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1 生物质、生物质能的概念生物质：自然界中有生命的，可以生长的各种有机物质，包括动物、植物和微生物。
生物质能：由太阳能转化而来的以化学能形式储存在生物质中的能量。
2 生物质的种类和资源种类1）农业生物质资源：农作物（包括能源植物）、农业生产废弃物、农业加工业废弃物等2）林业生物质资源：森林生长和林业生产过程中所提供的生物质资源3）畜禽粪便：畜禽排泄物的统称4）生活污水和工业有机废水：农村和城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成5）城市固体有机废弃物：主要由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾等固体有机废弃物组成，成份复杂。
资源特点1）资源分布十分广泛，远比石油丰富，可以不断再生。
2）城市内燃机车辆使用从生物质资源提取或生产出的乙醇、液态氢时，有利于保护环境。
3）开发生物质能源，可以促进经济发展，提高就业机会，具有经济与社会的双重效益。
4）在贫瘠的或者被侵蚀的土地上种植能源作物或者植被，可以改善土壤、生态环境，提高土壤利用度。
3 生物质能转换技术有哪些类型？1）直接燃烧技术：最普通的生物质能转化技术，即燃料中可燃成份和氧化剂（一般是空气中的氧气）发生氧化反应的化学反应过程，在反应过程中强烈析出热量，并使燃烧产物的温度升高。
2）生物转换技术：用微生物发酵方法将生物质能转化为燃料物质的技术，通常生产的液体燃料为乙醇，气体燃料为沼气，并伴有二氧化碳产生。
3）热化学转换技术：在加热条件下，用热化学手段将生物质能转换成燃料物质的技术。
常用的方法有气化法、热裂解法和高压液化法。
4）其他转换技术：生物质压缩成型技术，生物柴油，生物质制氢。
第二章生物质能资源与能源植物1 生物质能资源有何特点(1)可再生(2)普遍、易取(3)可储存和运输(4)挥发组分高，炭活性高，易燃(5)环保(6)是能量密度较低的低品位能源.2 生物质化学组成的主要成分有哪些？(1)纤维素(2)半纤维素(3)木质素(4)淀粉(5)蛋白质(6)其他有机成分(有机物)(7)其他无机成分(无机物)3 生物质的元素分析成分有哪些？C H O N S P K 灰分等4 生物质组成成分的工业分析成分有那些？水分挥发分灰分固定碳5 生物质的物理特性和热性质主要包括：1、粒度，形状和粒度分布2、密度和堆积密度3、摩擦和流动特性角4、比热容5、导热性6 能源植物：能源植物通常包括速生薪炭林，含糖或淀粉植物，能榨油或产油的植物，可供厌氧发酵用的藻类和其他植物等。
木材碳化原理和流程随着人们对环境和可持续性的关注日益增加，木材碳化技术逐渐受到重视。
木材碳化是一种将木材转化为炭素的过程，通过控制温度和氧气含量，使得木材在高温下分解，去除水分和挥发性有机物，最终形成一种黑色的多孔炭素材料。
本文将介绍木材碳化的原理和流程。
1. 原理木材碳化的原理基于热解反应。
热解是指在高温下，有机物质分解成较小的分子，其中包括气态、液态和固态产物。
在木材碳化中，木材在高温下分解，去除水分和挥发性有机物，最终形成一种黑色的多孔炭素材料。
炭化过程中，木材中的纤维素和半纤维素分解成碳、水和一些气态产物，而木质素则被转化为焦油和气态产物。
焦油和气态产物可以通过收集和处理来制备化学品，如木醋液和生物柴油。
木材碳化的温度通常在400℃至700℃之间，这种温度下，木材中的大部分有机物质会分解，但碳仍然保持稳定。
因此，木材碳化后的产物具有较高的热稳定性和耐腐蚀性，同时还具有良好的吸附性能和导电性能，可以用于各种应用领域，如环保、建筑、电子和能源。
