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袁振宏 等 著

图书标签:

• 生物质能
• 能源技术
• 可再生能源
• 生物质转化
• 能源效率
• 生物质利用
• 清洁能源
• 环境工程
• 节能技术
• 绿色能源

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122199997

版次：1

商品编码：11651430

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：435

正文语种：中文

内容简介

　　《生物质能高效利用技术》从生物质能源高效转化利用的角度，以生物质能利用的气、液和固三种形态，系统地介绍生物质能高效转化的基础原理、工艺流程和应用实践等。撰写内容主要包括能源概论、生物质固体燃料制备技术、生物质气化发电技术、生物质气化合成燃料技术、生物质热解与液化技术、生物质厌氧发酵制备生物燃气技术、燃料乙醇生产制备技术、燃料丁醇生产技术、生物柴油清洁生产技术、产油微生物利用关键技术和高值含氧液体燃料制备技术等。全书集成了生物质能源高效转化利用技术方面的最新理论、工艺、方法和进展。

作者简介

　　袁振宏，中科院广州能源研究所，研究员/首席科学家，袁振宏研究员长期从事生物质能转化和利用方面的研究、开发和管理工作，研究方向主要包括: 生物质能生化转化技术（生物柴油、燃料乙醇、沼气等）、生物质能资源开发（能源植物和藻类等）、我国生物质能源及其开发技术的发展战略（技术经济评价、发展方向、路线图和政策等）和中国生物质能CDM项目等。 目前已出版专著3部：《生物质能原理与技术》、《能源微生物学》和《现代生物质能利用技术》，参与编写“中国21世纪议程白皮书”，主持生物质能部分。承担国家科技部、中科院、广东省、世界银行等项目20余项，发表科研论文104篇，其中SCI/EI收录48篇，申请专利20余项，授权6项。

内页插图

目录

第1章 绪论
第一节 能源概念与分类
一、能源概念
二、能源分类
三、世界能源消费现状和趋势
四、我国能源消费现状和趋势
第二节 生物质能在世界能源供应中的地位
一、生物质能开发与可持续发展
二、世界各国生物质能发展概况
三、我国生物质能发展现状
参考文献

第2章 生物质固体燃料应用技术
第一节 生物质压缩成型技术
一、生物质压缩成型技术概述
二、生物质压缩成型原理
三、生物质压缩成型主要影响因素
四、生物质压缩成型工艺特点
五、生物质成型燃料性能指标
六、生物质压缩成型应用实例
第二节 生物质直接燃烧技术
一、生物质直接燃烧概述
二、生物质燃烧反应热力学和化学反应平衡
三、生物质燃烧反应动力学
四、生物质燃烧物质平衡与能量平衡
五、生物质直接燃烧应用实例
参考文献

第3章 生物质气化发电技术
第一节 生物质热化学气化
一、生物质热化学气化基本原理
二、热化学气化反应动力学
三、气化过程影响因素
四、热化学气化技术分类
五、气化设备及工作原理
第二节 生物质气化发电
一、生物质气化发电基本原理
二、生物质热化学气化发电设备
三、生物质热电联供应用实例及经济性分析
参考文献

第4章 生物质气化合成燃料技术
第一节 生物质合成气制备、净化技术
一、生物质合成气制备技术
二、合成气制备反应器
三、合成气净化方法和设备
第二节 生物质气化合成二甲醚
一、二甲醚的性质、特点
二、二甲醚气化合成生产工艺
三、二甲醚气化合成国内外研究进展
第三节 合成气催化合成
一、合成气催化合成甲醇技术
二、合成气催化合成低碳醇技术
三、合成气催化合成低碳醇工艺
四、合成气平台催化合成高附加值化学品
参考文献

第五章 生物质热解液化技术
第一节 生物质热解液化技术
一、生物质热解特点
二、生物质热解工艺类型及反应器
三、生物质高压与超临界液化技术
四、生物质与其他物质共液化技术
第二节 生物质热解液化产物高值化应用技术
一、生物质热解产物特性及应用技术
二、高附加值化工品提炼技术
三、热解技术发展展望
参考文献

第六章 生物质厌氧发酵制备生物燃气技术
第一节 生物质厌氧发酵技术
一、生物质厌氧发酵概述
二、生物质厌氧发酵微生物学与工艺条件
三、生物质厌氧发酵工艺与反应器
四、生物质厌氧发酵技术应用
第二节 生物燃气净化、提纯技术
一、生物燃气净化、提纯概述
二、生物燃气脱水
三、生物燃气脱硫
四、生物燃气脱碳
五、沼气脱氧
第三节 生物燃气应用
一、生物燃气生活用能应用
二、生物燃气发电
三、车用生物燃气应用
参考文献

