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生物能源述评1

第一篇 生物气体燃料13

1 内循环厌氧反应器研究13

引言13

1.1 IC反应器水力特性研究15

1.1.1 试验设备及试验系统流程15

1.1.2 IC反应器水力特性试验15

1.2 IC反应器技术性能试验研究22

1.2.1 材料与方法22

1.2.2 结果与分析24

1.3 IC反应器基质降解动力学特性研究26

1.3.1 IC反应器基质降解动力学模型的建立26

1.3.2 IC反应器基质降解动力学分析29

1.4 IC反应器颗粒污泥特性研究30

1.4.1 材料与方法30

1.4.2 结果与分析31

1.5 蚓粪对厌氧发酵的促进作用及对IC反应器污泥颗粒化的影响34

1.5.1 蚓粪对厌氧发酵效果影响试验35

1.5.2 蚓粪对IC反应器污泥颗粒化的影响39

1.6 结论44

2 IC反应器处理猪粪废水条件下厌氧污泥颗粒化研究46

引言46

2.1 IC反应器处理猪粪废水启动初期的工艺条件研究48

2.1.1 试验材料与方法48

2.1.2 试验方法49

2.1.3 结果与分析49

2.2 IC反应器启动过程中颗粒污泥的培养54

2.2.1 试验材料和方法54

2.2.2 试验方法55

2.2.3 结果与分析56

2.3 IC反应器处理猪粪废水运行条件下颗粒污泥特性的变化75

2.3.1 试验方法75

2.3.2 结果与分析76

2.4 结论82

3 秸秆预处理及厌氧发酵产沼气研究84

引言84

3.1 蒸汽爆破设备及工作原理85

3.1.1 传统汽爆（汽喷）工艺85

3.1.2 蒸汽爆破设备结构及参数86

3.2 汽爆预处理影响因素及汽爆物料结构特性88

3.2.1 材料和方法89

3.2.2 结果与分析90

3.3 蒸汽爆破预处理秸秆发酵生产沼气试验研究103

3.3.1 材料和方法103

3.3.2 结果与分析105

3.4 粉碎粒径对玉米秸秆厌氧发酵的影响115

3.4.1 材料和方法115

3.4.2 结果与分析116

3.5 NaOH处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响118

3.5.1 材料和方法118

3.5.2 结果与分析119

3.6 结论122

4 生物质气化烤烟系统研究124

引言124

4.1 第一代生物质气化烤烟系统126

4.1.1 系统设计126

4.1.2 关键技术研究128

4.1.3 系统运行试验132

4.2 第二代生物质气化烤烟系统135

4.2.1 系统组成135

4.2.2 系统运行试验137

4.2.3 结论139

第二篇 生物液体燃料143

5 生物质原料气合成甲醇研究143

引言143

5.1 秸秆类生物质热化学法制甲醇合成气的试验研究145

5.1.1 秸秆类生物质热化学法制原料气145

5.1.2 秸秆类生物质制合成气试验147

5.2 秸秆类生物质煤气催化合成甲醇试验研究149

5.2.1 甲醇合成方法与工艺流程149

5.2.2 合成试验151

5.2.3 试验结果与分析153

5.3 秸秆气化合成气制备甲醇工艺条件试验研究160

5.3.1 试验设计160

5.3.2 试验部分161

5.4 秸秆气化合成气合成甲醇的动力学试验研究169

5.4.1 试验设计169

5.4.2 试验结果与分析170

5.5 秸秆类生物质合成甲醇的热力学性质研究177

5.5.1 试验部分177

5.5.2 秸秆合成气合成甲醇反应的反应热178

5.5.3 合成甲醇反应的平衡常数及平衡组成181

5.6 结论185

6 生物质纤维燃料乙醇生产工艺试验研究186

引言186

6.1 固态培养降解秸秆木质素试验研究188

6.1.1 材料和方法188

6.1.2 结果与分析191

6.2 木质素降解酶降解秸秆木质素试验研究203

6.2.1 材料和方法203

6.2.2 结果与分析204

6.3 玉米秸秆稀酸预处理试验208

6.3.1 材料与方法208

