第一章緒論
第一節生物質能的基本概念和意義
一、生物質能的定義
二、生物質能利用的主要方法
三、發展生物質能的意義
第二節生物質發電的主要形式
一、直接燃燒發電
二、混合燃燒發電
三、氣化發電
四、沼氣發電
五、垃圾發電
第三節生物質發電的發展現狀
一、國外生物質發電技術的發展現狀
二、我國生物質發電技術的發展
第四節生物質發電產業化策略與相關政策法規
一、生物質發電產業化策略
二、我國生物質發電產業化存在的問題及應對
參考文獻
第二章生物質原料
第一節生物質資源的分類和特性
一、樹木和采伐加工剩餘物
二、秸稈和農業剩餘物
三、城市垃圾
四、人畜糞便和有機廢水
第二節我國的生物質資源
一、我國生物質資源總量和分布情況
二、用於能源的生物質資源可獲得性
三、秸稈的收集和運輸
第三節生物質原料預處理
一、發電工藝對生物質原料的一般要求
二、原料的水分變化和干燥
三、切割和粉碎工藝設備
四、生物質成型工藝和設備
五、生物質打捆工藝和設備
六、垃圾分選工藝及設備
七、垃圾衍生燃料
八、預處理過程的能源消耗和經濟性評價
參考文獻
第三章生物質燃料化學
第一節素分析
一、主要素分析成分
素分析基礎和換算
素測試方法和儀器
第二節燃料的工業分析
一、主要生物質燃料工業分析成分
二、工業分析方法
第三節生物質原料的生物化學組成
一、生物化學組成分析方法
二、主要生物質的生物化學組成
三、纖維素、半纖維素以及木質素的化學結構
四、纖維素、半纖維素以及木質素的轉化特性
第四節熱值
一、高位熱值和低位熱值
二、門捷列夫估算公式
三、熱值測試方法和儀器
四、主要生物質燃料的熱值
第五節灰特性
一、主要生物質原料的灰組成
二、灰熔點和測試方法
第六節生物質的燃料特性
一、生物質燃料的物理屬性
二、儲存和運輸性
三、生物質與其他燃料的特性比較
參考文獻
第四章生物質燃燒、燃燒設備和鍋爐
第一節生物質燃燒的基本特點
第二節燃燒過程的物質平衡和熱平衡
一、空氣量和煙氣量
二、煙氣分析與完全燃燒方程式
三、過量空氣繫數
四、空氣和煙氣焓的計算
五、鍋爐的熱平衡
第三節生物質燃燒裝置
一、生物質燃燒裝置的類型
二、生物質燃燒設備的基本要求
第四節生物質在層燃爐中的燃燒
一、層燃爐的工作特性及設計要點
二、燃燒設備的主要特性參數
三、鏈條爐
四、往復爐排爐
五、振動爐排爐
第五節生物質在流化床中的燃燒
一、流化床工作原理
二、顆粒在流化床中的運動規律
三、流化床中的燃燒過程
四、循環流化床與鼓泡流化床
五、氣固分離機構和回送裝置
六、生物質流化床燃燒設計
七、流化床鍋爐的啟動和運行
參考文獻
第五章生物質直燃發電廠繫統
第一節發電廠的流程與熱力循環
第二節直燃發電廠組成
一、燃料繫統
二、鍋爐繫統
三、汽輪機繫統
四、發電機
五、水繫統
六、煙風繫統
七、電氣繫統
八、環保繫統
第三節生物質燃燒污染物排放與灰渣處理
一、燃燒煙塵排放控制
二、硫氧化物、氮氧化物排放控制
三、灰渣處理與利用
第四節生物質燃燒中堿金屬造成的腐蝕結渣及防治
一、堿金屬引起的沉積
二、堿金屬引起的腐蝕
三、沉積和高溫腐蝕問題的可能解決途徑
四、堿金屬引發的床料聚團、燒結問題
五、流化床中聚團問題的解決方法
第五節生物質直燃發電廠工程應用
一、技術應用現狀