2. 流程木材碳化的流程主要包括预处理、碳化和后处理三个阶段。
2.1 预处理预处理阶段主要是为了去除木材中的水分和挥发性有机物，以便在碳化阶段中更好地控制温度和氧气含量。
预处理的方法包括干燥、热处理和化学处理。
干燥是将木材暴露在空气中，使其自然失去水分。
热处理是将木材加热至一定温度，以去除水分和挥发性有机物。
化学处理是使用化学品，如酸和碱，去除木材中的水分和挥发性有机物。
2.2 碳化碳化阶段是将预处理后的木材放入碳化炉中，控制温度和氧气含量，使其在高温下分解，去除水分和挥发性有机物，最终形成一种黑色的多孔炭素材料。
碳化炉通常采用间歇式或连续式操作，其中间歇式操作是将木材放入炉内，加热至一定温度，停留一段时间，然后冷却；连续式操作是将木材放入炉内，通过炉内的传送带或推板，使其在炉内依次经过预热、碳化和冷却三个区域。
2.3 后处理后处理阶段是将碳化后的产物进行处理，以获得所需的物理和化学性质。
木材热解和气化的研究进展学院：材料科学与艺术设计专业：林产化学加工工程姓名：靳久哲学号： 20122070171 木材热解热解是一种将生物质转化为高品位工业品、能源和化学品的高效转化技术[1]。
热解可以通过快速裂解把70%的生物质能转化为液体生物油，也可通过气化将75%的生物质能转化到可燃气体。
热解是在不向反应器内通入O2、H2O或空气的条件下，间接加热使木材发生热化学分解。
在人类文明的初期，热解已经得到利用。
在古埃及，通过木材的干馏来制取焦油和熏香或用于尸体防腐剂的焦木酸。
在18世纪木材热解生产焦炭是主要的工业，是在化石燃料被开发利用前，工业革命所利用的主要燃料。
在19世纪末20世纪初，木材干馏仍然用于生产可溶性焦炭、沥青、碳酸和一些非冷凝气体用于加热自用锅炉。
到20世纪30年代，由于石油工业的兴起和低价衍生产品的出现，木材干馏才逐渐衰落。
然而至今木柴热解制取焦炭仍广为采用[2]。
1.1快速热解液化快速热解是一种高温处理过程，它采用超高加热速率(102-104K/s)、超短产物停留时间(0.2-3.0s)及适中的裂解温度，使木材中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子，使焦炭和产气降到最低限度, 通过热化学的方法，将原料直接裂解为粗油，最大限度获得液体产品(生物油)。
快速热解反应可概括为，木材经快速热解得到生物油、炭和气体[3]。
与传统的热解工艺相比，快速热解液化的必备特征包括: 1)非常高的加热和传热速率，因此通常要求进料粒度较细；2)气相反应温度约在500℃，蒸汽停留时间少于2s；3)对热解蒸汽采取骤冷处理[4]。
1.2催化热解目前，催化热解受到了国内外研究者的重视。
在秸秆中添加催化剂碳酸钠能使半纤维素的主要热解区间向低温区移动。
催化剂对木质素的影响最为显著，其DTG 曲线由无催化剂时的单峰变为一大一小两个峰，主要热解区间向低温区移动较大，转化率也有所提高[5]。
FundaAtes等[6]研究了不同催化剂对生物质快速热解的影响。
木材的高温热处理技术木材是一种重要的可再生资源之一，木材的综合利用水平关系到全球经济及社会的可持续发展。
但近年来，天然林木材资源在世界范围内短缺，主要是木材资源转向了人工林。
由于人工林轮伐期短，木材中幼龄材所占比例较大，半纤维素和木素含量高，材质较差，起且密度低，尺寸稳定性及耐久性差，因而限制了其使用途径。
研究人员曾尝试各种办法来提高木材的尺寸稳定性，如在木材表面涂饰或粘贴贴面材料的外包法，而更多的是采用药剂浸注法，将木材的羟基封闭，从而减小木材的吸湿性，改善其尺寸稳定性。