第七章 燃料乙醇生产制备技术
第一节 淀粉质原料乙醇生产制备技术
一、淀粉质原料粉碎、蒸煮糊化技术
二、淀粉质原料糖化工艺
三、淀粉质原料乙醇发酵工艺技术
四、乙醇的提取与精制
第二节 糖质原料乙醇生产制备技术
一、糖质原料生产乙醇的特点
二、糖质原料生产乙醇预处理技术
三、糖质原料乙醇发酵技术
四、甜高粱茎秆综合利用技术
第三节 纤维质原料乙醇生产制备技术
一、纤维质原料预处理技术
二、纤维质原料糖化、发酵技术
三、乙醇发酵分离耦合技术
四、纤维功能糖制备技术及工艺
五、木质素高值化利用技术
第四节 合成气发酵生产燃料乙醇
一、合成气发酵生产燃料乙醇技术概述
二、合成气发酵微生物
三、合成气发酵工艺及反应器
第五节 燃料乙醇生产经济、环境影响评价
一、国内外燃料乙醇生产技术及利用现状
二、燃料乙醇生产技术的经济性分析
三、燃料乙醇污染形成途径及控制处理方法
四、燃料乙醇多联产技术发展展望
参考文献

第八章 燃料丁醇生产技术
第一节 微生物丁醇发酵制备技术
一、丁醇的理化性质
二、丁醇发酵制备工艺
三、丁醇发酵原理
四、丁醇发酵微生物学
五、丁醇发酵浓缩分离技术
第二节 燃料丁醇产业化进展
一、燃料丁醇国内外产业化现状
二、生物质高值利用生产燃料丁醇
三、燃料丁醇产业化发展展望
参考文献

第九章 生物柴油清洁生产技术
第一节 生物柴油概述
一、生物柴油性质和用途
二、生物柴油生产原料
三、生物柴油生产涉及的化学反应
第二节 生物柴油生产工艺
一、生物柴油化学法生产
二、生物柴油酶法催化转化
三、生物柴油提质利用技术
第三节 生物柴油产业化进展
一、国内外生物柴油产业化现状
二、生物柴油产业化发展展望
参考文献

第十章 产油微生物利用关键技术
第一节 产油微藻
一、产油微藻分类
二、微藻合成油脂机理
三、产油微藻选育
四、微藻油脂规模化生产与利用
五、微藻DHA开发与利用技术
六、微藻虾青素开发与利用技术
七、其他微藻高附加值产品开发与应用技术
第二节 产油酵母
一、产油酵母分类
二、产油酵母油脂合成机理
三、产油酵母选育
四、产油酵母培养模式
五、产油酵母应用
六、油脂分离及应用于生物柴油制备
七、总结与展望
第三节 产油霉菌
一、产油霉菌分类
二、霉菌合成油脂机理
三、产油霉菌选育
四、产油霉菌应用
五、霉菌稀有油脂资源开发与利用技术
参考文献

第十一章 高值含氧液体燃料制备技术
第一节 长链醇生物合成制备技术
一、长链醇优点
二、长链醇化学合成
三、长链醇生物合成
四、提高长链醇生物合成的方法
第二节 生物汽油与航空燃料
一、生物汽油与航空燃料概述
二、生物汽油与航空燃料的生产原理和工艺
三、生物汽油与航空燃料的应用进展
四、生物汽油与航空燃油发展展望
参考文献
索引

