第1章 绪论

第一节 能源概念与分类

一、能源概念

二、能源分类

三、世界能源消费现状和趋势

四、我国能源消费现状和趋势

第二节 生物质能在世界能源供应中的地位

一、生物质能开发与可持续发展

二、世界各国生物质能发展概况

三、我国生物质能发展现状

参考文献

第2章 生物质固体燃料应用技术

第一节 生物质压缩成型技术

一、生物质压缩成型技术概述

二、生物质压缩成型原理

三、生物质压缩成型主要影响因素

四、生物质压缩成型工艺特点

五、生物质成型燃料性能指标

六、生物质压缩成型应用实例

第二节 生物质直接燃烧技术

一、生物质直接燃烧概述

二、生物质燃烧反应热力学和化学反应平衡

三、生物质燃烧反应动力学

四、生物质燃烧物质平衡与能量平衡

五、生物质直接燃烧应用实例

参考文献

第3章 生物质气化发电技术

第一节 生物质热化学气化

一、生物质热化学气化基本原理

二、热化学气化反应动力学

三、气化过程影响因素

四、热化学气化技术分类

五、气化设备及工作原理

第二节 生物质气化发电

一、生物质气化发电基本原理

二、生物质热化学气化发电设备

三、生物质热电联供应用实例及经济性分析

参考文献

第4章 生物质气化合成燃料技术

第一节 生物质合成气制备、净化技术

一、生物质合成气制备技术

二、合成气制备反应器

三、合成气净化方法和设备

第二节 生物质气化合成二甲醚

一、二甲醚的性质、特点

二、二甲醚气化合成生产工艺

三、二甲醚气化合成国内外研究进展

第三节 合成气催化合成

一、合成气催化合成甲醇技术

二、合成气催化合成低碳醇技术

三、合成气催化合成低碳醇工艺

四、合成气平台催化合成高附加值化学品

参考文献

第五章 生物质热解液化技术

第一节 生物质热解液化技术

一、生物质热解特点

二、生物质热解工艺类型及反应器

三、生物质高压与超临界液化技术

四、生物质与其他物质共液化技术

第二节 生物质热解液化产物高值化应用技术

一、生物质热解产物特性及应用技术

二、高附加值化工品提炼技术

三、热解技术发展展望

参考文献

第六章 生物质厌氧发酵制备生物燃气技术

第一节 生物质厌氧发酵技术

一、生物质厌氧发酵概述

二、生物质厌氧发酵微生物学与工艺条件

三、生物质厌氧发酵工艺与反应器

四、生物质厌氧发酵技术应用

第二节 生物燃气净化、提纯技术

一、生物燃气净化、提纯概述

二、生物燃气脱水

三、生物燃气脱硫

四、生物燃气脱碳

五、沼气脱氧

第三节 生物燃气应用

一、生物燃气生活用能应用

二、生物燃气发电

三、车用生物燃气应用

参考文献

第七章 燃料乙醇生产制备技术

第一节 淀粉质原料乙醇生产制备技术

一、淀粉质原料粉碎、蒸煮糊化技术

二、淀粉质原料糖化工艺

三、淀粉质原料乙醇发酵工艺技术

四、乙醇的提取与精制

第二节 糖质原料乙醇生产制备技术

一、糖质原料生产乙醇的特点

二、糖质原料生产乙醇预处理技术

三、糖质原料乙醇发酵技术

四、甜高粱茎秆综合利用技术

第三节 纤维质原料乙醇生产制备技术

一、纤维质原料预处理技术

二、纤维质原料糖化、发酵技术

三、乙醇发酵分离耦合技术

四、纤维功能糖制备技术及工艺

五、木质素高值化利用技术

第四节 合成气发酵生产燃料乙醇

