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| 編輯推薦： |
1.主编团队多年来在热裂解合成燃料领域积累了丰富的理论与实践经验。
2.先进性强，反映了热裂解合成燃料领域创新性成果和我国当前技术进展。
3.符合国家发展需求，热裂解合成燃料技术推广形成产业后可以带来巨大的经济效益和社会效益。
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| 內容簡介： |
本书为现代生物质能高效利用技术丛书中的一个分册，在介绍生物质资源和生物质热裂解基本原理的基础上，详细阐述了生物质热裂解方法及过程、生物质热裂解气化工艺及主要设备、生物质热裂解液化工艺及主要设备、生物质热裂解炭化工艺及主要设备、生物质热裂解产物加工与合成燃料技术，*后分析了热裂解及合成燃料的产业化；书后还附有相关标准，便于读者参考使用。
本书具有较强的技术性、可操作性和针对性，可供从事生物质能源工程研究的科研人员、技术人员和管理人员参考，也可供高等院校生物工程、能源工程、资源科学与工程及其相关专业师生参阅。
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| 關於作者： |
易维明，山东理工大学，农业工程与食品科学学院，院长、教授，1984年清华大学工程热物理本科毕业，1994年北京农业工程大学博士研究生毕业。科技部生物质能源产业技术创新战略联盟常务理事兼副秘书长，中国农业工程学会、中国可再生能源学会理事，中国农业机械学会能源动力分会副主任委员。《农业工程学报》、《农业机械学报》等期刊编委。中国生物质能技术开发中心理事会理事；中国太阳能学会生物质能专业委员会委员。曾主持或正在主持国家自然科学基金项目4项，863计划项目课题2项。
曾任山东理工大学科学技术处处长、轻工与农业工程学院副院长、山东省清洁能源工程技术研究中心常务副主任等职。校学术委员会副主任、理工学科组组长。2012年7月，被聘为淄博市淄川区科技副区长（兼职）。2014年起，任山东理工大学农业工程与食品科学学院院长。易维明教授长期主要从事生物质高效液化技术、生物质基化学品研发等科研工作，担任生物质能进展专题（本科生）、高等传热学（本科生）、高等燃烧学（硕士生）等课程教学。
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| 目錄：
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第1章生物质资源001
1.1生物质的种类及分布002
1.2生物质的组成与结构004
1.2.1生物质的工业分析004
1.2.2生物质中的元素组成005
1.2.3生物质的木质纤维素结构006
1.3生物质的理化特性009
1.3.1含水率009
1.3.2粒度与形状009
1.3.3密度010
1.3.4堆积角、内摩擦角、滑落角011
1.3.5热值011
1.3.6比热容013
1.3.7热导率014
1.4我国生物质资源分布及其现状017
1.4.1农业生物质资源018
1.4.2林业生物质资源018
1.4.3畜禽粪便018
1.4.4我国生物质能源的现状019
参考文献021
第2章生物质热裂解基本原理025
2.1纤维素热裂解机理026
2.1.1纤维素热裂解动力学模型026
2.1.2纤维素热裂解产物形成机理030
2.2半纤维素热裂解机理038
2.2.1半纤维素热裂解动力学模型038
2.2.2半纤维素热裂解产物形成机理041
2.3木质素热裂解机理050
2.3.1木质素热裂解动力学模型050
2.3.2木质素热裂解产物形成机理051
2.4生物质热裂解机理059
2.4.1单步整体反应模型060
2.4.2竞争反应模型061
2.4.3半总体模型061
2.4.4焦油二次裂解反应模型062
参考文献069
第3章生物质热裂解方法及过程077
3.1慢速热裂解反应条件及过程078
3.1.1慢速热裂解反应条件078
3.1.2慢速热裂解反应过程080
3.2快速热裂解反应条件及过程080
3.2.1快速热裂解反应条件080
3.2.2快速热裂解反应过程085
3.3闪速热裂解工艺过程094
3.4影响生物质热裂解过程的因素097
3.4.1温度的影响097
3.4.2升温速率的影响098
3.4.3滞留时间的影响099
3.4.4压力的影响101
3.4.5物料性质的影响101
3.4.6反应器类型的影响104
参考文献105
第4章生物质热裂解气化工艺及主要设备109
4.1热裂解气化原理与工艺110
4.1.1热裂解气化原理110
4.1.2热裂解气化工艺110
