生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化

內(nèi)容概要

　　《生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化》以作者長(zhǎng)期在生物質(zhì)成型燃料技術(shù)領(lǐng)域的研究為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新研發(fā)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，系統(tǒng)闡述各類生物質(zhì)的物理化學(xué)特性及其對(duì)成型過(guò)程的影響，生物質(zhì)壓縮成型的機(jī)理，影響生物質(zhì)成型的各種工藝因素，生物質(zhì)成型方式和成型部件設(shè)計(jì)，生物質(zhì)成型燃料燃燒過(guò)程結(jié)渣和產(chǎn)生沉積腐蝕的機(jī)理，生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)，生物質(zhì)成型設(shè)備及生物質(zhì)成型燃料的應(yīng)用等，生物質(zhì)成型燃料技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等內(nèi)容。

作者簡(jiǎn)介

張百良，男，1941年1月生，河南湯陰縣人，我國(guó)著名農(nóng)村能源專家。1965年畢業(yè)于河南農(nóng)學(xué)院農(nóng)機(jī)專業(yè)，先后任河南農(nóng)業(yè)大學(xué)黨委副書(shū)記、書(shū)記、校長(zhǎng)。2003年11月后任農(nóng)業(yè)部農(nóng)村可再生能源重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室主任，教授、博導(dǎo)，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)名譽(yù)主任。1998年至今任全國(guó)第九屆、第十屆、第十一屆人民代表大會(huì)代表、全國(guó)人民代表大會(huì)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村委員會(huì)委員。河南省優(yōu)秀教師獎(jiǎng)?wù)芦@得者，國(guó)家有突出貢獻(xiàn)專家，全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)芦@得者，全國(guó)勞動(dòng)模范，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。 主要社會(huì)兼職有：中國(guó)農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)飼草儲(chǔ)備專家委員會(huì)副主任委員，國(guó)際太陽(yáng)能教育委員會(huì)（IASEE）委員，全國(guó)生物質(zhì)成型燃料技術(shù)攻關(guān)組組長(zhǎng)，全國(guó)農(nóng)林高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員（農(nóng)業(yè)工程和林業(yè)工程學(xué)科），河南省太陽(yáng)能學(xué)會(huì)榮譽(yù)理事長(zhǎng)等省級(jí)學(xué)術(shù)團(tuán)體的副理事長(zhǎng)、副主任委員。 張百良是我國(guó)農(nóng)村能源專業(yè)的奠基人，率先創(chuàng)辦了我國(guó)第一個(gè)“農(nóng)村能源開(kāi)發(fā)與利用”專業(yè)。長(zhǎng)期從事生物質(zhì)成型燃料技術(shù)研究，對(duì)我國(guó)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。