**章生物质资源(1) **节前言(1) 第二节生物质能源应用现状和前景(1) 一、生物质能源应用现状(1) 二、先进生物燃料生产现状和发展前景(2) 第三节生物质资源评述(3) 一、说明(3) 二、世界生物质资源数据汇总(4) 三、专用生物能源作物(6) 四、农业/林业废料可供应量(10) 五、生物质资源的可持续性(12) 六、中国的生物质能资源(18) 七、美国的生物质能资源(21) 第四节不同情景预测的生物质原料需用量(26) 一、iea预测2050年一次能源和生物能需用量及ghg减排效应(27) 二、weo-2009预测的生物燃料需用量(27) 三、etp-2008(能源技术展望-2008)的预测结果(29) 四、weo-2012预测的生物燃料用量和生物能发电量(30) 五、生物质资源的几点结论(31) 第五节能源资源和ghg减排问题(32) 一、工业化推动了煤炭、石油的消费(32) 二、能源资源(34) 三、能源消费和ghg减排(36) 四、气候变化和ghg排放(41) 第六节生物质的性质(44) 一、纤维素生物质的分析数据(45) 二、纤维素生物质中的有机化合物组分(47) 三、纤维素生物质的性质和化学组成与化石燃料区别(50)第二章生物质资源供应链(53) **节生物质原料供应链(53) 一、生物质原料种类(53) 二、生物质原料供应链组成(54) 三、生物质原料供应链技术(55) 四、生物质原料供应链模式(59) 五、生物质原料供应链研究和开发(61) 第二节生物质原料收集经济评价(61) 第三节生物质原料贸易(65) 一、生物质资源商品交易(65) 二、生物质资源交易的影响(66) 第四节生物质原料供应链展望(67) 一、获取更多的生物质资源(67) 二、优化生物质供应链(67) 三、建立生物质燃料标准(68) 四、政府政策扶持(68)第三章生物质气化生产合成气(70) **节概述(70) 第二节生物质气化生产合成气工艺技术(72) 一、生物质气化原料的预处理(72) 二、生物质气化(74) 三、生物质合成气的净化(75) 四、生物质合成气的转化和调制(77) 第三节生物质气化炉型特点(78) 一、生物质气化炉的选择标准(78) 二、生物质气化可用的炉型(81) 第四节生物质和煤共同气化(90) 一、概述(90) 二、生物质和煤共同气化的特点(90) 三、生物质和煤共同气化的实例(92) 第五节生物质气化生产合成气技术经济(92) 一、概述(92) 二、单位产气指标(93) 三、制造合成气过程若干重要技术指标(94) 四、投资指标(96) 五、成本和产品出厂售价指标(101) 第六节生物质合成气制氢(104) 一、概述(104) 二、生物质合成气制氢的工艺(105) 三、生物质合成气制氢的经济性(106)第四章合成气制合成油(113) **节历史回顾(113) 第二节工艺过程和产品(114) 一、费托合成产品分布规律(114) 二、合成气制合成油的工艺过程(115) 三、合成油加工的产品方案(117) 四、生物质制取合成油的路线(118) 第三节催化剂(122) 一、概述(122) 二、催化剂的开发方向(122) 三、铁催化剂和钴催化剂的比较(123) 第四节反应器(124) 一、概述(124) 二、反应器的研究开发(125) 三、反应器型式的比较(126) 四、微通道新型反应器设想(128) 第五节合成油品加工(130) 一、生产常规油品(131) 二、生产高档润滑油品和精细化工产品(131) 三、少产液化石油气和石脑油产品(132) 第六节合成油技术经济(132) 一、前言(132) 二、合成油工厂投资(133) 三、合成油生产成本(134) 四、技术经济指标的进一步估计(136) 五、灵敏度分析(137) 第七节合成油工厂的碳减排(138) 一、合成油工厂的碳衡算(138) 二、天然石油基低硫柴油的碳排放(139) 三、合成柴油的碳排放(139)第五章合成气制合成乙醇(142) **节概述(142) 第二节合成气制合成乙醇催化剂(144) 一、催化剂的分类研究(144) 二、催化剂的开发方向和方法(145) 