前言/序言

现代农业设施设计与优化 书籍简介 本书深入探讨了现代农业设施的规划、设计、建造与运营管理。面对全球人口增长和气候变化带来的粮食安全挑战，高效、可持续的农业生产系统已成为必然趋势。本书旨在为农业工程师、设施设计师、农场管理者以及相关领域的研究人员提供一套全面且实用的技术指南和理论框架。 第一部分：农业设施基础理论与规划 第一章：现代农业设施的演进与战略定位 本章首先梳理了传统农业向现代设施农业转变的历史脉络，分析了设施农业在保障农产品质量、提高生产效率和应对自然灾害中的关键作用。重点阐述了设施农业在全球粮食供应链中的战略地位，以及在不同地理和气候条件下，设施类型选择的原则性考量。讨论了设施建设与当地生态环境、经济发展水平相适应的重要性，强调了可持续性是设施规划的基石。 第二章：气候环境学与微气候调控原理 设施农业的核心在于创造和维持适宜的作物生长微环境。本章详细介绍了大气物理学、热力学和传热学在温室环境控制中的应用。深入解析了太阳辐射、空气温度、湿度、光照强度和风速等关键气象因子对作物生理过程（如光合作用、蒸腾作用）的影响机制。通过案例分析，介绍了如何利用气候模型预测设施内部环境变化，并为后续的设备选型和控制策略提供理论依据。 第三章：设施选址与场地环境评估 选择合适的建设地点是设施成功运营的前提。本章指导读者如何进行系统的场地环境评估。内容涵盖了地形地貌分析、土壤承载力测试、水资源可得性评估、风荷载与雪载风险评估，以及能源供应的便利性考察。特别关注了如何利用地理信息系统（GIS）工具进行多因子综合评价，以确定最优建设区域，并提出了降低建设初期环境风险的具体方法。 第二部分：结构工程与材料科学 第四章：温室与植物工厂结构设计规范 本章聚焦于设施的结构安全与功能性设计。系统介绍了不同类型设施（如连栋温室、高科技玻璃温室、模块化植物工厂）的结构体系，包括拱形、尖顶和平面屋顶的设计要点。详细阐述了结构荷载的计算方法，特别是针对高风速区和冰雪覆盖区的抗压、抗拉设计要求。结合最新的建筑规范和抗震设计标准，提供了详尽的结构设计流程图和关键节点的构造详图。 第五章：先进覆盖材料性能与应用 设施的外围覆盖材料直接影响内部光热环境和能源效率。本章对比分析了聚碳酸酯板、EVA薄膜、玻璃等主流覆盖材料的光学性能（透光率、散射率）、热工性能（U值、热阻）和耐久性。着重探讨了功能性薄膜，如红外屏蔽膜、散射膜和消雾膜的应用技术，以及材料老化机制和维护周期预测，以确保设施的长效性能。 第六章：基础工程与地面处理技术 设施的稳定运行依赖于坚实的基础。本章讲解了地基处理的工程技术，包括浅基础和深基础的选择依据。详细介绍了地面铺设材料的抗渗性、耐腐蚀性和清洁维护要求，特别是对于水培和基质栽培系统所需的地面防潮与排水设计。内容还涉及地下管线的合理布局和保护措施。 第三部分：环境控制系统集成与自动化 第七章：热量与能源管理系统 能源消耗是设施运营成本的主要部分。本章全面剖析了设施内的热量平衡机制，并重点介绍了供暖、通风和遮阳系统的集成设计。详细论述了地源热泵、空气源热泵、余热回收锅炉等高效能源系统的选型和配置。针对不同气候区，提出了分时段、分区域的温度控制策略，并强调了能源监测与优化算法的应用。 第八章：光照调控与人工补光技术 光照是设施农业的生命线。本章系统讲解了自然光与人工光照的互补技术。深入分析了LED、高压钠灯等不同光源的光谱特性、光量子效率（PPFD）与作物需求的关系。阐述了日长控制、光周期调控和光强动态调整的技术路径，并提供了基于作物生长模型的智能补光决策系统设计方案。 第九章：水肥一体化与营养液精准供应 本章聚焦于高效用水和精准营养管理。详细介绍了滴灌、微喷灌、渗滤灌等灌溉技术的适用性。重点阐述了基于传感器反馈的营养液配方实时调整技术（如EC/pH在线监测与自动调节），以及不同栽培模式（水培、岩棉栽培、椰糠栽培）下的水肥管理参数设置。讨论了废水回用和无土栽培系统的营养液循环净化技术。 第十章：环境监测与智能控制平台 现代设施的核心竞争力在于其自动化与智能化水平。本章详细介绍了分布式传感器网络（温湿度、CO2、光照、根区环境）的部署规范。系统讲解了可编程逻辑控制器（PLC）和分布式控制系统（DCS）在设施环境调控中的应用架构。强调了数据采集、存储、分析与决策反馈的闭环管理流程，并探讨了基于物联网（IoT）和云计算的远程诊断与优化平台构建方法。 第四部分：特定功能设施与可持续发展 第十一章：植物工厂（受控环境农业）设计要点 植物工厂作为设施农业的未来方向，本章单独进行深入剖析。重点讨论了垂直农业的结构优化、多层栽培系统的设计挑战，以及超高密度种植环境下的气流组织与病虫害防控策略。分析了不同作物在完全人工光照下的光照配方优化，并对植物工厂的经济可行性进行了初步评估。 第十二章：设施的节能减排与循环经济 本章关注设施农业的环境足迹。探讨了温室的保温性能提升技术，如双层覆盖、气幕保温和地热储备系统的应用。详细介绍了废弃物资源化利用，如栽培介质的消毒再生、有机废弃物的堆肥处理。同时，对设施运营中的碳排放核算与减排路径进行了分析，引导读者向零排放、高效率的目标迈进。 附录：相关标准、设计软件与经济性分析模型