4.2生物质预处理及进料系统111
4.2.1物理预处理112
4.2.2热预处理112
4.2.3化学预处理112
4.2.4生物预处理113
4.2.5喂料系统113
4.3气化炉种类及其特点113
4.3.1固定床气化炉115
4.3.2流化床气化炉118
4.4热裂解产物的分离120
4.4.1可燃气净化120
4.4.2可燃气净化方法及设备121
4.5热裂解气组成及应用129
4.5.1生物质气化供热技术129
4.5.2生物质气化供气技术130
4.5.3生物质气化发电技术131
4.5.4生物质气化合成化学品技术138
参考文献139
第5章生物质热裂解液化工艺及主要设备143
5.1热裂解液化原理与影响因素144
5.1.1温度及升温速率的影响144
5.1.2气相滞留时间的影响145
5.1.3压力的影响145
5.1.4生物质粒径、种类的影响145
5.2生物质热裂解液化工艺过程145
5.3生物质热裂解液化反应器及其特点147
5.3.1鼓泡流化床生物质热裂解液化工艺147
5.3.2循环流化床生物质热裂解液化工艺148
5.3.3烧蚀式反应器生物质热裂解液化工艺149
5.3.4真空快速裂解反应器生物质热裂解液化工艺150
5.3.5蜗旋反应器生物质热裂解液化工艺151
5.3.6涡流反应器生物质热裂解液化工艺151
5.3.7携带床反应器生物质热裂解液化工艺152
5.3.8旋转锥反应器生物质热裂解液化工艺153
5.3.9下降管反应器生物质热裂解液化工艺153
5.4生物质热裂解液化工业化应用示范装置158
5.4.1工业化示范装置工艺流程159
5.4.2工业化应用示范装置关键部件160
5.4.3工业示范装置运行状况171
5.4.4工业化示范装置的经济性173
5.5液化条件对生物油特性的影响174
5.5.1不同温度对生物油产率的影响174
5.5.2生物油理化特性对比178
5.6生物质热裂解液化技术展望179
参考文献180
第6章生物质热裂解炭化工艺及主要设备185
6.1炭化工艺过程及主要装置186
6.1.1生物质热裂解炭化工艺186
6.1.2生物质热裂解炭化装置186
6.1.3生物质热裂解炭化装备开发应用现状191
6.2生物炭的性质及其应用191
6.2.1生物炭的性质191
6.2.2生物炭的应用193
6.3木醋液与焦油的性质及应用197
6.3.1木醋液的主要性质198
6.3.2木醋液的市场应用199
6.3.3焦油的主要性质与利用200
参考文献200
第7章生物质热裂解产物加工与合成燃料技术207
7.1生物油的特性与提质改性208
7.1.1催化加氢提质209
7.1.2超临界CO2萃取211
7.1.3超临界甲醇与酯化提质213
7.1.4生物油柴油乳化合成燃料215
7.1.5水蒸气重整制氢221
7.1.6生物燃油酚醛树脂胶黏剂223
7.2热裂解气制备合成燃料225
7.2.1热裂解燃气基本特性225
7.2.2热裂解燃气净化225
7.2.3制备合成气天然气226
7.2.4费托合成（FTS）制备液体燃料226
7.3木醋液的深加工230
7.3.1木醋液的制备和提纯工艺231
7.3.2木醋液的用途232
7.4生物炭的加工234
7.4.1直接燃烧234
7.4.2土壤改良剂235
7.5热裂解多联产236
参考文献237
第8章热裂解及合成燃料的产业化分析247
8.1热裂解产业的发展：从化石燃料到生物质248
8.2热裂解直接制备燃料的产业化进展249
8.2.1热裂解油产业历史249
8.2.2国内外咨询机构的关注度253
8.2.3热裂解产业化发展新趋势253
8.3热裂解合成燃料的产业化进展254
8.3.1热裂解合成气及其应用状态254
8.3.2技术经济性分析256
8.4产业化应用的思考257
8.4.1热裂解多联产的成功案例分析257
8.4.2发展热裂解产业的思考261
参考文献264
附录267
附录1部分生物质能标准一览表268
附录2生物质术语（GBT303662013）270
附录3固体生物质燃料检验通则（GBT219232008）278
索引306
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| 內容試閱：
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人类赖以生存和发展的重要物质保证就是能源。近年来我国已经逐渐接近世界第一大能源消费国的水平，然而我国的人均资源量却处于世界较低水平，同时传统能源的使用带来的环境问题也越来越紧迫，因此加大研发生物质在内的可再生能源显得极为重要。能源的核心是传统化石能源问题，一方面，传统化石燃料支撑着世界发达的物质文明，资源逐渐枯竭、需求却越来越大、成本越来越高、价格不断攀升；另一方面，化石燃料使用造成的环境压力越来越大。能源和环境问题是21世纪人类所面临的重大挑战，开发可再生、清洁的能源和实现能源多元化发展已经成为世界大趋势。