主要研究領(lǐng)域?yàn)樯锬茉醇夹g(shù)與工程化，先后承擔(dān)國(guó)家“863計(jì)劃”、“948計(jì)劃”、火炬計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等國(guó)家、省、部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目17項(xiàng)，獲省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì)10項(xiàng)，出版著作9部，其中《生物能源技術(shù)與工程化》（科學(xué)出版社出版）入選“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)出版規(guī)劃項(xiàng)目，已被英國(guó)Alpha Science出版集團(tuán)遴選為英文出版?！掇r(nóng)村能源工程學(xué)》獲河南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。先后培養(yǎng)博士研究生和碩士研究生42名，獲國(guó)家專利11項(xiàng)，發(fā)表論文150余篇。

書(shū)籍目錄

序一序二序三前言第1章 緒論1.1 生物質(zhì)成型燃料概述1.2 國(guó)際生物質(zhì)成型燃料發(fā)展歷程及啟示1.2.1 發(fā)展歷程1.2.2 幾點(diǎn)啟示1.3 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料發(fā)展歷程和問(wèn)題1.3.1 發(fā)展歷程1.3.2 存在的問(wèn)題1.4 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料技術(shù)路線的選擇1.4.1 選擇原則1.4.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)的比較1.4.3 中國(guó)技術(shù)路線的確定1.5 生物質(zhì)成型燃料發(fā)展前景第2章 生物質(zhì)資源特性2.1 植物有機(jī)體的生成2.1.1 作物秸稈有機(jī)體的組成和結(jié)構(gòu)2.1.2 木質(zhì)素、纖維素、半纖維素的組成、結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性2.1.3 植物有機(jī)體生成的生物學(xué)過(guò)程及主要成分合成途徑2.2 生物質(zhì)物化特性2.2.1 物理特性2.2.2 物化特性2.2.3 熱解特性2.2.4 燃燒特性第3章 生物質(zhì)資源3.1 生物質(zhì)資源評(píng)價(jià)指標(biāo)3.1.1 生物質(zhì)資源評(píng)價(jià)通用指標(biāo)3.1.2 秸稈資源評(píng)價(jià)專用指標(biāo)3.1.3 林木生物質(zhì)資源評(píng)價(jià)專用指標(biāo)3.1.4 城市有機(jī)垃圾資源評(píng)價(jià)專用指標(biāo)3.2 生物質(zhì)資源的計(jì)算方法3.2.1 秸稈資源計(jì)算方法3.2.2 林木資源量的計(jì)算方法3.3 我國(guó)生物質(zhì)能源資源3.3.1 農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源資源3.3.2 林業(yè)生物質(zhì)能源資源3.3.3 城市生活垃圾資源3.3.4 “熟料”生物質(zhì)資源3.4 能源植物3.4.1 柳枝稷3.4.2 芒草3.4.3 沙柳3.4.4 互花米草3.4.5 皇竹草第4章 秸稈收集、儲(chǔ)存與粉碎4.1 秸稈機(jī)械化收獲4.1.1 秸稈機(jī)械化收獲的目的與用途4.1.2 國(guó)內(nèi)外秸稈收獲機(jī)械的發(fā)展4.1.3 秸稈機(jī)械化收獲方法與收獲機(jī)械的分類4.1.4 秸稈打捆機(jī)4.1.5 秸稈收獲機(jī)4.2 秸稈儲(chǔ)存4.2.1 秸稈濕儲(chǔ)存理論基礎(chǔ)4.2.2 秸稈濕儲(chǔ)存的操作技術(shù)4.2.3 試驗(yàn)案例4.2.4 秸稈濕儲(chǔ)存工藝的制定4.3 秸稈粉碎設(shè)備及其選擇4.3.1 粉碎原理與粉碎設(shè)備的分類4.3.2 秸稈切碎機(jī)4.3.3 秸稈揉搓粉碎機(jī)4.3.4 秸稈顆粒粉碎機(jī)4.3.5 生物質(zhì)秸稈粉碎設(shè)備的選擇原則第5章 生物質(zhì)成型燃料成型機(jī)理與影響條件5.1 生物質(zhì)成型燃料的成型機(jī)理5.1.1 生物質(zhì)成型需要的基本條件5.1.2 生物質(zhì)成型燃料的成型過(guò)程5.1.3 生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)技術(shù)路線和工藝5.2 