生物质资源篇-第三章

生物质资源化利用技术研究第一章：引言生物质作为一种可再生资源，具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。

随着人们环保意识的逐渐增强和非可再生资源的日益枯竭，生物质资源化利用技术的研究和开发已经成为了当前的热点和难点。

本文将对生物质资源的概念、特性以及资源化利用技术进行全面深入的研究和探讨。

第二章：生物质资源的定义和特性生物质是指从动植物体中提取的固态有机物或生物物质，是一种可再生资源，其来源包括农业、林业、渔业、废弃物等，具有较好的可再生性和环保性。

生物质资源的主要特性包括以下几个方面：1. 原材料来源广泛，成本低廉，可替代化石能源，是一种可再生、清洁的能源。

2. 在不同的经济环境下，生物质还可以提供不同种类和规模的能源服务，例如热能、电能、燃料、高附加值化学品等，可以适应不同的能源需求。

3. 生物质具有很高的可降解性，可以充分利用和处理生物质废弃物，减少环境污染和生态破坏。

4. 生物质资源具有重要的社会效益，可以为当地农村经济和社会环境的改善提供支持。

第三章：生物质资源化利用技术生物质资源化利用是指将生物质资源转化为不同的能源和化学品，以满足工业和生活需求的过程。

目前，生物质资源化利用技术主要包括生物质热化学转化、生物质生化转化、生物质燃料电池技术、生物质制氢技术等。

1. 生物质热化学转化生物质热化学转化是指将生物质经过热解、气化、液化等过程转化成气体、液体或固体燃料的过程。

该技术主要包括热愈合、气化和液化三种方式。

其中，热愈合和气化主要应用于生物质固态物料的转化，液化主要应用于生物质液态物料的转化。

生物质糠和木材等作为原料，可以被用于热化学能够生产的热、电和化学品。

2. 生物质生化转化生物质生化转化是指通过微生物的作用，将生物质转化成生物气体或液体燃料的过程。

生化转化的主要技术包括沼气发酵、生物制氢、生物合成乙醇等。

生化转化技术的主要优点是生产过程免除了高温、高压等条件，制品品质稳定，同时副产物利用率高，没有排放干净的多种废气、废渣等。

生物质资源利用技术的开发与推广第一章：简介近年来，随着环保意识的提高和能源危机的日益严重，生物质资源成为可再生的绿色能源，备受人们的关注。

生物质资源利用技术的开发与推广对于促进可持续发展和保护生态环境具有重要意义。

本文将从生物质资源的特点、生产和利用技术等方面，对生物质资源利用技术的开发与推广进行探讨。

第二章：生物质资源的特点生物质资源是指以植物、兽草等生物体为原料，通过化学、物理或生化作用，获得的可再生、可降解的资源。

生物质资源具有以下特点：1. 可再生性：生物质资源可以通过种植、捕捞等方法再生。

2. 绿色环保性：生物质资源不会造成生态环境的污染，不会产生温室气体等有害物质。

3. 多样性：生物质资源来源广泛，包括植物、兽草等不同种类的生物体。

4. 自给自足性：生物质资源所需的能量和元素可以通过使用废弃物和废水等自然资源得到。

5. 可降解性：生物质资源在使用后可以通过生物降解或物理降解而不会造成环境污染。

第三章：生物质资源的生产技术生物质资源的生产技术主要包括：1. 种植技术：通过选择优良品种、育种技术、统一管理等技术，提高生物质资源的产量和品质。

2. 养殖技术：通过认真养殖、合理饲料等技术手段，提高动物的育肥速度和肉品品质。

3. 制浆造纸技术：通过萃取、蒸煮、制浆、造纸等工艺，将废纸和竹木等废弃物转化为优质纸浆。

4. 热解技术：通过高温热解，将生物质原料分解成生物炭、木质素等化学物质。

5. 液态化技术：通过加热、压力和催化作用等技术，将生物质原料转化为液体燃料或化学品。

第四章：生物质资源的利用技术生物质资源的利用技术主要包括：1. 生物质能源利用：通过燃烧或气化等技术，将生物质原料转化为燃料，发电或供热。

