（答案僅供參考，可用自己理解的方式撰寫）

名詞解釋、選擇

生物質(zhì)能：是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。煤、石油和天然氣等化石能源也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來的。

能源植物 ：廣義：幾乎可以包括所有植物。 狹義：是指那些利用光能效率高、可合成類似石油或柴油成分的植物以及富含油脂或者碳水化合物或者產(chǎn)氫的植物。

沼氣：沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，在一定的溫度、濕度、酸堿度等條件下，通過微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生的一種可燃性氣體。

生物柴油：指以各種油脂(包括植物油、動(dòng)物油脂、廢餐飲油等)為原料，經(jīng)一系列加工處理過程而生產(chǎn)出的一種液體燃料。屬于長鏈脂肪酸的單烷基酯。

燃料乙醇：一般是指體積濃度達(dá)到99.5%以上的無水乙醇。燃料乙醇是燃燒清潔的高辛烷值燃料，是可再生能源。主要是以雅津甜高粱加工而成。

生物質(zhì)發(fā)電 ：利用生物質(zhì)資源進(jìn)行的發(fā)電。一般分直接燃燒發(fā)電和氣化發(fā)電兩種類型，主要包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電。

生物質(zhì)直接液化是指在一定的溫度和壓力條件下，通過液化溶劑及催化劑的作用將生物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為液態(tài)混合物的熱化學(xué)過程。

RDF是垃圾衍生燃料（Refuse Derived Fuel）的簡(jiǎn)稱，具有熱值高、燃燒穩(wěn)定、易于運(yùn)輸、易于儲(chǔ)存、二次污染低和二噁英類物質(zhì)排放量低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發(fā)電工程等領(lǐng)域。

生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)：在一定的溫度和壓力下，利用木質(zhì)素充當(dāng)黏合劑，將各類分布散、形體輕、儲(chǔ)運(yùn)困難、使用不便的生物質(zhì)原料（農(nóng)作物秸稈、稻殼、鋸木、木屑等）經(jīng)過壓縮成型和炭化工藝，加工成具有一定幾何形狀、密度較大的成型燃料，以提高燃料的熱值，改善燃燒性能，使之成為商品能源。也稱為“壓縮致密成型”、“致密固化成型”、“生物質(zhì)壓塊”

林業(yè)廢棄物：也稱林業(yè)剩余物，是指森林采伐、造材、木材加工利用后的剩余物，包括枝椏、枝條、伐根、削頭、灌木、枯倒木等。

生物質(zhì)氣化是秸稈等生物質(zhì)原料在缺氧狀態(tài)下加熱，使較高分子質(zhì)量的有機(jī)碳?xì)浠衔镦溋呀?，變成CO、H2、CH4等可燃性氣體，轉(zhuǎn)化成氣體燃料的技術(shù)。

生物油（或稱生物質(zhì)裂解油）是將秸稈、木屑、甘蔗渣等農(nóng)林廢棄物通過高溫加熱分解為揮發(fā)性氣體，再經(jīng)冷卻后直接提煉的一種液體。

生物質(zhì)熱解液化的定義：是指在缺氧條件下，在中溫（500~650℃）、高加熱速率（>1000℃/s）和蒸汽停留時(shí)間極短（1s以內(nèi)）的條件下，將生物質(zhì)直接熱解，產(chǎn)物再迅速冷凝（通常在0.5s內(nèi)急冷到350℃以下），使中間態(tài)產(chǎn)物分子在進(jìn)一步斷裂生成氣體之前冷凝，從而得到液態(tài)的生物油。

生物燃料電池（biofuel cell）：利用酶或者微生物組織作為催化劑，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。

燃料電池（fuel cell）：一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化成電能的電化學(xué)裝置。

微生物燃料電池（Microbial fuel cells，簡(jiǎn)稱MFCs）：是一種利用產(chǎn)電微生物在厭氧條件下將有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的生物反應(yīng)裝置。