6.3.2 结果与分析209

6.4 秸秆双酶糖化条件试验及木质素降解对秸秆糖化效果的影响210

6.4.1 材料与方法210

6.4.2 结果与分析211

6.5 戊糖发酵菌种的对比研究224

6.5.1 材料与方法224

6.5.2 结果与分析225

6.6 戊糖和己糖同步发酵生产燃料乙醇条件试验研究229

6.6.1 材料与方法229

6.6.2 结果与分析229

6.7 基于秸秆糖化液脱毒预处理的试验研究233

6.7.1 抑制物的作用机制分析233

6.7.2 不同脱毒方法对秸秆糖化液发酵生产乙醇研究234

6.8 玉米秸秆糖化液发酵生产乙醇试验研究236

6.8.1 材料与方法236

6.8.2 玉米秸秆糖化液发酵乙醇关键工艺条件试验研究236

6.8.3 玉米秸秆糖化液发酵条件优化238

6.8.4 汽爆玉米秸秆糖醇转化率239

6.9 BPSS＆CF秸秆纤维燃料乙醇生产工艺的试验研究241

6.9.1 工艺流程总体设计241

6.9.2 工艺流程241

6.9.3 主要操作要点及技术指标242

6.9.4 技术分析243

6.10 结论244

7 脂肪酶催化植物油制取生物柴油的研究246

引言246

7.1 分析、测试方法248

7.1.1 材料与方法248

7.1.2 原料油成分分析方法及结果249

7.1.3 生物柴油中脂肪酸甲酯的测定及酯交换率的计算250

7.2 脂肪酶间歇催化菜籽油制取生物柴油的研究253

7.2.1 脂肪酶催化菜籽油间歇反应试验253

7.2.2 响应面法优化试验258

7.2.3 脂肪酶重复使用及间歇催化菜籽油的放大试验262

7.2.4 脂肪酶间歇催化菜籽油酯交换反应机制及动力学研究264

7.3 脂肪酶间歇催化桐油制取生物柴油的研究267

7.3.1 脂肪酶间歇催化桐油反应试验267

7.3.2 响应面法优化试验269

7.3.3 脂肪酶间歇催化桐油的实验室放大试验273

7.3.4 脂肪酶间歇催化桐油酯交换反应催化的机制及动力学研究274

7.4 菜籽油连续制取生物柴油的研究276

7.4.1 试验材料和方法276

7.4.2 试验结果分析与讨论277

7.4.3 膨胀床连续生产生物柴油的工艺研究283

7.5 桐油连续制取生物柴油的研究287

7.5.1 试验材料和方法287

7.5.2 结果与讨论287

7.6 生物柴油提取及性能测试试验291

7.6.1 生物柴油真空蒸馏提取试验292

7.6.2 生物柴油产品性能测试方法及测试结果294

7.7 结论298

8 生物柴油用固体催化剂试验研究300

引言300

8.1 固体碱催化剂制备试验研究301

8.1.1 试验流程与材料、仪器301

8.1.2 催化剂材料及制备方法选择303

8.1.3 固体催化剂制备试验306

8.2 催化剂的表征310

8.2.1 试验仪器与方法310

8.2.2 结果与分析311

8.3 生物柴油制备试验研究313

8.3.1 试验方法313

8.3.2 结果分析314

8.4 催化剂失活及再生试验316

8.4.1 试验方法316

8.4.2 结果与分析316

8.4.3 催化剂优化试验321

8.5 结论324

第三篇 生物质固体成型燃料327

9 生物质液压成型机优化设计及其工程化试验327

引言327

9.1 液压秸秆成型机的主要设计参数328

9.1.1 秸秆压缩成型正交试验329

9.1.2 生产率与冲杆直径和单位能耗关系337

9.1.3 锥度、锥长与压力、密度关系试验340

9.2 秸秆压缩成型参数模拟340

9.2.1 成型压力与成型燃料密度的关系340

9.2.2 相同温度不同含水率条件下的成型参数341

9.2.3 不同温度相同含水率条件下的成型参数343

9.3 HPB-Ⅳ型生物质成型机的改进设计及工程试验344

9.3.1 液压系统的设计344

9.3.2 成型机的结构设计346

9.3.3 成型设备系统改进设计指标及参数347

9.3.4 改进后成型机工作流程348

9.3.5 改进成型机试验及结果分析349

9.4 生物质液压成型机能耗测试及分析349

