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生物质绿色多元化转化工艺及应用
作者：肖瑞瑞 著
出版社：化学工业出版社
出版时间：2022-09-01
ISBN：9787122420268
定价：¥88.00
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内容简介
《生物质绿色多元化转化工艺及应用》共8章。第1章引出生态系统中的生物质资源，对生物质以及利用进行简单介绍；第2章～第7章重点介绍生物质绿色多元化转化工艺，主要包括生物质燃料制备及燃烧技术、生物质热解液化技术、生物质气化技术、生物质燃料乙醇制备技术、生物柴油技术、生物质沼气发酵技术；第8章对生物质开发利用技术进行展望。全书力图全面、系统地介绍基本原理和基本方法，论述简明扼要。本书可供高等学校相关专业研究生、本科生选择性地使用，也可供从事生物质科学和工程相关工作的科技人员和对生物质工程感兴趣的广大读者阅读。
作者简介
肖瑞瑞，博士，枣庄学院，教学：化工专业负责人，负责山东省一 流本科专业（化学工程与工艺）建设，负责化工专业工程教育认证工作，做好信息化教学，努力做到春风化雨，深化专业育人。主要讲述《化工原理》《煤化学》等课程，主持校教改重点项目两项、枣庄学院课程思政建设示范课程一项；获枣庄学院首届课程思政比赛一等奖一次，枣庄学院青教赛三等奖多次、枣庄学院教师教学创新大赛三等奖、枣庄学院课程分析比赛三等奖；主持《化工设计》精品课程；发表教改论文四篇，以副主编出版教材一部。 科研：曲阜师范大学兼职硕士生导师，山东省煤化工专业委员会委员，中国能源研究会会员，企业联合培养博士后。主要从事生物质高值化绿色转化工艺研究；主持山东省自然科学基金1项、枣庄市重大专项1项、横向课题1项；参与国家自然科学基金面上项目1项、山东省重点研发计划1项；获枣庄市生物质资源绿色转化及高值化利用技术创新中心一个。在《Energy》《Applied Energy》《Bioresource Technology 》《Renewable Energy》等学术期刊共发表20篇论文，其中SCI、EI论文13篇，（ SCI论文影响因子累计42.537;影响因子大于8的4篇;一区高水平论文5篇），SCI论文总引用300余次，授权发明专利1项，实用新型专利3项，获山东省高校科学技术奖三等奖1项、枣庄市自然科学优秀学术成果奖一等奖2项。指导国创3项，省创1项；枣庄学院 “挑战杯”大学生创业计划竞赛银奖1项；枣庄学院大学生科技创新大赛二等奖1项。
目录
第1章 生态系统中的生物质资源 1
1.1 自然界的生物质 1
1.2 生物质的功能 1
1.2.1 生物质对温室气体的减排作用 1
1.2.2 生物质对生态环境的保护作用 2
1.3 生物质能的特征及分类 2
1.3.1 生物质能的特征 2
1.3.2 生物质能的分类 4
1.4 自然界生物质——潜在的能源资源 5
1.4.1 陆生植物资源 6
1.4.2 水生植物资源 8
1.4.3 动物资源 10
1.4.4 其他生物质 10
1.5 生物质能源开发利用的必要性 11
1.5.1 生物质能源开发利用与“双碳”目标的实现 11
1.5.2 生物质能源开发与新能源产业 12
1.5.3 生物质能源开发与经济可持续发展 12
1.5.4 生物质能源开发与生态环境保护 12
1.6 国内外生物质能转化技术分析 13
1.6.1 国内外生物质能技术应用现状 13
1.6.2 生物质加工利用技术分析 16
第2章 生物质燃料制备及燃烧技术 19
2.1 概述 19
2.1.1 生物质燃烧 19
2.1.2 燃料来源与性质 20
