生物質熱解原理與技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃锡鋒，陸強 著

圖書標籤:

• 生物質熱解
• 熱化學轉化
• 生物質能源
• 可再生能源
• 環境工程
• 化學工程
• 能源技術
• 生物質利用
• 熱解機理
• 工業催化

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030407610

版次：1

商品編碼：11493904

包裝：精裝

叢書名： 21世紀新能源叢書

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

用紙：膠版紙

頁數：315

字數：398000

正文語種：中文

內容簡介

　　生物質能本質上是綠色植物通過光閤作用轉換和儲存下來的太陽能，也是一種具有碳源的可再生能源。生物質熱解技術由於具有工藝過程短、原料適應性強、反應迅速、轉化率高、易於工業化等諸多優點而備受人們的廣泛關注。為進一步推動該項技術的研究與應用，編者基於多年的研究積纍撰寫成《生物質熱解原理與技術》。《生物質熱解原理與技術》內容共分7章，分彆講述瞭我國的能源形勢和生物質能特點，生物質的組成、結構和性質，生物質的熱解原理，生物質的熱解炭化、熱解氣化和熱解液化，以及生物油的性質與應用等，《生物質熱解原理與技術》較好地構成瞭一套完整的生物質熱解技術體係。

內頁插圖

目錄

目錄
《21世紀新能源叢書》序
前言
第1章 概述 1
1.1 能源的基本概念 1
1.2 綠色植物光閤作用 3
1.3 生物質資源與分類 6
1.4 生物質的物理性質 10
1.4.1 生物質的含水率 10
1.4.2 生物質的密度 10
1.4.3 堆積角、內摩擦角和滑落角 11
1.4.4 生物質炭的機械強度 12
1.4.5 生物質的比錶麵積 13
1.4.6 生物質的孔隙率 13
1.4.7 生物質的比熱容 13
1.4.8 生物質的導熱係數 13
1.5 生物質的燃料特性 14
1.5.1 生物質的燃燒 14
1.5.2 生物質的發熱量 15
1.5.3 生物質燃料的化學當量比 17
1.6 生物質能源轉換技術 18
參考文獻 22
附錄1-1 我國農作物秸稈資源及其分布 22
附錄1-2 固體生物質燃料全水分測定方法 27
第2章 生物質的組成與結構 30
2.1 生物質的組成和結構 30
2.2 生物質的元素分析 36
2.3 生物質的工業分析 41
參考文獻 47
附錄2-1 縴維素聚閤度的測定方法及常見生物質原料的組成成分 48
附錄2-2 常見生物質原料的分析結果 56
第3章 生物質的熱解原理 80
3.1 縴維素熱解機理 80
3.1.1 縴維素熱解機理概述 80
3.1.2 縴維素熱解液體産物組成 81
3.1.3 LG的形成 81
3.1.4 其他脫水糖衍生物的形成 90
3.1.5 呋喃類産物的形成 93
3.1.6 小分子醛酮類産物的形成 94
3.1.7 縴維素快速熱解的整體反應途徑 97
3.2 半縴維素熱解機理 100
3.2.1 半縴維素熱解機理概述 100
3.2.2 半縴維素熱解液體産物組成 100
3.2.3 脫水糖衍生物以及呋喃類産物的形成 100
3.2.4 小分子物質的形成 104
3.2.5 木聚糖快速熱解的整體反應途徑 104
3.3 木質素熱解機理 107
3.3.1 木質素熱解機理概述 107
3.3.2 木質素模型化閤物及其熱解機理 107
3.4 生物質熱解的主要影響因素 118
3.4.1 加熱速率的影響 118
3.4.2 熱解溫度的影響 118
3.4.3 熱解時間的影響 122
3.4.4 原料種類的影響 122
3.4.5 原料性質的影響 123
3.4.6 其他因素的影響 124
參考文獻 125
第4章 生物質的熱解炭化 130
4.1 概述 130
4.2 生物質熱解炭化原理 130
4.3 生物質熱解炭化裝置 132
4.3.1 傳統生物質熱解炭化裝置 133
4.3.2 新型生物質熱解炭化裝置 140
4.4 生物質炭的性質與應用 146
4.4.1 生物質炭的組成 146
4.4.2 生物質炭的性質 147
4.4.3 生物質炭的應用 149
4.5 醋液與焦油的性質與應用 152
4.5.1 醋液的組成與性質 152
4.5.2 醋液的應用 156
4.5.3 焦油的組成與性質 157
4.5.4 焦油的應用 159
參考文獻 160
第5章 生物質的熱解氣化 165
5.1 概述 165
5.2 生物質氣化技術分類 167
5.2.1 按氣化壓力進行分類 167
5.2.2 按氣化溫度進行分類 168
5.2.3 按氣化劑進行分類 168
5.2.4 按加熱方式進行分類 169
5.2.5 按氣化爐結構進行分類 170
5.3 生物質熱解氣化原理 174
5.3.1 氣化基本原理 174
5.3.2 氣化反應動力學 176
5.3.3 氣化反應平衡分析 179
5.3.4 氣化主要影響因素 181
5.3.5 氣化主要評價參數 184
5.4 典型氣化爐及其設計舉例 186
5.4.1 生物質氣化裝置的構成 186
5.4.2 下吸式固定床氣化爐 187
5.4.3 上吸式固定床氣化爐 188
5.4.4 氣化爐設計計算舉例 189
5.5 生物質氣化氣體的淨化 191
5.5.1 燃氣中焦油的特點及其危害 191
5.5.2 傳統的焦油去除方法 192
5.5.3 催化裂解去除焦油方法 193
5.6 生物質氣化技術的應用 196
5.6.1 生物質氣化供熱 196
5.6.2 生物質氣化集中供氣 197
5.6.3 生物質氣化發電 198
5.6.4 生物質氣化製氫 199
5.6.5 生物質氣化閤成液體燃料 200
參考文獻 207
附錄5-1 生物質氣化集中供氣站建設標準 207
第6章 生物質的熱解液化 215
6.1 概述 215
6.2 生物質原料預處理 216
6.2.1 破碎預處理 216
6.2.2 乾燥預處理 219
6.3 生物質進料係統 225
6.3.1 螺鏇進料係統概述 225
6.3.2 螺鏇進料係統的動力學分析 227
6.3.3 螺鏇進料器的設計 229
6.4 熱解液化反應器 231
6.4.1 流化床式熱解反應器 231
6.4.2 非流化床式熱解反應器 235
6.4.3 典型熱解反應器的設計計算 237
6.5 熱解産物氣固分離 242
6.5.1 概述 242
6.5.2 鏇風分離器 243
6.5.3 過濾式除塵器 246
6.5.4 氣固分離裝置的發展趨勢 248
6.6 熱解氣冷凝與生物油收集 249
6.6.1 熱解氣的組成 249
6.6.2 熱解氣的冷卻與冷凝 249
6.6.3 噴霧降膜冷凝的機理 251
參考文獻 257
第7章 生物油的性質與應用 259
7.1 概述 259
7.2 生物油的化學組成及其分離與分析 259
7.2.1 生物油的化學組成 259
7.2.2 生物油的分離與分析 266
7.3 生物油的理化性質 272
7.3.1 生物油的微觀多相性 272
7.3.2 生物油的水分 274
7.3.3 生物油的相溶性 275
7.3.4 生物油的熱值 276
7.3.5 生物油的黏度和流變特性 276
7.3.6 生物油的閃點 277
7.3.7 生物油的傾點和濁點 277
7.3.8 固體顆粒和灰分 278
7.3.9 生物油的揮發降解特性 279
7.3.10 生物油的潤滑性 279
7.3.11 生物油的腐蝕性 280
7.3.12 生物油的安定性 280
7.3.13 生物油的毒性 281
7.3.14 生物油的降解性 281
7.3.15 小結 281
7.4 生物油的化工應用 282
7.4.1 分離高附加值化學品 282
7.4.2 製備特定化學品 287
7.4.3 生物油氣化製備閤成氣 288
7.4.4 生物油重整製備氫氣 291
7.4.5 生物油化工應用前景 294
7.5 生物油的燃燒應用 294
7.5.1 生物油的基本燃燒特性 294
7.5.2 生物油的霧化燃燒特性 297
7.5.3 生物油的燃燒應用 298
7.5.4 生物油燃燒應用前景 302
參考文獻 304
附錄7-1 生物油性質的分析方法 308
索引 314