2. 生物质化学品利用：通过化学反应等技术，将生物质原料转化为化学品，如乙醇、丙酮等。

3. 生物质材料利用：通过木粉、木片等生物质原料制造森林材料，如人造板、纸浆、生态建材等。

4. 生物质环境治理利用：将生物质原料应用于土壤修复、水处理、废弃物处理等环境治理领域。

第一章绪论1.生物质（biomass）的概念: 自然界中有生命的、可以生长的各种有机物质, 以及由这些生命体所派生、排泄和代谢出来的各种有机物质。

2.植物生物质的元素组成: 主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成。

植物生物质主要由C.H、O、N、S这5种元素组成。

(它们的含量约为: 碳50%、氢6%、氧43%、氮1%)3、纤维素、半纤维素和木质素的定义: 纤维素是由D-吡喃式葡萄糖基通过1, 4-β苷键联结而成的均一的线状高分子化合物。

半纤维素是由两种或两种以上单糖基（葡萄糖基、木糖基、甘露糖基、半乳糖基、阿拉伯糖基等）组成的非均一聚糖, 并且分子中往往带有数量不等的支链。

木质素是由苯基丙烷结构单元（即C6-C3单元）通过醚键、碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物。

4.生物质中水分的种类游离水: 在植物生物质的细胞腔或孔隙中的水分, 一般为多层吸附水或毛细管水。

结合水: 在植物生物质中与纤维素的羟基形成氢键结合的水。

热解水: 生物质中的有机质在热解过程中生成的水。

5.生物质的灰分：生物质的灰分是生物质中所有可燃物质完全燃烧以及生物质中的矿物质在一定温度下发生一系列分解、化合等反应后剩下的残渣, 主要由CaO、K2O、Na2O、MgO、SiO2.Fe2O3.P2O3等组成。

6.生物质挥发分：生物质在隔绝空气的条件下加热到一定温度, 并在该温度下停留一定时间, 其有机物质受热分解析出的气态产物, 即为挥发分, 包括饱和的和不饱和的芳香族碳氢化合物, 以及生物质中结晶水分解后蒸发的水蒸汽等。

析出挥发分后余下的固体残余物称为焦碳或半焦。

7、生物质中的固定碳: 生物质出去“水分”“灰分”“挥发分”后的残留物。

8、生物质能的利用转化技术: 物理化学法、热化学法、生物化学法。

9、生物质的特点: 1.资源丰富2.品种多样3.用途广泛4.可再生5.低污染生物质能的定义：生物学角度：生物质能是直接或间接地通过绿色植物的光合作用, 把太阳能转化为化学能的形式固定和储藏在生物体内的能量。

生物质化工与生物质材料复习资料第一章生物质化工及材料概述1、资源定义:狭义的资源：仅指自然资源联合国环境规划署（UNEP）的资源定义：“所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的、以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称”。

包括太阳能、土地、水、大气、岩石、矿物、森林、草地、矿产、海洋、生态系统的环境机能、地球物理化学的循环机能等。

2、自然资源分类：可耗竭资源、可更新/可再生资源1）可耗竭资源分为：可回收的可耗竭资源、不可回收的可耗竭资源。

2）可更新/可再生资源分为：可更新商品性资源、可更新公共物品资源。

3、公共物品的可更新资源的非专有性：属于公共物品的可更新资源是非专有的，非专有性是财产权的一种减弱，它将导致低效率。

这种配制的结果是可更新资源过度开发，以及在管理、保护和提高生产能力方面投资不足。

4、自然资源蕴藏量的几个概念1）已探明储量：已探明储量是利用现有的技术条件、资源位置、数量和质量可以得到明确证实的储量。

分为：（1）采储量；（2）待开采储量：2）未探明储量：未探明储量是指目前尚未探明但可以根据科学理论推测其存在或应当存在的资源，分为：（1）推测存在的储量；（2）应当存在的资源。