微生物油脂（microbial oils），又稱單細(xì)胞油脂（single cell oil），是由酵母 、霉菌、細(xì)菌和藻類等微生物在一定的條件下利用碳水化合物、碳?xì)浠衔锖推胀ㄓ椭鳛樘荚?、氮源、輔以無機(jī)鹽在菌體內(nèi)產(chǎn)生的大量油脂。

纖維素是由D-葡萄糖殘基通過β-1,4-糖苷鍵相連而成的長鏈大分子，通常一條鏈中有1萬多個(gè)葡萄糖分子。

15. 半纖維素是一類雜多糖，由五碳糖和六碳糖組成的短鏈異源多聚體。

微生物油脂（microbial oils），又稱單細(xì)胞油脂（single cell oil），是由酵母 、霉菌、細(xì)菌和藻類等微生物在一定的條件下利用碳水化合物、碳?xì)浠衔锖推胀ㄓ椭鳛樘荚?、氮源、輔以無機(jī)鹽在菌體內(nèi)產(chǎn)生的大量油脂。

填空題、選擇題

生物質(zhì)的組成成分主要包括纖維素、木質(zhì)素、甲殼素、淀粉和油脂等。

固定床氣化爐的類型有上吸式、下吸式和平吸式。

固定床氣化過程主要包括四個(gè)階段：干燥層、熱解層、氧化層和還原層。

氣化效果的主要影響因素有反應(yīng)溫度、進(jìn)風(fēng)強(qiáng)度、物料高度和原料性質(zhì)。

生物質(zhì)燃燒技術(shù)包括層燃技術(shù)和流化床燃燒技術(shù)。

生物質(zhì)氣化過程所涉及的四個(gè)反應(yīng)階段分別是干燥、熱分解反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)

生物質(zhì)氣化工藝按照氣化劑的不同可分為空氣氣化、氧氣氣化、水蒸氣氣化、氫氣氣化、混合氣體氣化。

生物質(zhì)氣化效果的主要影響因素包括反應(yīng)溫度、進(jìn)風(fēng)強(qiáng)度、原料性質(zhì)、爐內(nèi)物料高度和。

生物質(zhì)燃燒過程的三個(gè)階段：預(yù)熱干燥、揮發(fā)分析出燃燒與焦炭形成和殘余焦炭燃燒。。

微藻通過光合作用固定二氧化碳的效率比陸生植物更高。

生物質(zhì)固體成型機(jī)的類型主要有螺旋擠壓式、活塞沖壓式和壓輥式。

生物質(zhì)燃燒需要解決的主要問題有生物質(zhì)的收集儲(chǔ)運(yùn)、堿金屬問題和氯腐蝕問題。

生物質(zhì)能的主要優(yōu)點(diǎn)有清潔性、總量豐富、可再生性和燃燒容易等。

與陸生植物相比，薇藻光合作用固碳效率高主要是由于其反應(yīng)物濃度高、產(chǎn)物濃度低、光照幾率多、比表面積大和光合作用單位高。

按是否使用氣化介質(zhì)，氣化工藝可分為熱分解氣化和氣化介質(zhì)氣化。

沼氣發(fā)酵過程的三個(gè)階段包括液化階段、產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。

木質(zhì)素是生物質(zhì)固有的最好內(nèi)在黏結(jié)劑。

在生物質(zhì)壓縮成型過程中，木質(zhì)素在溫度和壓力的共同作用下，才能發(fā)揮黏結(jié)功能，粘附和聚合生物質(zhì)顆粒。

生物質(zhì)壓縮成型工藝主要包括常溫成型、熱壓成型和炭化成型。

熱壓成型工藝一般包括原料粉碎、干燥混合、擠壓成型、和冷卻包裝四個(gè)工序。

生物壓縮成型的影響因素包括成型壓力、原料含水率、原料顆粒度、黏結(jié)劑、原料種類、加熱溫度。

生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)按照機(jī)械作用原理可分為螺旋擠壓成型技術(shù)、活塞沖壓技術(shù)、壓輥式成型技術(shù)、環(huán)模壓塊成型技術(shù)和機(jī)械沖壓成型技術(shù)。