精彩書摘

　　《21世紀新能源叢書》序　　物質、能量和信息是現代社會賴以存在的三大支柱。很難想象沒有能源的世界是什麼樣子。每一次能源領域的重大變革都帶來人類生産、生活方式的革命性變化，甚至影響著世界政治和意識形態的格局。當前，我們又處在能源生産和消費方式發生革命的時代。　　從人類利用能源和動力發展的曆史看，古代人類幾乎完全依靠可再生能源，人工或簡單機械已經能夠適應農耕社會的需要。近代以來，蒸汽機的發明喚起瞭第一次工業革命，而能源則是以煤為主的化石能源。這之後，又齣現瞭電和電網，從小規模的發電技術到大規模的電網，支撐瞭與大工業生産相適應的大規模能源使用。石油、天然氣在內燃機、柴油機中的廣泛使用，奠定瞭現代交通基礎，也把另一個重要的化石能源引入瞭人類社會；燃氣輪機的技術進步使飛機突破聲障，進入瞭超聲速航行的時代，進而開始瞭航空航天的新紀元。這些能源的利用和能源技術的發展，進一步適應瞭高度集中生産的需要。　　但是化石能源的過度使用，將造成嚴重環境汙染，而且化石能源資源終將枯竭。這就嚴重地威脅著人類的生存和發展，人類必然再一次使用以可再生能源為主的新能源。這預示著人類必將再次步入可再生能源時代——一個與過去完全不同的建立在當代高新技術基礎上創新發展起來的嶄新可再生能源時代。一方麵，要滿足大規模集中使用的需求；另一方麵，由於可再生能源的特點，同時為瞭提高能源利用率，還必須大力發展分布式能源係統。這種能源係統使用的是多種新能源，采用高效、潔淨的動力裝置，用微電網和智能電網連接。這個時代，按照裏夫金《第三次工業革命》的說法，是分布式利用可再生能源的時代，它把能源技術與信息技術緊密結閤，甚至可以通過一條管道來同時輸送一次能源、電能和各種信息網絡。　　為瞭反映我國新能源領域的最高科研水平及最新研究成果，為我國能源科學技術的發展和人纔培養提供必要的資源支撐，中國工程熱物理學會聯閤科學齣版社共同策劃齣版瞭這套《 21世紀新能源叢書》。叢書邀請瞭一批工作在新能源科研一綫的專傢及學者，為讀者展現國內外相關科研方嚮的最高水平，並力求在太陽能熱利用、光伏、風能、氫能、海洋能、地熱、生物質能和核能等新能源領域，反映我國當前的科研成果、産業成就及國傢相關政策，展望我國新能源領域未來發展的趨勢。　　本叢書可以為我國在新能源領域從事科研、教學和學習的學者、教師、研究生提供實用係統的參考資料，也可為從事新能源相關行業的企業管理者和技術人員提供有益的幫助。　　中國科學院院士 2013年 6月　　前言　　能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。縱觀人類社會發展曆史，從人類學會使用火開始，到工業化的今天，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源技術的改進和提升。　　改革開放以來，隨著我國經濟和社會的快速發展，我國能源消耗平均以 6%~7%的年增長率快速增長，現已成為世界上第一大能源生産國，並已接近成為世界上第一大能源消費國。另一方麵，我國人均能源資源擁有量在世界上卻處於較低水平，其中煤炭資源人均擁有量相當於世界平均水平的 50%，石油和天然氣的人均資源量僅為世界平均水平的 5%~6%。因此，在我國大力研究和開發應用包括生物質能在內的各種可再生能源，意義十分重大。　　生物質能本質上是綠色植物通過光閤作用轉換和儲存下來的太陽能，也是唯一一種具有碳源的可再生能源。我國生物質資源非常豐富，主要有農作物秸稈、薪柴和森林廢棄物、能源植物、工業有機廢棄物和生活有機垃圾等。采用熱解等現代生物煉製技術將這些可再生的生物質資源轉化為具有較高品質的能源産品，既可以減少石油等化石資源的消耗，又能夠在保護生態環境的同時，開拓新的經濟增長點和促進美好鄉村的建設。　　本人於 1997年年底開始從事生物質能研究。當時本人即將結束在中國科學技術大學的博士後研究，在聆聽瞭浙江大學岑可法院士來學校所做的關於能源利用技術的學術報告後，更加堅信生物質能是很有應用前景的一種可再生能源，故決定選擇生物質熱解作為自己留校工作後的研究方嚮。時光荏苒， 17年悄然已過，本人在生物質熱解領域從啓濛到瞭解，從小試到中試，再從中試到示範，一直沒有停止對該項技術的探索和創新。　　本人能夠在生物質熱解領域追夢至今，當要感謝原中國科學技術大學校長硃清時院士。硃清時先生於 19世紀 20年代初倡導綠色化學研究， 1999年開始關注本人在生物質熱解轉化方麵所做的工作。為支持和加快學校在生物質能領域的研究，硃先生於 2001年發起成立瞭中國科學技術大學生物質潔淨能源實驗室，並親自兼任實驗室主任。硃先生除瞭對我們的研究工作給予學術指導外，更是以堅韌不拔的毅力帶領我們申請國傢 973計劃等重大項目。硃先生對科學與真理的執著追求，一直深深地影響著本人。　　本人能夠在生物質熱解領域追夢至今，還要感謝導師、原中國科學院院長路甬　　祥院士。先生每當獲悉本人在生物質熱解研究方麵取得的進展時，總是給予勉勵。在本人的生物質熱解液化技術第一次産業化示範開始不久，先生於 2007年 5月蒞臨現場指導，並欣然命筆題詞：“官産學研結閤，發展生物質可再生能源”。　　生物質熱解技術因具有工藝過程短、原料適應性強、反應迅速、轉化率高和無汙染物排放等諸多優點而備受人們的廣泛關注。為進一步推動該項技術的研究與應用，本人基於多年的研究積纍撰寫瞭本書。全書內容共 7章，分彆講述我國的能源形勢和生物質能特點，生物質的組成、結構和性質，生物質的熱解原理，生物質的熱解炭化、熱解氣化和熱解液化，以及生物油的性質與應用等。全書雖然較好地構成瞭一套完整的生物質熱解技術體係，但在生物質熱解機理方麵的敘述還不夠深入，在生物質熱解技術方麵的敘述還不夠深刻。如果本書能夠對讀者有所啓發，本人將感到莫大的欣慰。　　本書能列入“十二五”國傢重點圖書齣版規劃項目《 21世紀新能源叢書》，當要感謝中國科學院工程熱物理研究所金紅光院士的大力推薦和殷切勉勵。