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內容簡介

　　《生命科學前沿及應用生物技術：生物質成型燃料技術與工程化》係統介紹生物質資源及其特性，成型燃料的形成機理，不同生物質成型設備的結構、工作原理、設計和製造，生物質成型燃料燃燒特性及燃燒設備設計的基本原理，國內外生物質成型燃料的相關標準以及技術經濟評價方法，闡述生物質成型設備和燃爐燃燒運行過程中的主要問題和解決途徑，提齣我國生物質成型燃料科技發展的戰略及對策。
　　《生命科學前沿及應用生物技術：生物質成型燃料技術與工程化》旨在為從事生物能源技術與工程人員提供作者20多年研究的理論與實踐，促進生物能源領域的進步和創新。
　　《生命科學前沿及應用生物技術：生物質成型燃料技術與工程化》適用於生物能源、農業工程、能源工程等領域的管理人員、科研及工程技術人員，也可作為高等院校相關專業教師及研究生的教學或參考用書。

內頁插圖

目錄

序
序二
序三
前言

第1章 緒論
1．1 生物質成型燃料概述
1．2 國際生物質成型燃料發展曆程及啓示
1．2．1 發展曆程
1．2．2 幾點啓示
1．3 中國生物質成型燃料發展曆程和問題
1．3．1 發展曆程
1．3．2 存在的問題
1．4 中國生物質成型燃料技術路綫的選擇
1．4．1 選擇原則
1．4．2 國內外現有技術的比較
1．4．3 中國技術路綫的確定
1．5 生物質成型燃料發展前景

第2章 生物質資源特性
2．1 植物有機體的生成
2．1．1 作物秸稈有機體的組成和結構
2．1．2 木質素、縴維素、半縴維素的組成、結構和生物學特性
2．1．3 植物有機體生成的生物學過程及主要成分閤成途徑
2．2 生物質物化特性
2．2．1 物理特性
2．2．2 物化特性
2．2．3 熱解特性
2．2．4 燃燒特性

第3章 生物質資源
3．1 生物質資源評價指標
3．1．1 生物質資源評價通用指標
3．1．2 秸稈資源評價專用指標
3．1．3 林木生物質資源評價專用指標
3．1．4 城市有機垃圾資源評價專用指標
3．2 生物質資源的計算方法
3．2．1 秸稈資源計算方法
3．2．2 林木資源量的計算方法
3．3 我國生物質能源資源
3．3．1 農業生物質能源資源
3．3．2 林業生物質能源資源
3．3．3 城市生活垃圾資源
3．3．4 “熟料”生物質資源
3．4 能源植物
3．4．1 柳枝稷
3．4．2 芒草
3．4．3 沙柳
3．4．4 互花米草
3．4．5 皇竹草

第4章 秸稈收集、儲存與粉碎
4．1 秸稈機械化收獲
4．1．1 秸稈機械化收獲的目的與用途
4．1．2 國內外秸稈收獲機械的發展
4．1．3 秸稈機械化收獲方法與收獲機械的分類
4．1．4 秸稈打捆機
4．1．5 秸稈收獲機
4．2 秸稈儲存
4．2．1 秸稈濕儲存理論基礎
4．2．2 秸稈濕儲存的操作技術
4．2．3 試驗案例
4．2．4 秸稈濕儲存工藝的製定
4．3 秸稈粉碎設備及其選擇
4．3．1 粉碎原理與粉碎設備的分類
4．3．2 秸稈切碎機
4．3．3 秸稈揉搓粉碎機
4．3．4 秸稈顆粒粉碎機
4．3．5 生物質秸稈粉碎設備的選擇原則

第5章 生物質成型燃料成型機理與影響條件
5．1 生物質成型燃料的成型機理
5．1．1 生物質成型需要的基本條件
5．1．2 生物質成型燃料的成型過程
5．1．3 生物質成型燃料生産技術路綫和工藝
5．2 生物質成型燃料成型過程受力分析
……