9.4.1 加热系统能耗测试及分析350

9.4.2 进料系统的能耗测试及分析352

9.4.3 液压系统的能耗测试分析354

9.5 节能降耗的措施355

9.5.1 加热系统节能措施355

9.5.2 进料系统节能措施355

9.5.3 液压系统节能措施356

9.6 结论357

10 秸秆成型燃料燃烧设备设计基础359

引言359

10.1 秸秆成型燃料燃烧动力学特性试验359

10.1.1 秸秆燃烧动力学特性的试验360

10.1.2 秸秆成型燃料燃烧动力学特性366

10.1.3 秸秆成型燃料的实际锅炉燃烧工况374

10.2 生物质（秸秆）成型燃料燃烧设备的设计计算376

10.2.1 生物质成型燃料燃烧特性376

10.2.2 生物质成型燃料燃烧设备的设计参数377

10.2.3 生物质成型燃料燃烧设备设计378

10.3 生物质成型燃料燃烧设备热性能386

10.3.1 测试试验386

10.3.2 试验结果与分析387

10.4 生物质成型燃料燃烧设备空气流动场试验与分析395

10.4.1 试验395

10.4.2 试验结果与分析396

10.5 燃烧设备炉膛温度场试验与分析403

10.5.1 试验403

10.5.2 试验结果与分析404

10.6 燃烧设备炉膛气体浓度场试验与分析411

10.6.1 试验411

10.6.2 试验结果与分析412

10.7 生物质成型燃料燃烧设备的结渣特性414

10.7.1 试验414

10.7.2 试验结果与分析415

10.8 燃烧设备主要设计参数的确定422

10.8.1 主要设计参数422

10.8.2 试验结果与分析422

10.9 结论425

11 我国生物质成型燃料规模化研究426

引言426

11.1 秸秆成型燃料设备综合评价427

11.1.1 秸秆成型燃料设备选择427

11.1.2 利用秸秆成型燃料能量分析431

11.2 秸秆资源的收集与预处理433

11.2.1 秸秆资源的收集433

11.2.2 秸秆成型燃料生产原料的供应435

11.3 松弛密度对秸秆成型燃料规模化生产的影响436

11.3.1 秸秆成型燃料的松弛密度436

11.3.2 原料粉碎粒度和含水率对秸秆成型燃料松弛密度的影响437

11.3.3 讨论439

11.4 秸秆成型燃料的储运性能对规模化技术的影响442

11.4.1 秸秆成型燃料耐久性的概念442

11.4.2 试验443

11.4.3 试验结果与分析444

11.5 秸秆成型燃料的燃烧性能对规模化应用的影响450

11.5.1 试验451

11.5.2 试验结果与分析451

11.6 秸秆成型燃料的规模化经营措施455

11.6.1 我国农村对秸秆成型燃料的市场需求456

11.6.2 秸秆成型燃料规模化经营障碍458

11.6.3 秸秆成型燃料规模化发展建议459

11.7 秸秆成型燃料的价格方案461

11.7.1 影响秸秆成型燃料价格的因素461

11.7.2 秸秆成型燃料的价格补贴462

11.8 秸秆成型燃料规模化生产应用示范案例464

11.8.1 案例介绍465

11.8.2 案例的基本信息467

11.8.3 秸秆成型燃料的生产与应用467

11.8.4 秸秆成型燃料对纠庄村能源结构和生态环境的影响471

11.9 生物质成型燃料规模化机制设计473

11.9.1 研究路线473

11.9.2 分析模型473

11.9.3 理论基础474

11.9.4 生物质成型燃料推广的利弊477

11.9.5 生物质成型燃料推广机制设计与政策建议478

11.10 结论481

12 秸秆成型燃料燃烧形成的沉积与腐蚀问题研究483

引言483

12.1 秸秆成型燃料燃烧形成沉积的影响因素487

12.1.1 试验材料和装置487

12.1.2 影响沉积形成因素的试验与分析489

12.2 秸秆燃烧过程中沉积腐蚀的形成过程与机制492

12.2.1 试验493

12.2.2 沉积腐蚀的形成过程与机制493

12.3 沉积、腐蚀对锅炉的危害501

12.3.1 沉积对受热面换热效率的影响501

