农业废弃物气化技术

前言
资源利用率代表着人类文明的足迹。当今，人类正面临着资源浪费且日益枯竭和废弃物严重污染环境的双重压力，尤其在全球工业化大潮中，常规能源资源短缺日渐突出，化石燃料引起的环境污染成为21世纪人类社会面临解决的首要难题。正是在这种形势下，积极研究开发资源可持续性利用技术，建立可持续发展的能源系统，促进社会的全面进步和生态环境的改善，为人类文明的持续发展打下良好的基础，这是当今世界必须面对的现实问题。因此，开发利用洁净的可再生能源，不仅不会造成大量温室气体的排放，还能有效降低硫氧化物及氮氧化物的排放，减轻环境污染，同时改善当地经济状况及能源结构，已经成为人类的共识。
农业废弃物作为一种可储存和运输的可再生能源资源，其高效洁净转换和大规模开发利用受到世界各国的广泛重视。由于农业废弃物的简单直接燃烧已不能满足现代社会对能量的需求，发达国家及发展中国家都积极研究开展了诸多途径的农业废弃物高效转化技术，主要技术涉及到农业废弃物肥料化技术、农业废弃物能源化技术、农业废弃物饲料化技术等，其中农业废弃物能源化技术包括沼气技术、农业废弃物气化技术、农业废弃物液化技术、农业废弃物直接燃烧技术等。
我国农业废弃物占一次能源总量的33%，是我国仅次于煤的第二大能源资源。但这些农业废弃物资源至今未被充分利用，且常常就地焚烧造成资源浪费，还引起环境污染。为此，针对农业废弃物资源化利用的气化技术研究与推广工作得到了国家各级政府的高度重视和大力支持，取得了显著的社会效益、环境效益和经济效益。本书主要介绍了作者及其研究团队近年来在农业废弃物气化技术方面的研究成果和工作进展，并吸收了国内同行专家的部分研究成果，通过理论分析、试验研究和工程实践相结合的方法，详细地阐述了各类农业废弃物气化技术的原理、特性、工程应用及研究状况，为读者提供有益的参考，进而促进农业废弃物气化技术的普及和发展。
本书由张全国、雷廷宙、胡建军和王磊等同志编写，其中张全国和雷廷宙任主编并负责最后统稿工作。全书共分八章，内容包括农业废弃物气化技术基础、农业废弃物预处理技术、农业废弃物村级气化供气技术、农业废弃物气化发电技术、农业废弃物炭气油联产技术、生物质焦油综合利用技术、农业废弃物气化技术经济评价。在本书写作过程中，承蒙河南农业大学机电工程学院和河南省科学院能源研究所等单位的大力支持，作者所在研究团队中的李在峰、李海军、崔俊贞、杨群发、徐广印、李刚等同志对本书中取得的主要研究成果付出了辛勤的劳动，特致谢意。同时还要感谢李保山、吴创之、袁振宏、蒋剑春、沈胜强、孙立、马隆龙、杨秀山、南方等国内知名学者提供的高水平研究成果和宝贵的意见。由于作者水平有限，书中难免有错误及不妥之处，敬请读者不吝批评赐教。编者
2005年8月 
	 

本书全面系统地介绍农业废弃物气化理论基础、工艺原理及其实用技术（包括农业废弃物气化发电技术、炭气油联产技术和生物质焦油综合利用技术）、以农业废弃物气化利用技术为基础的农业废弃物综合利用的途径与方法，并深入浅出地介绍了农业废弃物气化技术的管理模式、技术经济评价等知识，反映了作者及我国关于农业废弃物气化技术的最新研究成果和实践经验，可操作性强。
本书适于从事可再生能源和农业环境保护研究开发的科技工作者以及从事管理工作的领导干部阅读，亦可供有关高等院校相关专业师生的参考书。	 
	 

