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喷动循环流化床快速热解技术
作者：杜洪双，秦静，唐朝发 著
出版社：科学出版社
出版时间：2019-11-01
ISBN：9787030635723
定价：¥98.00
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内容简介
《喷动循环流化床快速热解技术》是关于生物质能源化技术及产物利用方面的专业性书籍。系统地介绍了生物质资源情况，并以落叶松为对象，进行了热解动力学研究，设计了喷动循环流化床快速热解系统，测试了喷动循环流化床快速热解系统性能，并应用此系统对落叶松快速热解工艺进行优化，同时对其产物进行分析及利用。《喷动循环流化床快速热解技术》具有专业性强、系统化的特点，针对一个树种进行了系统研究，为生物质快速热解技术的再开发、再研究起到了抛砖引玉的作用。
作者简介
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目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 木质生物质和落叶松资源 3
1.1.1 我国木质生物质资源 3
1.1.2 我国落叶松资源 4
1.2 林木生物质资源转化利用 5
1.2.1 基本概念 5
1.2.2 国外研究 5
1.2.3 国内研究 6
1.2.4 发展趋势 7
1.3 生物质快速热解研究及趋势 8
1.3.1 快速热解及其产物—生物油 8
1.3.2 生物质热解动力学模型 9
1.3.3 快速热解影响因素 10
1.3.4 生物质快速热解设备 14
1.4 生物油制备酚醛树脂研究 16
1.5 研究的目的和意义 17
1.6 主要研究内容 18
第2章 落叶松木材热解动力学 20
2.1 落叶松木材的工业组成、元素组成和化学组成 20
2.1.1 实验 20
2.1.2 结果与讨论 21
2.2 热解动力学理论 22
2.2.1 化学反应动力学 22
2.2.2 热解动力学 22
2.3 落叶松木材热重分析 24
2.3.1 实验 24
2.3.2 结果与讨论 25
2.4 落叶松木材热解动力学方程建立 33
2.4.1 热解动力学基本方程 33
2.4.2 建立热解动力学模型的基本思想 34
2.4.3 热解动力学机理函数的确定 35
2.4.4 热解动力学参数 48
2.4.5 落叶松木材热解动力学方程 49
2.5 落叶松木材热解动力学模型的优点 53
2.6 本章小结 53
第3章 喷动循环流化床快速热解系统 55
3.1 喷动循环流化床快速热解系统总体思路 55
3.1.1 喷动循环流化床反应器 57
3.1.2 进料系统 61
3.1.3 旋风烧蚀反应器（旋风分离器） 61
3.1.4 冷凝装置 64
3.1.5 加热系统 65
3.1.6 风机 65
3.1.7 控制及测试系统 65
3.2 喷动循环流化床快速热解系统特点 67
3.3 本章小结 67
第4章 喷动循环流化床快速热解系统性能 69
4.1 气固两相流理论 69
4.1.1 气固流化状态 69
4.1.2 鼓泡床常用的气固两相流动速度 70
4.1.3 临界流化速度测试方法 71
4.2 输料系统性能 72
4.2.1 实验原料与方法 72
4.2.2 实验结果与分析 73
4.3 喷动循环流化床反应器冷态流化特性 73
4.3.1 实验 73
4.3.2 实验结果及分析 75
4.4 喷动循环流化床反应器热态特性 85
4.4.1 喷动循环流化床反应器升温速率 85
4.4.2 升温过程对喷动循环流化床反应器内压力影响 85
4.4.3 热解过程中进料量对温度的影响 86
4.4.4 热解过程中流化气体流量对温度的影响 86
4.5 本章小结 87
第5章 喷动循环流化床落叶松树皮快速热解特性 89
5.1 热解工艺参数对热解产物产率的影响 89
5.1.1 热解产物产率计算方法 89
5.1.2 实验过程和方法 90
5.1.3 实验结果与分析 92
5.2 落叶松木材快速热解动力学模型的建立 95
5.2.1 快速热解动力学基本方程 96
5.2.2 落叶松树皮快速热解基本方程的求解 96
5.2.3 落叶松树皮快速热解模型的验证 98
5.3 落叶松木材快速热解机理 99
5.4 本章小结 100
第6章 落叶松木材快速热解工艺优化 101
6.1 实验方法和过程 101
6.1.1 实验原料和实验过程 101
6.1.2 正交实验设计 102
6.2 实验结果与分析 103