二、爐排鍋爐生物質直燃發電工程應用
三、流化床鍋爐生物質直燃發電工程實例
參考文獻
第六章生物質混合燃燒發電
第一節混合燃燒的概念和優勢
第二節混合燃燒的形式
一、直接混燃
二、間接混燃
三、並行混燃
第三節生物質混燃發電技術應用
一、直接混燃發電技術
二、間接混燃發電技術
三、並聯混燃發電技術
第四節混合燃燒對繫統運行和排放的影響
一、混合燃燒對鍋爐繫統運行的影響
二、混合燃燒對燃燒排放的影響
三、混合燃燒對灰渣利用的影響
參考文獻
第七章垃圾焚燒發電
第一節垃圾焚燒發電概述
一、垃圾焚燒發電基本工藝流程
二、垃圾焚燒發電技術與應用概況
第二節垃圾焚燒過程
一、垃圾焚燒基本過程
二、垃圾焚燒主要影響因素
三、垃圾焚燒的物質與能量轉化
第三節垃圾焚燒設備
一、機械爐排焚燒爐
二、流化床焚燒爐
三、回轉窯焚燒爐
四、焚燒爐形式比較
五、氣化熔融焚燒爐
第四節垃圾焚燒發電污染物防治和灰渣處理
一、垃圾焚燒煙氣污染物
二、垃圾焚燒煙氣淨化
三、垃圾焚燒灰渣來源及組成
四、垃圾焚燒灰渣處理及利用
五、垃圾焚燒發電廢水處理
第五節垃圾氣化發電工藝
一、垃圾氣化發電原理與流程
二、垃圾氣化工藝類型
第六節垃圾發電廠的建設和工程實例
一、垃圾焚燒發電廠總體規劃
二、垃圾焚燒發電廠設計要點
三、垃圾發電廠工程實例
參考文獻
第八章生物質氣化技術及設備
第一節生物質氣化原理和過程
一、生物質氣化基本原理和分類
二、生物質氣化主要過程及參數
三、生物質氣化工藝繫統
四、生物質氣化技術發展概況
第二節生物質熱解
一、熱解的主要化學反應和產物
二、生物質熱解反應機理
三、熱解反應動力學
四、影響熱解過程的主要因素
第三節生物質氧化還原反應
一、化學反應的物理化學基礎
二、碳與氧的反應
三、碳與水蒸氣的反應
四、生物質氧化還原反應過程
第四節生物質氣化過程計算基礎
一、生物質氣化燃氣的組成
二、氣化過程的物質平衡
三、氣化過程的能量平衡
四、氣化過程的化學平衡
第五節固定床氣化爐
一、上吸式氣化爐
二、下吸式氣化爐
三、固定床氣化爐的結構形式
四、固定床氣化爐的設計
第六節流化床氣化爐
一、生物質流態化特點
二、流化床氣化的反應條件和影響因素
三、鼓泡流化床氣化裝置的設計
四、循環流化床氣化裝置的設計
第七節焦油的產生和燃氣淨化
一、焦油的產生機制和危害
二、燃氣淨化
三、常用的淨化方法和設備
四、生物質燃氣淨化繫統的選型原則
第八節幾種新型的氣化裝置
一、兩步法氣化裝置
二、雙流化床氣化裝置
三、氣流床氣化裝置
參考文獻
第九章沼氣工藝
第一節沼氣發酵原理
一、沼氣的產生和性質
二、沼氣發酵的微生物學原理
三、沼氣發酵的基本條件
第二節沼氣發酵原料
一、原料有機物含量的計量
二、常見發酵原料產氣量估算
三、發酵原料產氣速率
第三節沼氣發酵工藝
一、沼氣發酵的影響因素及控制
二、沼氣發酵工藝類型及流程
三、厭氧消化器
四、其他發酵工藝
五、沼氣的淨化和儲存
六、沼氣工程的綜合利用
第四節沼氣工程的設計與施工
一、沼氣工程的設計
二、沼氣工程的施工
第五節大中型沼氣工程運行管理和維護
一、工程啟動
二、運行管理
參考文獻
第十章生物質氣體發動機
第一節生物質燃氣的性質
一、生物質燃氣的成分和熱值
二、生物質燃氣的主要燃燒特性
三、生物質燃氣與其他發動機代用燃料的比較