第三节合成燃料乙醇产业化反应工艺和产品分离工艺(146) 一、间接气化制合成乙醇(146) 二、直接气化制合成乙醇(150) 第四节生物质气化制乙醇技术经济评估(152) 一、间接气化制合成乙醇(152) 二、直接气化制合成乙醇(154) 三、工艺参数变化对乙醇价格的影响(155) 四、技术进步指标(157) 五、研究开发方向(158)第六章合成气发酵制乙醇(161) **节合成气发酵产乙醇微生物(161) 第二节发酵原理(162) 第三节发酵工艺(163) 第四节工业化现状(167) 第五节技术经济分析(169) 第六节合成气发酵制乙醇的发展前景(172) 一、培育高产耐氧性好的菌种(172) 二、气化方法(172) 三、优化反应条件(173)第七章生物质快速热解制生物原油(175) **节概述(175) 一、生物质快速热解的概念(175) 二、生物质快速热解液化技术研究现状(175) 三、存在的问题和发展趋势(176) 第二节生物质快速热解机理和影响因素(177) 一、生物质热解的基本过程(177) 二、生物质热解的反应机理(178) 三、生物质热解的影响因素(179) 第三节生物质快速热解反应器(180) 一、鼓泡流化床反应器(180) 二、循环流化床反应器(181) 三、自混合下行循环流化床(182) 四、旋转锥反应器(182) 五、真空式热解反应器(182) 六、烧蚀涡流式热解反应器(183) 第四节生物质快速热解工艺(184) 第五节生物质快速热解油的性质和用途(187) 一、生物原油的性质(187) 二、生物原油的用途(188) 第六节生物质快速热解的技术经济性分析(190) 一、热解装置的技术指标(191) 二、热解装置的建设投资(191) 三、热解装置的加工费用和生物原油成本(192) 第七节创新的热解技术(193) 一、催化热解(193) 二、混合热解(194) 三、临氢热解(194)第八章生物原油制运输燃料(199) **节前言(199) 第二节研发成果及技术现状(199) 一、生物油加氢处理早期试验(199) 二、生物油在炼油厂加工的试验(200) 三、生物油催化裂化试验(200) 四、热解木质素加氢改质试验(201) 五、热解生物油加氢改质工艺方案(202) 六、生物油加氢改质技术的近期研究成果(202) 七、快速热解-加氢改质的技术现状和今后研发课题(204) 第三节生物油改质技术及产业化方案(205) 一、热解工厂建厂方案(206) 二、工厂规模(207) 三、装置规模(207) 四、生物原油加氢改质技术(207) 五、加氢裂化技术(208) 六、加氢改质反应器(208) 七、制氢装置(208) 八、生物油加氢改质技术的研发课题(208) 第四节生物油加氢改质工程设计(209) 一、工程设计方案汇总说明(209) 二、快速热解装置(210) 三、生物原油加氢改质装置(210) 四、加氢裂化和产品分离回收装置(212) 五、制氢装置(213) 第五节生物油加氢改质的技术经济评估(213) 一、基础数据(213) 二、建设投资(213) 三、汽柴油的出厂**销售价格(214) 四、经济性的灵敏度分析(214) 五、两组经济评估数据的比较(215) 第六节快速热解-加氢改质过程的ghg减排效应分析(216) 一、ghg减排相关标准(216) 二、生物质快速热解-加氢改质的ghg减排效应结果汇总(217) 三、快速热解-改质路线的生命周期ghg减排效应过程分析(218) 第七节快速热解路线生产运输燃料技术发展前景(219) 一、说明(219) 二、生物质快速热解途径的工业化生产前景(220) 三、美国产业界提出的先进生物燃料生产方案(222) 第八节生物油重整制氢(223) 一、前言(223) 二、生物油制氢的原理(223) 三、生物油重整制氢工艺(224) 四、生物油制氢经济性(225)第九章纤维素发酵制乙醇(228) **节纤维乙醇的发展现状(228) 第二节纤维素发酵制乙醇原理(229) 第三节纤维素发酵制乙醇工艺(230) 一、纤维原料的预处理(230) 二、纤维原料的水解和纤维素酶(234) 三、发酵制乙醇(237) 四、乙醇提取(242) 