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第一章 绪论1

第一节 生物质热解气化技术的发展1

一、基本技术形式1

二、发展历史和现状4

第二节 生物质热解气化技术的意义6

一、生物质能源的意义6

二、生物质热解气化技术的特点9

三、发展中存在的问题11

参考文献11

第二章 固体生物燃料12

第一节 固体生物燃料的种类12

一、固体生物燃料的分类13

二、木本生物质15

三、草本生物质17

四、果实类生物质18

第二节 中国的固体生物燃料资源19

一、木本生物质资源19

二、草本生物质资源21

三、固体生物燃料的资源总量24

第三节 固体生物燃料预处理25

一、原料打捆收集25

二、原料切削和粉碎27

三、原料干燥29

四、原料成型31

参考文献34

第三章 生物质燃料化学35

第一节 生物燃料化学成分35

一、燃料元素成分35

二、燃料工业分析成分37

三、生物燃料的生物化学成分37

第二节 生物燃料成分测量39

一、燃料成分分析基准和换算39

二、采样和试样制备41

三、工业分析方法44

四、元素分析方法46

五、生物化学组成分析方法49

第三节 典型生物燃料的化学成分51

一、元素成分51

二、挥发分和固定碳含量52

三、生物化学成分53

第四节 生物燃料的热值53

一、高位热值和低位热值53

二、热值测量方法54

三、门捷列夫估算公式55

四、典型生物燃料的热值56

第五节 生物燃料的灰特性56

一、灰的成分57

二、灰熔点57

三、灰熔融性测试方法58

四、部分生物燃料的灰熔点58

第六节 生物燃料的物理特性59

一、生物燃料的密度59

二、粒度和粒度分布60

三、燃料颗粒的流动性61

四、生物燃料的热学特性62

第七节 生物燃料与化石燃料特性的比较63

参考文献66

第四章 生物质热解原理与过程68

第一节 生物质热解原理68

一、生物质热解过程68

二、影响生物质热解过程的因素71

三、生物质热解的主要工艺类型74

第二节 热解过程中生物燃料的表现74

一、热重分析简介75

二、等速升温热解现象76

三、等温热解现象80

第三节 生物质热解表观动力学81

一、从热重曲线求解动力学参数的方法82

二、热解动力学参数84

第四节 生物质热解过程的模拟计算86

一、Miller模型简介87

二、等速升温热解模拟计算87

三、等温热解动力学模拟计算91

参考文献95

第五章 生物质慢速热解（炭化）97

第一节 慢速热解过程97

一、慢速热解的工艺阶段97

二、慢速热解的产物98

三、影响慢速热解的因素101

第二节 慢速热解装置103

一、自热型炭化窑103

二、连续运行炭化炉106

三、外热式干馏设备107

四、内热立式干馏设备108

第三节 木炭性质和用途109

一、木炭的性质109

二、木炭的用途112

第四节 活性炭生产和应用简介113

一、活性炭的性质113

二、活性炭的活化方法115

三、活性炭的应用118

参考文献121

第六章 生物质常速热解122

第一节 常速热解工艺条件122

一、常速热解工艺122

二、常速热解中的主要反应122

三、常速热解工艺的主要优点123

第二节 常速热解产物124

一、固体产物124

二、液体产物126

三、气体产物127

四、常速热解中的物质平衡130

第三节 常速热解工艺和设备132

一、管式热解反应器和应用实例133

二、回转炉热解反应器和应用实例136

三、常速热解的炭化装置138

参考文献139

第七章 生物质快速热解141

第一节 快速热解工艺141

一、快速热解的工艺条件141

二、工艺系统的组成142

第二节 典型快速热解工艺143

一、鼓泡流化床反应器143

二、循环传输床反应器145

三、循环流化床反应器146

四、烧蚀反应器147

五、旋转锥反应器149

六、真空移动床反应器149

第三节 生物油的性质和应用151

一、生物油的性质151

二、生物油的应用154

三、生物油的精制156

参考文献158

第八章 生物质气化原理与过程160

第一节 生物质气化过程和工艺类型160

一、生物质气化过程160

二、气化剂161

三、气化装置的类型162

第二节 气化反应的物理化学基础164

一、主要的化学反应164

二、气化反应的热效应165

三、气化反应的化学平衡166

四、气化反应动力学171

第三节 气化工艺的计算和指标179

一、气化系统的物质平衡180

二、气化系统的能量平衡182

三、气化过程的主要指标184

第四节 生物质燃气186

一、燃气组分186

二、生物质燃气的基本性质187

三、理论空气量和理论烟气量188

四、与典型工业燃气的比较189

参考文献189

第九章 固定床气化炉191

第一节 固定床气化炉原理191

一、上吸式气化炉191

二、下吸式气化炉192

第二节 燃料层中气化反应193

一、燃料层中反应过程194

二、氧化层的高度195

三、还原层197

四、固定床气化的自平衡机制197

五、燃料性质对炉内过程的影响198

第三节 固定床气化炉设计要点200

一、设计中应考虑的因素200

二、炉膛形状201

三、主要设计参数203

四、加料和除灰方式204

五、炉排205

第四节 固定床气化炉工程实例207

一、上吸式气化炉实例207

二、下吸式气化炉实例210

参考文献213

第十章 流化床气化炉214

第一节 流态化原理214

一、气固流态化214

二、流化床的特点216

三、颗粒的流化特性217

第二节 流化床中的气化过程219

一、流化床气化炉类型219

二、流化床中的气化机制220

三、流化床气化炉的燃空当量比221

四、流化床气化的影响因素223

第三节 流化床气化炉设计要点224

一、流态化参数的选择224

二、鼓泡流化床气化炉结构227

三、循环流化床气化炉的结构230

第四节 流化床气化炉工程实例233

一、鼓泡床气化炉工程实例233

二、循环流化床气化炉工程实例236

三、双流化床气化炉工程实例237

参考文献240

第十一章 生物质燃气净化241

第一节 燃气中杂质的测定241

一、燃气中总杂质的测定241

二、燃气中焦油和灰尘量的分别测定242

第二节 焦油形成和裂解244

一、焦油的形成244

二、焦油的裂解246

三、焦油裂解装置248

第三节 燃气净化设备251

一、机械式净化设备251

二、过滤式净化设备253

三、洗涤式净化设备255

四、电捕焦油器258

参考文献259

第十二章 燃气燃烧与热应用261

第一节 气体燃料燃烧261

一、气体燃料燃烧形式261

二、热着火和强迫点燃262

三、预混可燃气体中火焰传播265

四、火焰的稳定性268

第二节 燃气燃烧器270

一、扩散式燃烧器271

二、大气式燃烧器273

三、完全预混式燃烧器275

第三节 生物质气化集中供气系统276

一、气化站276

二、燃气输配管网280

三、户内燃气系统284

参考文献285

第十三章 燃气动力装置286

第一节 活塞式燃气内燃机286

一、活塞式内燃机工作过程286

二、内燃机热力循环288

三、燃气机的性能指标291

第二节 生物质燃气机的改装294

一、燃气供应系统294

二、配气机构296

三、点火系统298

四、燃烧室结构298

第三节 燃气轮机和燃气蒸汽联合循环299

一、燃气轮机原理300

二、燃气轮机热力循环302

三、燃气蒸汽联合循环304

第四节 斯特林发动机305

参考文献307

附录 主要符号308