影響糖化醪質(zhì)量的主要因素包含哪些？（A）溫度：60℃（58~62），過低易染菌，過高酶失活；（B）時(shí)間：20~30min，過短糖化度不足，過長酶活下降；（C）pH：3.8~4.5，抑雜菌，保酶活。

酶燃料電池（Enzymatic Biofule Cells，簡(jiǎn)稱EBCs）：是以有機(jī)物為燃料，用酶作為催化劑，通過生物電化學(xué)途徑，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

內(nèi)切葡聚糖酶：來自真菌簡(jiǎn)稱EG，來自細(xì)菌簡(jiǎn)稱Len，又稱為C1酶。內(nèi)切酶沿纖維素鏈長度方向，作用于鏈內(nèi)部的非結(jié)晶區(qū)打開纖維素鏈，快速降低底物的聚合度。

外切葡聚糖酶：來自真菌簡(jiǎn)稱CBH，來自細(xì)菌簡(jiǎn)稱Cex，又稱為Cx酶，外切酶作用于纖維素晶體部分，作用于線性的纖維素分子末端，主要產(chǎn)生纖維二糖。

β-葡萄糖苷酶（CB或GE，EC3.2.1.21）：水解纖維二糖和低分子質(zhì)量的纖維糊精生成葡萄糖，以此防止纖維二糖的積累，解除其對(duì)外切酶的抑制作用。

簡(jiǎn)答題

簡(jiǎn)述能源植物的優(yōu)點(diǎn)。

環(huán)保性。不含硫化物，因此不會(huì)形成酸雨。還可以通過生物降解，從而避免對(duì)土壤和地下水的污染。

低成本。能源植物的分布廣，若能因地制宜地進(jìn)行種植，便能就地取材生產(chǎn)燃料酒精或者生物柴油，不需要進(jìn)行勘探、鉆井、采礦和提煉等過程，也減少了長途運(yùn)輸、管道輸送等成本。

可再生性：只要有光、水和土壤，它就能生長，取之不盡，用之不竭。

安全性：使用起來比核能安全，不發(fā)生爆炸、泄漏。

汽車使用乙醇汽油的好處。

乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃燒更充分，有效地降低了尾氣中有害物質(zhì)的排放；?

有效提高汽油的標(biāo)號(hào)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)；

可有效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器部位的積炭，延長主要部件的使用壽命。

沼氣工程的意義。

生產(chǎn)清潔能源—高效、可再生能源

治理環(huán)境污染—處理糞便、垃圾、有機(jī)廢水、廢渣

提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益—綜合利用、改善生產(chǎn)條件

形成新的產(chǎn)業(yè)—設(shè)計(jì)、施工、副產(chǎn)品生產(chǎn)銷售、配套設(shè)備加工

發(fā)展農(nóng)村戶式沼氣具有極高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

簡(jiǎn)述沼氣發(fā)酵的基本原理。

答：在沼氣發(fā)酵過程中，主要有：“發(fā)酵性細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、耗氧產(chǎn)乙酸菌、食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸產(chǎn)甲烷菌”等五大菌群參與活動(dòng)。

發(fā)酵性細(xì)菌：一些不溶性物質(zhì)被發(fā)酵性細(xì)菌所分泌的胞外酶水解為可溶性的糖、肽、氨基酸和脂酸，再將吸入細(xì)胞，發(fā)酵為乙酸、丙酸、丁 酸等和醇類及一定量的H2及CO2 以纖維素為例，反應(yīng)過程如下：

（C6H10O5）+ nH2O? → n(C6H12O6)?

C6H12O6→ CH3COOH + CH3CH2COOH + CH3CH2CH2COOH +3CO2 +3H2?

