中國柴油植物

內(nèi)容概要

龍春林、宋洪川編著的《中國柴油植物》除對能源、生物質(zhì)能及其轉(zhuǎn)換技術、植物油與生物柴油等進行了介紹，還描述了含油量較高的213種（變種）中國重要柴油植物，包括名稱（中文名、拉丁學名及別名）、植物學特性、分布和生態(tài)習性、含油情況、栽培、管理和采收、其他用途和信息等內(nèi)容。
《中國柴油植物》可供植物學、林學、農(nóng)學、民族植物學及生物能源等領域的相關人員參考。

書籍目錄

前言
第一章  能源概論
  第一節(jié)  能量
    一、能量的構成和性質(zhì)
    二、能量的轉(zhuǎn)換和傳遞
    三、能量的科學利用
  第二節(jié)  能源的概念、分類及評價
    一、能源的概念
    二、能源的分類
    三、能源評價
  第三節(jié)  能源資源與能源消費
    一、資源
    二、能源資源
    三、能源消費
    四、能源需求預測
  第四節(jié)  能源與環(huán)境
    一、環(huán)境和環(huán)境問題
    二、大氣污染
    三、酸雨
    四、溫室效應
    五、能源生產(chǎn)使用與環(huán)境問題的關系
    六、能源對環(huán)境的影響
第二章  生物質(zhì)能及其轉(zhuǎn)換技術
  第一節(jié)  生物質(zhì)能概述
    一、生物質(zhì)能的特點
    二、生物質(zhì)的燃料特性
  第二節(jié)  生物質(zhì)能資源
    一、生物質(zhì)能的自然形成與轉(zhuǎn)化
    二、生物質(zhì)的種類與資源估算
  第三節(jié)  生物質(zhì)能的利用和轉(zhuǎn)換
    一、生物質(zhì)的直接燃燒
    二、生物質(zhì)壓縮成型
    三、生物質(zhì)熱解氣化
    四、生物質(zhì)熱解液化
    五、沼氣發(fā)酵
    六、生物制氫
第三章  植物油燃料與生物柴油
  第一節(jié)  植物油的化學組成和燃料特性
    一、植物油的化學組成
    二、植物油的燃料特性
    三、植物油的燃燒性能
    四、植物油代替柴油的優(yōu)點、面臨的問題和解決方法
  第二節(jié)  生物柴油
    一、生物柴油的化學組成
    二、生物柴油的燃料性質(zhì)
    三、生物柴油的燃燒及排放特性
  第三節(jié)  生物柴油對能源、環(huán)境的影響及社會效益
    一、生物柴油對能源和環(huán)境影響的研究方法——生命周期分析法
    二、生物柴油對能源的影響及能源效益
    三、生物柴油對環(huán)境的影響
    四、社會效益
  第四節(jié)  生物柴油面臨的挑戰(zhàn)
    一、發(fā)展生物柴油面臨的機遇
    二、生物柴油面臨的挑戰(zhàn)
    三、我國生物柴油發(fā)展之路
第四章  各論
主要參考文獻
附錄一  種子植物分類系統(tǒng)排序
附錄二  植物中文名稱索引
圖版