金先生在燃料化學能梯級利用技術領域所取得的成就和他那“學而不厭、誨人不倦”的品格一直鼓舞著本人、激勵著本人。　　本書能夠在不太長的時間內編撰完成，還要感謝編者之一、現為華北電力大學副教授的陸強博士。從本科三年級到博士畢業， 7年間他一直跟隨本人從事生物質熱解技術的研究，期間共計發錶瞭 27篇學術論文， 2010年畢業時榮獲中國科學院院長優秀奬。他承擔瞭本書五分之二的編寫工作。　　中國科學技術大學生物質潔淨能源實驗室的郭慶祥教授、閻立峰教授、傅堯教授、李全新教授等老師和研究生對於本書的編寫給予瞭大力支持和熱情幫助。在此謹嚮他們錶示衷心的感謝！　　在本書的編寫過程中，作者廣泛參考瞭國內外已齣版和發錶的相關資料。在此對本書所藉鑒的研究成果的完成者錶示衷心的感謝！　　本書研究成果是在過去十餘年時間內持續攻關取得的，研究工作得到瞭國傢 973計劃（2007CB210203和 2013CB228103）、國傢 863計劃（2012AA051803）、國傢科技支撐計劃（ 2007BAD34B02）、國傢自然科學基金（ 50576091、50876099和 50930006）、中國科學院知識創新工程（ KGCX2-YW-306-4和 KGCX2-YW-330）和重點部署項目（ KGZD-EW-304-3）的寶貴資助。在本書編寫和齣版過程中獲得瞭同行專傢和科學齣版社編輯的很多鼓勵和幫助，在此一並緻以深深的謝意！　　限於編者水平，書中難免存在不足之處，懇請讀者不吝賜教。　　硃锡鋒　　2014年 4月　　目錄　　《21世紀新能源叢書》序前言第 1章概述 1　　1.1 能源的基本概念 1　　1.2 綠色植物光閤作用 3　　1.3 生物質資源與分類 6　　1.4 生物質的物理性質 10　　1.4.1 生物質的含水率 10　　1.4.2 生物質的密度 10　　1.4.3 堆積角、內摩擦角和滑落角 11　　1.4.4 生物質炭的機械強度 12　　1.4.5 生物質的比錶麵積 13　　1.4.6 生物質的孔隙率 13　　1.4.7 生物質的比熱容 13　　1.4.8 生物質的導熱係數 13　　1.5 生物質的燃料特性 14　　1.5.1 生物質的燃燒 14　　1.5.2 生物質的發熱量 15　　1.5.3 生物質燃料的化學當量比 17　　1.6 生物質能源轉換技術 18　　參考文獻 22　　附錄 1-1我國農作物秸稈資源及其分布 22　　附錄 1-2固體生物質燃料全水分測定方法 27　　第 2章生物質的組成與結構 30　　2.1 生物質的組成和結構 30　　2.2 生物質的元素分析 36　　2.3 生物質的工業分析 41　　參考文獻 47　　附錄 2-1縴維素聚閤度的測定方法及常見生物質原料的組成成分 48　　附錄 2-2常見生物質原料的分析結果 56　　第 3章生物質的熱解原理 80　　3.1 縴維素熱解機理 80　　3.1.1 縴維素熱解機理概述 80　　3.1.2 縴維素熱解液體産物組成 81　　3.1.3 LG的形成 81　　3.1.4 其他脫水糖衍生物的形成 90　　3.1.5 呋喃類産物的形成 93　　3.1.6 小分子醛酮類産物的形成 94　　3.1.7 縴維素快速熱解的整體反應途徑 97　　3.2 半縴維素熱解機理 100　　3.2.1 半縴維素熱解機理概述 100　　3.2.2 半縴維素熱解液體産物組成 100　　3.2.3 脫水糖衍生物以及呋喃類産物的形成 100　　3.2.4 小分子物質的形成 104　　3.2.5 木聚糖快速熱解的整體反應途徑 104　　3.3 木質素熱解機理 107　　3.3.1 木質素熱解機理概述 107　　3.3.2 木質素模型化閤物及其熱解機理 107　　3.4 生物質熱解的主要影響因素 118　　3.4.1 加熱速率的影響 118　　3.4.2 熱解溫度的影響 118　　3.4.3 熱解時間的影響 122　　3.4.4 原料種類的影響 122　　3.4.5 原料性質的影響 123　　3.4.6 其他因素的影響 124　　參考文獻 125　　第 4章生物質的熱解炭化 130　　4.1 概述 130　　4.2 生物質熱解炭化原理 130　　4.3 生物質熱解炭化裝置 132　　4.3.1 傳統生物質熱解炭化裝置 133　　4.3.2 新型生物質熱解炭化裝置 140　　4.4 生物質炭的性質與應用 146　　4.4.1 生物質炭的組成 146　　4.4.2 生物質炭的性質 147　　4.4.3 生物質炭的應用 149　　4.5 醋液與焦油的性質與應用 152　　4.5.1 醋液的組成與性質 152　　4.5.2 醋液的應用 156　　4.5.3 焦油的組成與性質 157　　4.5.4 焦油的應用 159　　參考文獻 160　　第 5章生物質的熱解氣化 165　　5.1 概述 165　　5.2 生物質氣化技術分類 167　　5.2.1 按氣化壓力進行分類 167　　5.2.2 按氣化溫度進行分類 168　　5.2.3 按氣化劑進行分類 168　　5.2.4 按加熱方式進行分類 169　　5.2.5 按氣化爐結構進行分類 170　　5.3 生物質熱解氣化原理 174　　5.3.1 氣化基本原理 174　　5.3.2 氣化反應動力學 176　　5.3.3 氣化反應平衡分析 179　　5.3.4 氣化主要影響因素 181　　5.3.5 氣化主要評價參數 184　　5.4 典型氣化爐及其設計舉例 186　　5.4.1 生物質氣化裝置的構成 186　　5.4.2 下吸式固定床氣化爐 187　　5.4.3 上吸式固定床氣化爐 188　　5.4.4 氣化爐設計計算舉例 189　　5.5 生物質氣化氣體的淨化 191　　5.5.1 燃氣中焦油的特點及其危害 191　　5.5.2 傳統的焦油去除方法 192　　5.5.3 催化裂解去除焦油方法 193　　5.6 生物質氣化技術的應用 196　　5.6.1 生物質氣化供熱 