生物质能源工程.doc

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1、. .第一章绪论1、生物质biomass的概念：自然界中有生命的、可以生长的各种有机物质，以及由这些生命体所派生、排泄和代出来的各种有机物质。2、植物生物质的元素组成：主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成。植物生物质主要由C、H、O、N、S这5种元素组成。(它们的含量约为：碳50%、氢6%、氧43%、氮1%)3、纤维素、半纤维素和木质素的定义：纤维素是由D-吡喃式葡萄糖基通过1, 4-苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。半纤维素是由两种或两种以上单糖基葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基等组成的非均一聚糖，并且分子中往往带有数量不等的支链。木质素是由苯基丙烷构造单元即C6-

2、C3单元通过醚键、碳-碳键连接而成的具有三维空间构造的芳香族高分子化合物。 4、生物质中水分的种类游离水：在植物生物质的细胞腔或隙中的水分，一般为多层吸附水或毛细管水。结合水：在植物生物质中与纤维素的羟基形成氢键结合的水。热解水：生物质中的有机质在热解过程中生成的水。5、生物质的灰分：生物质的灰分是生物质中所有可燃物质完全燃烧以及生物质中的矿物质在一定温度下发生一系列分解、化合等反响后剩下的残渣，主要由CaO、K2O、Na2O、MgO、SiO2、Fe2O3、P2O3等组成。6、生物质挥发分：生物质在隔绝空气的条件下加热到一定温度，并在该温度下停留一定时间，其有机物质受热分解析出的气态产物，即为

3、挥发分，包括饱和的和不饱和的芳香族碳氢化合物，以及生物质中结晶水分解后蒸发的水蒸汽等。析出挥发分后余下的固体剩余物称为焦碳或半焦。7、生物质中的固定碳：生物质出去“水分“灰分“挥发分后的残留物。8、生物质能的利用转化技术：物理化学法、热化学法、生物化学法。9、生物质的特点：1. 资源丰富2. 品种多样3. 用途广泛4. 可再生5. 低污染10、 生物质能的定义：生物学角度：生物质能是直接或间接地通过绿色植物的光合作用，把太阳能转化为化学能的形式固定和储藏在生物体的能量。能源角度：利用生物质原料生产的一种可再生清洁能源。11、生物质能的特点：1丰富；2干净；3产量大；4可再生5易燃，挥发组分高，

4、炭活性高6二氧化碳“零排放，降低温室效应第二章生物质压缩成型技术1、生物质压缩成型技术的概念：在一定温度和压力作用下，利用木质素充当粘合剂，将松散的秸杆、树枝和木屑等农林生物质压缩成棒状、块状或颗粒状的成型燃料2、生物质成型燃料特点：成型燃料具有体积小、密度大、储运便、使用便卫生、燃烧持续稳定、燃烧效率高、燃烧后灰渣及烟气中污染物含量小。3、生物质压缩成型的黏结机制：1固体颗粒桥接或架桥2非自由移动黏结剂作用的黏结力3自由移动液体的外表力和毛细压力4粒子间的分子吸引力或静电引力5固体粒子间的充填或嵌合4、生物质压缩成型的颗粒特性：1流动性2充填性3压缩性5、生物质压缩成型的2个阶段：第一阶段：

5、在压缩初期，较低的压力传递至生物质颗粒中，使原先松散堆积的固体颗粒排列构造开场改变，生物质部空隙率减小。第二阶段：当压力逐渐增大时，生物质大颗粒在压力作用下破裂，变成更加细小的粒子，并发生变形或塑性流动，粒子开场充填空隙，粒子间更加严密地接触而互相啮合，一局部剩余应力储存于成型块部，使粒子间结合更结实。6、生物质压缩成型的电势特性、吸附层、扩散层：固体颗粒与液体接触，在固体颗粒外表会发生电荷的优先吸附现象，使固体外表带电荷，而与固体外表接触的液体会形成相反电荷的扩散层，构成双电层构造。吸附层随固体而运动；扩散层不随固体运动而运动，当液体流动时它是一个可流动层。扩散双电层的正电荷等于固体外表的负

