现代生物质能高效利用技术丛书 生物质热裂解及合成燃料技术 生物质热裂解方法过程 生物质热裂解气化液化炭化工艺及主要设备书

本书为“现代生物质能高效利用技术丛书”中的一个分册，在介绍生物质资源和生物质热裂解基本原理的基础上，详细阐述了生物质热裂解方法及过程、生物质热裂解气化工艺及主要设备、生物质热裂解液化工艺及主要设备、生物质热裂解炭化工艺及主要设备、生物质热裂解产物加工与合成燃料技术，zui后分析了热裂解及合成燃料的产业化；书后还附有相关标准，便于读者参考使用。 本书具有较强的技术性、可操作性和针对性，可供从事生物质能源工程研究的科研人员、技术人员和管理人员参考，也可供高等院校生物工程、能源工程、资源科学与工程及其相关专业师生参阅。

第1章生物质资源001
1.1生物质的种类及分布002
1.2生物质的组成与结构004
1.2.1生物质的工业分析004
1.2.2生物质中的元素组成005
1.2.3生物质的木质纤维素结构006
1.3生物质的理化特性009
1.3.1含水率009
1.3.2粒度与形状009
1.3.3密度010
1.3.4堆积角、内摩擦角、滑落角011
1.3.5热值011
1.3.6比热容013
1.3.7热导率014
1.4我国生物质资源分布及其现状017
1.4.1农业生物质资源018
1.4.2林业生物质资源018
1.4.3畜禽粪便018
1.4.4我国生物质能源的现状019
参考文献021

第2章生物质热裂解基本原理025
2.1纤维素热裂解机理026
2.1.1纤维素热裂解动力学模型026
2.1.2纤维素热裂解产物形成机理030
2.2半纤维素热裂解机理038
2.2.1半纤维素热裂解动力学模型038
2.2.2半纤维素热裂解产物形成机理041
2.3木质素热裂解机理050
2.3.1木质素热裂解动力学模型050
2.3.2木质素热裂解产物形成机理051
2.4生物质热裂解机理059
2.4.1单步整体反应模型060
2.4.2竞争反应模型061
2.4.3半总体模型061
2.4.4焦油二次裂解反应模型062
参考文献069

第3章生物质热裂解方法及过程077
3.1慢速热裂解反应条件及过程078
3.1.1慢速热裂解反应条件078
3.1.2慢速热裂解反应过程080
3.2快速热裂解反应条件及过程080
3.2.1快速热裂解反应条件080
3.2.2快速热裂解反应过程085
3.3闪速热裂解工艺过程094
3.4影响生物质热裂解过程的因素097
3.4.1温度的影响097
3.4.2升温速率的影响098
3.4.3滞留时间的影响099
3.4.4压力的影响101
3.4.5物料性质的影响101
3.4.6反应器类型的影响104
参考文献105

第4章生物质热裂解气化工艺及主要设备109
4.1热裂解气化原理与工艺110
4.1.1热裂解气化原理110
4.1.2热裂解气化工艺110
4.2生物质预处理及进料系统111
4.2.1物理预处理112
4.2.2热预处理112
4.2.3化学预处理112
4.2.4生物预处理113
4.2.5喂料系统113
4.3气化炉种类及其特点113
4.3.1固定床气化炉115
4.3.2流化床气化炉118
4.4热裂解产物的分离120
4.4.1可燃气净化120
4.4.2可燃气净化方法及设备121
4.5热裂解气组成及应用129
4.5.1生物质气化供热技术129
4.5.2生物质气化供气技术130
4.5.3生物质气化发电技术131
4.5.4生物质气化合成化学品技术138
参考文献139

第5章生物质热裂解液化工艺及主要设备143
5.1热裂解液化原理与影响因素144
5.1.1温度及升温速率的影响144
5.1.2气相滞留时间的影响145
5.1.3压力的影响145
5.1.4生物质粒径、种类的影响145
5.2生物质热裂解液化工艺过程145
5.3生物质热裂解液化反应器及其特点147
5.3.1鼓泡流化床生物质热裂解液化工艺147
5.3.2循环流化床生物质热裂解液化工艺148
5.3.3烧蚀式反应器生物质热裂解液化工艺149
5.3.4真空快速裂解反应器生物质热裂解液化工艺150
5.3.5蜗旋反应器生物质热裂解液化工艺151
5.3.6涡流反应器生物质热裂解液化工艺151
5.3.7携带床反应器生物质热裂解液化工艺152
5.3.8旋转锥反应器生物质热裂解液化工艺153
5.3.9下降管反应器生物质热裂解液化工艺153
5.4生物质热裂解液化工业化应用示范装置158
5.4.1工业化示范装置工艺流程159
5.4.2工业化应用示范装置关键部件160
5.4.3工业示范装置运行状况171
5.4.4工业化示范装置的经济性173
5.5液化条件对生物油特性的影响174
5.5.1不同温度对生物油产率的影响174
5.5.2生物油理化特性对比178
5.6生物质热裂解液化技术展望179
参考文献180