生物質(zhì)成型燃料成型過(guò)程受力分析5.2.1 棒狀燃料成型機(jī)受力分析5.2.2 平模滾壓式燃料成型過(guò)程受力分析5.2.3 滾壓式環(huán)模成型過(guò)程受力分析5.3 影響生物質(zhì)燃料成型的關(guān)鍵因素5.3.1 成型溫度對(duì)生物質(zhì)燃料成型的影響5.3.2 壓力的影響5.3.3 成型和保型時(shí)間的影響5.3.4 成型套筒的幾何尺寸和成型速度的影響5.3.5 原料種類的影響5.3.6 含水率對(duì)生物質(zhì)成型燃料的影響5.3.7 粉碎粒度的影響第6章 生物質(zhì)成型技術(shù)與裝備6.1 環(huán)模式成型機(jī)6.1.1 環(huán)模輥壓式成型機(jī)的種類6.1.2 環(huán)模輥壓式棒（塊）狀成型機(jī)6.1.3 環(huán)模式顆粒成型機(jī)6.1.4 環(huán)模輥壓式棒（塊）狀分體模塊成型機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用案例6.2 平模式成型機(jī)6.2.1 平模式生物質(zhì)成型機(jī)的種類6.2.2 平模式棒（塊）狀成型機(jī)6.2.3 平模式顆粒成型機(jī)6.3 活塞沖壓式成型機(jī)6.3.1 活塞沖壓式成型機(jī)的種類6.3.2 機(jī)械活塞沖壓式成型機(jī)6.3.3 液壓活塞沖壓式成型機(jī)6.3.4 液壓活塞沖壓式成型機(jī)生產(chǎn)應(yīng)用案例6.4 螺旋擠壓式成型機(jī)6.4.1 螺旋擠壓式成型機(jī)的種類6.4.2 結(jié)構(gòu)組成與工作過(guò)程6.4.3 主要工作部件6.4.4 性能特點(diǎn)6.4.5 大直徑螺旋擠壓式成型機(jī)6.4.6 主要技術(shù)性能與特征6.5 成型設(shè)備快速磨損問(wèn)題6.5.1 磨損機(jī)理及其影響因素6.5.2 磨損問(wèn)題現(xiàn)狀6.5.3 改進(jìn)措施第7章 生物質(zhì)成型燃料燃燒特性及設(shè)備7.1 生物質(zhì)成型燃料燃燒動(dòng)力學(xué)7.1.1 生物質(zhì)成型燃料燃燒特點(diǎn)7.1.2 生物質(zhì)成型燃料燃燒動(dòng)力學(xué)特性7.1.3 生物質(zhì)成型燃料燃燒速率7.2 生物質(zhì)成型燃料燃燒過(guò)程的沉積與腐蝕7.2.1 沉積特性7.2.2 沉積形成機(jī)理和過(guò)程7.2.3 影響沉積的因素7.2.4 沉積的危害及降低沉積的措施7.2.5 生物質(zhì)成型燃料燃燒過(guò)程的腐蝕7.3 生物質(zhì)成型燃料燃燒過(guò)程結(jié)渣7.3.1 結(jié)渣過(guò)程與機(jī)理7.3.2 生物質(zhì)成型燃料結(jié)渣性能判斷7.3.3 形成結(jié)渣的主要因素7.3.4 減少結(jié)渣及消除結(jié)渣的措施7.4 生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用7.4.1 基本原則要求與原則7.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.4.3 案例第8章 生物質(zhì)成型燃料評(píng)價(jià)及標(biāo)準(zhǔn)8.1 生物質(zhì)成型燃料評(píng)價(jià)8.1.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)8.1.2 生命周期評(píng)價(jià)8.2 生物質(zhì)成型燃料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)8.2.1 世界生物質(zhì)成型燃料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)現(xiàn)狀8.2.2 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)現(xiàn)狀8.3 成型燃料及成型、燃燒設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)8.3.1 世界生物質(zhì)成型燃料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)容分析8.3.2 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料與成型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)8.3.3 