五、副产物利用(242) 第四节纤维素乙醇技术经济分析(243) 一、纤维素乙醇技术工艺(243) 二、纤维乙醇的经济性分析(250) 三、纤维素发酵制乙醇的研发(255) 第五节生物质乙醇燃料的生命周期(256) 一、能量分析(257) 二、环境分析(258) 第六节我国生物质乙醇发展预测(262) 一、秸秆乙醇的发展预测(262) 二、能源作物类生物乙醇发展预测(263) 第七节生物燃料乙醇的使用(263) 第八节发酵乙醇继续转化为烃基柴油组分(265)第十章发酵法制生物丁醇(269) **节背景与现状(269) 第二节发酵原理(271) 一、产酸期(272) 二、产溶剂期(272) 第三节丁醇发酵技术工艺(272) 一、发酵菌种及改良(272) 二、丁醇发酵原料的选择(274) 三、丁醇发酵工艺(274) 四、丁醇的抑制及消除(276) 第四节生物丁醇技术经济分析(278) 第五节生物丁醇的应用与展望(282)第十一章生物油脂制生物柴油和喷气燃料(286) **节概述(286) 第二节**代生物柴油(288) 一、工艺技术(288) 二、政策和法律(292) 三、生物柴油燃料的标准和质量管理(293) 四、原料来源和适用性(295) 五、生物柴油经济分析(298) 六、生命周期lca分析(299) 第三节第二代柴油和喷气燃料(302) 一、主要加氢化学反应(303) 二、催化剂(305) 三、工艺流程(305) 四、物料平衡(306) 五、生产技术工业化进展(307) 六、产品性能及飞行试验(309) 七、第二代生物柴油经济性分析(310) 八、喷气燃料生命周期碳排放(311) 第四节生物柴油发展建议(314) 一、商业化应用现状(314) 二、建议(315)第十二章微藻制生物燃料(317) **节概述(317) 第二节微藻生物化学基础(318) 一、微藻细胞结构与品种(318) 二、微藻油理化性质(321) 三、提高脂肪积累的环境和基因调控(322) 四、微藻生物技术研究重点(322) 第三节微藻养殖(323) 一、微藻产能分析(323) 二、微藻养殖装置(328) 三、op和pbr性价比(329) 四、营养元素供给和控制(332) 五、规模化养殖的挑战(333) 第四节微藻收获与加工(333) 一、收获、干燥(333) 二、微藻萃取微藻油(334) 三、微藻生物燃料转化技术(334) 第五节选址与运输(335) 一、气候、水、co2(335) 二、土地面积(337) 三、运输(337) 第六节微藻燃料研究与开发进展(337) 一、20世纪发展回顾(337) 二、微藻养殖商业化进展(338) 三、21世纪微藻燃料研究进展(339) 四、美国生物质多年任务计划目标(mypp)(340) 五、今后研发工作主要课题(340) 第七节经济技术评估(341) 一、技术经济分析(342) 二、全生命周期(lca)分析(350) 第八节中国微藻生物燃料发展建议(352) 一、现状(352) 二、微藻燃料产业化建议(352)第十三章生物质发酵制氢(357) **节生物质制氢的途径和任务(357) 第二节生物质发酵制氢技术研究现状(357) 一、背景(357) 二、生物制氢技术的开发研究现状(358) 第三节生物质发酵制氢类型及机理(359) 一、生物制氢的方法(359) 二、生物制氢技术的机理(360) 第四节生物发酵制氢技术存在的问题及发展趋势(363) 一、存在的问题(363) 二、发展趋势(364) 第五节生物质发酵制氢技术原料和技术路线(365) 一、生物质发酵制氢技术的原料研究现状(365) 二、不同类型生物质发酵制氢技术比较(365) 三、生物质发酵制氢技术的原料(368) 四、生物质发酵法制氢技术路线(368) 第六节生物质制氢技术经济性分析(370) 一、生物质发酵制氢流程简介(370) 二、发酵制氢原料(371) 三、生物质发酵制氢过程参数(372) 四、发酵制氢过程流程(372) 五、mec制氢过程(378) 六、工厂生产成本(380) 第七节光生物制氢技术经济性分析(382) 一、光生物制氢技术及其机理(382) 