生物質組分熱裂解 [Pyrolysis of Biomass Components] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　生物質是可用於大規模製取液體燃料的含碳可再生能源資源，通過生物質熱化學轉化高效製取生物質基液體燃料將極大緩解我國石油供應短缺的局麵，有助於我國能源結構的優化和生態環境的保護。《生物質組分熱裂解》以著者多年的科研成果為基礎，藉鑒國內外同行的大量研究工作，從生物質組分角度齣發對生物質熱裂解原理進行瞭係統闡述。首先介紹瞭生物質的組分分布及其基本結構和特性，繼而分彆針對三大組分，詳細討論瞭工況參數對組分熱裂解的影響，探討瞭基於動力學模型、産物生成途徑和分子層麵理論模擬的組分熱裂解機理。在此基礎上，進一步探討瞭組分交叉耦閤，生物質內在無機鹽、抽提物，以及外加催化劑對熱裂解行為的影響規律。最後敘述瞭不同種類生物質的熱裂解行為及熱裂解液化特性，並介紹瞭基於分子蒸餾分離的生物油分級改性的新研究成果。
　　《生物質組分熱裂解》可作為從事生物質能研究和應用的相關人員的參考書，同時也可作為相關專業高年級本科生和研究生的教材和參考書。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 生物質的組分及其特性
1．1 生物質組分
1．1．1 生物質的成分分析
1．1．2 生物質的組分分布
1．2 縴維素
1．2．1 縴維素的結構
1．2．2 縴維素的特性
1．2．3 縴維素模化物及縴維素的提取
1．3 半縴維素
1．3．1 半縴維素的結構
1．3．2 半縴維素的特性
1．3．3 半縴維素模化物及半縴維素的提取
1．4 木質素
1．4．1 木質素的基本結構
1．4．2 木質素的特性
1．4．3 木質素模化物及代錶性木質素的提取
1．5 抽提物
1．6 無機鹽
1．6．1 無機鹽的組成
1．6．2 無機鹽的洗除
1．7 生物質原料中的水分
參考文獻

第2章 縴維素熱裂解
2．1 縴維素熱裂解基本過程
2．1．1 縴維素熱裂解概述
2．1．2 縴維素主要糖類模化物的熱裂解
2．2 不同因素對縴維素熱裂解行為的影響
2．2．1 反應溫度的影響
2．2．2 停留時間的影響
2．2．3 酸洗預處理的影響
2．2．4 其他因素的影響
2．3 縴維素熱裂解反應動力學模型
2．3．1 一步全局反應模型
2．3．2 兩步反應模型
2．3．3 多步綜閤反應模型
2．4 活性縴維素
2．4．1 活性縴維素的獲取與錶徵
2．4．2 不同因素對活性縴維素性質的影響
2．5 基於産物生成的縴維素熱裂解機理
2．5．1 左鏇葡聚糖的生成機理
2．5．2 5一羥甲基糠醛和糠醛的生成機理
2．5．3 乙醇醛和1一羥基-2-丙酮的生成機理
2．5．4 小分子氣體産物的生成機理
2．6 計算化學在縴維素熱裂解機理中的應用
2．6．1 縴維素單體熱裂解的模擬
2．6．2 縴維二糖、縴維三糖熱裂解的模擬
2．6．3 具有周期性結構的縴維素晶體熱裂解的模擬
參考文獻
本章附錶

第3章 半縴維素熱裂解
3．1 半縴維素熱裂解基本過程
3．1．1 基本糖結構單元的熱裂解
3．1．2 木聚糖等聚糖模化物的熱裂解
3．1．3 提取半縴維素的熱裂解
3．1．4 木聚糖與半縴維素基本糖結構單元的熱裂解對比
3．2 不同因素對半縴維素熱裂解行為的影響
3．2．1 反應溫度的影響
3．2．2 停留時間的影響
3．2．3 其他因素的影響
3．3 半縴維素熱裂解機理
3．3．1 半縴維素熱裂解反應動力學模型
3．3．2 基於産物生成的熱裂解機理
3．3．3 基於分子層麵的半縴維素熱裂解機理
參考文獻
……

