●第一章緒論1
第一節生物質能的概念與資源1
一、生物質能的概念1
二、光合作用與生物質能1
三、生物質的種類和資源3
第二節生物質能轉換技術定義及類型5
一、生物質能轉換技術定義5
二、生物質能轉換技術類型5
第二章生物質的直接燃燒技術8
第一節生物質的特性8
一、生物質的成分與化學特性8
二、生物質的物理特性11
第二節秸稈與薪柴13
一、秸稈與薪柴的性質13
二、秸稈與薪柴的資源量計算14
第三節生物質的燃燒機理與方式15
一、燃燒的基本類型15
二、生物質的燃燒過程15
三、燃燒要素16
四、影響燃燒速度的因素17
第三章沼氣發酵工藝及戶用沼氣技術19
第一節沼氣技術發展現狀19
第二節沼氣發酵的原理21
一、甲烷的性質21
二、沼氣發酵原理22
三、沼氣發酵原料24
第三節沼氣發酵的工藝條件24
一、嚴格的厭氧環境24
二、溫度25
三、pH值27
四、接種物28
五、發酵原料29
六、攪拌31
七、沼氣池的有機負荷32
八、壓力33
九、添加劑和抑制劑33
第四節沼氣發酵的工藝類型34
一、以發酵溫度劃分34
二、以進料方式劃分36
三、按發酵階段劃分38
四、按發酵級差劃分40
五、按發酵含量劃分41
六、以料液流動方式劃分42
第五節水壓式沼氣池的構造及工作原理43
一、水壓式沼氣池的構造43
二、水壓式沼氣池的工作原理45
第四章大中型沼氣工程47
第一節大中型沼氣工程的定義及發展現狀47
一、大中型沼氣工程定義47
二、大中型沼氣工程的分類47
三、大中型沼氣工程的發展現狀48
第二節大中型沼氣工程厭氧消化器48
一、分類依據49
二、厭氧消化器類別52
第三節厭氧消化工藝參數65
第四節沼氣工程的設計67
一、大中型沼氣工程設計內容與要求67
二、沼氣發酵消化器設計68
第五節沼氣工程的施工70
一、施工準備71
二、施工質量控制與安全要求71
三、施工驗收72
第六節沼氣的淨化和儲存73
一、沼氣脫水73
二、沼氣脫硫73
三、沼氣儲存77
四、輸氣繫統的設計77
第七節沼氣的輸配77
一、輸氣管道的設計77
二、室內管道的安裝81
三、室外沼氣管道的布置84
第八節大中型沼氣工程實例85
第五章燃料乙醇技術90
第一節燃料乙醇技術的發展概況90
一、燃料乙醇的定義和性質90
二、燃料乙醇技術發展現狀91
第二節燃料乙醇的生產原料94
一、生產燃料乙醇的澱粉類生物質原料94
二、生產燃料乙醇的糖類生物質原料95
三、生產燃料乙醇的木質纖維素類原料96
第三節乙醇發酵機理99
一、生物質原料乙醇生產過程99
二、酵母菌乙醇發酵的代謝途徑及副產物100
三、乙醇發酵過程105
四、乙醇生產過程常用的技術指標106
第四節乙醇發酵微生物107
一、乙醇發酵微生物的性能107
二、乙醇生產常用的酵母菌菌株107
三、能進行乙醇發酵的細菌110
四、乙醇發酵菌的選育及基因工程菌的構建112
第五節乙醇蒸餾脫水的原理及工藝流程114
一、乙醇蒸餾、脫水原理114
二、乙醇蒸餾脫水工藝流程116
第六節糖類原料乙醇發酵工藝與實例117
一、原料預處理工藝118
二、糖液的滅菌工藝119
三、糖類原料乙醇發酵工藝119
四、糖類原料乙醇發酵實例122
第七節澱粉類原料乙醇發酵工藝與實例126
一、澱粉類原料預處理127
二、乙醇酵母的擴增培養131
三、澱粉質原料乙醇發酵工藝類型134
第八節纖維素類原料水解工藝技術與實例135
一、纖維素類原料水解機理135
二、纖維素類生物質原料水解工藝技術136
三、玉米秸稈制燃料乙醇工藝案例140
四、木屑制取燃料乙醇工藝案例142
第六章生物質熱裂解機理及工藝148
第一節生物質熱裂解機理148
一、生物質熱裂解的概念148
二、生物質熱裂解反應機理148
第二節生物質熱裂解反應動力學研究152
一、概述152
二、生物質熱裂解反應動力學研究試驗153
第三節生物質熱裂解工藝類型及影響因素157
一、生物質熱裂解工藝類型157
二、影響生物質熱裂解過程及產物組成的因素157
三、生物質熱裂解液化技術的工藝流程160
四、生物質熱裂解液化技術研究及開發現狀161
五、生物質熱裂解液化反應器的類型163
第四節典型生物質熱裂解液化裝置164
一、旋轉錐反應器生物質閃速熱裂解液化裝置164
二、流化床反應器生物質閃速熱裂解液化裝置172
第五節生物油的特性175
一、生物油組成成分175
二、生物油的典型特性176
三、生物油的精制178
第六節生物油的應用179
一、概述179
二、生物油用於燃燒179
三、渦輪機發電180
四、生物油作為柴油機代用燃料181
五、生物油制取化學品182
六、生物油制取黏合劑182
七、農業廢棄物熱裂解循環利用制取緩釋肥183
八、不可冷凝氣體及木炭的應用183
第七章生物質快速熱裂解液化技術184