一、合成气发酵生产燃料乙醇技术概述

二、合成气发酵微生物

三、合成气发酵工艺及反应器

第五节 燃料乙醇生产经济、环境影响评价

一、国内外燃料乙醇生产技术及利用现状

二、燃料乙醇生产技术的经济性分析

三、燃料乙醇污染形成途径及控制处理方法

四、燃料乙醇多联产技术发展展望

参考文献

第八章 燃料丁醇生产技术

第一节 微生物丁醇发酵制备技术

一、丁醇的理化性质

二、丁醇发酵制备工艺

三、丁醇发酵原理

四、丁醇发酵微生物学

五、丁醇发酵浓缩分离技术

第二节 燃料丁醇产业化进展

一、燃料丁醇国内外产业化现状

二、生物质高值利用生产燃料丁醇

三、燃料丁醇产业化发展展望

参考文献

第九章 生物柴油清洁生产技术

第一节 生物柴油概述

一、生物柴油性质和用途

二、生物柴油生产原料

三、生物柴油生产涉及的化学反应

第二节 生物柴油生产工艺

一、生物柴油化学法生产

二、生物柴油酶法催化转化

三、生物柴油提质利用技术

第三节 生物柴油产业化进展

一、国内外生物柴油产业化现状

二、生物柴油产业化发展展望

参考文献

第十章 产油微生物利用关键技术

第一节 产油微藻

一、产油微藻分类

二、微藻合成油脂机理

三、产油微藻选育

四、微藻油脂规模化生产与利用

五、微藻DHA开发与利用技术

六、微藻虾青素开发与利用技术

七、其他微藻高附加值产品开发与应用技术

第二节 产油酵母

一、产油酵母分类

二、产油酵母油脂合成机理

三、产油酵母选育

四、产油酵母培养模式

五、产油酵母应用

六、油脂分离及应用于生物柴油制备

七、总结与展望

第三节 产油霉菌

一、产油霉菌分类

二、霉菌合成油脂机理

三、产油霉菌选育

四、产油霉菌应用

五、霉菌稀有油脂资源开发与利用技术

参考文献

第十一章 高值含氧液体燃料制备技术

第一节 长链醇生物合成制备技术

一、长链醇优点

二、长链醇化学合成

三、长链醇生物合成

四、提高长链醇生物合成的方法

第二节 生物汽油与航空燃料

一、生物汽油与航空燃料概述

二、生物汽油与航空燃料的生产原理和工艺

三、生物汽油与航空燃料的应用进展

四、生物汽油与航空燃油发展展望

参考文献

索引2100433B

《生物质能高效利用技术》从生物质能源高效转化利用的角度，以生物质能利用的气、液和固三种形态，系统地介绍生物质能高效转化的基础原理、工艺流程和应用实践等。撰写内容主要包括能源概论、生物质固体燃料制备技术、生物质气化发电技术、生物质气化合成燃料技术、生物质热解与液化技术、生物质厌氧发酵制备生物燃气技术、燃料乙醇生产制备技术、燃料丁醇生产技术、生物柴油清洁生产技术、产油微生物利用关键技术和高值含氧液体燃料制备技术等。全书集成了生物质能源高效转化利用技术方面的最新理论、工艺、方法和进展。

该书以可持续能源发展和环境保护为主题，重点介绍了生物质能资源及其清洁转化利用技术。内容包括生物质能的定义与分类，生物质能资源的生产与再生产，沼气技术，生物质燃烧技术，生物质固体成型燃料技术，生物质生化法转化技术，生物质热化学转化技术，生物燃料、工程微藻、城市固体废物能源利用技术以及生物质能开发利用技术展望等内容。特别是突出了近年来生物质能领域的最新研究内容和进展，如能源作物、第二代生物燃料、工程微藻等。该书内容全面实用，结构清晰，技术前沿，富有生命力。