12.3.2 沉积对锅炉受热面的腐蚀506

12.4 降低锅炉的沉积与腐蚀的措施507

12.4.1 自然预处理法507

12.4.2 添加剂对沉积的影响508

12.5 结论509

第四篇 生物能源资源513

13 河南省生物柴油木本植物资源及其潜力研究513

引言513

13.1 研究地点概况与研究方法514

13.1.1 研究地点自然概况514

13.1.2 研究方法515

13.2 河南省生物柴油木本植物资源分析518

13.2.1 木本植物资源分布概述518

13.2.2 生物柴油木本植物资源调查种类的选择518

13.2.3 生物柴油木本植物资源分析521

13.3 引种与分布区扩展分析524

13.3.1 现有种类分布区扩展的气候相似性分析524

13.3.2 现有种类分布区扩展分析534

13.3.3 省外拟引进种类与分布区扩展分析536

13.3.4 能源蕴藏量扩展分析540

13.4 河南省生物柴油木本植物资源气候生产潜力分析542

13.4.1 计算条件说明542

13.4.2 计算结果与分析543

13.4.3 河南省生物柴油木本植物资源可能的蕴藏量546

13.4.4 河南省生物柴油木本植物资源开发利用种类选择548

13.4.5 区域扩展与生态环境建设550

13.5 结论551

14 生物质液体燃料对我国石油安全的贡献553

引言553

14.1 中国面临的石油安全问题554

14.1.1 中国石油供需现状554

14.1.2 供应安全问题557

14.1.3 价格上涨的影响558

14.2 解决中国能源安全问题的研究558

14.2.1 石油储备558

14.2.2 保障国外石油供给的措施560

14.2.3 稳定国内产量561

14.2.4 减少国内石油消耗562

14.2.5 石油相关政策563

14.3 生物质液体燃料技术和原料564

14.3.1 燃料乙醇564

14.3.2 生物柴油567

14.4 我国生物质液体燃料生产潜力分析571

14.4.1 现有农产品生产生物质液体燃料的潜力571

14.4.2 生物质液体燃料的产量计算依据572

14.4.3 生物质液体燃料最大可能产量及其影响因素573

14.4.4 生物质液体燃料的最大可能产量分析580

14.5 我国发展生物液体燃料的政策建议582

14.5.1 建立法律法规保障583

14.5.2 完善管理体制583

14.5.3 建立多渠道投资生物质能源的保障体系584

14.5.4 建立经济激励措施584

14.5.5 加强生物能源的科技创新能力建设585

14.5.6 开展资源普查和区域规划586

14.5.7 制定促进生物质液体燃料产业发展的政策586

14.5.8 重视项目试验和示范587

14.6 结论587

15 中国农村可再生能源技术应用对温室气体减排贡献的研究589

引言589

15.1 农村可再生能源技术对温室气体减排的影响590

15.1.1 温室气体源排放和碳汇吸收590

15.1.2 省柴节煤灶对温室气体减排的影响590

15.1.3 节能炕对温室气体减排的影响590

15.1.4 户用沼气池对温室气体减排的影响591

15.1.5 大中型沼气工程对温室气体减排的影响592

15.1.6 太阳能热水器对温室气体减排的影响592

15.1.7 太阳房对温室气体减排的影响593

15.1.8 太阳灶对温室气体减排的影响593

15.1.9 小型风力发电对温室气体减排的影响594

15.1.10 微型水力发电对温室气体减排的影响594

15.1.11 秸秆气化集中供气对温室气体减排的影响594

15.2 农村可再生能源技术的CO2减排量计算595

15.2.1 煤炭燃烧的CO2排放系数595

15.2.2 碳汇资源CO2吸收系数596

15.2.3 农村可再生能源技术的CO2减排量计算方法596

15.3 农村可再生能源技术的CH4减排计算599

15.3.1 传统生物质燃烧的CH4排放系数599

15.3.2 粪便管理CH4排放系数599

15.3.3 农村可再生能源技术的CH4减排量计算方法600

15.4 结论601

后记602