第6章 生物質成型技術與裝備
第7章 生物質成型燃料燃燒特性及設備
第8章 生物質成型燃料評價及標準
第9章 生物質成型燃料科技發展戰略研究
附錄

前言/序言

　　我與農村能源的結緣，源於一次外齣學習培訓。1978年，我的老師，河南農學院農機係主任段鐵城教授推薦我參加瞭東北農業大學舉辦的中美新能源講習班，這是我第一次參加國際新能源技術研討會，會上討論的新能源技術讓我耳目一新，引起我濃厚的興趣，迴學校後當年我就爭取到一個新能源項目。追憶往事，這大概就是我一生走嚮農村可再生能源研究領域的開端吧。
　　1980年又一契機，我到河北、河南、安徽、湖北農民傢裏進行用能狀況調查，當時農民“夏無三炊薪，鼕無禦寒柴；每天兩頓飯，戶戶度日艱”的情景深深觸動瞭參與考察的每一個人的心。新中國成立30年瞭，農民如此的生活狀態使我感到揪心，當時內心激起瞭一種強烈的社會責任感，本能地産生瞭辦教育、搞科技的決心，要努力培養熱愛農村能源、瞭解農民的大學生，並通過研究給農民輸送一些實用的技術，讓買不起煤的農民，用身邊的柴草也能解決自己的生活燃料問題。現在想來，這份簡單樸素的情感，就成瞭我一生事業追求的動力、研究的起點，農村能源問題幾乎成瞭我一生研究工作的全部。
　　隨後，為瞭使農村的秸稈資源更好服務於農民，我訪問瞭歐洲幾個國傢，參觀瞭不少農民傢庭和農場，當我看到秸稈成型燃料在這些國傢的農場主、教授傢裏供熱取暖的情景時，真是感慨萬分、心潮澎湃，這麼先進的國傢，都如此利用秸稈，我們中國為啥不能呢？這些農場主傢裏大都用生物質棒塊燃料或顆粒燃料燒壁爐，不用花錢買煤，鼕天同樣很暖和，國傢還給生物質燃爐補貼優惠，我似乎找到瞭在中國發展農村生物能源的法寶，倍感興奮。因此，在參觀的過程中就籌劃好瞭在中國發展這項技術的建議書，迴國十天之內就把建議書撰寫好，呈交給國傢幾個相關的部門，但或許是我操之過急瞭，也許在那時候秸稈的事情太小瞭，建議書如石沉大海沒有引起任何反應。
　　值得欣喜的是1981年教育部同意瞭我們的申請，試辦農村能源本科高等教育，我國第一個農村能源專業試點班在河南農業大學招生瞭，這成瞭我們追求農村能源事業的大平颱，給瞭我們聯係社會、爭取支持的綠色通道，更重要的是鼓舞瞭我們工作的信心。是年鼕我與我的同事、學生一起自籌資金啓動瞭生物質成型機的研究項目，那時我們自建瞭一個太陽能棚作研究室，以15馬力柴油機的機體和麯柄連杆機為成型機主體，製成瞭一颱直徑30mm的活塞撞擊型生物質成型機，這就是我國研究的第一代棒形秸稈成型機的雛形。現在就職於亞洲開發銀行農村共有能源夥伴關係秘書處的能源專傢夏祖章教授就是第一個參加這個研究項目的二年級學生，作為我國首屆農村能源畢業大學生的一員，他至今堅持在亞洲國傢農村做能源項目研究，應該緣於當年這個專業對他的教育和培養。30年來，像他一樣在農村能源領域工作的學生還有一大批，這是令我感到最欣慰的事。
　　我最不能忘記的是在成型燃料設備機理試驗進入關鍵時刻的時候，也是我研究處在最睏難的時候，我校煙草專傢劉國順教授藉給瞭我5000元經費，這珍貴的研究經費就成瞭我一生從事這壯麗事業的助推器，從此我義無反顧地正式啓動瞭以作物秸稈為主要原料的成型燃料係統研究工作。在接下來的工作過程中，隨著生物質燃料成型技術係統研究的深入開展，原國傢經濟貿易委員會新能源處首先支持瞭這項研究工作，國傢財政部、科學技術部，河南省財政廳、科學技術廳等都對這項研究給予瞭大力的支持，期間一些企業也陸續支持瞭生物質成型設備的研製。
　　我一直堅持産學研結閤道路，我們的生物質成型燃料技術團隊在科學探索、技術集成與創新、推廣應用的每個階段都取得瞭有實用價值的成果：“生物質成型機理與成型設備研究”，“生物質燃燒特性與燃燒設備研究”，“生物質成型燃料技術與工程化”，在生物質成型燃料工程化實驗過程中“三項核心技術研究”，“新材料、新工藝在秸稈類成型機上的集成創新”，“中國農林生物質成型燃料規模和模式研究”，“中國成型燃料標準體係研究”，“中國成型燃料發展技術路綫選擇”等，這些係統研究過程也是核心技術的突破過程。縱觀國內外共同關注的幾個瓶頸性問題的解決都在這一過程中取得瞭新的進展，而且具有中國的知識産權和特徵。利用農作物秸稈原料生産成型燃料是中國特色，國外80%以上的成型燃料采用非秸稈原料。因此，與木屑類原料相比，秸稈的物化特性決定瞭生物質成型設備關鍵部件會快速磨損，這是製約秸稈成型燃料發展的重要因素之一，也是國際研究同行高度重視的難題。為瞭解決成型設備關鍵部件的快速磨損問題，我們將其作為工程化瓶頸技術進行瞭研究，並取得較好的效果。一是采用新技術，不再采用原本生産飼料的環模顆粒型成型設備，選擇適閤國情的組閤式塊（棒）狀、環（平）模磨成型設備，並進行重新設計和優化，使其符閤秸稈成型的需求；二是采用新工藝，通過對成型過程進行動力學分析，調整電機轉數和速率、優化設計模塊結構和尺寸，確定最佳正壓力參數，從而達到有效節約能源，提高生産率的效果；三是采用新材料，研究新型耐磨材料替代高硬質閤金，簡化設備加工過程，延長維修周期。
　　迴首30多年來的研究曆程，我深刻地體會到影響生物質成型燃料産業發展的因素不全是技術問題，還有在實驗室想不到的各種“麻煩”，以及傳統化石能源的價格指數的影響，簡單地歸納為以下三個方麵。
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