1生物质能1

1.1生物质的组成与结构1

1.1.1光合作用2

1.1.2植物细胞的结构3

1.1.3原生质的化学组成4

1.1.4细胞壁的化学组成5

1.1.5细胞后含物6

1.1.6植物的组织和器官8

1.2生物质能资源9

1.2.1资源的概念9

1.2.2能源的概念10

1.2.3生物质能的分类14

1.3生物质能转化利用技术15

1.3.1生物质能转化利用技术15

1.3.2生命周期分析法18

2生物质能资源的生产与再生产20

2.1生物质资源的生产与再生产20

2.1.1生物圈的环境20

2.1.2生态系统21

2.1.3生态系统的能量流动21

2.1.4生态系统的物质循环22

2.1.5生态系统的生产与再生产23

2.1.6人工生产与再生产24

2.2生物质资源生产的周期性24

2.2.1植物生活周期24

2.2.2季节周期性24

2.2.3昼夜周期性25

2.3林业生物质能资源的生产与再生产25

2.3.1林业资源25

2.3.2薪炭林27

2.3.3林产品加工业废弃物29

2.3.4木本油料作物29

2.3.5林业的可持续发展30

2.4农业生物质能资源的生产与再生产30

2.4.1农作物秸秆30

2.4.2农产品初加工剩余物41

2.4.3畜禽粪便41

2.4.4生产燃料乙醇的原料47

2.4.5利用未利用土地资源发展能源作物潜力分析58

2.4.6草本木质纤维原料73

2.5工业有机废水77

2.5.1几种典型的工业有机废水78

2.5.2废水对环境的影响79

2.6城市固体废物80

2.6.1废物的循环80

2.6.2城市固体废物的特性81

2.6.3固体废物对环境的影响82

2.7藻类84

2.7.1内陆水域资源85

2.7.2海洋水域资源86

3沼气技术88

3.1沼气发酵原理88

3.1.1沼气的定义88

3.1.2沼气发酵的微生物学原理89

3.1.3沼气发酵的条件93

3.2典型的农村户用沼气池池型101

3.2.1底层出料水压式沼气池101

3.2.2曲流布料式沼气池102

3.2.3分离浮罩式沼气池102

3.2.4强旋流液搅拌沼气池103

3.3大中型沼气工程104

3.3.1大中型沼气工程的基本工艺流程104

3.3.2厌氧消化器108

3.3.3沼气净化、储存与输配系统115

3.3.4大中型沼气工程的运行管理118

3.4沼气利用设施与设备120

3.4.1沼气炊事灶具120

3.4.2沼气灯具121

3.5沼气发电122

3.5.1沼气发电特点122

3.5.2沼气发电系统123

3.5.3沼气发电形式123

3.5.4沼气热电联产127

3.5.5沼气发电余热利用128

3.5.6沼气发电机运行注意事项129

3.5.7环境保护问题130

3.6沼气、沼液和沼渣的综合利用131

3.6.1沼气131

3.6.2沼液134

3.6.3沼渣136

3.7秸秆沼气技术139

3.7.1户用秸秆沼气工艺140

3.7.2秸秆沼气集中供气技术142

3.8沼气提纯高值利用142

4生物质燃烧技术146

4.1生物质燃料与燃烧146

4.1.1生物质成分与特性146

4.1.2燃烧的基本过程155

4.1.3影响燃烧速度的因素157

4.2生物质收集、运输和储藏158

4.2.1生物质收集159

4.2.2生物质运输161

4.2.3生物质储藏161

4.2.4秸秆收储运模式163

4.3生物质预处理技术166

4.3.1生物质干燥166

4.3.2生物质粉碎170

4.3.3生物质输送175

4.4省柴灶181

4.4.1省柴灶发展历程182

4.4.2省柴灶的工作过程182

4.4.3省柴灶的节能原理183

4.4.4省柴灶热性能试验184

4.5生物质现代化燃烧技术186

4.5.1层燃技术186

4.5.2流化床燃烧技术189

4.5.3悬浮燃烧技术195

4.6典型生物质燃烧设备196

4.6.1柴炉196

4.6.2嵌入式壁炉197

4.6.3蓄热式炉灶198

4.6.4园木锅炉200

4.6.5木屑炉具203

4.7生物质燃烧发电/热电联产205

4.7.1汽轮机发电技术206

4.7.2蒸汽机发电技术207

4.7.3斯特林发动机发电技术207

4.7.4生物质锅炉209

4.7.5热电联产210

4.7.6典型案例211

4.8生物质与煤的混合燃烧技术213

4.8.1直接利用214

4.8.2气化利用215

4.8.3典型案例分析215

4.9主要污染物与控制技术217

4.9.1烟尘的生成与控制技术218

4.9.2NOx的生成与控制技术225

4.10生物质结渣问题和解决方法227

4.10.1结渣的原因228

4.10.2结渣的部位230

4.10.3影响结渣的因素230

4.10.4结渣的危害231

4.10.5结渣性能的判别232