6、电荷。7、生物质压缩成型的化学成分变化：1木质素100时开场软化， 160时开场熔融，形成胶体物质。在压缩成型过程中，木质素在温度和压力的共同作用下发挥黏结剂功能，黏附和聚合生物质颗粒，提高成型物的结合强度和耐久性。2半纤维素由复合聚糖组成，起黏结剂的作用。3水在压力作用下，与果胶质或糖类混合形成胶体，起黏结剂作用。降低木质素玻璃化转变温度，使生物质能在更低温度下压缩成型。3有机抽出物成分树脂、蜡、腐殖质等也是黏结剂，但对温度和压力比较敏感。在适宜的温度和压力下，在压缩成型过程中也能发挥有效的黏结作用。4纤维素由纤维素分子形成微纤丝，在成型块中类似于混凝土中的“钢筋作用，成为提高成型块强度的“

7、骨架。8、生物质压缩成型的影响因素：1. 生物质原料种类2. 生物质原料含水率3. 生物质原料粒度4. 成型压力5. 成型温度9、生物质压缩成型技术种类：1. 常温压缩成型2. 热压成型3. 炭化成型11、生物质压缩成型生产的一般工艺流程：生物质原料的收集、粉碎、枯燥、压缩成型、成型燃料切断、冷却和除烟尘待主要环节。1生物质原料收集：1加工厂的效劳半径 2农户供应加工厂原料的形式 3秸杆等原料在田间经风吹、日晒、自然风干的程度 2生物质原料粉碎：对于颗粒成型燃料，一般需要将90%的原料粉碎至直径2mm以下。 3生物质原料枯燥：通过枯燥使原料的含水率符合成型要求的围。与热压成型机配套使用的枯燥机

8、有回转圆筒式枯燥机、立式气流枯燥机二种： 4压缩成型：生物质压缩成型一般分为螺杆挤压式、活塞挤压式或冲压式和压辊成型机等。 5成型燃料的切断：棒状成型燃料的切断有二种式： 1设计一个旋转刀片切断机，将运到冷却传送带上的生物质棒状燃料切割成整 齐匀称的长度，其断面平整光滑。 2让挤出的棒状燃料触碰到平滑而倾斜的阻碍物，靠弯曲应力使其断裂，其长度均称，但断面不光滑。. .word.zl. . 6成型过程的冷却与除烟尘：7） 典型生物质压缩成型生产流程：. .word.zl. .12生物质压缩成型设备种类：螺杆挤压式、活塞挤压式或冲压式和压辊成型机等。13.生物质成型燃料的物理特性：1形状和密度 松

9、弛密度：生物质成型燃料出模后，由于弹性变形和应力松弛，其压缩密度逐渐减小，一定时间后密度趋于稳定，此时成型燃料的密度又称为松弛密度生物质成型燃料的耐久性反响了成型块的黏结性能，它是由成型块的压缩条件和松弛密度决定的。耐久性作为表示成型块品质的一个重要特性，主要表达在成型块的不同使用性能和储藏性能面。耐久性可细分为抗变形性、抗跌碎性、抗滚碎性、抗渗水性、抗吸湿性。14、生物质成型燃料的燃烧特性：生物质成型燃料是经过高压形成的燃料，其密度远大于原生生物质，其构造和组织特性决定了挥发分的逸出速率和传热速率都大大降低。点火温度升高，点火性能变差，但比型煤的点火性能要好，仍为生物质的点火特性。燃烧速度适

10、中，挥发分燃烧所需要的氧与外界扩散的氧匹配较好，燃烧稳定、完全，减小了能量及热损失。生物质成型燃料由于密度大、燃烧热效率高，燃烧时更接近于固体燃料的燃烧式“颗粒燃烧模式，其性能优于薪材和秸杆，具有中值煤的特性。第三章生物质热裂解技术1、生物质热裂解的概念：生物质热裂解是指生物质在完全缺氧或有限氧供应条件下利用热量切断生物质大分子中碳氢化合物的化学键，使之转化为小分子物质，最终生成生物油、可燃气体和木炭的过程。2、生物质热裂解反响机理：1从生物质组成成分分析 生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素三种主要组成物以及一些可溶于极性或非极性溶剂的抽提物组成。半纤维素分解温度： 225350 纤维素分解

