质热解液化技术

一、生物质热解液化工艺

二、生物质热解液化反应器

三、生物油的性质

四、生物油的应用

第三节 生物质直接液化原理

一、生物质直接液化的概念

二、生物质直接液化原理

三、生物质直接液化的影响因素

第四节 生物质直接液化技术

一、生物质直接液化工艺

二、生物质直接液化设备

三、液化油的特性

复习思考题

主要参考文献

第七章 燃料乙醇技术

第一节 乙醇的性质与用途

一、乙醇的理化性质

二、乙醇的用途

第二节 乙醇生产原理

一、乙醇生产的主要方法

二、乙醇发酵的生化反应过程

三、乙醇发酵的微生物学基础

四、乙醇发酵方法

第三节 乙醇蒸馏

一、乙醇蒸馏的基本原理

二、乙醇蒸馏设备

三、乙醇蒸馏工艺

四、无水乙醇的生产工艺

第四节 糖质原料乙醇发酵工艺

一、糖蜜发酵生产乙醇的工艺

二、甘蔗直接生产乙醇工艺

三、甜菜生产乙醇工艺

四、甜高粱茎秆汁液制取乙醇工艺

第五节 淀粉质原料乙醇发酵工艺

一、原料粉碎

二、蒸煮糊化

三、糖化

四、乙醇发酵

第六节 纤维素类原料乙醇发酵工艺

一、纤维素类原料的化学组分

二、纤维素类原料的糖化

三、纤维素发酵生产乙醇工艺流程

复习思考题

主要参考文献

第八章 生物柴油技术

第一节 生物柴油生产原理与基本方法

一、生物柴油生产原理

二、生物柴油制备的基本方法

第二节 生物柴油的制备工艺

一、化学法生物柴油生产工艺

二、酶法生物柴油生产工艺

三、甘油回收

第三节 生物柴油的理化性质

一、生物柴油的特性

二、生物柴油的理化指标及其测定方法

三、生物柴油的质量标准

第四节 生物柴油工程实例

一、生产规模

二、工艺路线

三、工艺设备流程

四、相关工艺参数

第五节 制备生物柴油的原料

一、食用油及其废弃油

二、油料作物

复习思考题

主要参考文献

第九章 生物质固体燃料技术

第一节 生物质致密成型原理及工艺

一、生物质致密成型原理

二、生物质致密成型工艺

第二节 生物质成型燃料的特性

一、密度

二、耐久性

三、热值

四、燃烧性能

第三节 生物质致密成型设备

一、螺旋挤压式成型设备

二、活塞压力式成型设备

三、压辊式成型设备

第四节 生物质炭化技术

一、木炭的性质

二、生物质炭化设备

复习思考题

主要参考文献

第十章 生物质能项目技术经济评价

第一节 项目技术经济评价的基础理论

一、项目技术经济评价概述

二、项目技术经济评价的指标

三、项目技术经济评价的基本原理

第二节 项目技术经济评价的基本方法

一、项目技术经济评价的确定性评价方法

二、项目技术经济评价的不确定性分析方法

三、项目备选方案的评价方法

第三节 生物质能项目技术经济评价实例

一、户用沼气的技术经济评价

二、生物质气化发电的经济效益分析

三、大中型养殖场沼气工程经济效益评价

四、“四位一体”能源生态模式经济效益评价

复习思考题

主要参考文献2100433B