《生物质能源工程与技术》是一门讲述生物质能源领域技术发展水平,预测了未来生物质能源工程技术发展趋势的课程。生物质能是一种重要的、清洁的可再生能源。发展生物质能,既利于能源多元化,缓解能源紧张,又保护生态环境。本课程主要内容包括生物质资源、生物质热裂解、气化和液化反应的原理与技术、厌氧发酵制沼气的原理和技术、生物质发酵制燃料乙醇的原理和技术,生物柴油制备和技术、生物制氢技术、生物质固定成型技术等。
《生物质能源工程与技术》教学大纲
Bio-mass Energy Engineering and Technology
课程编号:QZ283003
开课学期:每年秋季
学 时:32
学 分:2
开课单位: 生物科学与技术学院
大纲撰写人:李玉梅
一、教学目的与要求:
生物质能是一种重要的、清洁的可再生能源。发展生物质能,既利于能源多元化,缓解能源紧张,又保护生态环境。本课程的教学目的是使学生掌握现代生物质能转换技术的基本原理、工艺过程、主要工艺参数和影响因素等,能够进行生物质能工程基本设计及相关环境评价等。了解相关工艺技术的国内外研究、应用及发展状况,认识生物质能各种转换的客观规律,并能解决主要生物质能实际应用重点一般问题,为培养合格的生物质能或新能源专业人才打下基础。为此,本课程要求学生掌握生物质资源的生产与再生产、通过生物质热裂解、气化和液化反应的原理与技术、厌氧发酵制沼气的原理和技术、生物质发酵制燃料乙醇的原理和技术,初步了解生物质燃料和燃烧技术、能源植物等当今备受关注的先进技术。
二、教学内容、学时分配
(一)第一章 绪论 (4学时)
1、课程介绍、能源的概念及发展状况
2、 生物质能概述
要求:掌握能源的概念及分类,我国能源建设方针,国内外能源发展现状,生物质能转换技术类型。
(二) 第二章 生物质物理、化学利用技术 (4学时)
1、生物质燃烧技术
2、生物质气化技术
3、生物质热解技术
4、生物质直接液化技术
要求:了解秸秆与薪柴的用途、理解生物质的物理性质、化学性质、生物质的发热量等基本概念。掌握生物燃烧、气化、热解和直接液化技术。
(三) 第三章 沼气技术 (10学时)
1、概述
2、沼气发酵的基本过程
3、发酵原料和原料产气特性
4、发酵的工艺条件
5、发酵工艺类型
6、无活动盖自动升降水压式沼气池构造及工作原理
7、强回流式沼气池
8、大中型沼气工程工艺简介
9、沼气及沼液的利用
要求:了解沼气的化学组成和理化性质,理解沼气发酵过程。掌握沼气发酵原料种类与组成,沼气发酵的配比,常用发酵原料的产气特性。熟练掌握发酵的工艺条件及发酵工艺类型。掌握无活动盖自动升降水压式沼气池构造及工作原理、强回流式沼气池构造及工作原理 ,了解大中型沼气工程工艺类型,沼气及沼液的利用方式。
(四)第四章 燃料酒精技术 (4学时)
1、酒精燃料的发展概况
2、酒精发酵 3、酒精蒸馏的原理及设备
要求: 了解酒精燃料的发展概况,理解淀粉质原料酒精的生产工艺,糖质原料酒精的生产工艺,掌握酒精蒸馏的原理。
(五)第五章 生物制氢技术 (2学时)
1、概述
2、氢能简介
3、制氢技术
4、生物制氢微生物
要求: 了解生物制氢技术的分类及国内外研发现状,掌握生物制氢技术的工作原理、典型工艺的工艺流程、影响因素及应用案例。
(六)第六章 生物柴油技术(4学时)
1、资源和原料选择、
2、原料油加工和储存
3、生物柴油的生产原理和工艺(反应器和加工流程、副产品回收)
4、产品的理化性质和质量标准。
要求:了解生物柴油的国内外研发、生产、应用现状,掌握生物柴油的生产原理、工艺流程、影响因素及实际生产案例。
(七)第七章 生物质能的其他转换技术 (2学时)
1、生物质固化
2、生物质炭化
3、生物柴油
要求: 掌握生物质固化、生物质炭化 、生物柴油的基本概念。
(八)第八章 能源生态模式 (2学时)
1、概述
2、北方能源生态模式
3、南方能源生态模式
要求: 了解能源生态模式的应用现状,掌握模式系统布局及各部分功用,掌握典型能源生态模式应用案例特点。
三、教学方式
以课堂研讨为主、讲授为辅,
四、考核方式
考核方式:考查—研讨课件制作、课堂讨论、综述论文、实验操作、总结。
成绩评定方法:平时表现及考勤(10%),研讨课件制作(10%),课堂讨论(25%)、综述论文(25%)。
五、先修课程:
物理化学、有机化学、化工原理、微生物发酵工程、工艺设计等。