11、温度：325375 木质素分解温度： 250500 半纤维素和纤维素热裂解主要产生挥发性物质，木质素主要分解为炭。2从物质、能量的传递分析首先，热量被传递到颗粒外表，并由外表传递到颗粒部，热裂解过程由外至逐层进展。生物质颗粒被加热的局部迅速分解生成炭和挥发分。其中，挥发分由可凝性气体和不凝性气体组成，可凝性气体经快速冷凝得到生物油。即一次裂解反响生成生物质炭、一次生物油、不凝性气体。在多生物质颗粒部，挥发分还将进一步裂解，形成不凝性气体和热稳定的二次生物油。同时，当挥发别离开生物质颗粒时，还将穿越围的气相组分，进一步裂解，称为二次裂解反响，生成二次生物油和不凝性气体。与慢速热裂解相比，快速热裂

12、解的传热过程发生在极短的原料停留时间，强烈的热效应使原料迅速地裂解，不再出现中间产物，直接产生热裂解产物。另外，热裂解产物的迅速淬冷使其来不及降解成小分子的不凝性气体，从而最大限度地增加了液态生物油的产量。3从反响进程分析1枯燥阶段120150 2预热裂解阶段150275 3固体分解阶段275475 4煅烧阶段450500 3、生物质热裂解反响动力学：求活化能和频率因子 具体看PPT4、生物质热裂解过程影响因素：1. 温度2. 固体和气相滞留期3. 生物质原料特性4. 压力5. 升温速率5、生物质热裂解液化技术的工艺流程：物料的枯燥、粉碎、热裂解、产物炭和灰的别离、气态生物油的冷却、生物油的收

13、集6、典型生物质热裂解液化装置的构造：7、生物油的组成：生物质热裂解产物主要由生物油、不凝性气体和木炭组成。生物油是含氧量极高的复杂有机混合物，几乎包括所有种类的含氧有机化合物，如醚、酯、醛、酮、酚、醇、有机酸等。每种生物油中，苯酚、蒽、萘、菲、有机酸的含量较大。8、生物油的典型特性：9、生物油的精制：1生物油加氢处理2沸催化转化3生物油乳化4生物油催化裂解5生物油水蒸汽催化重整6生物油的酯化7生物油的分子蒸馏8生物油的气化第四章生物质气化技术1、生物质气化：以生物质为原料，以氧气游离氧、结合氧、空气、水蒸汽、水蒸汽/氧气混合气、氢气为气化剂，在高温不完全燃烧条件下，使生物中相对分子量较高的有

14、机碳氢化合物发生链裂解并与气化剂发生复杂的热化学反响而产生相对分子质量较轻的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体的过程。2、气化与燃烧的区别：气化过程：提供充足的空气或氧气，原料充分燃烧；目的是直接获取热量；燃烧产物为二氧化碳和水等不可再燃烧的烟气。 燃烧过程：只提供热化学反响所需的那局部氧气；尽可能将能量保存在反响后得到的可燃气体中；气化产物为一氧化碳、氢气和甲烷等低分子烃类可燃气体。3、固定床下吸式气化炉、固定床上吸式气化炉、单流化床气化炉、循环流化床气化炉：工作过程、优缺点：固定床下吸式气化炉的工作过程生物质原料从顶部参加，然后依靠重力逐渐由顶部移动到底部；空气从上部进入，向下经过各反响层，燃

15、气由反响层下部吸出；灰渣从底部排出。由于原料移动向与气体流动向一样，所以也叫顺流式气化。刚进入气化炉的原料遇到下上升的热气流，首先脱除水分；下移过程中当温度升高到200250左右时发生热解并析出挥发分；挥发分随之与空气一起向下流动，当进入氧化区时，挥发分和一局部生物质焦炭与空气中的氧气发生不完全氧化反响，并使炉局部温度迅速升至1000以上；在氧气耗尽后的复原区，剩余焦炭与气体中的二氧化碳和水蒸气发生复原反响而生成一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体；最后，这些混合气体由气化炉下部引出炉外。固定床下吸式气化炉的优点固定床下吸式气化的最大优点是气化气体中的焦油含量比固定床上吸式低多，因为挥发分中的焦油在