產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌：除甲酸、乙酸和甲醇外的物質(zhì)均不能被產(chǎn)甲烷菌所利用，所以必須由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將其分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳反應(yīng)過程如下：?

CH3CH2COOH + 2H2O → CH3COOH + CO2 + 3H2? ??

CH3CH2CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 2H2?

耗氫產(chǎn)乙酸菌：它們既能利用H2+ CO2 生成乙酸，也能代謝糖類生成乙酸。

2CO2 + 4H2 → CH3COOH + 2H2O

C6H12O6 → 3CH3COOH??

產(chǎn)甲烷菌（食氫、食乙酸）：它們?cè)趨捬鯒l件下將前三群細(xì)菌代謝的終產(chǎn)物，在沒有外源受氫體的情況下，把乙酸和H2/CO2轉(zhuǎn)化成CH4/ CO2。產(chǎn)甲烷菌廣泛存在于水底沉積物和動(dòng)物消化道等極端厭氧的環(huán)境中。生成CH4的主要反應(yīng)如下：

CH3COOH? →? CH4 + CO2

4H2 + CO2? →? CH4 + 2H2O

4HCOOH? →? CH4 +3CO2 + 2H2O

4CH3OH? → 3CH4+ CO2 + 2H2O

簡(jiǎn)述沼氣發(fā)酵過程。

液化（水解）階段

在沼氣發(fā)酵中首先是發(fā)酵性細(xì)菌群利用它所分泌的胞外酶(淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶)等，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行體外酶解，也就是把畜禽糞便、作物秸稈、豆制品加工后的廢水等大分子有機(jī)物分解成能溶于水的單糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。這個(gè)階段叫液化階段。

產(chǎn)酸階段

這個(gè)階段是三個(gè)細(xì)菌群體的聯(lián)合作用，先由發(fā)酵性細(xì)菌將液化階段產(chǎn)生的小分子化合物吸收進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，并將其分解為乙酸、丙酸、丁酸、氫和二氧化碳等，再由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把發(fā)酵性細(xì)菌產(chǎn)生的丙酸、丁酸轉(zhuǎn)化為產(chǎn)甲烷菌可利用的乙酸、氫和二氧化碳。另外還有耗氫產(chǎn)乙酸菌群，這種細(xì)菌群體利用氫和二氧化碳生成乙酸，還能代謝糖類產(chǎn)生乙酸，它們能轉(zhuǎn)變多種有機(jī)物為乙酸。

產(chǎn)甲烷階段

在此階段中，產(chǎn)甲烷細(xì)菌群，可以分為為食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸菌兩大類群，已研究過的就有70多種產(chǎn)甲烷菌。它們利用以上不產(chǎn)甲烷的三種菌群所分解轉(zhuǎn)化的甲酸、乙酸等簡(jiǎn)單有機(jī)物分解成甲烷和二氧化碳，其中二氧化碳在氫氣的作用下還原成甲烷。這一階段叫產(chǎn)甲烷階段，或叫產(chǎn)氣階段。

沼氣發(fā)酵的基本條件。

適宜的發(fā)酵原料

質(zhì)優(yōu)足量的菌種

嚴(yán)格的厭氧環(huán)境

適宜的發(fā)酵溫度

適度的發(fā)酵濃度

適宜的酸堿度

生物柴油的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：1.具有優(yōu)良的環(huán)保特性 2.具有較好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能 3.具有較好的潤滑性能、安全性能、燃料性能、再生性能 4.無須改動(dòng)柴油機(jī) 5.生物柴油以一定比例與石化柴油調(diào)和使用，可以降低油耗、提高動(dòng)力性，并降低尾氣污染