第二節氣體發動機的工作原理
一、發動機的基本構造
二、氣體發動機的工作過程
三、氣體發動機的循環
第三節發動機的性能指標
一、指示性能指標
二、有效性能指標
三、提高氣體發動機性能的途徑
第四節生物質氣體發動機的開發
一、燃料供給繫統
二、配氣機構
三、點火繫統
四、燃燒繫統
五、生物質燃氣對發動機性能的影響
第五節生物質氣體發動機的選型
一、生物質氣體發動機的國內外發展現狀
二、生物質氣體發動機的選型原則
三、生物質氣體發動機常見故障及排除
參考文獻
第十一章生物質氣化和沼氣發電繫統
第一節生物質氣化發電繫統
一、發電繫統工藝流程及分類
二、氣化發電繫統主要設備
三、氣化發電工程應用
四、氣化發電經濟性評價
五、生物質整體氣化聯合循環發電技術
第二節沼氣發電繫統
一、發電繫統流程
二、繫統主要設備
三、沼氣發電餘熱回收
四、沼氣發電經濟性
第三節垃圾填埋氣發電繫統
一、填埋氣的組成與性質
二、產氣量預測
三、發電繫統流程
四、填埋氣的收集
五、填埋氣處理繫統
參考文獻
第十二章生物質氫能發電技術
第一節生物質氫能發電概述
一、生物質氫能發電的優勢
二、生物質制氫發電繫統構成
第二節生物質制氫技術
一、生物質熱化學轉化制氫技術
二、生物轉化制氫技術
第三節燃料電池技術
一、燃料電池技術發展現狀
二、燃料電池對於氫源的要求
第四節生物質氫能發電繫統
一、生物質制氫與燃料電池的繫統集成
二、生物質氫能發電技術發展前景
參考文獻

能源與環境問題是當今普遍面臨的世界性課題，倡導低碳減排和可再生能源開發已經成為世界各國的共識。作為一種重要的可再生能源，生物質資源儲量大，種類繁多，其利用過程可實現二氧化碳零排放，並產生良好的社會和經濟效益，發展潛力巨大。我國十分重視生物質能源開發，《可再生能源法》和《中長期可再生能源發展規劃》等都對生物質能開發利用提出了明確要求，並采取多種措施鼓勵和促進生物質能技術和產業的發展。
   近年來，生物質發電產業在我國發展很快，各地建設了一大批利用農林業廢棄物作為燃料的生物質直燃發電廠，並帶動了相關產業的發展，促進了農民增收和帶動就業，產生了良好的綜合效益。沼氣發電工藝基本成熟，在大中型養殖場、廢水處理中得到了產業化應用。垃圾焚燒發電作為一種重要的城鎮生活垃圾減量化、無害化和資源化利用途徑發揮了重要作用。發展生物質發電產業，對於補充電力供應、保護生態環境以及實現低碳經濟都具有積極意義。
   《生物質發電產業化技術》一書內容涵蓋了農林廢棄物直燃發電、氣化發電、垃圾焚燒發電、沼氣發電等技術工藝，全面繫統地介紹了生物質原料特點、預處理、轉化技術及設備、過程排放以及工程應用等方面，特別是本書側重於產業化特色，在對工藝流程介紹的基礎上，著重從技術原理、工藝設計、設備設計與選型等方面進行表述，從而使本書在相關領域研究和工程技術開發方面具備較強的參考價值。本書的編寫者多為專業從事生物質能開發的一線科研和工程技術人員，具備該領域多年的研發和工程技術經驗，從而保證了內容的針對性和實用性。
   希望本書的出版發行，能夠對生物質能源開發領域的科研人員、工程技術人員、企業以及政府部門提供重要的基礎參考，並能為生物質發電領域的技術開發和產業發展提供有益的支持。
中國工程院院士宋湛謙
2011年4月