16、氧化层和复原层得到了一定程度的氧化和裂解，因此，这种气化技术比较适宜应用于需要使用干净燃气的场合。固定床下吸式气化一般均采用安装在气化机组下游的罗茨风机或真空泵将空气吸进气化炉，气化炉的工作环境为微负压，这样做的优点是加料口不需要格的密封即可实现连续进料，这对于秸秆一类的生物质非常重要，因为这类生物质的堆密度很小，因此要设计一个能容纳一定时间料量的炉膛相当困难，即便能够做到，也很难保证气化能够稳定运行。但微负压工作环境同样也会导致炉膛下部连续出灰的困难，假设不增加专门的连续出灰装置，那么只能将炉膛底部做得足够大来存放灰渣，运行时每隔一段时间停机去除一次灰渣。固定床下吸式气化炉的缺点固定床下吸式

17、气化的最大缺点是炉排处于高温区，容易粘连熔融的灰渣，寿命难以保证。固定床上吸式气化炉的工作过程生物质原料从顶部参加，然后依靠重力逐渐由顶部移动到底部；空气从下部进入，向上经过各反响层，燃气从上部排出，灰渣从底部排出。由于原料移动向与气体流动向相反，所以也叫逆流式气化。刚进入气化炉的原料遇到下上升的热气流，首先脱除水分；当 温度升高到200250左右时发生热解反响，析出挥发分；挥发分和一局部生物质焦炭与空气中的氧气发生不完全氧化反响，使炉厨部温度迅速升至l000以上；剩余高温炽热的焦炭再与气体中的二氧化碳和水蒸气发生复原反响而生成一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体；最后，这些气体与热解层析出的挥发分

18、混合，由气化炉上部引出炉外。固定床上吸式气化炉的优点气化效率较高，因为热解层和枯燥层充分利用了复原反响后的气体余热；燃气热值较高，因为气化气直接混入了真有较高 热值的挥发分；炉排受到进风的冷却，不易损坏。固定床上吸式气化炉的缺点固定床上吸式气化的最大缺点是由于气化生成气直接混入了挥发分中的焦油而使气体中的焦油含量较高，这对于气体的使用是一个很大的问题，因为焦油冷凝后会沉积在管道、阀门、仪表和灶具上，重时可破坏系统的正常运行。单流化床气化炉的工作过程单流化床气化炉是最根本也是最简单的一种流化床气化炉。如下列图，单流化床气化炉只有一个流化床反响器，反响器一般可分为上下两段，下部为气固密相段，上部为

19、气固稀相段。气化剂从底部经由气体分布板进入流化床反响器，生物质原料从分布板上进入流化床反响器。生物质原料与气化剂一边向上作混合运动、一边发生枯燥、热解、氧化和复原等反响，这些反响主要发生在密相段，反响温度一般控制在800左右。稀相段的作用主要是降低气体流速，使没有转化完全的生物质焦炭不致被气流迅速带出反响器而继续留在稀相段发生气化反响。单流化床气化炉的优点由于生物质物料粒度较细和 剧烈的气固混合流动，床层传热、传质效果较好，因而气化效率和气化强度都比 较高；由于流态化的操作围较宽，故流化床气化能力可在较大围进展调 节，而气化效果和气化效率不会明显降低；由于床层温度不是很高且比较均匀， 因而灰分

20、熔融结渣的可能性大大减弱。单流化床气化炉的缺点由于气体出口温度较高，故产出气体的显热损失较大；由于流化速度较高、物料颗粒又细，故产出气体中的固体带出物较多；流化床要求床物料、压降和温度等分布均匀，故而启动和控 制较为复杂；对于鼓泡床气化，最好在床层添加一些热容量比较大的惰性热载体，否那么气化效率和气化强度都难以令人满意。循环流化床气化炉的工作过程右图为循环流化床气化炉的工作原理图。它与单流化床气化炉的主要区别是生成气中的固体颗粒在经过了旋风别离器或滤袋别离器后，通过料脚再返回到流化床，继续进展气化反响。循环流化床气化炉以空气为气化剂时的操作特性见下表。循环流化床气化炉的优点由于操作气速可以明显

21、提高而不必担忧碳的转化率，故气化效率尤其是气化强度可以得到进一步提高；可以适用更小的物料粒径，在大局部情况下可以不加流化热载体，运行较为简单。循环流化床气化炉的缺点循环流化床的缺点主要是回流系统控制较难，料脚容易发生下料困难，且在炭回流较少的情况下容易变成低速携带床。4、生物质气化根本原理：生物质气化是在一定热力学条件下，将组成生物质的碳水化合物转化为一氧化碳、氢气和低分子烃类等组成的可燃气的过程。1物料枯燥2热解反响3氧化反响4复原反响5、生物质气化反响动力学：1） 热解过程：气体产量与气相滞留时间呈近似指数关系，即计算固体生物质气化动力学的表达式：2） 燃烧过程：3复原过程：6、生物质气化