生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及內(nèi)容分析8.4 生物質(zhì)成型燃料燃燒環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)8.4.1 生物質(zhì)成型燃料燃燒環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)8.4.2 國(guó)際生物質(zhì)成型燃料燃燒環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)8.4.3 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料燃燒環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)8.5 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)8.5.1 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)原則8.5.2 中國(guó)生物質(zhì)成型燃料標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成第9章 生物質(zhì)成型燃料科技發(fā)展戰(zhàn)略研究9.1 對(duì)生物質(zhì)成型燃料進(jìn)行戰(zhàn)略研究的重要意義9.2 戰(zhàn)略規(guī)劃原則9.3 總體目標(biāo)9.4 具體目標(biāo)9.5 重大戰(zhàn)略措施9.6 政策性建議附錄附錄1 秸稈灰分含量附錄2 秸稈灰渣成分組成及含量附錄3 生物質(zhì)與化石燃料能源及環(huán)保特性對(duì)比附錄4 生物質(zhì)的元素組成和熱值附錄5 生物質(zhì)工業(yè)分析附錄6 世界生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能附錄7 生物質(zhì)成型燃料相關(guān)圖片集錦

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：第1章 緒論 1.1 生物質(zhì)成型燃料概述 生物質(zhì)成型燃料是生物質(zhì)原料經(jīng)干燥、粉碎等預(yù)處理后，在特定設(shè)備中被加工成的具有一定形狀、一定密度的固體燃料，見(jiàn)圖1.1。生物質(zhì)成型燃料和同密度的中質(zhì)煤熱值相當(dāng)，是煤的優(yōu)質(zhì)替代燃料，很多性能比煤優(yōu)越，如資源遍布地球，可以再生，含氧量高，有害氣體排放遠(yuǎn)低于煤，CO2零排放等。 生物質(zhì)的成型主要有兩種方式：一種是通過(guò)外加黏結(jié)劑使松散的生物質(zhì)顆粒黏結(jié)在一起；另一種是在一定溫度和壓力條件下依靠生物質(zhì)顆粒相互間的作用力黏結(jié)成一個(gè)整體。目前，生物質(zhì)成型燃料主要通過(guò)后一種方式生產(chǎn)。松散的生物質(zhì)在不外加黏結(jié)劑的條件下能夠被加工成具有固定形狀和一定密度的燃料，是許多作用力共同作用的結(jié)果。 通過(guò)近十多年來(lái)對(duì)生物質(zhì)成型機(jī)理的系統(tǒng)研究，目前已經(jīng)形成了對(duì)生物質(zhì)的成型過(guò)程中各種力作用機(jī)制的相對(duì)完整的認(rèn)識(shí)。圖1.2是對(duì)生物質(zhì)成型過(guò)程中原料顆粒的變化及產(chǎn)生的作用力總結(jié)。 生物質(zhì)成型過(guò)程中的黏結(jié)機(jī)制之一在于固體架橋作用的形成。在壓縮過(guò)程中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)、燒結(jié)、黏結(jié)劑的凝固、熔融物質(zhì)的固化、溶解態(tài)物質(zhì)的結(jié)晶等作用均可形成架橋作用。在壓縮成型過(guò)程中，壓力也可降低顆粒的熔融點(diǎn)并使它們相互靠近，從而增加相互之間的接觸面積并使熔融點(diǎn)達(dá)到新的平衡水平。 顆粒之間的相互吸引歸功于范德華靜電力和磁力。