第一節生物質快速熱裂解揮發特性184
一、概述184
二、快速熱解動力學研究小型裝置的研究現狀及特點185
三、生物質熱解模型的研究概況189
四、采用改進的層流爐對生物質熱解揮發特性及反應動力學進行的研究192
第二節下降管熱裂解反應器中試裝置的組成與工作原理199
一、下降管熱裂解反應器中試裝置的組成200
二、下降管熱裂解反應器中試裝置的工作原理202
第三節下降管熱裂解反應器中試裝置的物質平衡分析203
一、物質轉化分析203
二、產物質量分布及計量204
三、能量平衡分析205
四、生物質熱解過程耗熱量205
五、同步熱分析儀的原理和DSC曲線的特性207
六、部分實驗結果207
第四節流化床反應器熱裂解中試裝置實例209
一、加熱繫統210
二、生物質顆粒喂料器210
三、反應器211
四、流動特性冷態實驗211
五、氬氣流量控制212
六、熱解實驗213
第八章生物質氣化技術214
第一節概述214
一、氣化技術概念214
二、氣化技術分類214
第二節生物質氣化原理221
一、氣化基本原理221
二、氣化反應動力學222
三、氣化反應平衡分析225
四、氣化主要影響因素227
第三節生物質氣化評價參數與設計計算228
一、生物質氣化評價參數228
二、氣化過程質量和能量衡算230
三、氣化爐設計計算231
第四節生物質氣化焦油的處理233
一、燃氣中焦油的特點及其危害233
二、傳統的焦油去除方法234
三、催化裂解去除焦油方法235
第五節生物質氣化技術的應用238
一、氣化氣體特性238
二、生物質氣化供熱240
三、生物質氣化集中供氣241
四、生物質氣化發電242
第九章生物質壓縮成型技術244
第一節概述244
第二節生物質致密成型原理246
一、生物質壓縮成型過程的顆粒特征246
二、生物質壓縮成型過程的黏結作用248
第三節生物質壓縮特性及影響因素249
一、秸稈的物理特性249
二、秸稈的壓縮特性250
三、壓縮過程的影響因素252
第四節生物質壓縮成型工藝及流程256
一、生物質壓縮成型工藝256
二、生物質壓縮成型生產流程258
第五節生物質壓縮成型設備262
一、螺杆擠壓式成型機262
二、活塞擠壓式成型機263
三、壓輥式成型機264
第六節生物質成型燃料的特性267
一、生物質成型燃料的物理特性267
二、生物質成型燃料的燃燒特性269
第十章生物質制氫技術271
第一節概述271
第二節生物質熱化學轉換法制氫274
一、生物質氣化制氫275
二、生物質熱裂解制氫276
第三節微生物法制氫278
一、厭氧發酵法制氫278
二、光合微生物法制氫282
三、厭氧細菌和光合細菌聯合產氫288
第十一章生物柴油技術291
第一節名詞解釋291
第二節生物柴油概述292
一、生物柴油發展歷史292
二、生物柴油研究和利用現狀293
三、生物柴油原料和生產工藝294
四、生物柴油的優缺點294
第三節生物柴油標準295
一、各國生物柴油標準295
二、生物柴油標準主要質量指標分析297
第四節生物柴油測試方法298
第五節生物柴油生產工藝301
一、酸/堿催化法301
二、超臨界法302
三、酶/細胞法302
第六節生物柴油案例303
第十二章生物質超臨界水處理制氫技術304
第一節生物質超臨界水處理制氫技術概述304
一、超臨界水體繫的特征304
二、生物質超臨界水處理制氫的反應裝置306
三、生物質超臨界水處理制氫技術的影響因素309
第二節生物質超臨界水處理制氫技術的反應過程314
第十三章能源生態模式與生物質能項目技術經濟評價319
第一節能源生態模式及其特點319
第二節技術經濟評價指標320
一、靜態投資回收期（PB）320
二、動態投資回收期320
三、成本效益分析320
第三節“豬、沼、果”南方能源生態模式321
一、模式構成及其作用321
二、經濟評價322
第四節四位一體北方能源生態模式324
一、模式構成、作用及特點324
二、經濟評價325
參考文獻328

《生物質能工程》根據編者長期的教學經驗和研究成果，結合世界上生物質能的研究發展前沿，繫統地闡述了生物質能轉換技術的原理、工藝、設備及其應用。本教材注重理論與實踐相結合，主要包括生物質能轉換技術定義及類型、生物質的直接燃燒技術、沼氣發酵工藝及戶用沼氣技術、大中型沼氣工程、燃料乙醇技術、生物質熱裂解機理及工藝、生物質快速熱裂解液化技術、生物質氣化技術、生物質壓縮成型技術、生物質制氫技術、生物柴油技術、生物質超臨界水處理制氫技術、能源生態模式與生物質能項目技術經濟評價等內容，以期能對我國生物質能源的教學、科研與開發產生有益的影響。本教材可作為新能源和可再生能源領域相關專業本科生和研究生的教材，並可供從事相關專業的高等院校師生、科研和工程技術人員參考。