196　　5.6.2 生物質氣化集中供氣 197　　5.6.3 生物質氣化發電 198　　5.6.4 生物質氣化製氫 199　　5.6.5 生物質氣化閤成液體燃料 200　　參考文獻 207　　附錄 5-1生物質氣化集中供氣站建設標準 207　　第 6章生物質的熱解液化 215　　6.1 概述 215　　6.2 生物質原料預處理 216　　6.2.1 破碎預處理 216　　6.2.2 乾燥預處理 219　　6.3 生物質進料係統 225　　6.3.1 螺鏇進料係統概述 225　　6.3.2 螺鏇進料係統的動力學分析 227　　6.3.3 螺鏇進料器的設計 229　　6.4 熱解液化反應器 231　　6.4.1 流化床式熱解反應器 231　　6.4.2 非流化床式熱解反應器 235　　6.4.3 典型熱解反應器的設計計算 237　　6.5 熱解産物氣固分離 242　　6.5.1 概述 242　　6.5.2 鏇風分離器 243　　6.5.3 過濾式除塵器 246　　6.5.4 氣固分離裝置的發展趨勢 248　　6.6 熱解氣冷凝與生物油收集 249　　6.6.1 熱解氣的組成 249　　6.6.2 熱解氣的冷卻與冷凝 249　　6.6.3 噴霧降膜冷凝的機理 251　　參考文獻 257　　第 7章生物油的性質與應用 259　　7.1 概述 259　　7.2 生物油的化學組成及其分離與分析 259　　7.2.1 生物油的化學組成 259　　7.2.2 生物油的分離與分析 266　　7.3 生物油的理化性質 272　　7.3.1 生物油的微觀多相性 272　　7.3.2 生物油的水分 274　　7.3.3 生物油的相溶性 275　　7.3.4 生物油的熱值 276　　7.3.5 生物油的黏度和流變特性 276　　7.3.6 生物油的閃點 277　　7.3.7 生物油的傾點和濁點 277　　7.3.8 固體顆粒和灰分 278　　7.3.9 生物油的揮發降解特性 279　　7.3.10 生物油的潤滑性 279　　7.3.11生物油的腐蝕性 280　　7.3.12 生物油的安定性 280　　7.3.13 生物油的毒性 281　　7.3.14 生物油的降解性 281　　7.3.15 小結281　　7.4 生物油的化工應用 282　　7.4.1 分離高附加值化學品 282　　7.4.2 製備特定化學品 287　　7.4.3 生物油氣化製備閤成氣 288　　7.4.4 生物油重整製備氫氣 291　　7.4.5 生物油化工應用前景 294　　7.5 生物油的燃燒應用 294　　7.5.1 生物油的基本燃燒特性 294　　7.5.2 生物油的霧化燃燒特性 297　　7.5.3 生物油的燃燒應用 298　　7.5.4 生物油燃燒應用前景 302　　參考文獻 304　　附錄 7-1生物油性質的分析方法 308　　索引 314　　第 1章概述　　1.1 能源的基本概念　　能源(energy source)亦稱能量資源或能源資源，是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。縱觀人類社會發展的曆史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。能源的開發和有效利用程度以及人均能源消費量，是生産技術、生活水平和社會發展的重要標誌之一。　　凡是自然界存在的、通過科學技術手段能夠轉換成各種形式能量 (熱能、電能、光能、化學能和機械能等 )或可做功的資源都被統稱為能源。其中凡自然界原來就存在、沒有經過加工或轉換的能源稱為一次能源，如煤、石油、天然氣、煤層氣、水能、太陽能、風能、生物質能、核能、地熱能等；由一次能源經過加工或轉換而得到的能源稱為二次能源，如電力、焦炭、煤氣、汽油、柴油、熱力等。　　地球上的一次能源主要來源於三個方麵[1]。　　一是來自地球以外天體中的太陽輻射能。這方麵的能量 30%以短波輻射的形式直接反射和散射到宇宙空間，其餘 70%被大氣、海洋、陸地、生物等接受。這 70%中有 47%左右直接轉變成熱能，再以長波輻射的形式離開地球；其餘約 23%成為一次能源的來源。作為一次能源的太陽輻射能，絕大部分使地錶的水蒸發成為蒸汽上升至高空，在隨大氣環流過程中遇到冷空氣凝結成雨雪又降落到地麵而形成河流，河流水落差而生成的勢能就是水能；另一部分照射大氣層導緻各處由於氣溫不同而産生氣壓差彆並形成風能，或照射海洋使海水産生溫差而引起密度不同並形成海流；還有一部分通過光閤作用被植物吸收而生成生物質能，這些植物若被長久沉積在地下，就形成礦物燃料，如煤、石油和天然氣等。人類和動物由食物中取得的能量都是直接或間接來自於太陽的輻射能。　　二是來自地球本身的能量，如地熱能、火山能、地震能以及核燃料 (鈾、釷、鈈)等。這方麵的能源目前可以利用的主要是地下熱水、地下蒸汽、熱岩等地熱能，以及地殼和海洋中蘊藏的各種核燃料。這類能源目前多數尚未得到大量應用，但其前景非常可觀，據估計能源總量約為全部煤炭能量的一億多倍，如海水中每剋重氫 (氘)在聚變反應中可釋放齣 1015kW·h的能量。　　三是地球和其他天體相互作用而産生的能量。例如，在天體運動中，太陽和月　　亮對地球錶麵的水有著吸引力作用而産生的潮汐能就屬於這一類能源。　　能源可以根據它們是否能夠再生而分為可再生能源和不可再生能源兩類。可再生能源是指能夠重復産生的自然能源，它可供人類長期使用而不會枯竭，如太陽能、風能、水能、海洋能、潮汐能、地熱能和生物質能等。不可再生能源是指那些不能重復産生的自然能源，這些能源用一點就少一點，在短期內不會重復産生並昀終會枯竭，如煤炭、石油、天然氣、核燃料等。　　能源根據其是否具有物質形態可以分為燃料能源和非燃料能源兩類。燃料能源有礦物燃料 (煤、石油、天然氣等 )、生物燃料 (柴草、木材、沼氣、有機廢棄物等 )、化工燃料 (丙烷、甲醇、酒精、廢舊塑料製品等 )和核燃料 (鈾、釷、鈈、氘等 )四種。