范德華靜電力對(duì)顆粒間的黏結(jié)作用的影響是很微弱的，通常發(fā)生在微細(xì)顆粒之間；同時(shí)，對(duì)于微細(xì)顆粒，當(dāng)有磁力存在時(shí)顆粒間的摩擦力也有助于顆粒黏結(jié)。 纖維狀、片狀或塊狀顆粒之間也可以通過(guò)鑲嵌和折疊黏結(jié)在一起。顆粒間的鑲嵌可以為成型燃料提高機(jī)械強(qiáng)度用以克服壓縮后彈性恢復(fù)產(chǎn)生的破壞力。 Kaliyan和Morey（2010）利用光學(xué)顯微鏡觀察到了柳枝稷成型燃料橫切面上存著的鑲嵌現(xiàn)象，見(jiàn)圖1.3。 生物質(zhì)的化學(xué)組成，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、灰分等對(duì)成型過(guò)程也都存在影響。 在高溫條件下壓縮時(shí)，蛋白質(zhì)和淀粉發(fā)生塑化起黏結(jié)劑作用。成型時(shí)的高溫和高壓條件會(huì)使木質(zhì)素軟化從而增強(qiáng)生物質(zhì)的黏結(jié)性。低熔融溫度（140℃）和低熱固性使得木質(zhì)素在黏結(jié)過(guò)程中發(fā)揮了積極的作用。生物質(zhì)成型過(guò)程中的高壓力可以將生物質(zhì)顆粒壓碎，從而將細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，使得蛋白質(zhì)和果膠等天然黏結(jié)劑成分暴露出來(lái)。 針對(duì)秸稈的壓縮成型，筆者對(duì)秸稈的成型機(jī)理進(jìn)行了研究。秸稈的力傳導(dǎo)性極差，通過(guò)對(duì)成型過(guò)程中各種作用力之間相互關(guān)系的研究，提出了彌補(bǔ)該缺陷的預(yù)壓方式。在工程應(yīng)用中，通過(guò)成型設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使預(yù)壓的受力方向與成型壓力的方向保持垂直，這樣在一定壓力和溫度條件下更有利于被木質(zhì)素?cái)y裹的纖維素分子團(tuán)錯(cuò)位、變形、延展，從而使其相互鑲嵌、重新組合而成型。 將松散的生物質(zhì)加工成成型燃料的主要目的在于改變?nèi)剂系拿芏取Ｖ萍s生物質(zhì)規(guī)?；玫囊粋€(gè)主要障礙就是其堆積密度（bulk density）低，通常情況下，秸稈類生物質(zhì)的堆積密度只有80～100g/cm3，木質(zhì)類生物質(zhì)的堆積密度也只有150～200g/cm3。 過(guò)低的堆積密度嚴(yán)重制約了生物質(zhì)的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和應(yīng)用。雖然生物質(zhì)的質(zhì)量能量密度（mass energy density）與煤相比并不算很低，但是生物質(zhì)堆積密度低導(dǎo)致其體積能量密度（volume energy density）很低，與煤相比這是其很大的一個(gè)缺點(diǎn)。表1.1和表1.2分別給出了生物質(zhì)與煤的能量密度的對(duì)比及生物質(zhì)和化石燃料的能量密度（Reed和Bryant，1978）。圖1.4是生物質(zhì)與油、木材、木屑比較的體積能量密度。 生物質(zhì)的分子密度并不低，可以達(dá)到1.5g/cm3，這是生物質(zhì)成型燃料密度的理論上限。但是，植物體內(nèi)有大量的運(yùn)輸水分和養(yǎng)分的中空導(dǎo)管存在，使得生物質(zhì)的密度顯著下降，硬木的密度通常為0.65g/cm3，軟木的密度為0.45g/cm3，農(nóng)作物秸稈和水生植物的密度更低。生物質(zhì)在存放過(guò)程中，單個(gè)的生物質(zhì)個(gè)體與個(gè)體之間存在有大量的空隙，使得其應(yīng)用的堆積密度更低。通過(guò)壓縮消除顆粒之間的空隙，并將植物體內(nèi)的導(dǎo)管等生物結(jié)構(gòu)空間填充就可以改變生物質(zhì)的密度，這正是生物質(zhì)壓縮成型的出發(fā)點(diǎn)。 密度的改變不僅解決了制約生物質(zhì)規(guī)?；迷谶\(yùn)輸、儲(chǔ)存和應(yīng)用方面面臨的體積能量密度過(guò)低的瓶頸，同時(shí)，對(duì)生物質(zhì)的燃料特性也產(chǎn)生了積極的作用。生物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu)比較疏松，加之其揮發(fā)分含量高且易于析出的特點(diǎn)，使得生物質(zhì)的燃燒過(guò)程極其不穩(wěn)定，前期大量揮發(fā)分快速析出極易造成氣體不完全燃燒熱損失，后期松散的炭骨架又易于被熱氣流吹散隨煙氣排出爐外，導(dǎo)致固體不完全燃燒熱損失。