22、反响平衡分析：1反响 C + CO2 CO2反响 CO + H2O CO2 + H23反响 C + 2H2 CH44反响 2CO + 2H2 CH4 + CO27、生物质气化反响影响因素：8、生物质气化评价参数：气体产率、气体热值、气化效率、碳转化率、气化强度、气体组分9、生物质气化燃气中焦油的特点及其危害： 焦油占可燃气能量的5%10%，在低温下难以与可燃气一道被燃烧利用，因此大局部焦油的能量被浪费掉； 焦油在低温下冷凝成黏稠状液体，容易和水、炭粒等结合在一起，堵塞输气管道，卡住阀门和风机的转子，腐蚀金属； 焦油难以完全燃烧，并产生炭黑等颗粒，对燃气利用设备如燃机、燃气轮机等损害相当重； 焦

23、油及其燃烧产生的气体对人体有害。10、生物质气化燃气焦油去除法：1喷淋法去除焦油和灰尘2鼓泡水浴法去除焦油和灰尘3干式过滤法去除焦油和灰尘11、催化裂解去除焦油法：焦油催化裂解是在高温和存在或不存在催化剂的条件下，将大分子的焦油裂解成各种小分子气体如H2、CO、CO2、CH4等的过程。焦油裂解后的气体产物与燃气成分相似，可直接燃用。在不使用催化剂的条件下要实现焦油的完全裂解，需要很高的反响温度如10001200，假设在裂解过程中引入催化剂，那么裂解温度可大大降低如750900。水蒸气在焦油裂解过程中也有重要作用，它和焦油中某些成分反响生成CO、H2及CH4等，既可减少炭黑的形成，又提高了燃气的

24、质量。例如在裂解过程中萘与水蒸气可以发生以下反响：12、气体热值：单位体积的气体燃料完全燃烧时所放出的热量称为气体燃料的热值、华白指数是一个热负荷指标，它从燃气性质的角度全面反映了燃气向燃烧器提供热量的能力，是保证已有燃烧器在燃气性质发生变化时仍能正常使用的重要指标、热负荷：燃料在燃烧器中如燃气具、燃气热水器、燃气取暖炉、火箭发动机燃烧室燃烧时单位时间所释放的热量、化学当量比：每标准立米燃气完全燃烧所需的最少空气量称为化学当量比、着火极限：燃气在可燃混合物中能够正常着火的最小和最大浓度分别称为着火浓度下限和着火浓度上限第五章生物质液化技术直接液化技术1、热解液化、直接液化、间接液化的区别：1热

25、解液化热解液化是在缺氧状态下，打破大分子物质的分子链后小分子物质迅速冷凝的过程。2直接液化直接液化是以水或其他有机溶剂为介质，把生物质直接转化为液体燃料的过程。3间接液化间接液化就是把生物质气化后，再进一步合成液体产品，或者采用水解法把生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖，然后再利用生物质技术发酵成乙醇。现阶段，此种法产油率低、设备庞大、投资大、副产物多，应用不多。2、生物质高压直接液化影响因素：1. 生物质原料种类2. 溶剂3. 催化剂4. 反响温度5. 反响时间6. 反响压力和液化气氛3、生物质油的应用：1生物油燃烧2生物油制氢3生物油气化4富钙生物油5生物油制取胶黏剂6生物油制取化学品第

26、六章生物质柴油技术1、生物质柴油的定义：广义：所有用生物质为原料生产的替代燃料。狭义：生物柴油biodiesel是指以动植物油脂、微生物油脂和各种废弃油脂等为原料，与短链醇即低碳醇，如甲醇、乙醇经过转酯化酯交换反响transesterification reaction制备获得的一种长链脂肪酸单烷基酯fatty acid esters2、生物质柴油的特点：优点1具有优良的环保性能。生物柴油含硫量低，从而使二氧化硫和硫化物的排放量降低；生物柴油中不含芳香族烃类，对人体的损害低于普通柴油；生物柴油含氧量高，燃烧时排烟少，一氧化碳排放量低；生物柴油的生物降解性高。2具有较好的发动机低温启动性能。无添