章節(jié)摘錄

版權頁：第一章能源概論 能源作為經(jīng)濟和社會發(fā)展的動力因素，始終是一個國家發(fā)展最重要的戰(zhàn)略資源之一。如今，能源問題已成為困擾世界各國發(fā)展的共同難題，直接關系到社會經(jīng)濟的發(fā)展、環(huán)境的改善和人民生活水平的提高。能源的開發(fā)利用、能源對環(huán)境的影響、能源安全等問題，已成為21世紀國際社會的熱點話題。 我國能源總量豐富，但人均占有量遠遠低于世界平均水平。我國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構突出表現(xiàn)為煤多、油少、氣少；能源消費增長迅速，消費水平低；能源利用率較低；能源供需矛盾十分突出；能源對環(huán)境產(chǎn)生了十分嚴重的影響；石油等能源的安全受到嚴重威脅。我國作為世界第二大能源消費國和第三大能源生產(chǎn)國，能源工業(yè)面臨著協(xié)調(diào)經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的雙重壓力。在不久的將來，隨著經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，能源的供需矛盾將會日益突出，能源已成為并將持續(xù)成為我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的“瓶頸”。 第一節(jié)能量 能量是物質(zhì)運動的量度。自然界一切物質(zhì)都具有能量，能量不能被憑空創(chuàng)造，也不可自行消滅，而只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，轉(zhuǎn)換過程中能量總量守恒。廣義上講，能量就是產(chǎn)生某種效果（變化）的能力，產(chǎn)生某種效果（變化）的過程必然伴隨著能量的消耗或轉(zhuǎn)化。物理學上把能量定義為做功的本領。在國際單位制（internationalsystem of units，SI）中，為了方便，能量、功和熱量的單位通常用SI導出的單位焦耳（J）表示，以代替牛頓?米（N?m）。 一、能量的構成和性質(zhì) 1、能量的構成 能量基本由外部能和內(nèi)部能兩部分構成。外部能以外界物質(zhì)為參考坐標，是物質(zhì)宏觀運動所具有的能量。內(nèi)部能是體系內(nèi)粒子微觀運動所具有的能量總和。廣義的內(nèi)部能是指當體系質(zhì)心靜止時，體系的微觀粒子（包括分子、原子、電子、離子、光子等）的運動能量總和。能量具有狀態(tài)性、可加性、傳遞性、轉(zhuǎn)換性、做功性、貶值性等性質(zhì)。外部能有機械能，內(nèi)部能包括熱能、電能、輻射能（量子能）、化學能、核能（原子能）等形式。 1）機械能。人類最早認識的能量形式，包括動能和勢能。動能與物質(zhì)宏觀機械運動相關，指物體（或系統(tǒng)）由于機械運動而具有的做功能力；勢能與物體空間狀態(tài)相關，指物體（或系統(tǒng)）因所處高度受重力作用而具有的重力勢能，以及由于彈性變形或表面張力的存在而具有的彈性勢能或表面能。 2）熱能。構成物質(zhì)的分子所具有的動能與勢能的總和，宏觀表現(xiàn)為溫度的高低。熱能反映了分子運動的程度或強度，其他形式的能量都可能完全轉(zhuǎn)換為熱能，并且絕大多數(shù)的一次能源都是首先以熱能的形式被利用的。 3）電能。有關電子流動和積累的一種能量形式，通常由電池中的化學能或機械能轉(zhuǎn)換得到。荷電物體所產(chǎn)生的吸力（斥力）或電流通過電動機轉(zhuǎn)化成機械能的能力顯示了電能做功的本領。 4）輻射能（量子能）。物體以電磁波形式發(fā)射的能量。物體因熱而發(fā)出的電磁波稱為熱輻射。從能量的利用角度來看，太陽能等熱輻射能具有深遠的意義。 5）化學能。物質(zhì)（或體系）在化學反應過程中以熱能形式釋放的能量，是物質(zhì)結(jié)構能的一種。物質(zhì)燃燒釋放的化學能通常用發(fā)熱值表示，也稱發(fā)熱量或熱值，是單位質(zhì)量（對固體、液體）或體積（氣體、液體）的燃料經(jīng)過完全燃燒，燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前溫度時所釋放的熱量，單位通常為kJ/kg或kJ/m3?；瘜W能有高位熱值和低位熱值之分。高位熱值指燃料完全燃燒，并且燃燒產(chǎn)物中的水以水蒸氣狀態(tài)存在時所放出的熱量；低位熱值在數(shù)值上等于高位熱值減去水的汽化潛熱。由于燃料在轉(zhuǎn)化設備（如內(nèi)燃機、鍋爐）中燃燒時，產(chǎn)生的水都呈蒸氣狀態(tài)，因而在實際計算和應用中常用低位熱值作為依據(jù)。 6）核能（原子能）。又稱核內(nèi)能，是蘊藏在原子核內(nèi)部的能量，也是物質(zhì)的一種結(jié)構能。