本書面向生物質廢物資源的轉化技術及綜合利用,著重于各種技術的原理、特點、工藝和應用案例,并結合了作者的****開發(fā)成果,突出技術性、實踐性、系統(tǒng)性、全面性。主要內(nèi)容包括生物質廢物資源的現(xiàn)狀及特點、生物質廢物資源的利用技術(烯氣化利用技術、燃油化利用技術、發(fā)電供熱利用技術、燃料化利用技術、肥料化利用技術、建材化利用技術、高值化利用技術)、綜合利用中主要的二次污染物控制、技術的發(fā)展趨勢與應用挑戰(zhàn),旨在為廣大讀者系統(tǒng)介紹生物質廢物資源化綜合利用技術的發(fā)展現(xiàn)狀、技術進展和推廣應用等。全書引用文獻及時全面,緊跟生物質廢物利用技術尤其能源化利用技術前沿,引用了多個**工程范例,可參考性強。 本書可作為環(huán)保、能源、化工、土木等領域科研人員、生產(chǎn)技術人員以及政策管理人員的參考書,也可作為高等學校熱能工程、環(huán)境工程、環(huán)境科學、化學工程、生物化工和資源利用等專業(yè)教師、研究生和本科生的教學用書。
生物質廢物綜合利用已成為緩解資源短缺與減少污染物排放的重要途徑，也是實施節(jié)能減排的重要措施�！秶窠�(jīng)濟與社會發(fā)展的第十二個五年規(guī)劃綱要》中指出將大力發(fā)展有機生物質廢棄物能源化利用技術。科技部、國家發(fā)展改革委等7部門聯(lián)合印發(fā)的《廢物資源化科技工程“十二五”專項規(guī)劃》（簡稱《專項規(guī)劃》）中也明確了有機生物質資源化利用為發(fā)展重點。同時《專項規(guī)劃》中亦明確了“十二五”期間生物質廢物資源化利用領域的發(fā)展方向和趨勢。在工業(yè)生物質廢物資源化利用技術方面，加快集中式工業(yè)生物質廢物燃氣利用技術開發(fā)，發(fā)展標準化、系列化和成套化裝備，已成為提高工業(yè)生物質廢物綜合利用率、發(fā)展生物質能源的重點任務；在城市生活垃圾資源化利用技術方方面，加速研究混合垃圾分選技術、生活垃圾濕式和干法厭氧消化技術、沼氣提純和高值利用技術等，亟需研制符合我國實際情況的標準化、系列化、智能化的城市生活垃圾處理與能源化裝備及安全控制系統(tǒng)；在污泥處置與資源化利用技術方面，亟需突破污泥低成本干化預處理、多產(chǎn)業(yè)協(xié)同處理、二次污染控制等技術與設備，強化技術集成，建立完整的污泥處置與能源化技術創(chuàng)新鏈。 本書在介紹生物質能源的產(chǎn)生、收集和開發(fā)利用研究的基礎上，結合當今世界生物質能領域的研究發(fā)展現(xiàn)狀和熱點話題，概述了生物質、生物質能源及生物質能轉化利用技術。主要內(nèi)容包括生物質的產(chǎn)生、收集及加工技術,生物質能與環(huán)境,生物質好氧堆肥和蚯蚓生物堆肥技術,生物質厭氧沼氣技術,生物質乙醇和柴油制取技術,生物質直燃技術,生物質爐灶技術,生物質氣化技術,生物質熱解技術,生物質發(fā)電技術等，旨在為廣大讀者系統(tǒng)地介紹生物質能源轉化技術的研究現(xiàn)狀、技術進展和推廣應用等。全書引用文獻全面，緊跟生物質能技術發(fā)展前沿，引用了多個**工程范例，可參考性強。 本書可作為能源工程、能源環(huán)保等領域科研人員、生產(chǎn)技術人員的參考書，也可作為高等院校熱能工程、生物化工、能源工程、環(huán)境工程和資源利用等專業(yè)教師、研究生和本科生的教學用書。
陳冠益，天津大學環(huán)境學院，院長、教授，陳冠益教授在生物質資源開發(fā)利用方面在國內(nèi)外具有學術影響力。自2003年回國后承擔多項國家科技支撐、973、863、國家自然科學基金重點項目；排名**獲得天津市科技進步一等獎、天津市環(huán)境保護科學技術獎一等獎；2012年獲得國務院政府特殊津貼；2011 年入選天津市131 創(chuàng)新型人才工程**層次；獲科技部支持，作為秘書長牽頭組建固體廢物產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟；發(fā)表論文累計87 篇，其中SCI 收錄29 篇，EI 收錄36 篇，SCI 他引675篇次（單篇他引**106 次），獲國家發(fā)明專利5 項。近五年組織或參與組織國際會議5 次，在國際會議/研討會做邀請和大會報告25 次，被國家自然科學基金委員會邀請資助參加中泰、中丹、中芬、中日可再生能源研討會并作生物質能方面的特邀報告；主講《大氣污染控制》課程2010 年獲批國家精品課程，2012 年獲批天津市精品資源開放課程；指導本科生獲得挑戰(zhàn)杯全國大學生科技競賽天津市一等獎和創(chuàng)業(yè)競賽金獎。
