生物質廢棄物水熱液化理論與技術

第1章生物質廢棄物概況001
1.1生物質種類001
1.1.1養(yǎng)殖廢棄物001
1.1.2農(nóng)作物秸稈001
1.1.3林業(yè)廢棄物002
1.1.4生活有機垃圾002
1.1.5市政污泥002
1.1.6廁所糞污003
1.1.7藻類生物質003
1.1.8其他004
1.2基本性質004
1.2.1元素組成004
1.2.2生化組分與結構特性005
1.2.3工業(yè)分析007
1.2.4工程熱物理特性008
1.3物料管理009
1.3.1物料管理模型009
1.3.2收集010
1.3.3運輸010
1.3.4儲存010
1.3.5預處理011
1.4生物質廢棄物資源化012
1.4.1生物轉化012
1.4.2熱化學轉化012
1.4.3其他013
參考文獻013
第2章生物質廢棄物水熱轉化原理016
2.1概述016
2.1.1水的熱力學性質與水熱轉化原理016
2.1.2水熱轉化產(chǎn)物特性與應用018
2.1.3水熱轉化技術的分類021
2.2水熱預處理022
2.2.1基本原理022
2.2.2技術特點023
2.2.3應用現(xiàn)狀024
2.3加壓水熱轉化技術025
2.3.1基本原理與技術特點025
2.3.2技術研發(fā)現(xiàn)狀與推廣026
參考文獻030
第3章水熱液化影響因子識別與預測模型043
3.1原料性質043
3.1.1單組分（模型化合物）水熱液化043
3.1.2組分交互的水熱液化機理053
3.1.3真實物質的水熱液化059
3.1.4含固量062
3.2操作過程參數(shù)063
3.2.1運行時間063
3.2.2溫度066
3.2.3壓力069
3.2.4氣體氛圍070
3.2.5催化劑071
3.2.6產(chǎn)物分離073
3.2.7萃取溶劑076
3.3生物質水熱液化成油預測模型077
3.3.1原料組成與水熱成油模型077
3.3.2過程參數(shù)與水熱成油模型079
參考文獻079
第4章催化水熱液化類別與分析093
4.1均相水熱催化液化093
4.2非均相水熱催化液化094
4.2.1金屬氧化物催化劑095
4.2.2非均相酸堿催化劑096
4.2.3沸石分子篩催化劑以及非均相催化劑的水熱穩(wěn)定性098
4.2.4介孔硅基催化劑104
4.2.5碳材料催化劑106
4.3總結和展望114
參考文獻115
第5章生物原油煉制途徑與工藝118
5.1生物原油特性118
5.1.1物化特性118
5.1.2化學特性121
5.1.3穩(wěn)定性124
5.1.4熱特性和燃燒特性125
5.1.5潤滑性128
5.1.6生物特性128
5.1.7毒性129
5.2生物原油煉制產(chǎn)品129
5.2.1粗燃料129
5.2.2精制燃料130
5.2.3高值化產(chǎn)品制備132
5.3生物原油煉制工藝與設備139
5.3.1蒸餾139
5.3.2混煉143
5.3.3加氫提質（粗油為原料）147
5.3.4油品性能對比148
5.3.5案例分析148
參考文獻150
第6章水熱液化水相物質理化特性及資源化途徑156
6.1水相產(chǎn)物特征156
6.1.1水相產(chǎn)物的理化特性157
6.1.2模型化合物構建水熱液化水相特性數(shù)據(jù)庫159
6.1.3穩(wěn)定性163
6.1.4環(huán)境效應165
6.2水相養(yǎng)分微藻資源化166
6.2.1微藻資源化水相技術原理166
6.2.2微藻資源化效果166
6.2.3水相的微藻抑制效應及提質增效方法168
6.2.4水相養(yǎng)分微藻資源化技術展望169
6.3水相有機物厭氧產(chǎn)能技術169
6.3.1厭氧發(fā)酵產(chǎn)能原理169
6.3.2水相污染物處理與產(chǎn)能效果170
6.3.3水相生物抑制效應及提質增效方法172
6.3.4水相有機物厭氧產(chǎn)能技術展望173
6.4水相制備病原微生物和昆蟲防控劑的原理及技術174
6.4.1水相抑菌強度數(shù)據(jù)庫174
6.4.2水相制備病原微生物和昆蟲防控劑的原理及效果177