2.1.3 生物质现代燃烧技术 22
2.2 生物质压缩成型技术 24
2.2.1 生物质压缩成型技术原理 25
2.2.2 生物质颗粒燃料 25
2.2.3 生物质压缩成型工艺流程 26
2.3 生物质燃料燃烧原理 32
2.3.1 燃料干燥阶段 32
2.3.2 挥发分析出及木炭形成阶段 32
2.3.3 挥发分燃烧阶段 32
2.3.4 固定碳燃烧阶段 32
2.4 传统炉灶及其改进 32
2.4.1 传统炉灶 32
2.4.2 省柴灶及其改进 35
2.5 生物质压缩成型燃料化技术应用 39
2.5.1 农村居民生活用能 39
2.5.2 农村区域供热 39
2.5.3 工业用途 40
第3章 生物质热解液化技术 41
3.1 概述 41
3.2 生物质热解液化原理 42
3.2.1 生物质热解的过程和产物 42
3.2.2 生物质热解液化的原理 43
3.3 生物质热解液化原料选择 44
3.3.1 陆生生物质热解液化原料 44
3.3.2 水生生物质热解液化原料 44
3.3.3 塑料垃圾热解液化原料 45
3.3.4 其他生物质热解液化原料 45
3.4 生物质热解液化工艺与设备 46
3.4.1 流化床式 46
3.4.2 循环流化床式 47
3.4.3 喷动流化床式 48
3.4.4 双流化床式 49
3.5 热解辅助技术 50
3.5.1 高温有机蒸气冷凝 50
3.5.2 热解产物气固分离 51
3.6 生物质热解液化技术应用 52
第4章 生物质气化技术 54
4.1 概述 54
4.1.1 生物质气化的概念 54
4.1.2 生物质气化的类型 56
4.1.3 生物质材料气化特点 57
4.2 生物质气化原理 58
4.3 生物质气化过程及其影响因素 60
4.4 生物质气化典型工艺及设备 60
4.4.1 气化机组的构成 60
4.4.2 生物质气化工艺设备 61
4.5 生物质气化技术应用 64
4.5.1 生物质气化发电 64
4.5.2 生物质气化集中供气 64
第5章 生物质燃料乙醇制备技术 66
5.1 概述 66
5.1.1 生物质燃料乙醇的定义 66
5.1.2 我国燃料乙醇产业的发展概况 67
5.2 生物质燃料乙醇的生产原辅料 68
5.2.1 代生物质燃料乙醇生产原料 68
5.2.2 第二代生物质燃料乙醇生产原料 69
5.3 生物质燃料乙醇发酵微生物 71
5.4 生物质燃料乙醇制备原理及工艺 72
5.4.1 乙醇发酵机理 72
5.4.2 乙醇生产的工艺流程 72
5.5 不同原料的乙醇生产应用 79
5.5.1 利用淀粉和其他含糖废液生产乙醇 79
5.5.2 利用亚硫酸盐废液生产乙醇 80
5.6 燃料乙醇生产经济性、环境影响评价 84
5.6.1 生物质生产燃料乙醇的经济性分析 84
5.6.2 生物质燃料乙醇环境影响分析 86
第6章 生物柴油技术 90
6.1 概述 90
6.1.1 生物柴油的概念及特点 90
6.1.2 生物柴油原料资源的种类 92
6.2 生物柴油制备的技术原理 96
6.2.1 生物柴油的动力学特性 96
6.2.2 生物柴油的燃烧特性 100
6.3 生物柴油技术的分类 101
6.3.1 物理法 101
6.3.2 化学法 102
6.3.3 生物酶催化法 103
6.4 生物柴油生产工艺 103
6.4.1 间歇法生物柴油生产工艺 103
6.4.2 连续法生物柴油生产工艺 108
6.5 生物柴油技术应用 111
6.5.1 生物柴油技术的应用现状 111
6.5.2 生物柴油副产物甘油的应用 112
第7章 生物质沼气发酵技术 114
7.1 概述 114
7.1.1 沼气的化学成分 114