第1章緒論/ 1
1.1生物質廢物資源的現(xiàn)狀與特點 1
1.1.1生物質廢物的定義 1
1.1.2生物質資源量 4
1.1.3生物質資源的特點 5
1.1.4國內(nèi)外生物質廢物資源化利用比較 9
1.1.5存在的問題 10
1.2利用技術概述分析 11
1.2.1燃燒 11
1.2.2熱解 13
1.2.3氣化 15
1.2.4液化 20
1.2.5成型燃料 21
1.2.6生物發(fā)酵 23
1.3污染特征分析 25
1.3.1大氣污染 25
1.3.2地下水污染 26
1.3.3土壤污染 27
參考文獻 30
第2章燃氣化利用技術/ 31
2.1氣化制備生物燃氣技術 31
2.1.1生物質氣化原理 31
2.1.2氣化爐常見爐型、性能、特點及主要參數(shù) 35
2.1.3生物燃氣的凈化 44
2.1.4氣化技術的應用 46
2.2生物沼氣制備與利用 48
2.2.1厭氧消化原理及工藝 48
2.2.2厭氧消化技術的工程應用 57
2.3生物合成氣制備與利用 61
2.3.1國內(nèi)外研究進展 61
2.3.2生物質氣化制取合成氣的模擬 65
2.3.3模擬技術舉例分析 70
2.4生物氫氣制備與利用 82
2.4.1生物制氫機制 84
2.4.2生物制氫的微生物及其關鍵酶 93
2.4.3生物制氫工藝及利用 99
2.4.4生物制氫存在的問題 109
2.4.5生物制氫發(fā)展方向 111
參考文獻 112
第3章燃油化利用技術/ 117
3.1燃料乙醇 117
3.1.1乙醇的物理性質 118
3.1.2燃料乙醇原料 119
3.1.3燃料乙醇工藝 121
3.1.4燃料乙醇示范工程與應用 134
3.1.5燃料乙醇產(chǎn)業(yè)化進程 140
3.2木質纖維素水解發(fā)酵制備丁醇 146
3.2.1丁醇的物理、化學性質與用途 146
3.2.2丁醇制備的基本方法 148
3.2.3丁醇制備的基本原理 148
3.2.4丁醇制備的示范工程及應用 153
3.3生物質燃油制備與利用 156
3.3.1生物質熱解方法 156
3.3.2生物質快速熱裂解液化機制與工藝特點 158
3.3.3快速熱解反應器 159
3.3.4熱解的影響因素 162
3.3.5生物油組分與特性 164
3.3.6生物油精制 167
3.3.7生物油示范工程與應用 174
3.4生物柴油制備與利用 177
3.4.1生物柴油的特點 178
3.4.2生物柴油采用的原料 178
3.4.3生物柴油的生產(chǎn)方法 179
3.4.4生物柴油的發(fā)展現(xiàn)狀 180
3.4.5生物柴油的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 182
3.5生物汽油和航空生物燃油的制備與利用 188
3.5.1生物汽油 188
3.5.2生物航油 190
3.5.3生物燃料在民航應用案例 194
參考文獻 195
第4章發(fā)電供熱利用技術/ 201
4.1發(fā)電利用 201
4.1.1生物質發(fā)電技術概況 201
4.1.2生物質直接燃燒發(fā)電技術 202
4.1.3生物質氣化發(fā)電 206
4.2供熱利用 217
4.2.1生物質供熱利用簡介及特點 217
4.2.2生物質供熱按熱源原料分類 218
4.2.3生物質供熱實例 224
4.2.4生物質供熱在農(nóng)村可行性研究 227
4.3生物質混合發(fā)電利用 231
4.3.1生物質混合燃燒的概念和優(yōu)勢 231
4.3.2生物質混合燃燒技術 233
4.3.3生物質混合燃燒發(fā)電工程實例 244
4.3.4混合燃燒對系統(tǒng)運行和排放的影響 250
4.3.5生物質和煤混燃的經(jīng)濟性評價 254
參考文獻 254
第5章燃料化利用技術/ 257
5.1成型燃料國內(nèi)外發(fā)展歷程 259
5.1.1國際生物質成型燃料的發(fā)展歷程 259
5.1.2啟示 261
5.1.3中國生物質燃料的發(fā)展歷程和問題 262
5.2生物質成型燃料制備與利用 263
5.2.1生物質成型燃料的制備技術與工藝 263
5.2.2生物質成型燃料的成型機制與影響因素 286
5.2.3生物質成型燃料的利用 293
5.2.4生物質成型燃料利用過程中存在的問題 293
5.3垃圾衍生燃料制備與利用 309