然而，在最近20年，随着生活质量的提高，国外有各种报告，对使用化学药剂处理材的安全性提出质疑。
目前，美国和欧盟都在制定一些规定，在规定场合限制化学药剂处理木材的使用，尤其是操场、甲板、野餐桌、篱笆、天井家具、名胜风景及儿童容易接触到的场合。
欧盟将全面执行《关于限制经过砷防腐处理的木材进入市场的指令》，涵盖了出口木材与各种木制品。
类似的限制在日本和澳大利亚也都有规定。
各国严厉的保护条例，促进了安全及目标适应的研究与开发。
在各种处理技术中，非化学药剂处理的木材制品正在获得越来越广阔的市场空间，其中木材的超高温热处理技术也占据了重要的位置。
木材超高温热处理及工艺一般木材干燥中,温度<100度为常燥,100--150度为高温干燥,>150度为超高温干燥.木材的热处理就是利用木材在接近或高于200度的超高温低氧含量环境中,持续处理一定时间后,使木材中半纤维素降解,木材细胞壁中羟基减少,木材的吸湿性能下降,尺寸稳定性及耐生物破环性得到改善.因此,超高温热处理的木材被作为一个新型材料被广泛关注. 处理工艺对于材料的影响至关重要,如处理温度、处理时间、加热速率、木材树种、试件的重量与尺寸、初含水率等参数,都会影响产品的最终性能。
处理工艺的确定主要是依产品的使用目的，在吸水性能改善与力学性能降低之间优化，找到可接受的平衡点。
根据处理所使用介质不同，处理工艺主要分为三种。
植物原料热解基础1. 木材热解：在隔绝空气或通入少量空气的条件下，利用热分解的方式以木材或其他植物为原料制取各种生物质能源及各种化工产品的方法。
2. 木材热解工艺学包括（木材炭化及活性炭制造）、（木材干馏）、（植物能源气化和液化）等方面的生产与应用。
3. 木材热解过程及特征？答：木材热解过程分为四个阶段。
⑴干燥阶段特征：120~150℃；加热速度慢，主要蒸发的是水份，木材化学组成几乎不变。
⑵预炭化阶段特征：150~275℃；反应明显，木材化学组分开始变化。
不稳定组分半纤维素分解为 CO2、CO、少量醋酸。
* 第㈠、㈡阶段是吸热分解阶段⑶炭化阶段特征：275~450℃；木材急剧热分解，产生大量的分解产物。
产物含有醋酸、甲醇和木焦油。
此时 CO2生成量减少，而甲烷、乙烯等可燃气体增多，反应大量放热。
⑷煅烧阶段特征：450~500℃；此阶段对生成的木炭进行煅烧。
排除残留在木炭中的挥发物，提高固定炭含量。
* 第㈢、㈣阶段是吸热分解阶段。
4. 热解产物分为固、液、气三态。
固体产物——木炭（charcoal）液体产物——粗木醋液（crude pyroligneous acid ）气体产物——不凝性气体或木煤气（wood gas ）5. 木材经热分解处理后，釜内残留固体称木炭。
——常指炭化料。
6. 粗木醋液分为澄清时分为二层（澄清木醋液）和（沉淀木焦油）。
澄清木醋液：黄色~红棕色、烟焦气味；沉淀木焦油：黑色、粘稠油状液体。
7. 气体产物——木煤气:CO2、CO、CH4、C2H4和H2。
8. 纤维素的热分解分为几个阶段？答：(1)的蒸发与干燥阶段：100~150℃纤维素游离水和结晶水蒸发、氢键断裂、纤维素的热容量增加，发生相变，但纤维素的化学性质不变。
(2)葡萄糖基脱水阶段T>150 ℃;纤维素大分子中的葡萄糖发生β-O-4的醚键分解，生成左旋葡聚糖。
3)热裂解阶段T>240 ℃；纤维素热分解反应开始变得激烈起来，275 ℃进入放热反应阶段；热分解更激烈和复杂。
木材热处理操作方法木材热处理是指通过加热、干燥和冷却等操作，改善木材性能的一种方法。
热处理能显著提高木材的耐腐蚀性、抗虫性和尺寸稳定性，使其更适合用于室外建筑、园艺、家具制造等领域。
