本书较为系统地介绍了生物质能源转化与利用技术中涉及的基本概念、基本原理和相关工艺技术以及国内外研究进展。首先介绍了生物质和生物质能源的基本概念和分类、生物质的组成和结构以及生物质能源的主要利用方法等。然后系统介绍了生物质利用过程中采用的主要预处理技术。针对生物质气化，主要介绍了沼气、热解气化、气化发电和生物质气化合成燃料等几种技术。针对生物质固体燃料与热解炭化应用，主要介绍了生物质直接燃烧、生物质压缩成型、生物质热解、生物质炭化几种技术以及生物炭的应用等方面的内容。此外，本书还阐述了目前产业化较好的生物乙醇和生物柴油的基本工艺过程和发展现状及前景。最后介绍了木质纤维素生物质由水解糖向醇、醛、酸、酯等多种平台化合物转化的技术及工艺过程，以及利用微藻生产生物燃料的技术。
本书可作为化学、化工、能源、环境等相关专业的本科生和研究生的参考资料和教材，也可供相关专业的研究人员参考。
第1章绪论1
1.1 能源的概念与分类 1
1.1.1能源的概念 1
1.1.2能源的分类 1
1.2生物质与生物质能概述 3
1.2.1生物质和生物质能的概念 3
1.2.2生物质能的分类 3
1.3生物质的组成与结构 5
1.3.1木质纤维素 5
1.3.2淀粉 9
1.3.3甲壳素 9
1.3.4蛋白质 10
1.3.5脂类 10
1.4生物质能源的转化与利用方法 11
1.4.1直接燃烧法 11
1.4.2热化学法 11
1.4.3生物化学法 12
1.4.4化学法 12
1.4.5物理化学法 13
1.5生物质能源在世界能源供应中的地位 13
1.5.1生物质能源的特点 13
1.5.2生物质能源发展现状 13
1.5.3我国生物质能源发展方向与对策 20
参考文献 21
第2章生物质能源利用的预处理技术22
2.1生物质预处理概述 22
2.1.1木质纤维素预处理的必要性 22
2.1.2生物质的抗降解屏障 23
2.1.3生物质预处理方法的衡量标准 23
2.1.4生物质预处理的方法及优缺点 24
2.2物理预处理技术 25
2.2.1机械粉碎法 25
2.2.2超声粉碎法 26
2.2.3高能辐射法 26
2.2.4微波辐射处理法 27
2.2.5烘焙处理法 28
2.3化学预处理技术 30
2.3.1亚硫酸盐处理法 30
2.3.2有机溶剂处理法 34
2.3.3酸碱预处理技术 40
2.3.4离子液体处理技术 42
2.3.5臭氧处理技术 45
2.4物理化学预处理技术 45
2.4.1高温液态水法 45
2.4.2蒸汽爆破法 47
2.4.3氨纤维爆破法 50
2.4.4超临界法 51
2.4.5湿式氧化法 54
2.5生物预处理技术 56
参考文献 57
第3章生物质气化技术60
3.1沼气技术 60
3.1.1沼气概述 60
3.1.2生物质制沼气的发酵原理及工艺 61
3.1.3生物质厌氧发酵反应器 70
3.1.4生物质厌氧发酵技术应用 75
3.2热解气化技术 77
3.2.1生物质气化技术概述 77
3.2.2生物质气化原理 77
3.2.3气化过程基本参数 79
3.2.4气化效果影响因素 80
3.2.5气化分类 80
3.3生物质气化设备及工作原理 82
3.3.1固定床气化炉 83
3.3.2流化床气化炉 86
3.4气化发电技术 89
3.4.1气化发电工作原理 89
3.4.2生物质燃气净化技术 90
3.4.3生物质气化发电设备 92
3.4.4气化发电关键技术 94
3.5生物质气化合成燃料技术 94
3.5.1生物质气化合成二甲醚 95
3.5.2生物质气化合成低碳醇 96
参考文献 96
第4章生物质固体燃料与热解炭化应用技术98
4.1生物质直接燃烧技术 98
4.1.1生物质直接燃烧技术概述 98
4.1.2生物质燃料与燃烧 100
4.1.3生物质燃烧技术 103
4.2生物质压缩成型技术 110
4.2.1生物质压缩成型技术概述 110
4.2.2生物质压缩成型基本原理 111
4.2.3生物质压缩成型主要影响因素 112
4.2.4生物质压缩成型工艺技术 114
4.2.5生物质成型燃料的性能指标 117