非燃料能源多數具有機械能，如風能、水能、潮汐能、波浪能等，有的含有熱能，如地熱能和太陽能等。　　能源根據其使用的普及情況分為常規能源和新能源兩類。常規能源是指在現有科學技術的水平下已被廣泛使用的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等。那些雖然早已被利用或已引起人們重視，但尚未廣泛被利用或在利用技術方麵尚待完善或正在研究中的能源，都稱為新能源。隨著科學技術的發展，新能源的技術日益完善而被逐漸廣泛采用，新能源也就成為常規能源。在我國現階段，核能、太陽能、風能、地熱能、生物質能、海洋能等都被列為新能源。　　能源根據其與環境友好的情況又分為清潔能源和非清潔能源兩類。清潔能源是指在能源生産和使用過程中對環境不造成或基本不造成危害，而非清潔能源是指在能源生産和使用過程中會對環境造成危害。一般而言，可再生能源 (如太陽能、風能、水能、海洋能、潮汐能、地熱能和生物質能等 )都屬於清潔能源，而不可再生能源(如煤炭、石油、天然氣、核燃料等)都屬於非清潔能源。　　錶示能源的量主要有焦耳 (J)、韆焦 (kJ)、兆焦 (MJ)、吉焦 (GJ)、太焦 (TJ)、拍焦 (PJ)、艾焦 (EJ)等，以及國傢標準已廢除但工程上還常使用的卡 (cAl)和大卡 (kcAl)等。它們的換算關係是：1 cAl=4.18 J，1 kcAl=1000 cAl。　　能源的種類不同，計量單位也不同，如煤炭、石油等按噸計算，天然氣、煤氣等按立方米計算，電力按韆瓦小時計算。因此，為瞭求齣不同品種和不同含熱量的能源的總量，需要將它們按各自不同的含熱量摺閤成標準含量的統一計算單位的能源——煤當量或油當量。　　煤當量和油當量分彆是按標準煤和標準油的發熱量計算各種能源量的換算指標，國際能源機構 (IEA)規定： 1kg煤當量 =7000kcAl/kg=29 307kJ/kg或 29.3GJ/t，以及 1kg油當量=10 000kcAl/kg=41 868kJ/kg或 41.9GJ/t。　　目前，我國已經成為世界上第一大能源生産國和能源消費國 [2]。2011年我國一次能源生産總量為 31.8億噸標準煤，其中煤炭占 77.5%，石油占 9.4%，天然氣占　　3.8%，其他(水電、核電、風電等 )占 9.3%；同年，我國一次能源消費總量為 34.78億噸標準煤，其中煤炭占 69.6%，石油占 18.7%，天然氣占 3.9%，其他(水電、核電、風電等 )占 7.8%。今後一段時期，我國仍將處於工業化、城鎮化加快發展階段，能源需求會繼續增長，能源供應保障任務更加艱巨。我國能源形勢嚴峻，主要錶現在以下幾個方麵。　　一是能源資源結構不理想。我國已探明的煤炭資源可采儲量占化石資源總的可采儲量的 93.7%，而石油和天然氣分彆隻占 2.9%和 3.4%，煤炭資源比重偏大，石油、天然氣資源相對較少。　　二是人均能源資源擁有量較低。我國人口眾多，人均能源資源擁有量在世界上處於較低水平。煤炭資源人均擁有量相當於世界平均水平的 50%，石油和天然氣的人均資源量僅為世界平均水平的 5%~6%。　　三是資源儲存與能源消費地域存在明顯差彆。我國能源資源分布廣泛但不均衡，煤炭資源主要儲存在華北、西北地區，石油和天然氣資源主要儲存在東、中、西部地區和海域，而我國主要能源消費地區集中在東南沿海經濟發達地區，大規模、長距離的北煤南運、北油南運、西氣東輸、西電東送是我國能源流嚮的顯著特徵和能源運輸的基本格局。　　四是能源資源開發難度較大。與世界相比，我國煤炭資源地質開采條件較差，大部分儲量需要井下開采，極少量可供露天開采；石油天然氣資源地質條件復雜，埋藏深，勘探開發技術要求較高。　　1.2 綠色植物光閤作用　　光閤作用(photosynthesis)，即光能閤成作用，是植物、藻類和某些細菌，在可見光的照射下，經過光反應和暗反應，利用光閤色素將二氧化碳和水 (細菌為硫化氫和水)轉化為有機物，並釋放齣氧氣(細菌釋放氫氣)的生化過程[3]。　　植物的光閤作用實際上隻在植物的葉和莖中進行，因為在植物的這些部位存有許多葉綠體，葉綠體上分布著許多葉綠素分子，它吸收光能後就互相傳遞並引發一係列的化學反應，如發生光化反應生成氧氣、發生二氧化碳同化反應生成碳水化閤物等。植物光閤作用過程的總反應式為　　光　　CO + HO → CH O +O (1-1)　　22 22　　光閤作用是生物界賴以生存的基礎，也是地球碳氧循環的重要媒介。全球的綠色植物通過光閤作用每年約吸收 7×1011噸二氧化碳和閤成 4.7×1011噸有機物。正是因為有瞭光閤作用，地球上 60多億人類和近 200萬種生物 (其中動物 150多萬種、　　植物 30多萬種)的生命活動所需的食物纔能不斷地得到供應。　　從能量利用角度來看，光閤作用又是一個巨型的能量轉換過程，它是地球上唯一能夠大規模地將太陽能轉變成可以儲存的化學能的生物學過程。雖然通過光閤作用固定的太陽能大約隻占到達地球錶麵太陽能的韆分之一，但其每年閤成的有機物所蘊含的能量非常巨大，約為世界每年所耗能量的 10倍，而目前的利用率不到 3%。　　為什麼光閤作用能把太陽能轉變為化學能儲存起來呢？這是因為化閤物的能量實際上可以看成是形成化閤物的原子之間的化學鍵所儲藏的。從上述光閤作用總反應式可以看齣，反應前和反應後的碳原子、氫原子和氧原子的數目都沒有變化，隻是這三種元素作瞭重新排列，即原子的結閤不同瞭。不同結閤的原子之間的化學鍵所儲藏的能量是不同的，氫氧原子之間的鍵能 (H—O)每摩爾為 460kJ，氧氧原子之間的鍵能 (O—O)每摩爾為 485kJ，氧碳原子之間的鍵能 (O—C)每摩爾為 795kJ，碳氫原子之間的鍵能 (C—H)每摩爾為 385kJ，這樣就可算齣光閤反應前二氧化碳和水的總鍵能是 2510kJ，而光閤反應後氧氣和碳水化閤物的總鍵能是 2050 kJ，如式 (1-2)所示。　　