6.2.1 工艺参数对生物油产率、酚类物质含量及胶合强度的影响 103
6.2.2 工艺参数对炭堆积密度的影响 107
6.2.3 工艺参数优化 108
6.3 物料混合比、含水率对热解产物产率的影响 110
6.3.1 物料混合比对热解产物产率的影响 110
6.3.2 含水率对落叶松树皮热解产物产率的影响 111
6.4 经济效益分析 113
6.4.1 生物油生产成本分析 113
6.4.2 预期效益分析 115
6.5 本章小结 117
第7章 落叶松木材快速热解产物 118
7.1 实验材料和仪器设备 118
7.1.1 实验材料 118
7.1.2 仪器设备 119
7.2 落叶松快速热解生物油分析 121
7.2.1 生物油分析 121
7.2.2 16个工况下生物油酚类物质相对含量的GC-MS分析 122
7.2.3 优化工艺下不同原料快速热解生物油成分对比分析 125
7.2.4 优化工艺下不同含水率树皮快速热解生物油成分对比分析 132
7.3 优化工艺下落叶松快速热解气体和不凝气体TCT分析 136
7.4 落叶松木材快速热解产物炭的物性分析 139
7.4.1 热解炭场发射扫描电镜分析 140
7.4.2 热解炭X射线衍射分析 141
7.5 本章小结 142
第8章 结论与展望 143
8.1 结论 143
8.1.1 落叶松木材热重分析及动力学研究 143
8.1.2 喷动循环流化床快速热解系统的研制及性能研究 144
8.1.3 喷动循环流化床落叶松树皮快速热解特性研究 144
8.1.4 落叶松木材快速热解工艺的研究 145
8.1.5 落叶松木材快速热解产物分析 145
8.2 主要创新点 146
8.3 建议和展望 147
参考文献 149
附录 159
附录1 落叶松树皮不同升温速率不同模型动力学参数 159
附录2 Popescu法计算的各种动力学函数在520～700K内不同温度段的相关系数 161
附录3 粒径为0.45～0.9mm，静床层高为50mm，沙子流化床层表面状态 165
附录4 粒径为0.45～0.9mm，静床层高为100mm，沙子流化床层表面状态 165
附录5 粒径为0.45～0.9mm，静床层高为150mm，沙子流化床层表面状态 166
附录6 粒径为0.3～0.45mm，静床层高为50mm，沙子流化床层表面状态 166
附录7 粒径为0.3～0.45mm，静床层高为100mm，沙子流化床层表面状态 167
附录8 粒径为0.3～0.45mm，静床层高为150mm，沙子流化床层表面状态 168
附录9 粒径为0.2～0.3mm，静床层高为50mm，沙子流化床层表面状态 168
附录10 粒径为0.2～0.3mm，静床层高为100mm，沙子流化床层表面状态 169
附录11 粒径为0.2～0.3mm，静床层高为150mm，沙子流化床层表面状态 169
索引 171
第1章 绪论 1
1.1 木质生物质和落叶松资源 3
1.1.1 我国木质生物质资源 3
1.1.2 我国落叶松资源 4
1.2 林木生物质资源转化利用 5
1.2.1 基本概念 5
1.2.2 国外研究 5
1.2.3 国内研究 6
1.2.4 发展趋势 7
1.3 生物质快速热解研究及趋势 8
1.3.1 快速热解及其产物—生物油 8
1.3.2 生物质热解动力学模型 9
1.3.3 快速热解影响因素 10
1.3.4 生物质快速热解设备 14
1.4 生物油制备酚醛树脂研究 16
1.5 研究的目的和意义 17
1.6 主要研究内容 18
第2章 落叶松木材热解动力学 20
2.1 落叶松木材的工业组成、元素组成和化学组成 20
2.1.1 实验 20
2.1.2 结果与讨论 21
2.2 热解动力学理论 22
2.2.1 化学反应动力学 22
2.2.2 热解动力学 22
2.3 落叶松木材热重分析 24
2.3.1 实验 24
2.3.2 结果与讨论 25
2.4 落叶松木材热解动力学方程建立 33
2.4.1 热解动力学基本方程 33
2.4.2 建立热解动力学模型的基本思想 34
2.4.3 热解动力学机理函数的确定 35
2.4.4 热解动力学参数 48
2.4.5 落叶松木材热解动力学方程 49
2.5 落叶松木材热解动力学模型的优点 53
2.6 本章小结 53
第3章 喷动循环流化床快速热解系统 55
3.1 喷动循环流化床快速热解系统总体思路 55
3.1.1 喷动循环流化床反应器 57
3.1.2 进料系统 61
3.1.3 旋风烧蚀反应器（旋风分离器） 61
3.1.4 冷凝装置 64
3.1.5 加热系统 65
3.1.6 风机 65
3.1.7 控制及测试系统 65
