林木生物质快速热解理论与技术
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前言

生物质能源具有原料可再生、过程清洁低碳、产物可替代石化产品等特点,在能源资源短缺、生态环境不断恶化的今天,已经成为社会广泛关注的研究热点和重要发展方向。生物质快速热解技术可以将数量巨大的生物质资源快速、高效地转化为高能量密度和化学活性的液态生物油、热解炭和生物燃气等,具有原料适应性强、不需要溶剂、全组分转化、生产过程易于工业化推广应用等特点,生物油被认为是目前发现的最为廉价易得且接近于石化原油的生物质液态产品。

从20世纪70年代开始有快速热解技术的报道至今,国内外众多研究者对于生物质快速热解的过程机理、工艺设备、转化技术和产物组成等进行了大量研究并取得了较好的进展。然而,由于原料的自然变异性、转化过程的复杂性等,生物质快速热解技术和生物油的高效制备仍然存在许多关键障碍和困难。本书在借鉴国内外同行工作的基础上,针对原料的自然变异性、热解转化过程的复杂性等影响生物质热裂解炼制和生物油高效制备的关键问题进行大量的研究工作。从生物质原料组成入手,讨论了生物质及其组分热降解特性和热解蒸气析出规律,解析了原料种类对生物质热裂解反应活性和制油效率的影响,并介绍了通过原料共混的方法来调控热裂解炼制油过程和生物油品质的技术方法。在此基础上,总结了国内外有关快速热解设备开发情况,以流化床式小试设备和中试生产线为例介绍了快速热解设备的设计计算,探讨了快速热解工艺优化的基本原理和技术,研究了热解产物的理化性质和化学成分,阐述了生物油热降解及燃烧性能分析的最新研究成果。本书反映了林木生物质快速热解炼制生物油过程理论和技术研究的最新进展,有望为生物质热裂解炼制高值化利用的基础理论和技术发展提供新的知识。全书共分为7章,其中第3章3.5节由任学勇、常建民合著,其他章节由任学勇撰写并完成全文统稿,常建民教授对全书内容进行了审阅。

本书立题新颖、特色鲜明、重点突出、深入浅出,对林木生物质快速热解的理论、设备、工艺、技术和产品等进行了比较完整和深入的阐述,希望可以为从事和关心林木生物质热化学转化研究和发展的科研人员、工程技术人员、管理人员以及高等院校相关专业师生提高一些有益的帮助和参考。

感谢北京林业大学新进教师启动基金项目“基于多级炼制的生物质油成分分离富集与活性研究”(中央高校基本科研业务费专项资金资助,NO.BLX2014-39)等科研项目的资助。在本书的研究和撰写过程中,得到了北京林业大学司慧教授、李强教授、苟进胜副教授、刘毅老师、王文亮博士,美国北卡罗来纳州立大学Sunkyu Park教授、Houming Chang教授、Hasan Jameel教授,中国林业科学院木材工业研究所王金林研究员,山东理工大学易维明教授,浙江省林业科学院贺亮研究员等领导和同事们的指导和关心,在此表示衷心的感谢。在本书编写过程中,还得到了中国水利水电出版社淡智慧分社长、石金龙老师的帮助,在此表示衷心感谢。此外,还参考和引用了国内外大量珍贵的文献资料,在此向这些文献作者表示深深的谢意。

由于作者水平有限,书中难免存在不当或疏漏之处,诚请有关专家和读者批评指正,以便在后续版本中继续加以改进完善。

著者  

2015年10月