5.3.1我國城市垃圾的基本特征 310
5.3.2垃圾的處理方法 310
5.3.3垃圾衍生燃料簡介 312
5.3.4垃圾衍生燃料的特性 313
5.3.5垃圾衍生燃料的制備技術與工藝 314
5.3.6垃圾衍生燃料的利用 316
5.3.7存在的問題 318
5.4污泥衍生燃料制備與利用 325
5.4.1污泥的特性及分類 325
5.4.2污泥衍生燃料的制備、方法與工藝 330
5.4.3污泥衍生燃料的制備的影響因素 336
5.4.4污泥衍生燃料的利用 341
參考文獻 345
第6章肥料化利用技術/ 346
6.1堆肥工藝 347
6.1.1堆肥工藝 347
6.1.2堆肥工藝參數(shù)條件與控制 348
6.1.3堆肥腐熟度指標 350
6.2堆肥設備 356
6.2.1前處理設備 357
6.2.2后處理設備 361
6.2.3其他輔助設備 368
6.3有機肥料施用及再加工 371
6.3.1加工、施用有機肥料的重要意義 371
6.3.2農(nóng)田有機肥料的施用方法 374
6.3.3有機肥料的科學施用 375
6.3.4有機肥料施用的誤區(qū) 378
6.3.5有機肥料的再加工 379
參考文獻 382
第7章建材化利用技術/ 383
7.1路基材料制備與利用 383
7.1.1水泥混凝土和瀝青混凝土的骨料 384
7.1.2燒結爐渣利用技術 385
7.1.3焚燒灰渣的土木工程應用 385
7.1.4研究進展 385
7.2磚體材料制備與利用 386
7.2.1干化污泥及污泥直接制磚 386
7.2.2污泥焚燒灰-黏土混合磚制備 387
7.2.3污泥焚燒灰制磚 387
7.2.4污泥與粉煤灰混合制磚 388
7.2.5垃圾焚燒灰制磚 389
7.3墻體材料制備與利用 389
7.3.1焚燒灰渣制墻體材料 389
7.3.2污泥制墻體材料 390
7.4污泥制生態(tài)水泥 390
7.5污泥制輕質陶粒 392
參考文獻 393
第8章高值化利用技術/ 395
8.1高附加值基礎化學品 395
8.1.1基礎化學品的篩選 395
8.1.2基礎化學品的合成與轉化 400
8.2生物塑料合成與應用 412
8.2.1纖維素基塑料 412
8.2.2木質素基塑料 418
8.2.3聚乳酸 421
8.2.4聚丁二酸丁二醇酯 429
8.2.5聚羥基脂肪酸酯 433
8.2.6聚對苯二甲酸丙二醇酯 439
8.2.7其他生物塑料 443
8.3生物基碳材料 450
8.3.1活性炭材料 450
8.3.2新型碳材料 457
8.4其他產(chǎn)品 460
8.4.1生物基涂料 460
8.4.2生物染料 461
8.4.3生物基潤滑油 462
8.4.4生物油墨 464
8.4.5生物基吸附劑 465
參考文獻 466
第9章生物質廢物資源綜合利用中的污染物控制/ 469
9.1污染物監(jiān)測分析 469
9.1.1固體廢物樣品的采集和制備 469
9.1.2危險特性的監(jiān)測 473
9.1.3其他監(jiān)測項目 476
9.2污染物控制方法與技術 479
9.2.1沼渣的處理與控制技術 479
9.2.2液體污染物處理與控制技術 479
9.2.3氣體污染物處理與控制技術 483
9.3敏感性二次污染物控制 486
9.3.1二英的控制 486
9.3.2焦油的控制 492
9.3.3垃圾滲濾液的控制 495
9.3.4重金屬的控制 500
參考文獻 502
第10章管理政策與公眾參與/ 504
10.1管理制度 504
10.1.1廢物管理制度 504
10.1.2生物質能管理制度 511
10.2政策法規(guī) 514
10.2.1固體廢物政策法規(guī) 514
10.2.2生物質能政策法規(guī) 520
10.3公眾參與 528
10.3.1公眾參與的概念與內(nèi)涵 528
10.3.2公眾參與對生物質廢物利用制度建立的價值 528
參考文獻 529
第11章技術發(fā)展趨勢與應用挑戰(zhàn)/ 531
11.1發(fā)展趨勢 531
11.1.1發(fā)展背景 531
11.1.2國內(nèi)外發(fā)展趨勢 533
11.2應用挑戰(zhàn) 534
11.2.1技術研發(fā) 534
11.2.2工程設施 535
11.2.3政策法規(guī) 536
11.3展望與未來 537
參考文獻 538
符號表/ 540
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