缺點(diǎn)：1.以菜籽油為原料生產(chǎn)的生物柴油成本高 2.用化學(xué)方法合成生物柴油有以下缺點(diǎn) 3.低溫啟動(dòng)性能不佳。 4.燃燒排放物中NOx 含量較高。 5.含有微量甲醇與甘油，會(huì)使接觸的橡膠零件，如橡膠膜、密封圈、燃油管等逐漸降解。 6、油脂來源分散，品種復(fù)雜。

目前利用生物酶法制備生物柴油存在哪些亟待解決的問題？

答：（1）脂肪酶對(duì)長鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而對(duì)短鏈脂肪醇(如甲醇或乙醇等)轉(zhuǎn)化率低，一般僅為40%-60%； （2）甲醇和乙醇對(duì)酶有一定的毒性，容易使酶失活 （3）副產(chǎn)物甘油和水難以回收，不但對(duì)產(chǎn)物形成一致，而且甘油也對(duì)酶有毒性； （4）短鏈脂肪醇和甘油的存在都影響酶的反應(yīng)活性及穩(wěn)定性，使固化酶的使用壽命大大縮短。

生物柴油的制備方法有哪些？

答：可分為兩大類：物理法和化學(xué)法。

物理法：通過物理機(jī)械的方法,改變?cè)嫌椭蛑镜酿ざ群土鲃?dòng)性等得到生物柴油，包括直接混合法和微乳液法。 ①直接混合法: 將植物油與礦物柴油按一定的比例混合后作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料使用。 ②微乳液法: 將動(dòng)植物油與溶劑混合制成微乳狀液也是解決動(dòng)植物油高黏度的辦法之一。

化學(xué)法：通過原料油脂或脂肪，與低碳醇在催化劑存在的情況下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成相應(yīng)酯的過程，分為高溫裂解法和酯交換法。

目前，酯交換法是生產(chǎn)生物柴油的主要研究方向，包括酶促合成法、固體酸堿法、離子液體法、離子交換樹脂法和超臨界甲醇法。

酸堿催化酯交換的反應(yīng)機(jī)理如何？

一、 酸性催化劑：質(zhì)子先與甘油三酯的羰基結(jié)合，形成碳陽離子中間體。親質(zhì)子的甲醇與碳陽離子結(jié)合并形成四面體結(jié)構(gòu)的中間體，然后這個(gè)中間體分解成甲酯和甘油二酯，并產(chǎn)生質(zhì)子催化下一輪反應(yīng)。甘油二酯及甘油單酯也按這個(gè)過程反應(yīng)。

二、 堿性催化劑：催化的酯交換反應(yīng)中，真正起活性作用的是甲氧陰離子，它攻擊甘油三酯的羰基碳原子，形成一個(gè)四面體結(jié)構(gòu)的中間體，然后這個(gè)中間體分解成一個(gè)脂肪酸甲酯和一個(gè)甘油二酯陰離子，這個(gè)陰離子與甲醇反應(yīng)生成一個(gè)甲氧陰離子和一個(gè)甘油二酯分子，后者會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成甘油單酯，然后轉(zhuǎn)化成甘油。所生成的甲氧陰離子又循環(huán)進(jìn)行下一個(gè)的催化反應(yīng)。?

微藻作為生物柴油生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用前景分析。

答：生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)：

占地球表面積71%的是水體，每年能提供非常豐富的藻類生物量；

藻類容易繁殖，生長周期短，光合作用效率高；

藻類的生長繁殖不依靠土壤，不占用農(nóng)業(yè)用地，而且其養(yǎng)殖過程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；?