7.1.2 人工制取沼气 115
7.1.3 我国沼气发展概况 116
7.2 生物质沼气发酵技术原理 117
7.3 生物质沼气发酵基本工艺 119
7.3.1 户用沼气发酵工艺 119
7.3.2 大中型沼气发酵工艺 121
7.3.3 其他沼气发酵工艺 124
7.4 生物质沼气发酵技术应用 126
7.4.1 生活垃圾有机组分两相厌氧发酵技术 126
7.4.2 生活垃圾有机组分干式厌氧发酵技术 127
第8章 生物质开发利用技术展望 128
8.1 生物燃料电池 128
8.1.1 微生物燃料电池 128
8.1.2 酶生物燃料电池 129
8.1.3 生物燃料电池的发展与应用 130
8.2 生物质制氢技术 131
8.2.1 生物质制氢技术研究进展 132
8.2.2 制氢方法 133
8.3 生物质基材料 135
8.4 中国促进生物质能产业发展政策 136
8.4.1 生物质能技术产业化发展的意义 136
8.4.2 生物质能技术产业化发展现状 137
8.4.3 生物质能技术产业化发展面临的主要障碍 139
8.4.4 生物质能技术产业化发展政策和措施 140
8.4.5 生物质能技术产业化优先发展领域 144
参考文献 146
后记 149
1.1 自然界的生物质 1
1.2 生物质的功能 1
1.2.1 生物质对温室气体的减排作用 1
1.2.2 生物质对生态环境的保护作用 2
1.3 生物质能的特征及分类 2
1.3.1 生物质能的特征 2
1.3.2 生物质能的分类 4
1.4 自然界生物质——潜在的能源资源 5
1.4.1 陆生植物资源 6
1.4.2 水生植物资源 8
1.4.3 动物资源 10
1.4.4 其他生物质 10
1.5 生物质能源开发利用的必要性 11
1.5.1 生物质能源开发利用与“双碳”目标的实现 11
1.5.2 生物质能源开发与新能源产业 12
1.5.3 生物质能源开发与经济可持续发展 12
1.5.4 生物质能源开发与生态环境保护 12
1.6 国内外生物质能转化技术分析 13
1.6.1 国内外生物质能技术应用现状 13
1.6.2 生物质加工利用技术分析 16
第2章 生物质燃料制备及燃烧技术 19
2.1 概述 19
2.1.1 生物质燃烧 19
2.1.2 燃料来源与性质 20
2.1.3 生物质现代燃烧技术 22
2.2 生物质压缩成型技术 24
2.2.1 生物质压缩成型技术原理 25
2.2.2 生物质颗粒燃料 25
2.2.3 生物质压缩成型工艺流程 26
2.3 生物质燃料燃烧原理 32
2.3.1 燃料干燥阶段 32
2.3.2 挥发分析出及木炭形成阶段 32
2.3.3 挥发分燃烧阶段 32
2.3.4 固定碳燃烧阶段 32
2.4 传统炉灶及其改进 32
2.4.1 传统炉灶 32
2.4.2 省柴灶及其改进 35
2.5 生物质压缩成型燃料化技术应用 39
2.5.1 农村居民生活用能 39
2.5.2 农村区域供热 39
2.5.3 工业用途 40
第3章 生物质热解液化技术 41
3.1 概述 41
3.2 生物质热解液化原理 42
3.2.1 生物质热解的过程和产物 42
3.2.2 生物质热解液化的原理 43
3.3 生物质热解液化原料选择 44
3.3.1 陆生生物质热解液化原料 44
3.3.2 水生生物质热解液化原料 44
3.3.3 塑料垃圾热解液化原料 45
3.3.4 其他生物质热解液化原料 45
3.4 生物质热解液化工艺与设备 46
3.4.1 流化床式 46
3.4.2 循环流化床式 47
3.4.3 喷动流化床式 48
3.4.4 双流化床式 49
3.5 热解辅助技术 50
