生物质能利用技术

1生物质资源

1.1生物质和生物质资源1

1.1.1生物质1

1.1.2生物质资源1

1.2生物质能的利用3

参考文献3

2生物质能的特点

2.1生物质原料的特点4

2.1.1生物质原料的特点简介4

2.1.2生物质的组成5

2.2生物质能转化的规模8

2.2.1直接燃烧发电8

2.2.2秸秆热解和气化9

2.3生物质能利用的评价9

2.3.1经济评价10

2.3.2社会效益12

参考文献13

3流态化基础知识

3.1流态化现象14

3.1.1流态化现象14

3.1.2流化质量15

3.2流态化技术的优缺点16

3.2.1流化床技术的优点16

3.2.2流态化技术的缺点17

3.3气-固流化床的重要参数及部件17

3.3.1颗粒物料的性质18

3.3.2流化床床层的压降20

3.3.3临界流化速度和带出速度20

3.3.4膨胀比、起伏比和夹带分离高度25

3.3.5流化床的重要部件28

3.3.6颗粒流动控制机构32

3.4高速流态化33

3.4.1快速流化床的特点33

3.4.2压降、流化速度及循环量34

参考文献35

4热工基础知识

4.1热力学基础知识36

4.1.1热力系统36

4.1.2工质37

4.1.3热力过程37

4.1.4功和热量37

4.1.5比热容38

4.1.6工质的热力状态39

4.1.7蒸汽44

4.1.8火电厂的热力循环47

4.2传热学基础知识50

4.2.1导热50

4.2.2对流换热52

4.2.3辐射换热55

4.2.4传热58

参考文献59

5生物质燃烧发电厂

5.1生物质发电厂选址和厂区规划60

5.1.1厂址选择60

5.1.2厂区规划61

5.2燃料供应及给料系统65

5.2.1秸秆的供应65

5.2.2生活垃圾的供应65

5.2.3锅炉给料系统66

5.3生物质发电厂热力系统及辅助系统70

5.3.1发电厂热力系统70

5.3.2回热加热系统71

5.3.3热供应系统73

5.3.4给水系统74

5.3.5供水系统77

5.3.6锅炉通风系统78

5.3.7烟气净化系统79

5.3.8水处理系统84

5.4生物质锅炉设备85

5.4.1生物质的燃烧85

5.4.2锅炉的构成90

5.4.3锅炉的规范、产品型号和分类92

5.4.4锅炉的工艺系统93

5.4.5空气量和烟气量94

5.4.6锅炉效率97

5.4.7锅炉的通用部件97

5.4.8生物质锅炉的炉排100

5.4.9循环流化床垃圾焚烧锅炉102

5.5汽轮机设备103

5.5.1汽轮机设备的形式103

5.5.2汽轮机的构造108

5.5.3汽轮机组的辅助设备112

参考文献114

6生物质热化学加工工艺及设备

6.1生物质的热解和气化过程116

6.1.1生物质的热解116

6.1.2生物质气化过程118

6.1.3几个重要指标119

6.2生物质气化123

6.2.1固定床工艺124

6.2.2秸秆气化124

6.2.3固定床秸秆气化炉129

6.2.4固定床生活垃圾气化133

6.2.5流化床气化炉133

6.2.6生活垃圾流化床气化试验139

6.3循环流化床生物质热解139

6.3.1循环流化床热解系统139

6.3.2循环流化床工艺试验141

6.3.3循环流化床装置143

6.3.4辅助设备146

6.3.5燃气管道阻力154

6.4燃气净化系统155

6.4.1水洗塔156

6.4.2氧化铁法脱硫157

6.4.3电捕焦油器160

参考文献162

7生物厌氧发酵工艺及设备

7.1厌氧发酵工艺系统164

7.1.1连续进料工艺165

7.1.2不连续进料工艺166

7.2制气原料166

7.2.1制气原料166

7.2.2原料特性指标168

7.3沼气发酵原理及影响因素170

7.3.1厌氧消化过程的三个阶段170

7.3.2沼气发酵中微生物之间的关系171

7.3.3沼气发酵的影响因素172

7.4厌氧消化装置177

7.4.1原料预处理系统177

7.4.2原料预处理设备178

7.4.3厌氧消化器的重要参数及附属设备183

7.4.4厌氧消化器的工艺设计187

7.4.5常用的厌氧消化器190

7.5厌氧消化器的罐体结构201