藻類是一種單細(xì)胞生物，它沒有葉、莖、根。 即沒有無用生物量，整個(gè)藻體都可用于熱轉(zhuǎn)化。

藻類含有較高的脂類、可溶性多糖和蛋白質(zhì)等易熱解的化學(xué)組分；藻類熱解所獲得的生物質(zhì)燃油熱值高，平均高達(dá)33MJ/kg,是木材或農(nóng)作物秸稈的1.6倍 。

藻類不含纖維素等難分解成分，易被粉碎和干燥，所需熱解條件相對(duì)較低，可使生產(chǎn)成本降低；

藻類可塑性大，可以通過改變培養(yǎng)條件或誘導(dǎo)，提高其產(chǎn)油能力；

從藻類獲取的油是沒有污染、可再生的能量資源，它的應(yīng)用不需要改變汽車、飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

前景分析：

和現(xiàn)已初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的玉米等糧食作物制取生物柴油的方式相比，海洋微藻產(chǎn)量高，單位面積產(chǎn)量是糧食的幾十倍，生長周期短、繁殖快，并且培養(yǎng)時(shí)間短，在很短的時(shí)間內(nèi)可獲得大量產(chǎn)品。

微藻在水域(淡水或海水均可)中生長繁殖，不依靠土壤，不存在與農(nóng)業(yè)用地相競(jìng)爭(zhēng)的問題，不占用耕地，不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

微藻的含油量相對(duì)較高，其生長繁殖和油脂的制備都可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化。

微藻個(gè)體小、木素含量很低，易粉碎干燥，用藻類來生產(chǎn)液體燃料所需處理和加工條件相對(duì)較低，生產(chǎn)成本與其他生物燃料原料相比相對(duì)較低。

微藻生長可以消耗大量的二氧化碳，并且在微藻培育過程中加人二氧化碳，可令微藻的產(chǎn)量大幅度增加，從微藻到油的生產(chǎn)過程也可以實(shí)現(xiàn)零排放，具有良好的環(huán)保效益。

生物質(zhì)壓縮成型的主要影響因素

生物質(zhì)原料自身特性的復(fù)雜性及多樣化，使得影響生物質(zhì)壓縮成型的因素較多。由于壓縮條件、壓縮方式、壓縮對(duì)象等有較大的差異，因此對(duì)各因素的最優(yōu)選擇還不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，對(duì)生物質(zhì)成型過程及產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響的主要因素有原料種類、成型壓力、原料粉碎粒度、原料含水率及加熱溫度等。

原料種類

? 不同種類的燃料，其壓縮成型特性具有較大差異，原料種類的不同不但影響成型的物理品質(zhì)，如型密度、強(qiáng)度、熱值等，還影響成型機(jī)的功耗和單位產(chǎn)量。在大量的農(nóng)業(yè)廢棄物中，一般木材肥料難壓縮，而纖維素植物秸稈和樹皮等容易壓縮，在不加熱條件下或溫度較低時(shí)，較難壓縮的原料就不易成型，秸稈等纖維素植物則較易成型；但加熱條件下或溫度較高時(shí)，由于木材廢料含有較多的木質(zhì)素，雖然其本身難以壓縮成型，但木質(zhì)素軟化能起到黏結(jié)作用，在高溫條件下成型反而容易，而植物秸稈和樹皮等含木質(zhì)素較少，黏結(jié)能力弱，成型反而沒有木質(zhì)原料成型棒結(jié)合得牢固，所以，原料種類對(duì)壓縮成型的影響和成型方式有密切的關(guān)系。

成型壓力

? 成型壓力是生物質(zhì)原料壓縮成型最基本的條件，只有施加足夠的壓力，原料才能被壓縮成型。壓力為物料在模具中成型提供必要的動(dòng)力，使松散的生物質(zhì)變得致密勻?qū)?，提高成型燃料的?qiáng)度，壓力過低將不能使原料壓緊壓實(shí)，嚴(yán)重時(shí)，不足以克服摩擦力，成型將無法進(jìn)行。成型壓力與模具的形狀尺寸有密切的關(guān)系，原料從成型腔的一端壓入，從另一端擠出（出料端直徑小于進(jìn)料端直徑），這時(shí)原料的成型壓力與原料所受的摩擦力相平衡。在壓力較小時(shí)，密度隨壓力增大而大幅度增加，當(dāng)壓力增加到一定值以后，成型物密度的增加就變得緩慢，不同的生物質(zhì)成型所需壓強(qiáng)具有區(qū)別，因此模具尺寸會(huì)有所不同，這將影響成型過程中生物質(zhì)原料喂入前后的體積比及設(shè)備能耗。