(1-2)　　因此，反應後氧氣和碳水化閤物裏的鍵能比反應前二氧化碳和水裏的鍵能小。鍵能小，就是所處的化學勢位高，容易嚮鍵能大、化學勢位低的方嚮轉化，這種轉化趨勢就是化學能。光閤作用在這裏所得到的化學能是每摩爾 460 kJ。我們利用有機物時，如將有機物燃燒，隻要把 1mol碳水化閤物和 1mol氧氣結閤起來，變成更穩定的 1mol二氧化碳和 1mol水，就可以同時獲得 460 kJ的能量。　　錶 1-1列齣瞭世界上一些植物的乾物質生産與光能利用率 [4]。從錶中可見，不同植物的光閤作用效率存在明顯差異。植物按其光閤作用中碳的同化過程來區分，可以分為三碳(C3)植物和四碳(C4)植物兩種。　　大多數植物同化二氧化碳的途徑都一樣，即二氧化碳進入葉子後，先與腺三磷生成一種叫做磷酸甘油酸的中間化閤物，然後再經若乾次反應生成碳水化閤物。由於磷酸甘油酸是一種具有三個碳原子的化閤物，故這一類型的植物都叫做三碳 (C3)植物。另有一些起源於熱帶地區的植物，它們的碳同化過程在開頭還要先生成一種比較穩定的叫做草酰乙酸的中間化閤物，這個中間化閤物經過一些變化後放齣二氧化碳，然後再如三碳植物一樣，通過磷酸甘油酸而發生一係列同化反應，昀後生成　　碳水化閤物。由於先生成的中間化閤物草酰乙酸有四個碳原子，故這一類型的植物就叫四碳(C4)植物。高粱、玉米和甘蔗等都是四碳植物。因四碳植物比三碳植物多一個二氧化碳吸收和放齣的過程，故其光閤作用效果比三碳植物好，産量也比三碳植物高。　　錶 1-1世界上一些植物的乾物質生産與光能利用率　　植物 國傢和地區 乾物質生産 /(g/(m2·d)) 光能利用率/%　　高平茅 英國 43 3.5　　黑麥 英國 28 2.5　　羽衣甘藍 英國 21 2.2　　大麥 英國 23 1.8　　溫帶　　玉米 英國 24 3.4　　小麥 荷蘭 18 1.7　　豌豆 荷蘭 20 1.9　　玉米 美國肯塔基 40 3.4　　馬鈴薯美國加利福尼亞 37 2.3 鬆樹澳大利亞 41 2.7 棉花美國佐治亞 27 2.1　　亞熱帶　　水稻澳大利亞 23 1.4 甘蔗美國得剋薩斯 31 2.8　　玉米 美國加利福尼亞 52 2.9　　木薯 馬來西亞 18 2　　水稻 菲律賓 27 2.9　　熱帶 紫狼尾草 薩爾瓦多 39 4.2　　甘蔗 美國夏威夷 37 3.8　　玉米 泰國 31 2.7　　注：這裏的光能利用率是指作物光閤産物中儲藏的能量占照射到地麵能量的百分率　　除植物種類之外，影響光閤作用效率的主要因素還有光照強度、 CO2濃度、水分和溫度等。增加光照強度能夠提升光閤作用的效率，但超過一定範圍之後，光閤作用效率的提升變慢，直到不再提升； CO2是綠色植物光閤作用的原料，在一定範圍內提高它的濃度能夠提升光閤作用的效率，但達到一定值之後，光閤作用的效率將不再提升；水分既是光閤作用的原料，又可影響葉片氣孔的開閉，從而間接影響 CO2的吸收；溫度對光閤作用的影響較為復雜，光閤作用包括光反應和暗反應兩個部分，其中光反應部分受溫度影響小，而暗反應部分則明顯受溫度變化的影響和製約。　　1.3 生物質資源與分類　　“生物質 ”目前還沒有嚴格的定義，不同的專業對其定義也有所不同。根據能量資源的觀點，采用 “一定纍積量的動植物資源和來源於動植物的廢棄物的總稱 (但不包括化石資源 )”作為生物質定義的較多 [5]。因此，生物質不僅包括農作物、木材、海藻等本原型農林水産資源，還包括紙漿廢物、造紙黑液、酒精發酵殘渣等工業有機廢棄物、廚房垃圾、汙水處理廠剩餘汙泥和人畜糞便等。　　生物質不僅種類很多，而且存在量巨大。從能源角度評價生物質資源時，可以把生物質大緻分為兩類(圖 1-1)：一類是生産資源型；另一類是殘餘廢棄型。　　圖 1-1 生物質資源的分類[5]　　我國目前可供能源開發利用的生物質資源主要有各類農作物秸稈、薪柴和森林廢棄物、能源植物、工業有機廢棄物、生活有機垃圾、畜禽糞便等。　　1. 農作物秸稈　　農作物秸稈是指在農業生産過程中，收獲瞭稻榖、小麥、玉米等農作物以後，殘留的不能食用的莖、葉等副産品，以及一些農産品加工後剩餘的皮殼 (如稻殼和花生殼等 )。我國農作物秸稈數量大、種類多、分布廣。但近年來，隨著秸稈産量增加、農村能源結構改善和各類替代原料應用，加上秸稈資源分布不集中、體積能量密度低、收集運輸成本高，以及綜閤利用經濟性差、産業化程度低等原因，秸稈齣現瞭地區性、季節性和結構性的過剩，大量秸稈資源未被有效利用。　　秸稈的資源量可分理論資源量和可收集資源量兩種。　　秸稈理論資源量是指某一區域秸稈的年總産量，錶明理論上該地區每年可能生産的秸稈資源量。因為農作物分布的比較分散，並與當地的自然條件、生産情況有關，統計起來比較睏難。一般是根據農作物産量和各種農作物的草榖比，大緻估算齣各種秸稈的産量，即秸稈理論資源量=農作物産量×草榖比。　　據調查， 2009年全國農作物秸稈理論資源量為 8.20億噸(含水量為 15%)。從品種上看，稻草約為 2.05億噸，占理論資源量的 25%；麥秸為 1.50億噸，占 18.3%；玉米秸為 2.65億噸，占 32.3%；棉稈為 2584萬噸，占 3.2%；油料作物秸稈為 3737萬噸，占 4.6%；豆類秸稈為 2726萬噸，占 3.3%；薯類秸稈為 2243萬噸，占 2.7%。詳見圖 1-2。　　圖 1-2 各種農作物秸稈占總資源量比例[6]　　從區域分布上看，華北區和長江中下遊區的秸稈資源昀為豐富，理論資源量分彆約為 2.33億噸和 1.93億噸，占總量的 28.45%和 23.58%；其次為東北區、西南區和濛新區 (注：內濛古和新疆 )，分彆約為 1.41億噸、 8994萬噸和 5873萬噸，占總量的 17.2%、10.97%和 7.16%；華南區和黃土高原區的秸稈理論資源量較低，分彆約為 5490萬噸和 4404萬噸，占總量的 6.7%和 5.37%；青藏區昀低，僅為 468萬噸，占總量的 0.57%。　　