3）资源蕴藏量：资源蕴藏量等于已探明储量与未探明储量之和，是指地球上所有资源储量的总和。

5、自然界物质循环中，碳循环、氮循环、氧循环是三个最重要的循环。

在自然环境内，碳的循环主要是通过二氧化碳来进行的。

氮的循环是通过各种价态氮化合物组成复杂的途径。

由于氧在自然界中有巨大的含量及其活泼性的特征，致使环境中无处无氧（游离态或化合态），所以氧在自然界中的循环是非常复杂的。

6、材料定义：指具有一定结构、组分和性能，具有一定用途的物质。

7、生物质定义：由光合作用产生的所有生物有机体的总称，包括植物、农作物、林产废弃物、海产物 (各种海草 )和城市废弃物 (报纸、天然纤维 )等。

生物质资源的特点：①无毒、价廉；②可收获又能再生、永不枯竭；③具有生物可降解特性；④污染小，符合环境保护及人身安全等法规。

生物质能源的开发与利用第一章：生物质能源的定义与类型生物质能源是指从生态系统中产生的可再生的生物质材料的能源。

它是一种替代石化能源的可持续能源，可以通过生物质的转化获得。

生物质能源包括生物质发电、生物质液体燃料、生物质气体燃料等多种类型。

生物质发电是指利用生物质燃烧的方式，通过热能转化电能的过程。

生物质液体燃料则是指生物质在压力和温度的作用下被转化为液体状。

生物质气体燃料则是指将生物质通过热解、气化等方式转化为气体。

第二章：生物质能源的开发利用生物质能源的开发利用可以从农业、林业和畜牧业等多个方面入手。

1.农业领域农业废物是生物质资源的重要来源。

农业废物包括麦秸、稻秸、玉米秸等农作物剩余物、畜禽粪便、秸秆等。

这些农业废物可以通过压块、压包、气化等方式转化为生物质粒子，然后可以用作生物质发电或生物质液体燃料的原料。

2.林业领域林业废物也是生物质资源的重要来源。

林业废物包括枝干、树皮、叶子等。

这些林业废物可以通过压缩、干燥、制粒等方式转化为生物质粒子，然后可以用于生物质发电或生物质液体燃料的生产。

3.畜牧业领域畜禽粪便是一种可再生的生物质，它含有大量的有机物和氮、磷等营养元素。

通过处理，畜禽粪便可以转化为压缩的生物质粒子，然后可以用于生物质发电或生物质液体燃料的生产。

第三章：生物质能源的优势与不足生物质能源相对于传统的化石能源具有一定的优势和不足。

1.生物质能源的优势（1）可持续性：生物质资源的获得和利用可以实现循环利用，可持续发展。

（2）环保性：生物质能源不会排放有害气体，对环境的污染很少。

（3）可再生性：生物质能源可以通过再生制造，节约能源和减少污染。

2.生物质能源的不足（1）安全隐患：生物质能源的制造和保存等环节均存在安全隐患。

（2）资源稀缺：部分地区生物质资源稀缺，限制了生物质能源的开发和利用。

（3）技术成本高：生物质能源的开发和利用需要技术支持，技术成本较高。

需要继续研究和完善相关技术，以促进生物质能源的普及和推广。

第三章生物质的结构及组成第3章生物质的结构及组成生物质是多种多样的，它包括植物、动物和微生物。

其组成成分也多种多样，主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。

从能源利用的角度看，利用潜力较大的是由纤维素、半纤维素组成的全纤维素类生物质，因此，本章重点介绍植物类生物质的结构及组成。

3.1生物质的组成成分与化学结构生物质主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。

树木主要是由纤维素、半纤维素、木质素组成的，草本作物也基本由上述三种主要组成，但组成比例不同。

而谷物含淀粉较多，污泥和家畜粪便则含有较多的蛋白质和脂质。

因此，不同种类的生物质，其成分差异很大。

上述组成成分，由于化学结构的不同，其反应特性也不同。

因此，根据生物质组成选择相应的能源转化方式十分重要。

3.1.1纤维素(cellulose)一、纤维素的分子结构吡喃葡萄糖酐(1-5)彼纤维素是天然高分子化合物。

经过长期的研究，确定其化学结构是由很多D—此以β(1-4)苷键连结而成的线形巨分子，其化学式为CHO，化学结构的实验分子式为(CHO)(n为61056105n聚合度)，含碳44.44%，氢6.17%，氧49.39%三种元素组成。