6.4.3水相抑菌劑應用展望188
6.5水相微生物電化學處理188
6.5.1微生物電化學原理188
6.5.2影響因素189
6.5.3膜材料190
6.5.4輔助電壓和水力停留時間190
6.5.5溫度與pH191
6.5.6陰極催化劑192
6.5.7陽極催化劑——電化學活性微生物192
6.5.8底物特性及濃度193
6.5.9胞外電子傳遞194
6.5.10微生物燃料電池195
6.5.11微生物電解池200
6.5.12存在問題及展望207
6.6水相組分分離與資源化209
6.6.1膜分離（肥料化）209
6.6.2沉淀210
6.6.3吸附210
6.6.4萃取210
6.6.5水相分離資源化技術展望211
6.7水相其他資源化方法211
6.7.1水相回用211
6.7.2水熱氣化212
6.7.3高級氧化213
參考文獻214
第7章水熱液化氣相和固相資源化途徑223
7.1水熱液化氣相特征223
7.1.1氣相組成223
7.1.2氣味物質及環(huán)境效應224
7.2水熱液化氣相處理與資源化225
7.2.1二氧化碳資源化225
7.2.2其他組分資源化226
7.2.3氣相處理與資源化展望227
7.3水熱液化固相資源化228
7.3.1固相組成228
7.3.2固相資源化技術229
7.3.3固相資源化展望233
參考文獻234
第8章水熱液化反應器及系統(tǒng)240
8.1連續(xù)水熱液化系統(tǒng)與“三傳一反”理論240
8.1.1系統(tǒng)組成240
8.1.2“三傳一反”理論與水熱液化過程244
8.1.3CFD模擬249
8.2水熱液化反應器252
8.2.1反應器概況252
8.2.2連續(xù)攪拌釜式反應器261
8.2.3推流式反應器263
8.2.4混合式反應器267
8.2.5其他類型268
8.3連續(xù)水熱液化泵送系統(tǒng)269
8.3.1泵送設備269
8.3.2可泵性檢測和分析270
8.3.3挑戰(zhàn)與展望271
8.4連續(xù)水熱液化產(chǎn)物分離系統(tǒng)271
8.4.1壓力補償與產(chǎn)物分離271
8.4.2產(chǎn)物分離設備274
8.4.3挑戰(zhàn)與展望274
8.5連續(xù)水熱液化供熱與熱回收系統(tǒng)275
8.5.1熱源與供熱方法275
8.5.2供熱裝備276
8.5.3余熱回收方法與設備276
8.5.4挑戰(zhàn)與展望277
8.6連續(xù)水熱液化監(jiān)控系統(tǒng)277
8.6.1溫度監(jiān)控277
8.6.2壓力監(jiān)控278
8.6.3流量監(jiān)控279
8.6.4均勻性監(jiān)測279
8.6.5環(huán)境安全監(jiān)測280
8.6.6關鍵器件監(jiān)測281
8.7連續(xù)水熱液化系統(tǒng)案例281
參考文獻285
第9章水熱液化過程及產(chǎn)品分析方法293
9.1水熱液化分析方法293
9.1.1物質解聚293
9.1.2元素遷移294
9.1.3元素在產(chǎn)物中的分布295
9.1.4機器學習及其在水熱液化中的應用296
9.2生物油及煉制產(chǎn)品分析方法299
9.2.1化學性質299
9.2.2物理性質306
9.2.3工程熱物理特性308
9.3水熱液化水相及資源化產(chǎn)品分析方法308
9.3.1物理化學性質309
9.3.2生物性質310
9.4水熱液化氣相及固相分析方法311
9.4.1氣相分析方法311
9.4.2固相分析方法312
參考文獻317
第10章水熱液化產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)與機遇319
10.1系統(tǒng)分析與評價319
10.1.1生命周期分析319
10.1.2技術經(jīng)濟性分析322
10.1.3技術經(jīng)濟評估案例324
10.2技術放大挑戰(zhàn)與機遇335
10.2.1技術適應性335
10.2.2運行穩(wěn)定性336
10.2.3操作安全性337
10.2.4經(jīng)濟性338
10.2.5運營模式338
參考文獻339