原料粉碎粒度

? 原料的粒度大小也影響壓縮成型的效果，然而不同的壓縮成型方式對(duì)粒度的要求不盡相同。對(duì)于某一確定的成型方式，原料的粒度大小應(yīng)不大于某一尺寸。一般來說，粒度小的原料容易壓縮，而粒度大的原料較難壓縮。在相同的壓力及其條件下，原料的粒徑越小，其粒子的延伸率或變形率就越大，即粒徑越小越容易成型。這種傾向在要求原料粒度較小的成型方式條件下較為明顯。當(dāng)原料的粒度較大時(shí)，成型機(jī)能耗打，工作不穩(wěn)定，對(duì)于機(jī)械沖壓成型，要求原料有一定尺寸或較長的纖維。原料粒度小反而容易脫落。對(duì)于螺旋擠壓成型，原料粒度分布較大時(shí)，顆粒不均勻，容易導(dǎo)致成型物表面產(chǎn)生裂紋，密度、強(qiáng)度降低。

原料含水率

? 原料含水率對(duì)成型過程有很大影響，是生物質(zhì)成型中需要控制的一個(gè)重要參數(shù)。原料的含水率過高或過低都不能很好地成型。當(dāng)原料含水率過高時(shí)，加熱過程中產(chǎn)生的蒸汽不能順利地從成型燃料中心排出，在成型套筒內(nèi)汽化后易形成高壓蒸汽。輕者會(huì)造成燃料開裂，表面非常粗糙，嚴(yán)重時(shí)，當(dāng)蒸汽產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于成型套筒壁與生物質(zhì)直接的摩擦力時(shí)，就會(huì)使成型套筒內(nèi)已連續(xù)擠壓成型的生物質(zhì)棒爆炸為數(shù)段，從成型套筒內(nèi)崩出，產(chǎn)生爆鳴，即發(fā)生“放炮”現(xiàn)象，不能正常成型。在相同成型溫度下，含水率過高會(huì)降低無物料的傳熱速度，一部分熱量消耗在蒸發(fā)多余的水分上，影響熱量的傳遞并造成能量的不必要損失，當(dāng)原料含水率太低時(shí)，使原料內(nèi)顆粒間摩擦和抗壓強(qiáng)度增大，造成太多的壓縮能耗，成型也較為困難，因?yàn)槲⒘克肿鳛橐环N必不可少的自由基，對(duì)木質(zhì)素的軟化、塑化有促進(jìn)作用，有利于降低木質(zhì)素的熔融溫度，在壓力作用下，能與果膠或糖類混合形成膠體也起到黏合劑的作用。對(duì)于不同的原料及壓縮方式，成型適宜含水率有所不同。

加熱溫度

? 生物質(zhì)原料壓縮成型過程中的加熱，一方面可使原料中含有的木質(zhì)素軟化，起到黏合劑的作用，另一方面還可使原料本身是變軟，增強(qiáng)物料的塑性和流動(dòng)性，使物料粒子更易結(jié)合，容易壓縮，加熱溫度不但影響原料的成型性，而且影響成型機(jī)的工作效率，成型時(shí)溫度至少不應(yīng)低于生物質(zhì)的軟化點(diǎn)溫度。溫度過低，不足以使木質(zhì)素軟化，即使有足夠的壓力，也不能將原料成型，而且功耗增加。雖然溫度對(duì)壓縮條件有利，但成型溫度也不宜過高，過高的溫度會(huì)造成成型燃料表面嚴(yán)重?zé)岱纸?，出現(xiàn)裂紋，且使成型壓力減小，成型物擠壓不實(shí)，從而降低了強(qiáng)度，導(dǎo)致容易斷裂破損。加熱溫度一般調(diào)整在150～300℃之間。顆粒燃料成型雖然沒有外熱源加熱，但成型過程中，原料同機(jī)器工作部件之間的摩擦作用也可以將原料加熱，同樣可使原料所含木質(zhì)素軟化，起到黏合作用。所以溫度在生物質(zhì)成型中是一個(gè)重要的影響因素。