由于密度和結(jié)構(gòu)的改變，生物質(zhì)成型燃料燃燒過(guò)程中這兩個(gè)影響燃料燃燒效率的問(wèn)題都得到了一定程度的解決，從而改善了燃燒性能。 1.2 國(guó)際生物質(zhì)成型燃料發(fā)展歷程及啟示 1.2.1 發(fā)展歷程 在人類大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用化石燃料之前，生物質(zhì)一直是人類賴以生存和發(fā)展的主要燃料，為什么后來(lái)逐漸“沒(méi)落”了呢？認(rèn)真研究一下人類能源發(fā)展史，相信可以得出多種答案。最根本的原因在于生物質(zhì)沒(méi)有及時(shí)適應(yīng)人類生產(chǎn)和生活方式的變革和發(fā)展。工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)化的生產(chǎn)方式和城市化的生活方式需要集中消耗大量的燃料，這要求燃料應(yīng)具備兩個(gè)基本特點(diǎn)：一是便于集中獲取；二是便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。而這兩個(gè)方面恰恰是生物質(zhì)的“軟肋”。 為了彌補(bǔ)生物質(zhì)自身的這些天生缺陷，在工業(yè)革命時(shí)期人們就開(kāi)始探索通過(guò)壓縮來(lái)改變生物質(zhì)的燃料性能。早在1880年美國(guó)人WilliamSmith發(fā)明了一項(xiàng)專利，將加熱到66℃的鋸末和其他廢木材利用蒸汽錘加工成致密的成型塊，這應(yīng)是有記載的最早的“生物質(zhì)固體成型燃料”了；1945年日本人發(fā)明了生物質(zhì)螺旋擠壓成型技術(shù)。 這些發(fā)明在當(dāng)時(shí)為何沒(méi)能挽救生物質(zhì)能的頹勢(shì)呢？只能歸因于它們“生不逢時(shí)”。工業(yè)革命時(shí)期，人類正陶醉于化石能源帶來(lái)的便捷，充分享受著由化石能源開(kāi)發(fā)利用提供的舒適生活，因此，這些“不合時(shí)宜”的發(fā)明被淹沒(méi)在飛速向前的歷史車輪中也就不足為奇了。 然而，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人類愈發(fā)清醒地認(rèn)識(shí)到這種對(duì)化石能源過(guò)度依賴是不可持續(xù)的，英美兩國(guó)的14位科學(xué)家聯(lián)合在《科學(xué)》雜志上撰文，發(fā)出了“在還沒(méi)有被凍僵在黑暗中之前，人類必須實(shí)現(xiàn)由對(duì)不可再生的碳基資源的依賴向生物基資源轉(zhuǎn)變”的呼吁。目前，生物燃料的開(kāi)發(fā)利用在世界許多國(guó)家被提上了重要議程，成為了一個(gè)時(shí)代潮流，那么，背后的推動(dòng)力是什么呢？ 1.人類憂患意識(shí)的增強(qiáng) 在支撐了人類200多年的強(qiáng)勁發(fā)展之后，地球上的化石能源資源漸近枯竭。根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計(jì)2011》（圖1.5），全球石油的儲(chǔ)產(chǎn)比僅剩下46.2年，天然氣58.6年，煤118年（BP，2011），石油和天然氣的剩余年限是很多當(dāng)代人可以親眼見(jiàn)證的時(shí)間長(zhǎng)度，這迫使當(dāng)代人不得不考慮40多年后該如何應(yīng)對(duì)化石能源的枯竭。 而且，當(dāng)我們頻繁遭受“厄爾尼諾”現(xiàn)象侵襲的時(shí)候，當(dāng)代人真真切切體會(huì)到了“人類同住一個(gè)地球”的含義，當(dāng)充斥在各種媒體上的“低碳”、“京都議定書(shū)”、“哥本哈根宣言”這些詞匯沖擊著我們眼球和耳膜時(shí)，許許多多普通人開(kāi)始明白了小小的CO2氣體分子的神通和威力。在工業(yè)化以來(lái)，短短250余年間人類就排放了大約1.16萬(wàn)億t的CO2，這可能是全球大氣CO2濃度由280ppm①升高到379ppm的最主要原因。 當(dāng)然，對(duì)于燃燒化石能源釋放的CO2是不是導(dǎo)致全球氣候變暖的原因還有一些爭(zhēng)論，本章無(wú)意討論這些爭(zhēng)論，對(duì)待這一問(wèn)題，我們應(yīng)該學(xué)學(xué)巴菲特的態(tài)度。