目录
第1章绪论1
11农业废弃物及其对环境的影响1
111农业废弃物的含义1
112农业废弃物的种类及理化特性2
113农业废弃物对环境的影响3
12农业废弃物的综合利用3
121农业废弃物肥料化技术5
122农业废弃物能源化技术7
123农业废弃物饲料化技术22
13农业废弃物气化技术现状及意义24
131发展农业废弃物气化技术的意义与潜力24
132国内外农业废弃物气化发展现状与展望28
参考文献30
第2章农业废弃物气化技术基础32
21农业废弃物气化原理32
211干燥过程32
212热解反应32
213氧化反应33
214还原反应34
22农业废弃物气化方法35
221固定床气化方法35
222流化床气化方法35
223干馏气化方法36
23农业废弃物气化装置36
231上吸式气化炉36
232下吸式气化炉37
233平吸式气化炉38
234鼓泡床气化炉38
235循环流化床气化炉39
236双流化床气化炉39
237干馏气化炉39
24农业废弃物气化对原料的要求41
241农业废弃物热化学特性41
242气化对水分含量的要求42
243气化对物料粒度的要求42
244气化对物料堆积密度的要求43
245气化对物料的挥发物产率要求43
246气化对物料灰分含量的要求44
参考文献44
第3章农业废弃物预处理技术45
31农业废弃物收集方法及管理模式45
311农业废弃物收集方法45
312农业废弃物收集管理模式47
32农业废弃物粉碎技术48
321农业废弃物粉碎原理及方法48
322农业废弃物粉碎特性48
323农业废弃物粉碎设备分类及工作特性49
324农业废弃物粉碎设备的设计原则及方法55
33农业废弃物干燥技术60
331农业废弃物干燥机理60
332农业废弃物干燥方法66
333农业废弃物干燥装置及其设计案例67
34农业废弃物致密成型技术85
341农业废弃物致密成型原理及方法85
342农业废弃物致密成型设备分类及其特性86
参考文献98
第4章农业废弃物村级气化供气技术101
41农业废弃物村级气化供气技术的意义101
411节约煤炭资源101
412经济效益巨大101
413保护环境,减少有害气体排放102
414形成新的产业,增加就业机会102
42农业废弃物村级气化系统的组成及设计103
421村级气化系统组成103
422气化炉研究与设计104
423净化系统研究与设计122
424生物质燃气灶具研究与设计143
43农业废弃物村级气化供气系统工程设计177
431气化站设计178
432燃气输配系统设计191
433室内用气系统设计196
44农业废弃物村级气化供气系统运行与管理201
441农业废弃物村级气化供气系统运行及日常维护201
442农业废弃物村级气化供气系统管理模式204
45农业废弃物村级气化供气系统经济性分析204
451系统投资204
452运行成本205
参考文献207
第5章农业废弃物气化发电技术209
51农业废弃物气化发电原理209
52农业废弃物气化发电技术的分类211
53农业废弃物气化发电技术示例222
531气化发电系统的技术性能222
532气化发电系统的效益评价225
参考文献229
第6章农业废弃物炭气油联产技术231
61炭气油联产技术意义231
62炭气油联产技术工艺流程及原理233
621工艺流程233
622工作原理235
63炭气油联产技术系统设计236
631设计原则236
632主要技术指标236
633技术方案237
634系统结构的设计237
64炭气油联产技术系统技术性能243
641系统热效率243
642生物质炭的技术性能244
643生物质燃气的技术性能245
644木焦油的技术性能245
65炭气油联产技术系统经济效益分析245
参考文献248
第7章生物质焦油综合利用技术250
71生物质焦油组成及其特性251
711生物质焦油组成251
712生物质焦油热物理特性251
713生物质焦油利用途径268
72生物质焦油深加工技术及其二次产品270
721生物质焦油生产防水膏270
722生物质焦油制沥青275
723生物质焦油配制胶黏剂281
参考文献289
第8章农业废弃物气化技术经济评价291
81技术经济评价的基本理论291
811资金的时间价值原理291
812比较原理292
813边际产出和机会成本原理293
814经济效果原理294
815资源替代原理295
82经济效益评价方法297
821经济效益与经济效果297
822经济效益的表示298
823经济效益评价的指标体系299
824经济效益评价的基本方法302
83不确定分析307
831盈亏平衡分析308
832敏感性分析310
84社会效益评价312
841社会效益评价的内容312
842社会效益评价的方法312
843社会效益和经济效益的关系316
85技术经济可行性分析方法316
851可行性研究阶段及内容317
852企业财务评价和国民经济评价320
853可行性研究的作用325
86农业废弃物气化技术经济评价案例分析326
861经济效益分析326
862社会效益分析328
863环境效益分析329
参考文献330