3.2 喷动循环流化床快速热解系统特点 67
3.3 本章小结 67
第4章 喷动循环流化床快速热解系统性能 69
4.1 气固两相流理论 69
4.1.1 气固流化状态 69
4.1.2 鼓泡床常用的气固两相流动速度 70
4.1.3 临界流化速度测试方法 71
4.2 输料系统性能 72
4.2.1 实验原料与方法 72
4.2.2 实验结果与分析 73
4.3 喷动循环流化床反应器冷态流化特性 73
4.3.1 实验 73
4.3.2 实验结果及分析 75
4.4 喷动循环流化床反应器热态特性 85
4.4.1 喷动循环流化床反应器升温速率 85
4.4.2 升温过程对喷动循环流化床反应器内压力影响 85
4.4.3 热解过程中进料量对温度的影响 86
4.4.4 热解过程中流化气体流量对温度的影响 86
4.5 本章小结 87
第5章 喷动循环流化床落叶松树皮快速热解特性 89
5.1 热解工艺参数对热解产物产率的影响 89
5.1.1 热解产物产率计算方法 89
5.1.2 实验过程和方法 90
5.1.3 实验结果与分析 92
5.2 落叶松木材快速热解动力学模型的建立 95
5.2.1 快速热解动力学基本方程 96
5.2.2 落叶松树皮快速热解基本方程的求解 96
5.2.3 落叶松树皮快速热解模型的验证 98
5.3 落叶松木材快速热解机理 99
5.4 本章小结 100
第6章 落叶松木材快速热解工艺优化 101
6.1 实验方法和过程 101
6.1.1 实验原料和实验过程 101
6.1.2 正交实验设计 102
6.2 实验结果与分析 103
6.2.1 工艺参数对生物油产率、酚类物质含量及胶合强度的影响 103
6.2.2 工艺参数对炭堆积密度的影响 107
6.2.3 工艺参数优化 108
6.3 物料混合比、含水率对热解产物产率的影响 110
6.3.1 物料混合比对热解产物产率的影响 110
6.3.2 含水率对落叶松树皮热解产物产率的影响 111
6.4 经济效益分析 113
6.4.1 生物油生产成本分析 113
6.4.2 预期效益分析 115
6.5 本章小结 117
第7章 落叶松木材快速热解产物 118
7.1 实验材料和仪器设备 118
7.1.1 实验材料 118
7.1.2 仪器设备 119
7.2 落叶松快速热解生物油分析 121
7.2.1 生物油分析 121
7.2.2 16个工况下生物油酚类物质相对含量的GC-MS分析 122
7.2.3 优化工艺下不同原料快速热解生物油成分对比分析 125
7.2.4 优化工艺下不同含水率树皮快速热解生物油成分对比分析 132
7.3 优化工艺下落叶松快速热解气体和不凝气体TCT分析 136
7.4 落叶松木材快速热解产物炭的物性分析 139
7.4.1 热解炭场发射扫描电镜分析 140
7.4.2 热解炭X射线衍射分析 141
7.5 本章小结 142
第8章 结论与展望 143
8.1 结论 143
8.1.1 落叶松木材热重分析及动力学研究 143
8.1.2 喷动循环流化床快速热解系统的研制及性能研究 144
8.1.3 喷动循环流化床落叶松树皮快速热解特性研究 144
8.1.4 落叶松木材快速热解工艺的研究 145
8.1.5 落叶松木材快速热解产物分析 145
8.2 主要创新点 146
8.3 建议和展望 147
参考文献 149
附录 159
附录1 落叶松树皮不同升温速率不同模型动力学参数 159
附录2 Popescu法计算的各种动力学函数在520～700K内不同温度段的相关系数 161
附录3 粒径为0.45～0.9mm，静床层高为50mm，沙子流化床层表面状态 165
附录4 粒径为0.45～0.9mm，静床层高为100mm，沙子流化床层表面状态 165
附录5 粒径为0.45～0.9mm，静床层高为150mm，沙子流化床层表面状态 166
附录6 粒径为0.3～0.45mm，静床层高为50mm，沙子流化床层表面状态 166
附录7 粒径为0.3～0.45mm，静床层高为100mm，沙子流化床层表面状态 167
附录8 粒径为0.3～0.45mm，静床层高为150mm，沙子流化床层表面状态 168
附录9 粒径为0.2～0.3mm，静床层高为50mm，沙子流化床层表面状态 168
附录10 粒径为0.2～0.3mm，静床层高为100mm，沙子流化床层表面状态 169
附录11 粒径为0.2～0.3mm，静床层高为150mm，沙子流化床层表面状态 169
索引 171
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