一次，有位記者問(wèn)巴菲特CO2是否是導(dǎo)致全球氣候變暖的原因，巴菲特說(shuō)了這樣一段話：“氣候變暖看來(lái)的確是這么回事，但我不是科學(xué)家。我不能100%或90%地肯定，但如果說(shuō)氣候變暖肯定不是個(gè)問(wèn)題也是很愚昧的。一旦氣候變暖在很大程度上越來(lái)越明顯時(shí)，那時(shí)再采取措施就太晚了。我覺(jué)得人們應(yīng)該在雨下來(lái)之前就做好防護(hù)準(zhǔn)備。如果犯錯(cuò)的話，也要錯(cuò)在和大自然站在一邊?！?這種憂患意識(shí)，應(yīng)該是人類推動(dòng)具有CO2零排放特性的生物燃料發(fā)展的一個(gè)根本性的原因之一。 2.能源供應(yīng)方式的變革 長(zhǎng)期以來(lái)，被大型能源企業(yè)或集團(tuán)控制的集中式的供能方式統(tǒng)治著世界各國(guó)的能源供應(yīng)市場(chǎng)，這種被國(guó)家集團(tuán)或大型企業(yè)所壟斷的能源供給方式長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏民主屬性而廣受詬病，從而催生了“分布式能源”這一新的能源供應(yīng)方式的誕生。分布式能源的發(fā)展為資源具有分散性特點(diǎn)的生物質(zhì)能的發(fā)展提供了重要機(jī)遇。 3.能源安全觀念的改變 美國(guó)、中國(guó)、印度這些能源消耗大國(guó)，由于自身化石能源資源均難以滿足本國(guó)發(fā)展需求，因此，都要依賴能源進(jìn)口，而由于影響能源進(jìn)口的不確定性因素太多，這些國(guó)家普遍面臨著能源安全問(wèn)題。在這種形勢(shì)下，立足于通過(guò)增強(qiáng)能源自給來(lái)提高本國(guó)的能源安全就成為這些能源消耗大國(guó)不約而同作出的選擇。與化石能源分布存在著巨大的區(qū)域性差別不同，生物質(zhì)對(duì)世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)而言，基本上可以說(shuō)是一視同仁。上述這些能源消耗大國(guó)都有豐富的生物質(zhì)資源可供轉(zhuǎn)化和利用。 正是在上述背景下，近年來(lái)，以木屑為原料的生物質(zhì)顆粒燃料在歐美等地得到了快速發(fā)展。目前，顆粒燃料的最大市場(chǎng)在歐美，世界十大顆粒燃料生產(chǎn)國(guó)分別是瑞典、加拿大、美國(guó)、德國(guó)、奧地利、芬蘭、意大利、波蘭、丹麥和俄羅斯，這十個(gè)國(guó)家2007年的顆粒燃料生產(chǎn)量達(dá)到了850萬(wàn)t。多年來(lái)，Bioenergyinternational每年都發(fā)布顆粒燃料地圖（pelletsmap），圖1.6是2008/2009年度歐洲的顆粒燃料地圖及瑞典和芬蘭顆粒燃料工廠及其產(chǎn)能分布情況，從中可以看出顆粒成型燃料加工廠已遍布?xì)W洲。

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《生物質(zhì)成型燃料技術(shù)與工程化》以作者張百良長(zhǎng)期在生物質(zhì)成型燃料技術(shù)領(lǐng)域的研究為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新研發(fā)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，系統(tǒng)闡述各類生物質(zhì)的物理化學(xué)特性及其對(duì)成型過(guò)程的影響、生物質(zhì)壓縮成型的機(jī)理、影響生物質(zhì)成型的各種工藝因素、生物質(zhì)成型方式和成型部件設(shè)計(jì)、生物質(zhì)成型燃料燃燒過(guò)程結(jié)渣和產(chǎn)生沉積腐蝕的機(jī)理、生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)、生物質(zhì)成型設(shè)備及生物質(zhì)成型燃料的應(yīng)用、生物質(zhì)成型燃料技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等內(nèi)容。

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