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常巧妙，它仿佛是一部精心编排的交响乐，从宏大的背景铺陈到微观的技术细节，层层递进，引人入胜。我尤其被其中关于先进热化学转化技术的章节所吸引。不同于其他仅泛泛而谈的概述，这本书对气化炉的设计参数、流化床反应器的操作窗口以及焦油的深度净化技术做了极其细致的阐述。作者甚至引入了计算流体力学（CFD）模拟的结果，来解释特定操作条件下，颗粒在反应器内的停留时间和传热效率如何影响最终产物的选择性。对于那些需要在实验室或中试规模上进行优化设计的人来说，这些具体的参数范围和经验数据简直是“黄金”。我甚至根据书中的一个关于快速热解过程的温度梯度图，回头检查了我自己项目中的一个热回收环节的效率计算，发现了一个之前忽略的潜在热损失点。这种即时且可操作的反馈，极大地提升了阅读的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当我拿起这本书时，我原本预期会是一本枯燥的教科书，充斥着公式和晦涩的图表，但读完前几章，我的看法彻底改变了。作者的文笔极其富有感染力，他成功地将一个看似冷冰冰的技术主题，描绘成了一场波澜壮阔的能源革命。书中对生物质“从摇篮到坟墓”的整个生命周期评估（LCA）分析尤其精彩，它没有简单地歌颂生物质能源的“绿色”属性，而是非常坦诚地指出了其在土地利用竞争、水资源消耗以及运输物流成本等方面存在的潜在环境和社会经济影响。这种平衡且批判性的视角，让我对可再生能源的认知更加成熟和立体。尤其是在探讨生物质能源的区域化、分布式发展模式时，作者引用的多个国际案例分析，数据详实，背景介绍充分，让人很容易理解不同地理和政策环境下，技术如何因地制宜地发展。我感觉自己不只是在读书，而是在听一位经验丰富的能源战略家分享他的独到见解。

评分☆☆☆☆☆

从文献综述的角度来看，这本书的覆盖面之广，令人咋舌。它不仅梳理了近二十年的核心技术进展，更难得的是，它还能敏锐地捕捉到新兴的研究方向，并对这些方向的商业化潜力进行冷静的预判。我关注到书中有一个章节专门讨论了微生物电化学合成（MES）在将生物质衍生中间产物转化为高附加值化学品方面的应用潜力。这个领域目前还处于非常早期的阶段，但作者通过对不同菌株的代谢通路分析，清晰地描绘出了其未来突破的可能路径。这种对“未来已来”的技术的关注，使得这本书读起来完全没有过时的感觉，反而像是一份为未来十年能源科技发展指明方向的路线图。它激发了我的探索欲，让我忍不住去查找书中所提及的那些前沿实验室的最新论文，形成了非常良性的自我学习闭环。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是那种极其严谨但又不失人文关怀的学者笔调。它成功地架设了一座桥梁，连接了纯粹的硬核科学与宏观的社会可持续发展议题。在探讨生物炼制（Biorefinery）的概念时，作者没有简单地将其视为传统炼油厂的替代品，而是深入探讨了如何构建一个与地方农业、林业生态系统深度融合的、具有韧性的区域能源生态系统。书中对不同生物质原料（如农业残余物、藻类、城市有机废弃物）的供应链经济学分析尤为深刻，它揭示了在分散化原料收集和处理的背景下，建立一个高效、低成本的物流网络是多么关键。这部分内容迫使我跳出单纯的技术思维，开始从更广阔的系统论角度来审视能源问题的复杂性。这本书不仅传授了技术知识，更重要的是，它培养了一种负责任、系统化的能源创新思维模式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度着实令人惊叹，它像一把精密的钥匙，为我打开了传统能源领域一个全新的、充满希望的窗口。我特别欣赏作者在阐述复杂科学原理时所展现出的那种清晰的逻辑和条理分明的叙述方式。例如，书中对光合作用效率瓶颈的深入剖析，不仅仅停留在理论层面，更是结合了最新的分子生物学研究成果，解释了如何通过基因编辑技术来优化作物的光捕获和碳固定能力。读到这部分时，我仿佛置身于一个高标准的实验室，亲眼见证着科学家们如何一步步攻克那些曾经看似无解的难题。更难能可贵的是，作者并未忽略工程实施的挑战，对于不同生物质转化路径中的热力学限制、催化剂失活机制等技术难点，都进行了详实而严谨的论证，使得整本书读起来既有前沿的理论高度，又不失工程实践的落地性。对于任何想要在可再生能源领域深耕的专业人士来说，这本书无疑是一部不可或缺的案头工具书，它的价值远超其纸张本身的重量。