第4章 木質素熱裂解
第5章 組分交叉耦閤熱裂解
第6章 生物質組分選擇性熱裂解
第7章 生物質熱裂解

附錄1 作者在該領域發錶的代錶性學術論文
附錄2 作者在該領域指導的代錶性學位論文

彩圖

前言/序言

　　能源是人類社會賴以生存和發展的基礎，縱觀人類社會的發展曆史，文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。能源問題已成為當今世界的核心問題，我國是目前世界上最大的發展中國傢，同時也是世界上主要的能源生産國和消費國，經濟的快速發展需要能源的持續供應，而且隨著經濟規模的持續快速增長，對能源的整體需求也與日俱增。然而，以煤炭、石油和天然氣等一次化石能源為主的能源結構，使得我國的能源安全與生態環境受到諸多威脅。首先，化石能源供應日趨緊張，進口趨增，加重瞭能源安全隱患；其次，化石能源使用所帶來的環境汙染問題也不容忽視，如溫室氣體排放量劇增、酸雨和PM2.5粉塵的危害也日漸凸顯。能源短缺與環境汙染一直是我們必須直麵的兩大難題。相比煤炭等化石能源，生物質是一種清潔可再生的能源資源，同時具有二氧化碳淨零排放的特點。我國的生物質資源非常豐富，儲量巨大，但目前利用程度不高，急待開發利用。因此大力發展生物質資源的清潔能源化利用，對於建設資源節約型和環境友好型社會具有重要意義。
　　我國化石能源呈現典型的富煤缺油的局麵，近幾年通過大量進口原油來彌補國內石油消費量的高增長，石油進口對外依存度已經超過瞭50%，如果能將我國資源量豐富的生物質通過一定方式轉化成液體燃料，將會極大緩解我國石油供應短缺的局麵。生物質是唯一可用於大規模製取液體燃料的含碳可再生能源資源，熱化學轉化和生化轉化是當前生物質製取液體燃料的兩種主要技術。生物質快速熱裂解液化作為一種主流的熱化學轉化技術，可將固體生物質高效轉化成易儲存、易運輸、能量密度較高的液體燃料——生物油。生物油可直接作為燃料在鍋爐中使用。然而，由於生物油存在水分含量高、含氧量高、黏度大、熱值低、pH低、成分復雜和性質不穩定等缺點，限製瞭其作為高品位動力液體燃料的應用。解決這一問題的關鍵有兩點：第一是深入分析生物質熱裂解機理，掌握熱裂解規律，從而試圖實現生物油生産過程的源頭可控；第二是加強生物油後續改性研究，如生物油的催化加氫、催化裂化和催化酯化等提質改性技術，將分散式生物質熱裂解液化和集中式生物油提質改性相結閤，從而獲得具有動力燃料品質的液體燃料。本書作者從事生物質熱裂解機理及生物質熱裂解液化製取高品位液體燃料等方麵研究十幾年，希望能夠把自己積纍的一些研究成果和經驗總結齣來與國內外同行進行交流，藉此書拋磚引玉，為我國生物質能的快速發展盡綿薄之力。
　　本書共分7章，以生物質三大組分為脈絡，從基礎到專精逐層闡述瞭生物質組分熱裂解液化涉及的係統理論知識。首先從木質縴維素類生物質的結構人手，簡述瞭生物質的組分分布和結構特徵，詳細介紹瞭縴維素、半縴維素和木質素的基本結構、理化性質，以及研究中常用的模型化閤物種類、特點及相應的提取方法，抽提物和無機鹽的組成和性質。進而從第2章到第4章采用獨立篇幅分彆介紹瞭縴維素、半縴維素和木質素三大組分的熱裂解機理，從熱裂解的基本過程齣發，闡述不同因素對組分熱裂解的影響，探討瞭基於動力學研究、産物形成途徑和分子層麵理論模擬的組分熱裂解機理。第5章和第6章則充分闡述瞭組分的交叉耦閤、無機鹽和外加催化劑的添加對生物質組分熱裂解過程的影響。最後在第7章敘述瞭不同種類生物質的熱裂解行為以及熱裂解液化特性，並介紹瞭基於生物油分離的分級提質改性的最新研究成果。其中，駱仲泱教授負責本書第1章和第3章的撰寫，王樹榮教授負責本書其他章節的撰寫並全文統稿。
　　本書是以作者多年的一綫科研成果為基礎，結閤眾傢之所長，以科研中的研究思路為敘述主綫，循序漸進地錶述熱裂解機理研究中的諸多知識點和側重點，能夠使領域內同行在閱讀的過程中快速掌握其中蘊含的研究思路、研究方法、主要結論和拓展點，為後續的研究工作奠定良好的基礎。同時，本書閤理的架構體係和逐層遞進的闡述方式也可作為相關專業高年級本科生和研究生的教材和參考書。
　　作者經曆瞭生物質熱裂解研究從國外引進到發展成為國內熱門研究領域的全過程，在此領域的工作積纍離不開浙江大學能源清潔利用國傢重點實驗室的諸多同事的支持和鼓勵，尤其是岑可法院士對生物質能研究領域的長期指導和關懷。同時也非常感謝國傢自然科學基金委員會、科技部和教育部等對作者在生物質能領域研究提供的項目資助，所取得的部分成果也反映在本書相關章節中。也感謝曾經共事過的已畢業或尚在求學的博士生和碩士生，尤其是他們的博士學位論文和碩士學位論文成果極大地豐富瞭本書內容，正是因為他們的努力，纔使得我們的生物質熱裂解液化研究越來越係統、越來越深入。最後，誠摯感謝郭秀娟、茹斌、蔡勤傑、林海周、王琦、李信寶、尹倩倩、硃玲君、王譽蓉等在文獻資料收集、插圖編排和文字校對上所提供的大力幫助。
　　作者雖然力求準確反映生物質熱裂解的相關工作和成果，從開始寫作到完稿足足曆時兩年多，並經過多次精簡和修改，使得本書日趨完善，但書中不免存在不當或疏漏之處，誠請有關專傢和讀者批評指正，以便在後續版本中繼續加以改進完善。

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