3.5.1 高温有机蒸气冷凝 50
3.5.2 热解产物气固分离 51
3.6 生物质热解液化技术应用 52
第4章 生物质气化技术 54
4.1 概述 54
4.1.1 生物质气化的概念 54
4.1.2 生物质气化的类型 56
4.1.3 生物质材料气化特点 57
4.2 生物质气化原理 58
4.3 生物质气化过程及其影响因素 60
4.4 生物质气化典型工艺及设备 60
4.4.1 气化机组的构成 60
4.4.2 生物质气化工艺设备 61
4.5 生物质气化技术应用 64
4.5.1 生物质气化发电 64
4.5.2 生物质气化集中供气 64
第5章 生物质燃料乙醇制备技术 66
5.1 概述 66
5.1.1 生物质燃料乙醇的定义 66
5.1.2 我国燃料乙醇产业的发展概况 67
5.2 生物质燃料乙醇的生产原辅料 68
5.2.1 代生物质燃料乙醇生产原料 68
5.2.2 第二代生物质燃料乙醇生产原料 69
5.3 生物质燃料乙醇发酵微生物 71
5.4 生物质燃料乙醇制备原理及工艺 72
5.4.1 乙醇发酵机理 72
5.4.2 乙醇生产的工艺流程 72
5.5 不同原料的乙醇生产应用 79
5.5.1 利用淀粉和其他含糖废液生产乙醇 79
5.5.2 利用亚硫酸盐废液生产乙醇 80
5.6 燃料乙醇生产经济性、环境影响评价 84
5.6.1 生物质生产燃料乙醇的经济性分析 84
5.6.2 生物质燃料乙醇环境影响分析 86
第6章 生物柴油技术 90
6.1 概述 90
6.1.1 生物柴油的概念及特点 90
6.1.2 生物柴油原料资源的种类 92
6.2 生物柴油制备的技术原理 96
6.2.1 生物柴油的动力学特性 96
6.2.2 生物柴油的燃烧特性 100
6.3 生物柴油技术的分类 101
6.3.1 物理法 101
6.3.2 化学法 102
6.3.3 生物酶催化法 103
6.4 生物柴油生产工艺 103
6.4.1 间歇法生物柴油生产工艺 103
6.4.2 连续法生物柴油生产工艺 108
6.5 生物柴油技术应用 111
6.5.1 生物柴油技术的应用现状 111
6.5.2 生物柴油副产物甘油的应用 112
第7章 生物质沼气发酵技术 114
7.1 概述 114
7.1.1 沼气的化学成分 114
7.1.2 人工制取沼气 115
7.1.3 我国沼气发展概况 116
7.2 生物质沼气发酵技术原理 117
7.3 生物质沼气发酵基本工艺 119
7.3.1 户用沼气发酵工艺 119
7.3.2 大中型沼气发酵工艺 121
7.3.3 其他沼气发酵工艺 124
7.4 生物质沼气发酵技术应用 126
7.4.1 生活垃圾有机组分两相厌氧发酵技术 126
7.4.2 生活垃圾有机组分干式厌氧发酵技术 127
第8章 生物质开发利用技术展望 128
8.1 生物燃料电池 128
8.1.1 微生物燃料电池 128
8.1.2 酶生物燃料电池 129
8.1.3 生物燃料电池的发展与应用 130
8.2 生物质制氢技术 131
8.2.1 生物质制氢技术研究进展 132
8.2.2 制氢方法 133
8.3 生物质基材料 135
8.4 中国促进生物质能产业发展政策 136
8.4.1 生物质能技术产业化发展的意义 136
8.4.2 生物质能技术产业化发展现状 137
8.4.3 生物质能技术产业化发展面临的主要障碍 139
8.4.4 生物质能技术产业化发展政策和措施 140
8.4.5 生物质能技术产业化优先发展领域 144
参考文献 146
后记 149
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