質(zhì)量小的原子（如氘、氚等）與質(zhì)量大的原子（摩爾質(zhì)量數(shù)大于182，如鈾等）核子之間的結(jié)合力比中等質(zhì)量的原子核子之間的結(jié)合力小，這兩類原子核在一定條件下可以通過核聚變或裂變轉(zhuǎn)化成更穩(wěn)定的中等質(zhì)量原子核，同時因“質(zhì)量虧損”釋放出巨大的結(jié)合能――核能，相應的反應稱為核聚變反應或核裂變反應。除核能外，可以分別應用質(zhì)量和能量守恒定律處理其他能量。但是核能是由核物質(zhì)的一部分質(zhì)量轉(zhuǎn)化而來的結(jié)構能，因此核能轉(zhuǎn)化則需將質(zhì)量和能量聯(lián)系起來，這種轉(zhuǎn)化可以用著名的愛因斯坦質(zhì)能方程式表示： E＝mc2 式中，E為物質(zhì)釋放的能量，單位：J； m為釋放出能量的物質(zhì)的質(zhì)量，單位：kg； c為光速，3×108m/s。 2、能量的性質(zhì) 1）狀態(tài)性。在熱力學系統(tǒng)中，能量的基本狀態(tài)參數(shù)有兩類：第一類與物質(zhì)的量無關，不具有加和性，稱為強度量，包括溫度、壓力、速度、電勢、化學勢等；第二類與物質(zhì)的量相關，具有加和性，稱為廣延量，包括體積、動量、電荷量、物質(zhì)的量等。 2）可加和性。不同量的物質(zhì)，具有不同的能量，即可加和；不同物質(zhì)所具有的能量也可相加，即一個體系獲得的總能量等于輸入該體系的所有能量之和。 3）傳遞性。能量可以從一個物質(zhì)傳遞到另一個物質(zhì)或從一個地方傳遞到另一個地方。 4）轉(zhuǎn)換性。各種形式的能量之間可以互相轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換效率因轉(zhuǎn)換方式、轉(zhuǎn)換數(shù)量等因素的不同而不同。熱力學是研究能量轉(zhuǎn)換方式和規(guī)律的科學，其目的是如何提高能量轉(zhuǎn)換的效率。 5）做功性。一般地，做功通常指各種能量轉(zhuǎn)換為機械功，而各種轉(zhuǎn)換能力和程度不同。按各種能量轉(zhuǎn)換為功的程度可以將能量分成無限制轉(zhuǎn)換能（全部轉(zhuǎn)換能）、有限制轉(zhuǎn)換能（部分轉(zhuǎn)換能）和不轉(zhuǎn)換能，相應地又被稱為高質(zhì)能、低質(zhì)能和廢能。 6）貶值性。即能的質(zhì)量損失，也稱內(nèi)部損失、不可逆損失。在能量的傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，由于存在多種不可逆因素，致使能量損失，主要表現(xiàn)為能量、質(zhì)量或做功能力的降低。當達到與系統(tǒng)環(huán)境平衡的狀態(tài)而失去做功能力時則成為廢能，即能量貶值。 二、能量的轉(zhuǎn)換和傳遞 1、能量的轉(zhuǎn)換 能量的轉(zhuǎn)換通常指能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換，廣義上看能量轉(zhuǎn)換應包括以下3項內(nèi)容： 1）能量在形態(tài)上的轉(zhuǎn)換，即通常所說的能量轉(zhuǎn)換； 2）能量在空間上的轉(zhuǎn)換，即能量的傳輸； 3）能量在時間上的轉(zhuǎn)換，即能量的儲存。 任何能量的轉(zhuǎn)換過程都必須遵守能量守恒定律，即： 輸入能量-輸出能量＝儲存能量的變化 目前，一次能源主要通過燃燒等環(huán)節(jié)，以熱的形式被直接利用（如在工藝設備中）或間接利用（如通過動力和發(fā)電設備），因而熱能、機械能和電能成為最普遍的能量形式。各種能量的轉(zhuǎn)換都需要在一定的條件和設備或系統(tǒng)中才能實現(xiàn)。不同能源與熱能的轉(zhuǎn)換及利用情況如圖1.1所示，主要的幾種能源的轉(zhuǎn)換和利用如圖1.2所示，表1.1列出了能量轉(zhuǎn)換過程及實現(xiàn)轉(zhuǎn)換所需的設備或系統(tǒng)。 2、能量的傳遞 能量的利用是通過能量的傳遞來實現(xiàn)的，即能量的利用過程也就是能量的傳遞過程。 1）能量傳遞條件。能量傳遞的動力是所謂的“勢差”，即能量密度差，如同熱量的傳遞要有溫差、導電要有位差、流動要有壓差或勢差、擴散要有濃度差、化學反應要有化學勢差等。能量可以從能量密度大的物質(zhì)或能量集中的地方向能量密度小的物質(zhì)或能量分散的地方傳遞，并逐步達到平衡。 2）能量傳遞規(guī)律。能量傳遞速率與傳遞的動力成正比，與傳遞阻力成反比，即： 傳遞速率＝傳遞動力傳遞阻力 例如，導電I＝V/R（其中：I為電流強度；V為元件兩端的電壓；R為電阻），傳熱Q＝Δt/Ri（其中：Q為傳熱速率；Δt為溫差；Ri為熱阻）。 3）能量傳遞形式。能量的傳遞包括轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換兩種形式。