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第一章 绪论 1

第一节 能源及其分类 1

第二节 我国的能源形势 2

第三节 生物质能及其特点 4

一、光合作用与生物质能 4

二、生物质能的特点与意义 7

第四节 我国的生物质能资源 9

一、农作物秸秆 9

二、其他生物质能资源 11

第五节 生物质能源转换技术 12

一、成型燃料技术 13

二、直接燃烧技术 13

三、气化技术 14

四、热解液化技术 14

五、沼气技术 14

六、燃料乙醇技术 14

七、生物柴油技术 14

参考文献 15

第二章 生物质的组成、结构与性质 16

第一节 生物质的组成和结构 16

一、碳水化合物 16

二、纤维素 17

三、半纤维素 18

四、木质素 18

五、淀粉 19

六、蛋白质 19

七、提取物 19

八、灰分 20

第二节 生物质元素分析 20

一、碳和氢元素 20

二、氮元素 21

三、硫元素 21

四、氧元素 22

五、其他元素 22

第三节 生物质工业分析 23

一、生物质中的水分 23

二、生物质中的灰分 24

三、生物质中的挥发分 25

四、生物质中的固定碳 25

五、分析结果的表示方法和基准换算 25

第四节 生物质的物理性质 26

一、生物质的密度 26

二、堆积角、内摩擦角和滑落角 27

三、炭的机械强度 28

四、生物质的比表面积 28

五、生物质的比热和导热系数 29

第五节 生物质的燃烧特性 29

一、生物质的燃烧 29

二、生物质的发热量 30

三、生物质燃料的化学当量比 31

参考文献 33

第三章 生物质的热解原理 34

第一节 木质纤维素的热解 34

一、纤维素的热解 34

二、半纤维素的热解 36

三、木质素的热解 37

第二节 生物质的热解机理 38

一、从生物质组成成分分析 38

二、从反应进程分析 39

三、从物质、能量的传递分析 40

第三节 生物质热解影响因素分析 41

一、反应条件的影响 41

二、原料特性的影响 46

参考文献 49

第四章 生物油制备技术 51

第一节 概述 51

第二节 生物质原料预处理 51

一、破碎预处理 51

二、干燥预处理 53

第三节 生物质进料系统 59

一、螺旋进料系统概述 59

二、螺旋进料系统的动力学分析 60

三、螺旋进料器的设计 62

第四节 热解液化反应器 63

一、流化床式热解反应器 63

二、非流化床式热解反应器 66

三、典型热解反应器的设计计算 68

第五节 热解产物气固分离 72

一、概述 72

二、旋风分离器 73

三、过滤式除尘器 75

四、气固分离装置的发展趋势 77

第六节 热解气冷凝与生物油收集 77

一、热解气的组成 77

二、热解气的冷却与冷凝 78

三、喷雾降膜冷凝的机理 79

参考文献 83

第五章 生物油的组成、结构与性质 85

第一节 生物油的化学组成 85

一、生物油元素组成 85

二、生物油组分分析 85

三、生物油的平均分子量 88

四、生物油的蒸馏特性 88

五、生物油的乳化特性 89

第二节 生物油的理化性质 89

一、含水量 90

二、热值 91

三、黏度和流变特性 91

四、闪点、凝点和浊点 92

五、固体颗粒和灰分 93

六、着火特性 94

七、密度 94

八、表面张力 95

九、毒性 95

第三节 生物油的腐蚀特性 96

一、腐蚀特性测量方法 96

二、生物油腐蚀速率 97

三、腐蚀前后金属表面元素组成 98

四、腐蚀前后金属表面有机物的存在形式 99

五、腐蚀前后金属表面金属元素的存在形式 100

第四节 生物油的润滑特性 101

一、润滑性能实验 101

二、不同生物油试样及其添加助剂后的润滑性分析 102

三、生物油及其与柴油乳化油的润滑性分析 104

第五节 生物油的微生物降解特性 107

一、生物油的降解性能 107

二、生物油的微生物降解 107

三、生物油降解的评价 107

参考文献 109

第六章 生物油品质改良与燃烧应用 111

第一节 生物油的老化 111

一、概述 111

二、生物油的老化机理 111

三、生物油的过激老化实验 112

第二节 生物油品质改良 114

一、添加轻质醇类 114

二、钙基改性生物油 115

第三节 生物油的热重特性 117

一、热分析技术简介 117

二、动力学分析方法 118

三、生物油的热解和燃烧特性 119

四、生物油乙醇混合燃料的热重特性 121

五、钙基改性生物油的热重特性 122

第四节 生物油雾化燃烧 124

一、概述 124

二、生物油雾化特性 126

三、生物油的燃烧机理 128

四、生物油雾化燃烧试验技术 129

第五节 生物油燃烧数值模拟 133

一、数理模型 134

二、锅炉燃烧数值模拟 135

三、窑炉燃烧数值模拟 137

第六节 生物油的燃烧应用 141

一、共燃 141

二、直接燃烧 141

三、混合燃烧 143

参考文献 144

第七章 生物油分离与精制 148

第一节 生物油的高效分离 148

一、甘油辅助蒸馏 148

二、有机溶剂萃取 150

三、短程分级分馏 155

第二节 生物油乳化 157

一、乳化原理与技术 157

二、乳化油燃料特性 160

第三节 生物油催化加氢 164

一、硫化Co-Mo、Ni-Mo催化剂 165

二、贵金属催化剂催化加氢 165

三、两步催化加氢 166

四、在线催化加氢 166

五、原位加氢精制生物油 167

六、金属络合物均相催化精制生物油 168

七、生物油轻质组分催化加氢 168

第四节 生物油催化裂解 170

一、沸石分子筛类催化剂 170

二、热解气在线催化裂解 174

第五节 精制生物油的应用 175

一、内燃机燃料 175

二、制备化学品 176

参考文献 179

第八章 生物油水蒸气重整制氢 183

第一节 生物油水蒸气重整制氢催化剂 183

一、概述 183

二、生物油水蒸气重整制氢催化剂的制备 184

三、生物油水蒸气重整制氢催化剂的表征 184

第二节 生物油水蒸气重整制氢反应器 185

一、固定床催化重整制氢 185

二、流化床催化重整制氢 187

第三节 生物油水蒸气重整制氢技术和反应机理 188

一、生物油水蒸气重整制氢反应过程 188

二、生物油水蒸气催化重整制氢工艺 189

三、生物油低温电催化重整制氢工艺 190

第四节 生物油模型化合物催化重整制氢 192

一、乙醇催化重整制氢 192

二、乙酸水蒸气重整制氢 195

三、乙二醇重整制氢 196

四、丙三醇重整制氢 198

五、其他生物油模型化合物水蒸气重整制氢 199

第五节 生物油水蒸气重整制氢应用 200

一、生物油水蒸气重整合成气制甲醇 200

二、生物油水蒸气重整合成气制低碳混合醇 201

三、生物油水蒸气重整合成气制费-托液体燃料 203

四、生物油水蒸气重整制氢在制备直接还原铁中应用 205

参考文献 205