4.3生物质热解与炭化技术 118
4.3.1生物质热解技术 118
4.3.2生物质炭化技术 124
4.3.3生物质快速热解技术 125
4.4生物炭的制备及应用 128
4.4.1生物炭的定义 128
4.4.2生物炭的主要成分 129
4.4.3炭化工艺技术类型 129
4.4.4生物质炭化的影响因素 131
4.4.5生物炭的应用 133
参考文献 134
第5章生物乙醇生产制备技术135
5.1乙醇的燃料特性 135
5.1.1乙醇作为燃料的背景 135
5.1.2燃料乙醇的优缺点分析 136
5.2生物乙醇的发展现状和应用前景 137
5.2.1生物乙醇国内外发展现状 137
5.2.2生物乙醇的应用前景 139
5.3乙醇生产制备技术 142
5.3.1石油基乙烯水合法制备乙醇技术 142
5.3.2煤基乙醇的制备技术 142
5.3.3生物乙醇生产制备技术 143
5.4生物乙醇预处理技术 149
5.4.1物理法预处理技术 150
5.4.2生物法预处理技术 150
5.4.3化学法预处理技术 150
5.4.4其他预处理技术 151
5.5乙醇提取技术 151
5.5.1乙醇的蒸馏技术 152
5.5.2乙醇纯化的方法与流程 152
5.5.3高效分离纯化技术的探索与应用 153
5.6乙醇合成其他化学品 153
5.6.1乙醇脱水反应 153
5.6.2乙醇氧化反应 156
5.6.3乙醇制丙酮 158
5.6.4乙醇制丁二醇 158
5.6.5乙醇制醚酮类溶剂 159
5.6.6乙醇重整制氢 159
参考文献 160
第6章生物质基平台化合物制备技术164
6.1平台化合物概述 164
6.2生物质催化制备糖类物质 165
6.2.1纤维素水解制备单糖 165
6.2.2半纤维素水解制备单糖 166
6.2.3葡萄糖异构制备果糖 166
6.3六碳糖催化制备5-羟甲基糠醛 169
6.3.1果糖脱水制备5-羟甲基糠醛 170
6.3.2葡萄糖制备5-羟甲基糠醛 171
6.3.3纤维素制备5-羟甲基糠醛 172
6.3.45-羟甲基糠醛的分离纯化和稳定化 172
6.4五碳糖催化制备糠醛 173
6.5糖类催化制备5-乙氧基甲基糠醛 174
6.5.15-乙氧基甲基糠醛的基本性质 174
6.5.25-乙氧基甲基糠醛的合成 174
6.5.35-乙氧基甲基糠醛的应用 177
6.65-羟甲基糠醛氧化制备呋喃二甲醛和呋喃二甲酸 177
6.6.15-羟甲基糠醛氧化制备2，5-呋喃二甲醛 178
6.6.25-羟甲基糠醛氧化制备2，5-呋喃二甲酸 180
6.7糖类催化制备乳酸 182
6.7.1乳酸的性质和应用 182
6.7.2糖类发酵制备乳酸 183
6.7.3化学催化法制备乳酸 184
6.7.4乳酸和乳酸酯的应用 190
6.8生物质制备醇类平台化合物 191
6.8.1山梨醇 191
6.8.2糠醇 192
6.8.3呋喃二甲醇 194
参考文献 195
第7章生物柴油清洁生产技术203
7.1生物柴油概述 203
7.2生物柴油的生产工艺 205
7.2.1原料的加工处理 205
7.2.2转移酯化过程 206
7.2.3相互酯化过程 209
7.3甘油的资源化利用 213
7.3.1发酵制备油脂 213
7.3.2制备燃料添加剂 214
7.4生物柴油的产业化发展 215
参考文献 216
第8章微藻生物能源技术222
8.1国内外发展现状与趋势 222
8.1.1国外微藻能源技术发展现状 223
8.1.2国内微藻能源技术发展现状 226
8.1.3国内外发展趋势 227
8.2微藻藻种资源与选育技术 227
8.2.1微藻的种类 227
8.2.2微藻的选育技术 230
8.3微藻培养与采收技术 235
8.3.1微藻的培养 235
8.3.2微藻的采收技术 244
8.4微藻油提取与利用技术 248
8.4.1微藻油提取技术 248
8.4.2微藻油的利用 254
参考文献 255
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