27、加剂时冷滤点达-20。3具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用 寿命延长。4具有较好的平安性能。闪点高，储存、运输和使用都比较平安，不属于 危险品。5具有良好的燃烧性能。生物柴油的十六烷值高达52.9，着火性能好，滞 燃期短、未燃碳氢和裂解碳氢少，一氧化碳排放量低。燃烧残留物呈微 酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命延长。6具有可再生性能。7无需改动柴油机，可直接添加使用，同时无需添设加油设备、储存设备 及人员的特殊技术训练。8生物柴油以一定比例与化柴油调和使用，可以降低油耗、提高机动性 能，并降低尾气污染。9含水率较高，最大可达45%。水分有利于降低油的黏度，提高稳定

28、性， 但降低了油的热值。缺点：1热值较低。生物柴油含水率较高，最大可达45%。虽然水分有利于降低 油的黏度，提高稳定性，但降低了油的热值。2具有弱酸性。生物柴油pH值较低，储存设备需耐酸腐蚀材料制造。对柴 油机及其附件具有一定的腐蚀性。3点火性能不好。由于生物柴油闪点高，虽然平安性较高，但也造成点火 性能下降。4可再生性具有一定的限制，原料在一定历史时期可能无法实现按需供应5具有“老化倾向，加热不宜超过80，宜避光、防止与空气接触保存。3、冷滤点：是指在规定条件下，当试油通过过滤器每分钟缺乏20ml时的最高温度即流动点使用的最低环境温度、闪点Flash point：在规定的试验条件下，液体发生

29、闪燃的最低温度叫做闪点、着火点Fire point：指气体、液体和固体可燃物与空气共存，当到达一定温度时，与火源接触即自行燃烧。火源移走后，仍能继续燃烧的最低温度，称为该物质的燃点或着火点、十六烷值Cetane number：柴油十六烷值用来表示柴油的发火性能4、酯交换反响原理及影响因素：1游离脂肪酸2水分3醇油比4催化剂5反响时间6反响温度7搅拌速率5、生物柴油的制备法：直接混合、微乳液法、热裂解和酯交换、 超声波法6、低酸值油脂生产生物柴油工艺：7、高酸值油脂生产生物柴油工艺：高酸值油脂由于含有较多的脂肪酸，不适宜用碱性催化剂，应改用酸性催化剂。但用酸性催化剂生产生物柴油，反响速度慢，需较

30、高的温度和较长的时间，且含环氧酸、共轭酸、羟基丙烯酸不宜用酸性催化剂。其工艺流程图如下：原料预处理脱水、脱臭、净化醇+催化剂+70 搅拌反响1h 沉淀别离排杂回收醇过滤成品。8、间歇均相酸碱结合催化工艺：由于均相酸催化不及碱催化效果好，而且反响时间较长，因此，对游离脂肪酸含量不太高如略高于3%左右的原料，通常采用两种可能的技术案：一是用碱中和游离酸形成皂后别离，精制后的油脂通过碱催化与醇完成酯交换反响；另一是首先在酸性催化条件下游离脂肪酸与醇进展酯化反响，得到脂肪酸酯，待原料中的游离脂肪酸完全转化成脂肪酸酯后再在碱催化作用下完成油脂与醇的酯交换过程。9、连续法生物柴油生产工艺奇Lurgi工艺：

31、奇工艺的特点：原料适应性强；过程连续，常压，温度60；双反响器系统，其中获得专利的甘油错流构造能实现转化率最大化；甲醇可回收及循环利用；封闭循环水洗系统能减少废水排放；通过重力沉降实现相别离。10、甘油的回收精制工艺：脱醇、脱水、脱盐、脱色。脱醇是为了将粗甘油中未反响完全的甲醇或短链醇去除，由于短链醇的沸点偏低，可通过常压蒸馏的法去除；脱水是为了将粗甘油中的水分去除，提高精制后的甘油纯度；脱盐主要是针对酸碱制备生物柴油的副产物甘油而言的，由于在酸碱制备过程中参加了氢氧化钠或硫酸等作为催化剂，因此需要将形成的皂化物质用酸中和生成盐后，采用离心法去除，以提高甘油纯度；脱色是为了让精制后的甘油具有良