生物质能是绿色植物通过光合作用存储下来的太阳能，是唯一存储为有机物形式的可再生能源。相比生物转化，热化学转化过程明显具有高效的特点。热化学过程表观表现包含燃烧、热裂解气化、液化、炭化、重整或裂解等过程。热化学转化过程的本质是在热的作用下（有时会借助催化剂），在不同温度、不同气氛条件下使得复杂碳水化合物的化学结构断裂而生成小分子，并发生能量转移的过程，在此过程中包含的反应有大分子热裂解、热裂解固体产物半焦气化、热裂解气相产物进一步裂解和重整、较大分子热裂解产物的重聚和二次裂解、气固可燃产物的氧化及燃烧、气相产物水蒸气变换等。该过程不同产物与终产物相互关联：互为反应物、生成物，并可能存在内部供热问题；中间产物和最终产物还对发生于其他产物的反应存在可能的催化和抑制作用。这些反应分阶段进行，且与温度和升温速率紧密相关。
生物质热裂解技术具有良好的原料适应性、较高的能源转化率等特点。通过这类技术可以将可再生的生物质转化为高品位的能源及化学品，不仅可以解决自然资源的可持续性利用问题，还可以缓解化石资源日益枯竭的局面，以此促进社会经济和环境保护的同时发展。生物质热裂解的主要任务是如何通过热化学手段把生物质复杂大分子的碳水化合物转变为高品质的气体、液体、固体形式的烃类燃料及有机材料。通过热裂解技术可以将生物质转化为热裂解油再加以分离提质从而得到高价值生物汽、柴油及航空燃料；也可以将生物质热裂解气化后的合成气（H2CO等）进一步热化学合成液体燃料和化学品；生物质热裂解炭化可以制备生物炭，应用于替代燃煤以及其他炭基材料等。生物质热裂解技术的研发不仅要研发相关转化技术，还需要具备相关传热传质的基础知识并研发与之相关的工艺设备。该过程是一个复杂的工程和科学问题，内涵极其丰富，包括了化学、工程热物理、材料、机械和自动控制方面的相关问题，彼此之间存在较强的关联性。深入研究热裂解各转化过程，对于研究优化转化过程效率、调控产品品质、抑制副产物生成、实现高效工业化生产都具有重要意义。
目前可以生产生物燃料的工艺技术路线有多种，它们分别适合于不同的生物质原料，这些技术的最终目标都是将生物质转化为与化石燃料相类似的产品。目前被列入标准（ASTM D7566）的主要技术是：天然油脂加氢法技术和生物质（气化-费托合成）液化技术。而且这两种技术实现制备生物燃料的过程具有工艺共同性：都需要加氢脱氧处理和异构化选择性加氢裂化。对于生物质热裂解技术而言，实现制备生物燃料的技术路线完全可以耦合这两条技术路线。
基于生物质热裂解制备生物燃料过程中复杂的科学和工程问题，围绕生物质热裂解及合成燃料技术，本书分别从科学问题和工程应用这两个层面结合展开论述，从技术原理、研究进展论述并通过工程或应用实例分析，系统阐述了生物质热裂解在制备生物燃料方面的知识。本书具有较强的技术性、可操作性和针对性，可以作为生物质能源方向的研究与技术人员的重要参考资料，也可供高等学校生物工程、能源工程、资源科学与工程及相关专业师生参考。
本书是编著者长期从事生物质热裂解研发所积累的成果，由长期从事生物质热化学转化研究的山东省泰山学者特聘专家易维明教授策划并组织山东省清洁能源工程技术研究中心的一批该领域青年骨干进行编著。该中心于1999年在山东理工大学成立以来一直专注于生物质热裂解过程与装备的研发，先后主持攻关多项国家级课题。在中心成立后持续受到国家863计划、国家支撑计划、国家自然科学基金等相关基金的资助。本书正是该中心对过去多年间持续攻关多项相关国家课题所取得一系列成果的系统总结。本书具体编著分工如下：王芳博士负责编著第1章；林晓娜博士负责编著第2章和第3章；田纯焱博士负责编著第4章、第5章、第7章和第8章；沈秀丽博士和王芳博士共同负责编著第6章。全书最后由易维明教授统稿并定稿。另外，山东省清洁能源工程技术研究中心的李宁博士生参与编著第4章、王绍庆博士参与编著第5章、张德俐博士参与编著第6章；孔令帅硕士生、赵鲲鹏硕士生、杨俊涛硕士生、张东红硕士生、任夏瑾硕士生等同学在此期间协助收集和撰写相关资料，对他们的辛勤工作表示感谢！另外，在本书编著中参考和引用了大量国内外文献，以及在出版期间获得同行专家和编辑的帮助，在此一并表示感谢。
限于编著者水平和编著时间，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请读者指正为谢！
易维明
2019年11月
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