黏結(jié)劑

? 必須能夠保證成型炭塊具有足夠的強(qiáng)度和抗潮解性，而且在燃燒時(shí)不產(chǎn)生煙塵和異味，最好黏結(jié)劑本身能夠燃燒。

生物質(zhì)氣化與燃燒之間有何差異？（第六章）

簡(jiǎn)述流化床的優(yōu)缺點(diǎn)。（第六章P115）

如果需要最大限度地提高生物油的產(chǎn)量，在設(shè)計(jì)生物質(zhì)熱解的工藝流程時(shí)應(yīng)注意哪些問題？（第七章）

燃料乙醇具有哪些優(yōu)、缺點(diǎn)？（第八章）

在整個(gè)酒精發(fā)酵過程中，根據(jù)酵母的生長繁殖情況，可分為哪3個(gè)不同的階段，各自具有哪些特征？（第八章）

乙醇生產(chǎn)對(duì)微生物有哪些要求？（第八章）

二代燃料乙醇生產(chǎn)中預(yù)處理的目的是什么？（第八章）

纖維素原料（秸稈）發(fā)酵生產(chǎn)乙醇所面臨的問題主要包括哪些？（第八章）

簡(jiǎn)述生物質(zhì)壓縮成型過程中粒子狀態(tài)變化特征。（第十章）

什么是微生物燃料電池，具有哪些操作和功能上的優(yōu)勢(shì)？（第十一章）

什么是酶生物燃料電池，與微生物燃料電池相比，具有哪些方面的差異？（第十一章）

簡(jiǎn)述固體廢物堆肥微生物燃料電池的特點(diǎn)。（第十一章）

微生物油脂具有哪些特點(diǎn)？（第十二章）

產(chǎn)油微生物必備的條件有哪些？（第十二章）

微生物產(chǎn)生油脂過程所涉及的兩個(gè)主要催化酶是什么，分別發(fā)揮哪些作用？（第十二章）

簡(jiǎn)述微生物油脂的基本制備工藝流程。（第十二章）

微生物油脂制備過程中菌體預(yù)處理的目的是什么？有哪些方法？（第十二章）

在日常生產(chǎn)中，為什么很少直接利用純培養(yǎng)的單菌進(jìn)行木質(zhì)纖維素的分解轉(zhuǎn)化？（第十三章）

簡(jiǎn)述纖維素酶的三種主要組分及其作用。（第十三章）

實(shí)驗(yàn)題

微生物燃料電池

生物柴油

論述題

生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存起來的能量?？赊D(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。

? ? 請(qǐng)問：（1）生物質(zhì)能具有哪些特點(diǎn)？

? ? ? ? ?（2）我國生物質(zhì)能的發(fā)展思路與原則是什么？

在我國制定的生物柴油原料發(fā)展戰(zhàn)略中，將“廢棄的地溝油”作為當(dāng)前我國主要的生物柴油原料。然而，近幾年來由于“變廢為寶”的生物柴油陷入困境，其生產(chǎn)原料“地溝油”則同步呈現(xiàn)出愈發(fā)失控的狀態(tài)。請(qǐng)以“廢棄地溝油”原料為例，請(qǐng)分析說明目前我國生物柴油發(fā)展的制約因素與對(duì)策。

在眾多的生物質(zhì)能源中，你認(rèn)為哪一種生物質(zhì)能最具有發(fā)展前景？為什么？

請(qǐng)分析當(dāng)前我國成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題及相關(guān)的解決措施。