32、好的品相与外观，常采用活性炭脱色。11、甘油的高值化利用：1. 甘油生产环氧氯丙烷2. 甘油生产1, 3-丙二醇3. 甘油生产乙二醇4. 甘油生产2, 3-丁二醇5. 甘油生产其它化学品第七章生物质沼气技术1、沼气的定义：沼气是指有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵作用产生的一种以甲烷为主的可燃混合气体2、沼气发酵原理：第一阶段，水解和发酵在这一阶段中复杂有机物在微生物(发酵菌)作用下进展水解和发酵。多糖：先水解为单糖，再通过酵解途径生成丙酮酸，经发酵后进一步转化为乙酸、乙醇、丙酸。蛋白质：先水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨。脂类：先转化为脂肪酸和甘油，再转化为脂肪酸和醇类。第二阶段

33、，产氢产乙酸即酸化阶段在产氢产乙酸菌的作用下，把除甲酸、乙酸、甲胶、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物，如脂肪酸丙酸、丁酸和醇类乙醇等水溶性小分子转化为乙酸、氢气和二氧化碳。第三阶段，产甲烷阶段甲烷菌把甲酸、乙酸、甲胺和甲醇、氢气和二氧化碳等基质通过不同的路径转化为甲烷，其中最主要的基质为乙酸、氢气和二氧化碳。厌氧消化过程有70%左右甲烷来自乙酸的分解，30%左右来源于氢气和二氧化碳的合成。3、沼气发酵微生物之间的相互关系：1不产甲烷菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所需的物质，产甲烷菌又为不产甲烷菌生长解除反响抑制2不产甲烷菌为产甲烷菌创造适宣的氧化复原条件即厌氧环境3不产甲烷菌为产甲烷菌去除有毒物

34、质4不产甲烷菌和产甲烷菌共同维持适宜的发酵环境pH值5不产甲烷菌和产甲烷菌间的协同与制约关系4、沼气发酵工艺条件：1. 发酵环境2. 发酵物料3. 发酵过程调控5、防止沼气池酸化现象的产生的常用法： 加大接种物用量，使酸化与甲烷化速度能尽快到达平衡，一般接种物用量为原料量的1/31/2； 将原料进展堆沤，使易于分解产酸的有机物在好氧条件下分解掉一大局部，同时降低了碳氮比C/N； 原料中参加1%2%的灰水，以中和所产生的有机酸。6、水压式沼气池的工作原理：7、大中型沼气工程的根本工艺流程：8、水力滞留期：厌氧反响器的水力滞留期HRT是指一个反响器的发酵液按体积计算被全部置换所需要的时间、固体滞留

35、期：固体滞留期SRT是指悬浮固体物质从反响器里被置换的时间、微生物滞留期：微生物滞留期MRT是指从微生物细胞的生成到被置换出反响器的时间9、全混合式反响器、塞流式反响器、升流式厌氧污泥床、循环厌氧反响器、厌氧滤器的构造、原理、工作流程及其优缺点：10、沼气的脱水、脱硫法： 冷别离法是利用压力能变化引起温度变化，使水蒸气从气相中冷凝下来的法。常用的有下述两种流程。1、节流膨胀冷脱水法2、加压后冷却法：3、固体物理吸水法脱硫： 干法脱硫 湿法脱硫 生物脱硫11、沼气的储存法：大中型沼气工程一般采用低压湿式储气拒、干式储气柜或沼气储气袋储存沼气。 浮罩式储气柜 干式储气柜12、沼气的利用途径： 作为

36、民用燃料和用于照明 用于发电 用作动力燃料 用作化工原料 用作孵化禽类 用作蔬菜种植 用作储粮防虫13、沼液沼渣的综合利用：1有机肥料2防治病虫害3饲料填加剂14、沼液沼渣的别离法: 斜板筛法 转动筛法 挤压式别离法 沉降式离心别离法5过滤式离心别离法第八章生物质乙醇技术1、乙醇生产法:1微生物发酵法，就是利用微生物主要是酵母菌，在无氧条件下将糖类、淀粉类或纤维素类物质转化为乙醇。用糖质原料生产乙醇要比用淀粉质原料简单而直接。用淀粉和纤维素制取乙醇需要水解糖化过程，而纤维素的水解要比淀粉难得多。(2)化学合成法生产乙醇是采用油裂解产生的乙烯气体来合成乙醇，有乙烯直接合成法、硫酸吸附法和乙炔法等

