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| 內容簡介： |
《生物质循环流化床燃烧理论和技术》介绍了生物质能源及其转化利用相关知识，并在此基础上对生物质流态化燃烧理论和技术进行了深入探讨，核心内容聚焦生物质在流化床中的流化与输运特性、本征燃烧反应动力学、流态化燃烧特性等关键行为。本书内容重点解析燃烧中碱金属与氯的迁徙机理及其引发的结渣、沉积、高温腐蚀等核心挑战与应对策略，阐述生物质循环流化床（CFB）燃烧的核心理论与关键技术，可帮助读者系统掌握锅炉设计、运行优化及应对结渣、腐蚀等特有问题的实用技术。本书还提供了大量生物质流态化燃烧产业实践中遇到的锅炉调试优化、碱金属相关问题应对以及污染物排放控制等案例和技术分析。
本书内容全面，是能源、动力、环境工程领域科研人员、工程师、高校师生及政策制定者掌握生物质清洁高效燃烧发电核心技术的权威参考。
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| 目錄：
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第1章 生物质能001
1.1 生物质能源概述 002
1.1.1 生物质能概念 002
1.1.2 生物质资源分类与特点 002
1.1.3 生物质能利用意义 004
1.2 生物质能利用 005
1.2.1 生物质转化为固体燃料 005
1.2.2 生物质转化为气体燃料 008
1.2.3 生物质转化为液体燃料 013
1.3 生物质燃烧利用 021
1.3.1 生物质燃烧过程概述 021
1.3.2 生物质燃烧技术简述 023
1.3.3 国内外生物质燃烧技术发展 025
1.3.4 生物质与煤的耦合燃烧 031
第2章 生物质燃料特性034
2.1 生物质原料的生物学基础 035
2.1.1 光合作用和生物质 035
2.1.2 木质纤维素类生物质 037
2.1.3 糖类和油脂类生物质 045
2.2 生物质燃料特性分析 046
2.2.1 物理特性 046
2.2.2 生物质的工业分析 049
2.2.3 生物质的元素分析 051
2.2.4 生物质燃料的热值 052
2.3 生物质燃料的无机杂质 053
2.3.1 生物质灰及其特性 053
2.3.2 生物质中的碱金属 054
2.3.3 碱金属分析测试 055
第3章 生物质的流态化及输运特性057
3.1 流态化概述 058
3.1.1 流态化基本理论 058
3.1.2 生物质流态化的实现 060
3.2 流化床中的生物质 061
3.2.1 夹带和偏析 062
3.2.2 生物质颗粒的破碎 073
3.3 生物质的输运 083
3.3.1 料仓内的架拱问题 084
3.3.2 生物质料仓方案 094
第4章 生物质燃烧特性100
4.1 本征燃烧特性 101
4.1.1 反应动力学研究现状 101
4.1.2 实验方法和实验装置 102
4.1.3 生物质燃料热解特性的热重研究 103
4.1.4 生物质燃烧特性研究 106
4.1.5 生物质燃料燃烧反应动力学 109
4.2 生物质的流态化燃烧技术 111
4.3 循环流化床中生物质的燃烧 114
4.3.1 试验研究简介 114
4.3.2 燃烧份额计算 118
4.3.3 生物质流化床燃烧特性小结 122
第5章 生物质流化床锅炉的设计123
5.1 生物质循环流化床燃烧锅炉 124
5.2 生物质燃料特性对锅炉设计的影响及应对措施 127
5.2.1 生物质灰含量及组分特性的影响 127
5.2.2 燃料密度及形状 129
5.2.3 燃料水分含量 130
5.2.4 挥发分 130
5.3 生物质循环流化床锅炉炉膛及其循环回路设计 131
5.3.1 炉膛及循环回路的燃烧及传热组织 131
5.3.2 炉膛结构设计 132
5.3.3 炉膛布风装置 135
5.3.4 气固分离装置 137
5.3.5 固体物料回送装置 139
5.4 尾部受热面的设计 141
5.4.1 尾部受热面设计特点 141
5.4.2 受热面灰沉积及高温腐蚀 141
5.4.3 受热面低温腐蚀 142
第6章 生物质流化床锅炉的运行144
6.1 锅炉运行的关键 145
6.1.1 给料相关问题 146
6.1.2 床料和循环的建立 149
6.1.3 燃烧组织和布风 151
6.2 锅炉运行的优化 153
6.2.1 提高燃烧效率 153
6.2.2 降低排烟温度 156
6.2.3 延长运行周期 159
6.3 运行中的安全防爆 162
6.3.1 生物质挥发分引发的爆炸 162
6.3.2 生物质粉尘爆炸的预防 163
第7章 燃烧过程碱金属及氯的迁徙机理165
7.1 碱金属赋存形式 166
7.2 燃烧中钾、氯元素的迁徙 167
7.2.1 温度对钾、氯元素的迁徙的影响 167
7.2.2 停留时间的影响 170
7.3 流态化燃烧碱金属迁徙和平衡 171
7.3.1 流态化燃烧条件下钾、氯元素物质迁徙 172
7.3.2 流态化燃烧过程中活泼元素物质平衡 177
第8章 结渣、沉积和腐蚀机理及控制187
8.1 流态化燃烧过程结渣 188
8.1.1 聚团问题概述 188
8.1.2 流态化聚团影响因素研究 191
8.1.3 聚团问题的解决 208
8.2 流态化燃烧受热面沉积研究 210
8.2.1 受热面沉积问题概述 211
8.2.2 受热面沉积形成机理 211