二、光生物制氢研究现状(382) 三、发酵法生物制氢技术与光生物制氢技术的比较(384) 四、光生物制氢技术经济性(385) 第八节结论及展望(390) 一、结论(390) 二、展望(390)第十四章生物质化学催化法制取运输燃料(393) **节前言(393) 第二节生物质基燃料中间体(394) 一、生物质预处理(394) 二、燃料中间体(394) 三、燃料中间体对比(396) 四、化学催化法与其他加工方法比较(397) 第三节延长碳链和脱氧催化反应(397) 一、延长碳链(397) 二、脱氧方式(398) 第四节中间体生产运输燃料(398) 一、糠醛生产运输燃料(398) 二、单糖生产运输燃料(403) 三、乙酰丙酸生产运输燃料(405) 四、非c—c扩链方式的应用(406) 第五节经济技术指标的分析对比(408) 一、不同转化途径热效率的比较(408) 二、反应过程能耗对比(410) 三、由半纤维素水解液制航空燃料的经济技术分析(410) 四、由纤维素经la、gvl制运输燃料经济分析(413) 五、工业化的科学和工程问题(414)第十五章生物基化工产品(418) **节生物基化工产品概述(418) 第二节以糖和合成气为原料生产化工产品(420) 一、1,4-二羧酸基四碳酸(421) 二、2,5-呋喃二羧酸(fdca)(424) 三、3-羟基丙酸(3-hpa)(425) 四、天(门)冬氨酸(427) 五、葡糖二酸(430) 六、谷氨酸(431) 七、衣康酸(433) 八、乙酰丙酸(434) 九、3-羟基丁内酯(436) 十、甘油(438) 十一、山梨醇(440) 十二、木糖醇和阿拉伯树胶(441) 第三节木质素基化工产品(443) 一、近期目标木质素基化工产品(444) 二、中期目标木质素基化工产品(447) 三、木质素基芳烃类化合物(449) 四、结论与展望(452)第十六章技术经济综合论证(455) **节技术经济评估方法(455) 一、概述(455) 二、nrel工艺分析与技术经济评估方法(456) 三、生物质替代石油的技术指标和经济指标(457) 四、从**个厂价格估计第n个厂价格(458) 第二节生物质快速热解生物原油制烃与生物质气化合成气制烃对比(459) 一、概述(459) 二、技术经济分析(460) 三、ghg减排效应分析(462) 四、小结(464) 第三节生物质生成乙醇的路径比较(464) 第四节多种制氢路径的比较(468) 一、概述(468) 二、三种生物质制氢工艺技术的经济性比较(469) 三、制氢途径的技术和经济性前景(472) 四、小结(475) 第五节发酵法生物丁醇与生物乙醇对比(475) 第六节生物油脂制**代与第二代生物柴油(477) 一、原料供应(477) 二、**代生物柴油性能(479) 三、**代生物柴油经济技术分析(479) 四、生物柴油生命周期分析(481) 五、第二代生物柴油(481) 六、第二代生物柴油技术经济分析(482) 七、第二代生物柴油碳排放(483) 八、小结与建议(484) 第七节生物质燃烧发电与发酵制乙醇途径的比较(484) 第八节生物合成气或生物油脂制喷气燃料(486) 一、生产技术(486) 二、质量、能量转化效率(487) 三、经济指标(488) 四、生命周期分析(490) 五、产业化情况(491) 六、小结和建议(491) 第九节快速热解工厂方案比选(492) 一、独立热解工厂(采用天然气和自产气制氢方案)的基本数据(492) 二、生物油加氢改质和制氢装置的工艺说明(493) 三、比较(494) 四、热解工厂生产装置配置方案(495) 五、方案比选小结(496) 第十节生物质制合成油与生物质发电的比较(496) 一、btl与ctl的经济性对比分析(496) 二、bte与cte的技术经济对比分析(497) 三、ctl、cbtl和btl的综合经济分析(499) 第十一节生物能远期替代运输燃料评述(500) 一、生物质能潜力和利用程度(500) 二、醇醚燃料发展述评(502) 三、烃类生物燃料发展述评(505) 四、微藻柴油(508) 五、中国生物质替代石油展望(510) 六、作者建议(512)