37、，其中乙烯直接水合法工艺应用较多，它是以磷酸为催化剂，在高温高压条件下，将乙烯和水蒸气直接反响生成乙醇。2、乙醇发酵原理: 生物质原料的水解、糖酵解EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径、丙酮酸复原反响3、乙醇发酵的类型:1酵母一型发酵2酵母二型发酵3酵母三型发酵4、乙醇发酵过程: 1发酵前期2主发酵期3发酵后期5、发酵过程中的副产物:甘油和琥珀酸,杂油醇,有机酸6、乙醇发酵过程原料利用率: 原料利用率是生产上经常用来衡量发酵过程优劣的指标，一些文献中还用乙醇酒精产率、乙醇酒精得率、发酵率等来表述。其定义为，实际出酒率与理论出酒率的比值。可以用下式表示。式中，理论出酒率%单位重量的原

38、料理论上可以产乙醇的重量，还可以表述为理论醇糖比。单糖葡萄糖、果糖乙醇发酵的总反响式为即，100g单糖理论上能发酵产生100%纯乙醇51.14g和48.86g二氧化碳，51.14/100或0.5114还可以称为单糖理论醇糖比。双糖蔗糖、麦芽糖乙醇发酵的总反响式为：即，100g双糖理论上能发酵产生100%纯乙醇53.83g和51.43g二氧化碳，53.83/100或0.5338即为双糖理论醇糖比7、乙醇发酵过程乙醇生产效率: 乙醇生产效率是指单位发酵容器容积每小时生产乙醇的重量，是衡量乙醇生产效率的主要指标，一些文献中还有用乙醇酒精生产强度、生产强度等来表述的。乙醇生产效率计算公式如下式所示。式

39、中，发酵罐有效容积等于盛装发酵液的量L，通常为发酵罐实际容积的75%85%；单位成熟醪液中乙醇的质量成熟醪液中乙醇的浓度，g/L；发酵时间发酵所用时间，h。8、影响乙醇发酵的因素:温度、控制杂菌污染、足够数量的优质酵母菌及相应的营养源9、乙醇发酵成熟醪指标:乙醇含量、残糖含量、复原糖含量、酸度、挥发酸含量和外观糖等，到达指标要求的醪液称为成熟醪10、乙醇发酵常见杂菌有：乳酸菌、乙酸杆菌和丁酸菌等。11、乙醇发酵法:发酵过程物料存在状态:固体发酵法、半固体发酵法和液体发酵法。发酵醪注入发酵罐的式:间歇式、半连续式和连续式12、纤维原料稀酸水解的影响因素:原料粉碎度、液固比、反响温度、时间、酸种类

40、和浓度等13、纤维素发酵原料有害物质的种类及其来源，净化法。:通过酸水解得到的糖液中存在很多有害组分，它们会阻碍微生物的发酵活动，降低发酵效率。大局部有害组分来自纤维素和半纤维素水解中产生的副产品 净化法：人们研究了很多法来降低有害组分含量。最简单的方法是把水解液按1:3稀释，即1份水解液参加3份水，但这样将大大降低糖浓度，增加后续工段的本钱，从经济上看并不可行。其他法包括过量加碱法、水蒸气脱吸、活性炭吸附和离子交换树脂等。11、 同步糖化发酵工艺流程及其优缺点：同步糖化发酵工艺是把经预处理的生物质、纤维素酶和发酵用微生物参加一个发酵罐，使酶水解和糖液的发酵在同一装置完成同时糖化发酵法不但简化了生产装置，而且因发酵罐的纤维素水解速度远低于葡萄糖发酵速度，使榕液中葡萄糖和纤维二糖的浓度很低，这就消除了它们作为水解产物对酶水解的抑制作用，相应可减少酶的用量。此外低的葡萄糖浓度也减少了杂菌感染的时机。12、 五碳糖发酵的三种法：第一种法是用木糖异构酶将木糖异构成木酮糖，而木酮糖能被普通酵母所利用。第二种法是寻找和驯化能发酵五碳糖的天然微生物。第三种法是用基因工程技术开发能发酵五碳糖的微生物。. .word.zl.