棉花几乎100%由纤维素组成，而木材中还含有半纤维素和木质素，纤维素平均含量为40%~50%。

(1)葡萄糖环形结构?纤维素完全水解时得到99%的葡萄糖，其分子式为CHO，说明有一度的未饱和，其还原反应产物，6105证明相当于六个碳原子组成的直链，并存在着碳酰基。

?葡萄糖的碳酰基是半缩醛基(hemiacetal group)，很多实验证明葡萄糖有一个醛基，这个醛基位于葡萄糖分子的端部，且是半缩醛的形式。

?葡萄糖半缩醛结构的立体环为(1-5)连接(已证明葡萄糖的半缩醛基由同一葡萄糖分子中的两种基团形成(所以是环状的半缩醛结构，位于C上的羟基优先与醛羰酰基起作用，形成C—C，糖苷键(glycosidic 5l5bond)连接的六环(吡喃环)结构。

生物质资源在自然界中，有许多资源对我们的日常生活至关重要。

如：水、空气和阳光等这些都是我们人类赖以生存的基本条件；而植物给我们提供氧气，动物为我们除去病菌，绿化环境……总之它们与我们息息相关。

不过你可别小看了那些微不足道的东西哦！它们当中蕴含着大学问呢！生物质资源也是一种能量资源。

其实我们身边所发现的各种形态的碳氢化合物，例如煤炭、石油、天然气等等，只要通过简单地加工便成为洁净的燃料——即生物质资源。

生物质资源主要包括农业废弃物、林业废弃物及城市固体垃圾等三部分，尤其以农作物秸秆、薪柴、树叶等数量最大，但由于农村使用化肥农药，导致土壤板结变硬，甚至出现沙漠化危机，因此开展综合利用，促进循环经济健康持续发展势在必行。

目前，生物质产品正朝着精细化方向发展，同时更注重节约能源、减少污染排放。

据悉，到2020年，全国范围内将建立起完善的生物质能转换技术标准体系、科学规范的管理服务体系，形成具备一定竞争优势的生物质能产业集群。

届时，生物质资源将会被充分挖掘并应用到社会各个领域，从而改善人民的居住环境，推动新型城镇化的快速发展。

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生物质相关书籍《生物质与可再生能源》引言：生物质作为一种可再生能源，具有丰富的资源、低碳排放、可持续利用等优势，受到了广泛关注和研究。

本书将从多个方面探讨生物质的相关知识和应用，旨在帮助读者更好地了解和利用生物质资源。

第一章生物质的定义与分类1.1 生物质的概念与特点生物质是指由植物、动物等生物体组成的有机物质，包括植物纤维、动物组织、微生物等。

它具有可再生性、可降解性和碳中和等特点。

1.2 生物质的分类与来源生物质可按来源分为植物生物质、动物生物质和微生物生物质。

植物生物质主要来源于林木、农作物、能源作物等，动物生物质来自畜禽养殖和食品加工业，微生物生物质则是通过微生物发酵得到的。

第二章生物质资源利用技术2.1 生物质的能源利用生物质作为一种可再生能源，被广泛应用于能源领域。

其中，生物质发电、生物质燃料和生物质液体燃料是主要的利用方式。

2.2 生物质的化学利用生物质可通过化学方法转化为生物质化学品，如生物质乙醇、生物质纤维素等。

这些化学品可用于制备塑料、纺织品、化妆品等。

2.3 生物质的热化学利用生物质可通过热分解、气化和燃烧等方式进行热化学利用。

其中，热解产物可用于生产生物炭，气化产物可用于制备合成气，燃烧则可用于供热供电。

第三章生物质资源的可持续利用3.1 生物质的循环利用生物质资源的可持续利用需要实现循环利用，即将生物质废弃物转化为再生能源或再生材料。

这样不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以减少环境污染。

3.2 生物质的可降解性生物质具有可降解性，即可以被微生物分解并转化为有机肥料。

通过将生物质废弃物用于农业生产，可以实现资源的再利用和土壤改良。

第四章生物质能源的环境影响与可持续发展4.1 生物质能源的环境影响生物质能源的利用对环境有一定影响，如温室气体排放、土地利用变化等。

因此，在生物质能源开发利用过程中，应重视环境保护和可持续发展。

4.2 生物质能源的可持续发展策略为了实现生物质能源的可持续发展，需要制定相应的政策和措施。