4.10.6抗结渣方法研究234

5生物质固体成型燃料技术237

5.1国内外产业发展现状与展望238

5.1.1国外产业发展现状238

5.1.2中国产业发展现状239

5.1.3发展展望239

5.2生物质固体成型技术240

5.2.1固体成型原理240

5.2.2固体成型生产工艺240

5.2.3典型生物质固体成型燃料生产工艺241

5.3生物质固体成型燃料成型设备244

5.3.1螺旋挤压成型技术工艺244

5.3.2活塞冲压成型技术工艺245

5.3.3模辊挤压成型技术工艺246

5.4生物质成型燃料特性和标准249

5.4.1国外相关产业标准249

5.4.2我国相关产业标准253

5.4.3生物质固体成型燃料成型设备试验方法255

5.4.4采样方法257

5.4.5样品制备方法260

5.4.6生物质固体成型燃料试验方法263

5.5生物质固体成型燃料燃烧技术270

5.5.1农村居民生活用能271

5.5.2农村区域供热271

5.5.3工业用途271

5.5.4生物质颗粒燃料自动燃烧器271

5.6生物质固硫型煤技术273

5.6.1生物质固硫型煤生产工艺274

5.6.2生物质固硫型煤燃料特性274

6生物质热解与碳化技术276

6.1生物质热化学转化276

6.2生物质热解技术276

6.2.1生物质热解的过程和产物278

6.2.2生物质热解的原理279

6.2.3影响生物质热解的主要影响因素282

6.3生物质碳化技术285

6.3.1木炭的性质285

6.3.2生物质碳化设备286

6.3.3木材干馏的工艺流程287

6.4生物质快速热解技术288

6.4.1快速热解工艺289

6.4.2秸秆热解液化技术研究及开发现状290

6.4.3几种热解反应器290

6.4.4生物原油的燃料特性295

6.4.5生物原油的应用296

6.5生物炭297

6.5.1生物炭定义及其特性298

6.5.2生物炭的主要应用299

6.5.3国内外发展动态与趋势302

7生物质气化技术303

7.1气化的基本原理、指标及分类303

7.1.1气化的基本原理303

7.1.2气化过程的指标305

7.1.3气化的分类305

7.2生物质气化设备307

7.2.1固定床气化炉307

7.2.2流化床气化炉310

7.3生物质燃气312

7.3.1生物质燃气特性312

7.3.2生物质燃气的净化316

7.3.3生物质燃气主要用途318

7.4秸秆气化集中供气系统319

7.4.1集中供气系统319

7.4.2典型应用实例320

7.4.3经济性评价321

7.4.4使用时应注意的问题322

7.5生物质气化发电技术322

7.5.1内燃机气化发电系统323

7.5.2燃气轮机气化发电系统324

7.5.3整体气化联合循环324

7.5.4整体气化热空气循环325

8生物质液化技术327

8.1生物质直接液化技术327

8.1.1研究发展现状328

8.1.2直接液化工艺330

8.1.3生物质超临界液化333

8.1.4生物质与其他反应物共液化技术334

8.1.5液化油334

8.2生物质间接液化技术336

8.2.1研究发展现状337

8.2.2费托合成的原理337

8.2.3典型工艺过程340

8.2.4展望340

8.3二甲醚340

8.3.1生产工艺341

8.3.2二甲醚的民用燃料应用342

8.4甲醇343

8.4.1甲醇的燃料特性344

8.4.2生产工艺344

8.4.3甲醇转化制汽油347

8.4.4甲醇-氢燃料电池347

9生物柴油350

9.1生物柴油的发展现状与趋势351

9.2生物柴油的原料355

9.2.1草本油料作物355

9.2.2木本油料作物362

9.2.3废弃食用油脂366

9.3化学法生产生物柴油369

9.3.1催化剂370

9.3.2生产工艺373

9.4生物柴油的燃料特性376

10生物燃料乙醇380

10.1乙醇的燃料特性380

10.2燃料乙醇的发展现状与应用前景382

10.2.1国外发展现状与应用前景382

10.2.2国内发展现状与应用前景383

10.3燃料乙醇原料385

10.4发酵法制取乙醇388

10.4.1淀粉质原料的预处理389

10.4.2淀粉质原料的蒸煮390

10.4.3蒸煮醪的糖化392

10.4.4糖化剂及制备392

10.4.5糖化醪的发酵394

10.4.6酒母的制备395

10.4.7发酵成熟醪的蒸馏395

10.4.8无水乙醇的制取398

10.4.9乙醇生产副产品的利用400

10.5甜高粱茎秆制取乙醇402

10.6纤维素降解制取乙醇403

10.6.1酸水解403

10.6.2酶水解404

10.6.3预处理405

10.6.4五碳糖的发酵410

10.6.5混合糖发酵技术410