秸稈的可收集資源量是在其理論資源量的基礎上，考慮到許多農作物在收獲過程中需要留茬收割，在秸稈收集和運輸過程中會造成損失而估計得到的。據估算， 2009年全國農作物秸稈可收集資源量約為 6.87億噸，占理論資源量的 83.8%。　　自古以來，秸稈一直是農民的基本生産生活資料，是保證農民生活和農業發展的寶貴資源，可用作肥料、飼料、生活燃料、食用菌基料以及造紙等工業原料等，用途十分廣泛。但是，隨著農村社會發展和農民收入的提高，秸稈的傳統利用方式正在發生轉變。調查結果錶明，秸稈作為肥料使用量約為 1.02億噸(不含根茬還田 )，占可收集資源量的 14.78%；作為飼料使用量約為 2.11億噸，占 30.69%；作為燃料使用量 (含秸稈新型能源化利用 )約為 1.29億噸，占 18.72%；作為種植食用菌基料使用量約為 0.15億噸，占 2.14%；作為造紙等工業原料使用量約為 0.16億噸，占 2.37%；廢棄及焚燒約為 2.15億噸，占 31.31%。詳見圖 1-3。　　圖 1-3 秸稈各種用途占可收集資源量的比例[6]　　較為詳細的我國農作物秸稈資源及其分布參見本章附錄 1-1。　　2. 薪材及森林廢棄物　　占據我國生物質資源第二位的是各種薪材和森林廢棄物等。根據 2008年結束的第七次全國森林資源調查，除香港、澳門、颱灣地區外，我國現有林地麵積 30378.19萬 hm2，森林麵積 19333.00萬 hm2，活立木(注：林地中生長著的林木)總蓄積 145.54億 m3，森林蓄積 133.63億 m3；天然林麵積 11969.25萬 hm2，天然林蓄積 114.02億 m3；人工林保存麵積 6168.84萬 hm2，人工林蓄積 19.61億 m3。　　大體而言，我國森林資源的消耗可以分為三個主要部分：製造木製品、用於工業原料和用於生活燃料。據專傢測算，近年我國可用作林業生物質能的各種薪材和森林廢棄物的年産量達 1億噸，約閤 6000萬噸標準煤。　　3. 能源植物　　能源植物是指以直接用於提供能源為目的的植物。按其所含主要物質進行分類，能源植物主要包括：1糖類能源植物，如甘蔗、甜高粱、甜菜等，主要用於生産糖類原料，經過發酵可以生産燃料乙醇；2澱粉類能源植物，如木薯、玉米、甘薯等，主要用於生産澱粉類原料，經過水解和發酵也可以生産燃料乙醇；3縴維素類能源植物，如速生林和芒草等，經過水解和發酵可以生産燃料乙醇，也可以利用其他技術獲得氣體、液體或固體燃料；4油料能源植物，如油菜、嚮日葵、棕櫚、花生等，提取的油脂可用來生産生物柴油；5烴類能源植物，如續隨子、綠玉樹、古巴香膠樹、銀膠菊、西榖椰子和西濛得木等，提取含烴汁液可以生産接近石油成分的燃料。　　4. 工業有機廢棄物　　工業有機廢棄物分為工業固體有機廢棄物和工業有機廢液兩類。其中，工業固體有機廢棄物主要來自木材加工廠、造紙廠、糖廠和糧食加工廠等，包括木屑、樹皮、蔗渣、榖殼等；工業有機廢液主要來自酒精、釀酒、製糖、食品、製藥、造紙及屠宰等行業生産過程中排齣的有機廢液等。　　我國的紙及紙闆年産量約為 8000萬噸，由此而産生的有機廢棄物總量為 1000萬噸(相當於 500萬噸標準煤 )；我國釀酒廠、糖廠和食品加工廠每年産生的有機廢液大約為 100億噸，這些有機廢液中含有高濃度的 COD，總量約為 350萬噸標準煤。　　5. 生活有機垃圾　　生活有機垃圾主要來自城鎮居民的日常生活，還有一些來自於如學校、醫院、公園等公共場所。據專傢估算，昀近若乾年來，隨著我國城鎮化進程的加快，城鎮生活有機垃圾的産生量和堆積量逐年增加，年均增長率達到 10%以上。目前，我國城鎮生活有機垃圾的總量達 1.5億噸標準煤 /年，平均熱值在 4.18MJ/kg(1000kcAl/kg)左右。　　6. 畜禽糞便　　畜禽糞便也是一種重要的生物質能源。除在牧區有少量的直接燃燒外，畜禽糞便主要是作為沼氣的發酵原料。據估算，中國主要畜禽雞、豬、牛等的糞便資源總量約 8.5億噸，約閤 8000萬噸標準煤，其中大中型養殖場的畜禽糞便是昀易集中開發利用的。我國目前大中型牛、豬、雞場近萬傢，每年糞便資源量約 3億噸，約閤 2000萬噸標準煤。　　1.4 生物質的物理性質　　1.4.1生物質的含水率　　生物質來自於生物，含水率較高，從乾秸稈、乾木屑的含水率 20%以下，到微藻類、發酵殘渣、生物汙泥的含水率 95%以上，差彆較大。在生物質利用，尤其是作為能量轉換利用時，含水率是十分重要的影響因素之一。　　生物質含水率的定義根據研究領域的不同而不同。能源研究中大多采用以下方式來定義含水率：　　含水率= 水分質量×100%　　總質量 總質量=生物質質量水分質量+ 上述定義中，含水率不會超過 100%。而在森林和生態學研究中，含水率大都采用水分質量與生物質質量之比來計算，故含水率有可能超過 100%。本書以總質量中的水分占有量作為含水率的定義，而且如不加特彆說明，所稱的生物質都是含有水分的。附錄 1-2為固體生物質燃料全水分的測定方法。　　1.4.2 生物質的密度　　生物質的密度通常有三種錶示方法，即堆密度、視密度和真密度，對同一種生物質樣，這三種密度的數值依次增大。　　堆密度是指單位體積 (既包括顆粒間的孔隙，也包括顆粒內部的孔隙 )生物質的質量，它反映瞭在自然堆積狀態下單位體積生物質物料的質量。圖 1-4給齣瞭部分生物質物料的堆密度。由圖可見，生物質物料的堆密度差異較大，如木材、木炭、棉秸在內的高密度物料的堆密度在 200~350kg/m3，而大多數農作物秸稈的堆密度卻比較低，如玉米秸和麥秸等低密度秸稈的堆密度大都在 100kg/m3之下。　　視密度是指單位體積 (不包括顆粒間的孔隙，但包括顆粒內部的孔隙 )生物質的質量，可用稱量法 (塗蠟法、塗凡士林法等 )測定。由於存在內部孔隙，故視密度大小與測量方式有很大關係。　　真密度是指單位體積 (既不包括顆粒間的孔隙，也不包括顆粒內部的孔隙 )生物質的質量，可用比重瓶法或其他置換方法來測定。　　……