7.5.1搪瓷钢板拼装制罐技术201

7.5.2双折边咬口制罐技术201

7.5.3混凝土建造技术203

7.5.4钢板焊接技术204

7.5.5不同罐体经济技术比较205

7.6沼气净化系统205

7.6.1气水分离器206

7.6.2脱硫器206

7.7厌氧沼气池206

7.7.1沼气池的类型206

7.7.2沼气池的主要设计参数206

7.7.3池容积及其结构207

7.7.4运行和管理209

参考文献211

8生活垃圾填埋气

8.1填埋气的生成及其组成212

8.1.1填埋气的生成212

8.1.2填埋气的组成213

8.2填埋气产量的估算213

8.2.1按质量平衡估算214

8.2.2按COD估算214

8.2.3按经验估算214

8.3影响填埋气生成的因素214

8.3.1垃圾的性质214

8.3.2垃圾的含水率214

8.3.3垃圾的碳/氮比215

8.3.4填埋层中的菌群215

8.3.5填埋层的环境215

8.3.6加快填埋气产生速率的方法215

8.4填埋气的收集216

8.4.1水平收集方式216

8.4.2竖井收集方式217

8.4.3抽气机(真空源)218

8.4.4冷凝液收集218

8.4.5填埋气净化219

8.5填埋气的利用219

8.5.1民用219

8.5.2工业用219

8.5.3内燃机发电219

8.5.4燃气轮机发电220

8.5.5不同利用方式的比较220

参考文献220

9燃气的储存与输送

9.1燃气的储存221

9.1.1低压储气罐222

9.1.2高压储气罐230

9.1.3小型干式储气柜233

9.2燃气输配系统234

9.2.1输配系统的分级234

9.2.2管道计算235

9.2.3燃气管道的材料和铺设236

9.2.4燃气的压送237

9.2.5常用设备241

参考文献249

附录

表1焊缝系数250

表2钢板厚度的负偏差值C2250

表3钢板力学性能和许用应力250

表4钢管力学性能和许用应力250

表5气罐防腐涂料参考表251

表6常用闸阀规格尺寸252

表7蝶阀规格尺寸（型号RD/GD71系列）252

表8阀门类型代号252

表9阀门驱动方式代号253

表10阀门连接方式代号253

表11闸阀结构形式代号253

表12密封圈或衬里代号253

表13燃气中水蒸气含量与温度的关系253

表14D1型旋风分离器结构尺寸及应用实例254

表15埃索公司B型旋风分离器结构尺寸示例256

表16SK系列水环真空泵及压缩机257

表17空气的热物理性能257

表18保温、建筑及其他材料的密度和热导率258

表19城镇燃气管道强度设计系数258

表20穿越铁路、公路和人员聚集场所的管道以及门站、储配站、调压站内管道的强度系数258

表21缩写字表258

表22全国部分垃圾焚烧发电厂基本状况259

表23全国部分秸秆发电厂基本状况260

表24焚烧炉大气污染物排放限值261

表25垃圾焚烧炉排放物检测结果261

附录图120.4t/h(4.1MPa，415℃)链篦式垃圾焚烧炉264

附录图275t/h(3.82MPa,415℃)循环流化床垃圾焚烧锅炉系统剖面图266

附录图3异型水冷旋风分离器示意图269

附录图4回转窑垃圾焚烧工艺系统269

　　本书主要介绍生物质能在发电和燃气方面的利用，在介绍现有可用技术的同时提出一些进一步的研究方向，期望能起到一个承上启下的作用，使从事生物质能宏观控制发展的人员以及从事生物质能产业的技术人员可从中得到一些收益，对生物质能的利用和发展有一定的促进。　　由于生物质能的利用涉及较多的是热工学知识和流态化技术，本书用了两章的篇幅分别介绍了它们的基础知识；其余分章介绍了生物质直接燃烧发电、生物质热加工制取燃气、生物质厌氧发酵制取沼气的工艺及设备、垃圾填埋气的生成及收集以及燃气的储存和输送。　　本书主要介绍生物质能在发电和燃气方面的利用。本书用了两章的篇幅分别介绍了热工学知识和流态化技术的基础知识，其余章节介绍了生物质直接燃烧发电、生物质热加工制取燃气、生物质厌氧发酵制取沼气的工艺及设备、垃圾填埋气的生成及收集以及燃气的储存和输送。本书所介绍的内容可满足对相关工程技术的了解和掌握工程技术关键的需要。　　本书适于从事生物质能工程的技术人员及科研人员参考，也可供高等院校相关专业本科生、研究生参考阅读。