8.3 生物质锅炉受热面的腐蚀 217
8.3.1 受热面高温腐蚀问题概述 217
8.3.2 受热面高温腐蚀机理研究 218
8.3.3 受热面高温腐蚀的应对 225
第9章 生物质流态化燃烧污染物控制227
9.1 生物质流态化燃烧硫氧化物排放 228
9.1.1 生物质中硫元素的赋存形态 228
9.1.2 燃烧过程硫迁徙机理 228
9.1.3 生物质燃烧过程的自固硫特性 238
9.1.4 流态化燃烧硫氧化物排放特性 243
9.2 生物质流态化燃烧氮氧化物排放 247
9.2.1 生物质中氮元素的赋存形态 247
9.2.2 燃烧过程氮迁徙机理 248
9.2.3 流态化燃烧氮氧化物排放特性 263
9.2.4 低氮燃烧措施 268
第10章 生物质与煤的耦合燃烧269
10.1 生物质与煤耦合燃烧的发展现状 270
10.1.1 生物质与煤直接耦合燃烧技术简介 271
10.1.2 生物质与煤间接耦合燃烧技术简介 272
10.1.3 生物质与煤耦合比例测定 274
10.2 生物质与煤直接耦合燃烧 275
10.2.1 生物质与煤直接耦合燃烧关键技术研发 276
10.2.2 生物质与煤的流化床直接耦合燃烧 284
10.2.3 生物质与煤的煤粉炉直接耦合燃烧 287
10.3 生物质与煤间接耦合燃烧 290
10.3.1 生物质气化耦合发电关键技术研发 290
10.3.2 生物质燃气耦合燃烧的NOx 控制 295
10.3.3 生物质气化耦合发电工业集成验证及优化 301
10.4 生物质与煤耦合比例的测定方法 303
10.4.1 基于14C 法的生物质与煤耦合燃烧比例计量方法 303
10.4.2 基于14C 法的生物质与煤混烧比例计量准确性验证 306
10.4.3 生物质燃料14C 活度预测方法 310
10.4.4 基于14C 法生物质混烧比例的工业测试 314
第11章 生物质流态化燃烧案例分析及展望318
11.1 中低参数流态化燃烧 319
11.1.1 工程概况 319
11.1.2 技术特点 325
11.2 高参数高碱高氯生物质流态化燃烧技术 330
11.2.1 工程概况 330
11.2.2 技术特点 336
11.2.3 社会经济效益 339
11.3 生物质与煤循环流化床直接耦合 339
11.3.1 工程概况 339
11.3.2 技术特点 349
11.3.3 社会经济效益 352
11.4 发展现状和展望 352
11.4.1 生物质流态化燃烧发展历程 352
11.4.2 生物质流态化燃烧技术发展展望 356
参考文献358
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| 內容試閱：
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生物质能是重要的可再生能源，作为一种绿色植物将太阳能通过光合作用以有机物化学能形式固定、存储下来的能量，生物质能不但具有可持续、碳中性的特性，也是唯一一种可直接存储、转运的可再生能源。生物质能的高效转化利用对于我国减少化石能源消耗，实现“双碳”目标具有重大意义。由于可以借鉴煤炭等化石能源的转化利用相关技术经验积累和相关产业基础，生物质燃烧是我国当前产业化程度最高、利用潜力最大的生物质能源转化利用途径。
我国的生物质资源主体为农业废弃物，和国外常用的较高品质的木质生物质相比，品种、品质差异大，预处理程度低且一般含有碱金属和氯等无机杂质。由于资源差异，国外使用木质生物质燃料的各种燃烧技术无法直接在国内应用，如丹麦的水冷振动炉排秸秆燃烧技术，虽然对秸秆燃料中的碱金属问题做了针对性设计，但是引入国内后由于不适应国内生物质资源特点，普遍存在燃料适应性差、燃烧效率低且氮氧化物排放难以降低等问题。基于上述情况，本书作者及团队在大量机理和实验研究成果的基础上，针对炉排燃烧模式难以克服的固有问题，开创性地提出了采用全新构架的流态化技术路线实现秸秆类生物质的高效燃烧。本书从生物质资源和基本特性出发，系统介绍了和生物质燃烧，尤其是流态化燃烧相关的基本概念、过程机理以及工艺特点。在上述基础上详细阐述了为了适应生物质高效燃烧以及碱金属问题抑制而提出的特殊的流态化燃烧组织模式的构想、实现和工业运行实践情况。经过十余年的发展，由于在炉效、污染物控制以及成本等方面优势显著，生物质流态化燃烧目前已经成为我国生物质直燃发电行业的主流技术。本书结合了作者二十多年在生物质循环流化床燃烧方面的理论研究和工程实践成果，对含碱生物质燃烧过程中各方面问题的深入理解、分析以及应对思路，对该领域从事理论研究、技术研发和运行生产的专业科研及技术人员具有重要的参考价值。
《生物质循环流化床燃烧理论和技术》作者均来自国内一流高校的高水平研发团队，均具有深厚的理论研究基础，同时具有多年的工程相关研发和现场运行调试经验，是生物质能转化利用领域内的知名专家。本书内容由骆仲泱教授总策划并负责统稿，同时撰写第1章、第10章和第11章，余春江教授撰写第2~4章、第6~8章，王勤辉教授撰写第5章、第9章。
作者希望本书中阐述的认知观点、研究结论以及分析经验能为该领域不同层面的技术人员和从业者提供一些有益的帮助，但是由于学识和水平的限制，疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正，不胜感谢!
作者
2025年春于求是园
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