以下是木材热处理的操作方法。
首先，选择适合热处理的木材。
常见的适合热处理的木材有松木、桦木、杨木等。
这些木材具有较高的含水率和较低的密度，使其更易于吸收热处理药剂和热处理负荷。
其次，进行预处理。
预处理主要包括木材的卸装、校直和修整等操作。
将木材进行卸装，即去掉木材表面的树皮和树干等杂质。
然后对木材进行校直，以确保木材在热处理过程中能均匀地受热。
最后，对木材进行修整，使其符合热处理要求的尺寸和形状。
接下来，进行真空干燥。
真空干燥是木材热处理的关键步骤。
首先，将处理木材的容器密封，建立真空环境。
然后，通过增加温度和减小压力，使木材中的水分蒸发出来。
真空干燥时，要控制温度和压力的变化速度，以避免木材内部产生裂纹和变形。
然后，进行热处理。
热处理是指将木材加热到一定温度，并在此温度下保持一段时间，使木材中的天然化学物质发生反应。
这些反应可以改变木材的结构和性能。
热处理温度通常在150至230之间，持续时间从几小时到几天不等。
热处理时，要保持木材的温度均匀，避免温度梯度过大引起内部应力。
最后，进行冷却和处理后处理。
在热处理结束后，将木材从热处理设备中取出，并进行冷却。
冷却时，要控制冷却速度，以避免木材内部产生应力。
在冷却后，可对木材进行后处理，如修整、砂光和表面涂漆等。
后处理操作主要是为了提高木材的表面质量和美观度，使其更适合使用。
总结起来，木材热处理的操作方法包括木材的预处理、真空干燥、热处理、冷却和后处理等步骤。
这些操作能够改善木材的性能，提高其耐久性和稳定性。
但需要注意的是，木材热处理时要控制好温度、压力和时间等参数，以避免木材的破坏和变形。
热解木质纤维的化学反应机理Introduction木材是生命力的象征。
它们是我们用手指触摸到的第一个可见的生物存在的产物，也是人类起初使用工具的基础。
随着时间的流逝，木材在各种方面被广泛应用，如建筑、家具和艺术品等。
尽管木材在自然界中无法永久保存，但通过热解木质纤维的化学反应，可以将木材转化为更为稳定的形式，以便延长其使用寿命。
Chapter 1: 热解木质纤维的概念热解是一种化学反应，它涉及使用高温将多种有机物分解为小分子化合物。
热解工艺被广泛用于纺织品、燃料和木材等行业。
热解木质纤维是一种利用木材的加工技术，可以将木材转化为腌制木材、木炭、木醋液等更为稳定的形式。
Chapter 2: 热解木质纤维的原理木材主要是由三种生物高分子纤维素、半纤维素和木质素组成。
这些高分子长链聚合物可以在高温下分解成极小的分子。
在热解过程中，木材中的高分子被加热以至于分解，释放出一系列的小分子产物。
其中，比较重要的产物是非结晶性纤维素和大量的低分子化合物，如甲醛、甲酚和醋酸等。
Chapter 3: 热解木质纤维的过程热解木质纤维的反应过程包括以下四个步骤：1. 除去木材的水分：加热木材，使其脱去水分，并开始分解半纤维素。
2. 半纤维素分解：木材中的半纤维素被分解成糖和二糖。
3. 纤维素分解：随着温度上升，高分子纤维素分解成小分子，释放出气体和液体。
4. 木质素分解：随着温度的继续上升，木质素和残留的纤维素和半纤维素被分解成碳和灰。
Chapter 4: 热解木质纤维的产物热解木质纤维的反应产生三个主要的化学产物：腌制木材、木醋液和木炭。
1. 腌制木材：经过热解处理的木材可以产生一种具有低水分含量和抗腐蚀性的新型木材。
2. 木醋液：热解过程中生成的蒸气可以冷凝为一种可以再生应用的有机酸——木醋液。
这个不仅是一种有机化学品，也经常用于制造耐火材料和高强度纤维。
3. 木炭：热解过程中的残留物在缺氧或低氧的环境下经过干燥和碳化会生成木炭，它被广泛使用于家庭加热和生产煤气和热水。