轉(zhuǎn)移是某種形態(tài)的能從一地到另一地或從一物到另一物；轉(zhuǎn)換則是能量由一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪恍螒B(tài)。這兩種形式通常是同時或交替完成能量的傳遞過程。 4）能量傳遞途徑。能量傳遞的基本途徑有兩種：一是由物質(zhì)交換和質(zhì)量遷移而攜帶能量的途徑稱為攜帶能途徑；二是在體系邊界面上的能量交換途徑稱為交換能途徑。對于開放系統(tǒng)這兩種途徑同時存在，而封閉系統(tǒng)則主要靠能量交換。 5）能量傳遞方法。在體系邊界面上，能量通常主要以兩種方法傳遞：傳熱――由溫差引起的能量交換，是能量傳遞的微觀形式；做功（這里指廣義功）――由非溫差引起的能量交換，是能量傳遞的宏觀形式。 6）能量傳遞方式。通過能量交換而實現(xiàn)能量傳遞，即傳熱和做功，傳熱的基本方式是熱傳導、熱對流和熱輻射；做功（這里指機械功）的基本方式是容積功、轉(zhuǎn)動軸功和流動功（推動功）。 7）能量傳遞結(jié)果。能量傳遞的結(jié)果主要體現(xiàn)在能量在使用過程中所起的作用和能量的去向兩方面。以生產(chǎn)為例，能量的作用主要是：①用于物料，最終成為產(chǎn)品的一部分；②用于工藝過程、運輸過程和動力過程，成為過程的推動力，生產(chǎn)得以實現(xiàn)。能量傳遞的最終去向通常轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品或散失于環(huán)境中，包括直接損失和用于過程后進入環(huán)境兩種情況。 8）能量傳遞的實質(zhì)。能量傳遞的實質(zhì)就是能量利用的實質(zhì)。如果把產(chǎn)品的使用也包括在內(nèi)，那么能量的最終去向是進入環(huán)境，即能量的利用是通過能量的傳遞使能量由能源最終進入環(huán)境。結(jié)果是能源被消耗了，能量被利用了，但能量沒有消失。 三、能量的科學利用 能量的科學利用是建立在能量的可利用性基礎之上的。能量的可利用性是指能量可以利用的程度和限度。能量的可利用性包括能的數(shù)量和質(zhì)量方面的利用，包括做功能和不做功能兩個部分的利用，包括做功與傳熱兩種方式的利用，以及包括上述3方面的綜合利用，從而最大程度和限度地利用能源提供的能量。 依據(jù)能量的可利用性，科學用能的概念可歸納為： 用能的指導思想――追求用能過程的最小不可逆性，實現(xiàn)完全用能； 用能的基本原則――即按質(zhì)用能，使供能與用能的品質(zhì)匹配，實現(xiàn)合理用能； 用能的主體――能的數(shù)量利用盡可能減少外部損失，實現(xiàn)有效用能； 用能的本質(zhì)――能的質(zhì)量利用盡可能降低內(nèi)部損失，實現(xiàn)充分用能； 用能的系統(tǒng)工程――包括做功能和不做功能、功與熱、動力與工藝等各種能的應用與綜合，實現(xiàn)優(yōu)化用能。 1、完全用能的指導思想――最小不可逆性 在實際生產(chǎn)中，由于能量的傳遞是不可逆的過程，必然會造成一定的能量損失。這種不可逆損失是熱力學意義上真正的損失，稱為內(nèi)部損失。許多外部損失也可能由內(nèi)部損失引起，如摩擦。因此，科學用能的指導思想就表現(xiàn)為減少不可逆造成的內(nèi)部損失，追求生產(chǎn)工藝過程許可的最小不可逆性。 能量傳遞的不可逆程度取決于傳遞的動力和阻力，所以完全用能有兩個出發(fā)點：一是減少傳遞的動力，即減小能量傳遞過程中的溫差、壓差、位差、勢差、密度差、濃度差等；二是降低傳遞的阻力，即不斷地降低摩擦、熱阻等。據(jù)此，必須提高設備制造精度，改造或開發(fā)新設備或新工藝以適應減少能量密度差的要求。 2、合理用能――用能的基本原則 合理用能主要表現(xiàn)在兩方面：首先是嚴格地按質(zhì)用能，即按能量的質(zhì)量來確定能的用途，使用能與供能相匹配，這是合理用能的最基本原則；其次是簡單用能，不斷改進工藝流程、減少設備、縮短管線、盡可能減少能量的傳遞次數(shù)和環(huán)節(jié)，降低不可逆損失。 3、有效用能――能的數(shù)量利用 減少外部能量（即在用能過程中未被利用而散失到環(huán)境中的能量）損失，最大限度地利用能的數(shù)量是實現(xiàn)有效用能的基本原則。外部能量損失主要有功損和熱損（冷損）。表現(xiàn)形式有排煙損失、排氣損失、冷卻損失、散熱損失、不完全燃燒損失、摩擦損失、空載損失、無功損失等，即表現(xiàn)為能量的流失和漏損。

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《中國柴油植物》可供植物學、林學、農(nóng)學、民族植物學及生物能源等領域的相關人員參考。

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