前言/序言

　　能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。縱觀人類社會發展曆史，從人類學會使用火開始，到工業化的今天，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源技術的改進和提升。
　　改革開放以來，隨著我國經濟和社會的快速發展，我國能源消耗平均以6％-7％的年增長率快速增長，現已成為世界上第一大能源生産國，並已接近成為世界上第一大能源消費國。另一方麵，我國人均能源資源擁有量在世界上卻處於較低水平，其中煤炭資源人均擁有量相當於世界平均水乎的50％，石油和天然氣的人均資源量僅為世界平均水乎的5％-6％。因此，在我國大力研究和開發應用包括生物質能在內的各種可再生能源，意義十分重大。
　　生物質能本質上是綠色植物通過光閤作用轉換和儲存下來的太陽能，也是唯一一種具有碳源的可再生能源。我國生物質資源非常豐富，主要有農作物秸稈、薪柴和森林廢棄物、能源植物、工業有機廢棄物和生活有機垃圾等。采用熱解等現代生物煉製技術將這些可再生的生物質資源轉化為具有較高品質的能源産品，既可以減少石油等化石資源的消耗，又能夠在保護生態環境的同時，開拓新的經濟增長點和促進美好鄉村的建設。
　　本人於1997年年底開始從事生物質能研究。當時本人即將結束在中國科學技術大學的博士後研究，在聆聽瞭浙江大學岑可法院士來學校所做的關於能源利用技術的學術報告後，更加堅信生物質能是很有應用前景的一種可再生能源，故決定選擇生物質熱解作為自己留校工作後的研究方嚮。時光荏苒，17年悄然已過，本人在生物質熱解領域從啓濛到瞭解，從小試到中試，再從中試到示範，一直沒有停止對該項技術的探索和創新。
　　本人能夠在生物質熱解領域追夢至今，當要感謝原中國科學技術大學校長硃清時院士。硃清時先生於19世紀20年代初倡導綠色化學研究，1999年開始關注本人在生物質熱解轉化方麵所做的工作。為支持和加快學校在生物質能領域的研究，硃先生於2001年發起成立瞭中國科學技術大學生物質潔淨能源實驗室，並親自兼任實驗室主任。硃先生除瞭對我們的研究工作給予學術指導外，更是以堅韌不拔的毅力帶領我們申請國傢973計劃等重大項目。硃先生對科學與真理的執著追求，一直深深地影響著本人。
　　本人能夠在生物質熱解領域追夢至今，還要感謝導師、原中國科學院院長路甬祥院士。先生每當獲悉本人在生物質熱解研究方麵取得的進展吋，總是給予勉勵。在本人的生物質熱解液化技術第一次産業化示範開始不久，先生於2007年5月蒞臨現場指導，並欣然命筆題詞：“官産學研結閤，發展生物質可再生能源”。
　　生物質熱解技術因具有工藝過程短、原料適應性強、反應迅速、轉化率高和無汙染物排放等諸多優點而備受人們的廣泛關注。為進一步推動該項技術的研究與應用，本人基於多年的研究積纍撰寫瞭本書。全書內容共7章，分彆講述我國的能源形勢和生物質能特點，生物質的組成、結構和性質，生物質的熱解原理，生物質的熱解炭化、熱解氣化和熱解液化，以及生物油的性質與應用等。全書雖然較好地構成瞭一套完整的生物質熱解技術體係，但在生物質熱解機理方麵的敘述還不夠深入，在生物質熱解技術方麵的敘述還不夠深刻。如果本書能夠對讀者有所啓發，本人將感到莫大的欣慰。
　　本書能列入“十二五”國傢重點圖書齣版規劃項目《2l世紀新能源叢書》，當要感謝中國科學院工程熱物理研究所金紅光院士的大力推薦和殷切勉勵。金先生在燃料化學能梯級利用技術領域所取得的成就和他那“學而不厭、誨人不倦”的品格一直鼓舞著本人、激勵著本人。
　　本書能夠在不太長的時間內編撰完成，還要感謝編者之一、現為華北電力大學副教授的陸強博士。從本科三年級到博士畢業，7年間他一直跟隨本人從事生物質熱解技術的研究，期間共計發錶瞭27篇學術論文，20lO年畢業時榮獲中國科學院院長優秀奬。他承擔瞭本書五分之二的編寫工作。
　　中國科學技術大學生物質潔淨能源實驗室的郭慶祥教授、閻立峰教授、傅堯教授、李全新教授等老師和研究生對於本書的編寫給予瞭大力支持和熱情幫助。在此謹嚮他們錶示衷心的感謝！
　　在本書的編寫過程中，作者廣泛參考瞭國內外已齣版和發錶的相關資料。在此對本書所藉鑒的研究成果的完成者錶示衷心的感謝！
　　本書研究成果是在過去十餘年時間內持續攻關取得的，研究工作得到瞭國傢973計劃（2007CB210203和2013CB228103）、國傢863計劃（2012AA051803）、國傢科技支撐計劃（2007BAD34802）、國傢自然科學基金（5057609l、50876099和50930006）、中國科學院知識創新工程（KGCX2-YW-306-4和KGCX2-Yw．330）和重點部署項目（KGZD—EW一304-3）的寶貴資助。在本書編寫和齣版過程中獲得瞭同行專傢和科學齣版社編輯的很多鼓勵和幫助，在此一並緻以深深的謝意！
　　限於編者水平，書中難免存在不足之處，懇請讀者不吝賜教。
　　硃锡鋒
　　2014年4月

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