第6章生物质热裂解炭化工艺及主要设备185
6.1炭化工艺过程及主要装置186
6.1.1生物质热裂解炭化工艺186
6.1.2生物质热裂解炭化装置186
6.1.3生物质热裂解炭化装备开发应用现状191
6.2生物炭的性质及其应用191
6.2.1生物炭的性质191
6.2.2生物炭的应用193
6.3木醋液与焦油的性质及应用197
6.3.1木醋液的主要性质198
6.3.2木醋液的市场应用199
6.3.3焦油的主要性质与利用200
参考文献200

第7章生物质热裂解产物加工与合成燃料技术207
7.1生物油的特性与提质改性208
7.1.1催化加氢提质209
7.1.2超临界CO2萃取211
7.1.3超临界甲醇与酯化提质213
7.1.4生物油/柴油乳化合成燃料215
7.1.5水蒸气重整制氢221
7.1.6生物燃油酚醛树脂胶黏剂223
7.2热裂解气制备合成燃料225
7.2.1热裂解燃气基本特性225
7.2.2热裂解燃气净化225
7.2.3制备合成气/天然气226
7.2.4费托合成（FTS）制备液体燃料226
7.3木醋液的深加工230
7.3.1木醋液的制备和提纯工艺231
7.3.2木醋液的用途232
7.4生物炭的加工234
7.4.1直接燃烧234
7.4.2土壤改良剂235
7.5热裂解多联产236
参考文献237

第8章热裂解及合成燃料的产业化分析247
8.1热裂解产业的发展：从化石燃料到生物质248
8.2热裂解直接制备燃料的产业化进展249
8.2.1热裂解油产业历史249
8.2.2国内外咨询机构的关注度253
8.2.3热裂解产业化发展新趋势253
8.3热裂解合成燃料的产业化进展254
8.3.1热裂解合成气及其应用状态254
8.3.2技术经济性分析256
8.4产业化应用的思考257
8.4.1热裂解多联产的成功案例分析257
8.4.2发展热裂解产业的思考261
参考文献264

附录267
附录1部分生物质能标准一览表268
附录2生物质术语（GB/T30366—2013）270
附录3固体生物质燃料检验通则（GB/T21923—2008）278

索引306

易维明，山东理工大学，农业工程与食品科学学院，院长、教授，1984年清华大学工程热物理本科毕业，1994年北京农业工程大学博士研究生毕业。科技部“生物质能源产业技术创新战略联盟”常务理事兼副秘书长，中国农业工程学会、中国可再生能源学会理事，中国农业机械学会能源动力分会副主任委员。《农业工程学报》、《农业机械学报》等期刊编委。中国生物质能技术开发中心理事会理事；中国太阳能学会生物质能专业委员会委员。曾主持或正在主持国家自然科学基金项目4项，863计划项目课题2项。 曾任山东理工大学科学技术处处长、轻工与农业工程学院副院长、山东省清洁能源工程技术研究中心常务副主任等职。校学术委员会副主任、理工学科组组长。2012年7月，被聘为淄博市淄川区科技副区长（兼职）。2014年起，任山东理工大学农业工程与食品科学学院院长。易维明教授长期主要从事生物质高效液化技术、生物质基化学品研发等科研工作，担任生物质能进展专题（本科生）、高等传热学（本科生）、高等燃烧学（硕士生）等课程教学。

1.主编团队多年来在热裂解合成燃料领域积累了丰富的理论与实践经验。 2.先进性强，反映了热裂解合成燃料领域创新性成果和我国当前技术进展。 3.符合国家发展需求，热裂解合成燃料技术推广形成产业后可以带来巨大的经济效益和社会效益。

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