10.6.6同时糖化和发酵工艺411

10.6.7国内发展现状与趋势412

10.7生物丁醇414

10.7.1生物丁醇特性414

10.7.2生产工艺415

10.8生物质化工416

10.8.1发展现状与趋势417

10.8.2乙醇化工产品418

10.8.3糠醛422

10.8.41，3-丙二醇423

10.8.5多元醇423

10.8.6可生物降解高分子材料424

11微藻生物能源426

11.1国内外发展现状与趋势分析427

11.1.1 国外发展现状与趋势427

11.1.2国内发展现状与趋势428

11.2微藻藻种资源431

11.2.1国外富油高产微藻藻种分析431

11.2.2我国能源微藻的主要品种及其特性432

11.3藻种选育技术436

11.3.1选择育种436

11.3.2诱变育种436

11.3.3基因工程437

11.4培养方式437

11.4.1开放式培养系统438

11.4.2封闭式培养系统440

11.5采收技术442

11.5.1藻液预处理技术442

11.5.2富集与分离技术443

11.6藻油提取技术444

11.6.1微藻细胞壁破碎445

11.6.2油脂的提取445

11.7副产品的处理446

11.8产业化关键问题448

12城市固体废物能源处理技术450

12.1城市固体废物分类收集451

12.2城市固体废物分选回收系统451

12.2.1生活垃圾的分类收集451

12.2.2固体废物的压实452

12.2.3固体废物的破碎452

12.2.4固体废物的分选453

12.3焚烧处理技术454

12.3.1焚烧处理的要求455

12.3.2焚烧处理的方式和特点456

12.3.3几种固体废物焚烧炉457

12.3.4污泥的焚烧处理462

12.3.5环境影响评价463

12.3.6典型案例分析463

12.3.7未来发展趋势466

12.4垃圾衍生固体燃料467

12.4.1垃圾衍生燃料的特性467

12.4.2垃圾衍生燃料的生产工艺468

12.5热解处理技术470

12.5.1城市固体废物的热解471

12.5.2几种城市固体废物的热解设备472

12.5.3废塑料的热解473

12.6土地填埋处置技术474

12.6.1填埋场的运行管理475

12.6.2填埋气体的产生与控制476

13生物质能开发利用技术展望479

13.1生物质燃料部分替代化石燃料479

13.1.1生物质能在世界能源供应中的地位479

13.1.2生物质能在中国农村能源供应中的地位481

13.1.3对气候变化的影响483

13.1.4能源安全问题487

13.1.5生物质发电488

13.1.6航空生物燃料490

13.2生物燃料产品对粮食安全的影响495

13.2.1燃料乙醇产业发展与糖业市场的相互影响496

13.2.2生物柴油产业发展与植物油市场的相互影响497

13.3生物质能对环境的影响499

13.3.1土地扩张500

13.3.2生物多样性丧失501

13.3.3对水的影响501

13.3.4对大气环境的影响501

13.3.5温室气体排放争议502

13.4最新技术发展与展望502

13.4.1转基因技术503

13.4.2生物燃料电池505

13.4.3生物制氢技术506

13.4.4生物质材料508

13.5中国促进生物质能产业发展政策510

13.5.1法律制度510

13.5.2规划计划511

13.5.3可再生能源发展专项资金512

13.5.4生物质发电有关实施细则513

13.5.5生物液体燃料有关政策513

13.5.6其他补贴政策514

13.5.7税收优惠515

13.5.8研究开发516

参考文献5182100433B

生物质能开发利用方法是将生物质经过化学或生物化学变化而转化成二次燃料的能源技术方法。广大农村和城市有大量生物质原料(城市的生物质主要是垃圾)，对这些生物质进行化学或生物化学处理，可使其转化成气体或液体燃料，提高生物质的价值，变废为宝，创造经济效益和社会效益。

生物质能的化学转化方法较多，仅从转化成能源的角度看，就有：①生物质厌氧发酵法，以畜粪和城市垃圾为原料生产沼气(其主要成分为甲烷)，该法是为解决农村能源问题和保护环境问题而开发的，在一些农村已推广应用，有低温(4℃)、中温(30～40℃)和高温(50～60℃)三种生产工艺。发酵工艺研究主要是解决提高产气效率和稳定供气等问题。②固体生物质经热解生成低热值煤气(含有CO，CO2，H2，CH4等)，仍处在试验阶段。③多糖类生物质发酵法，以含淀粉、纤维素的生物质或有关的工业废物为原料生产酒精(乙醇)。④纤维素生物质酶水解法，该法是利用遗传工程原理生产乙醇，是当前研究开发的重点，如酶单细胞菌发酵法就是将糖和淀粉快速转换成乙醇的高效发酵法。此外，两段厌氧消化法，即一段为酸化水解(酸化器)、二段为甲烷化(气化器)的有机废物处理方法，也正处在研究开发中。