1、一、名詞說明1.生物質(zhì)：是藏在生物質(zhì)里的能量，綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)換成化學能，儲存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。煤、石油、天然氣等化石能源也能在生物質(zhì)能源中發(fā)生變化。2、能源植物：一般化：幾乎可以包含所有植物。狹義：指利用光能合成石油和柴油等成分的植物，以及富含碳水化合物或氫的植物。3.沼氣：沼氣是在各種有機物保持一定溫度、水分、酸性、隔絕空氣的條件下，通過氣態(tài)細菌發(fā)酵作用產(chǎn)生的易燃氣體4.生物柴油：是指以各種油(植物油、動物油、廢食用油等)為原料，通過一系列加工過程生產(chǎn)的液體燃料。屬于長鏈脂肪酸的單烷基酯5.燃料乙醇：一般指體積濃度超過99.5%的無水乙醇。燃料乙醇是燃燒清潔的高辛烷值燃料，可

2、再生能源。主要是用野診高粱加工的6、生物質(zhì)發(fā)展：利用生物質(zhì)資源發(fā)展。一般來說，有直接燃燒發(fā)展和氣化發(fā)展兩種茄子類型，主要有農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)展、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)展、垃圾焚燒發(fā)展、垃圾填埋氣體發(fā)展、沼氣發(fā)展等第二，簡單的回答1.生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用是在什么背景下提出的？有什么重要意義嗎？答案：背景： 1。能源的開發(fā)和利用一直見證著人類文明的進步，能源的更新?lián)Q代成為人類適應環(huán)境、利用環(huán)境、改造環(huán)境的重要標志之一。當今新替代能源(如風能、太陽能、生物能源、地熱能等)牙齒層出不窮，它們有不同的優(yōu)點，利用技術不斷成熟和發(fā)展。其中生物能源在實用性、可行性、廣泛性方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，被認為是未來30-

3、50年具有大規(guī)模工業(yè)化發(fā)展前景的新能源。2.能源危機和生態(tài)危機：煤、石油只能開采100年。天然氣開采只有50到60年?？諝馕廴?、水污染、土壤污染、溫室效應、物種滅絕。發(fā)展意義(自由擴張): 1。傳統(tǒng)能源有限，不可再生，環(huán)境有害性2。生物質(zhì)能源豐富，可再生，環(huán)境友好2、使用乙醇汽油的汽車優(yōu)勢。第一，乙醇汽油增加汽油的氧氣含量，使其燃燒充分，有效降低廢氣中有害物質(zhì)的排放。第二，有效地提高汽油的標簽，使發(fā)動機運行更加平穩(wěn)。第三，有效去除火花插頭、閥門、活塞頂和排氣管、消音器部分的木炭，延長主要部件的使用壽命。3、概述世界主要國家的生物質(zhì)能源開發(fā)和利用現(xiàn)狀。目前，生物質(zhì)能源技術的研究和開發(fā)已成為世界重

4、大熱點之一，受到世界各國政府及科學家的關注。很多國家制定了美國能源農(nóng)場計劃、日本的陽光計劃(日本政府為能源危機和無公害社會建設制定的新能源開發(fā)計劃)、巴西的酒精能源計劃(以甘蔗原料生產(chǎn)酒精，將使用的所有汽油加20%到25%)等相應的開發(fā)研究計劃。在牙齒中，生物質(zhì)能源的開發(fā)利用是相當可觀的4、中國能源植物開發(fā)利用現(xiàn)狀。P475，(P26)列出十個生物質(zhì)的目錄，就可以研究熱點問題。1.合成生物學、生物質(zhì)能源的生產(chǎn)用化學物質(zhì)合成DNA，由DNA組成的基因、基因構(gòu)成基因組，最終在實驗室上形成新生物體的分子系統(tǒng)2.斯坦福大學的一個國際研究機構(gòu)正在進行土壤微生物吸收光能分解水生產(chǎn)氫氣的研究。3.美國的綠色

5、燃料科技公司研究使用海藻作為生物反應器，吸收光能、水、CO2，然后轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃料。4，光合作用模擬5.遺傳工程將生物質(zhì)的變化轉(zhuǎn)化為遺傳工程，提高纖維素利用效率6藻類生產(chǎn)柴油的部分藻類因為油分高，增長快，成為制造生物質(zhì)柴油的理想物種。7.利用高能效、能合成石油和柴油等成分的植物，以及富含油、碳水化合物或氫的植物8.生物質(zhì)直接發(fā)電以農(nóng)作物秸稈和樹木廢棄物為原料，進行簡單加工，然后輸送到生物質(zhì)發(fā)電鍋爐，充分燃燒后產(chǎn)生蒸汽，發(fā)展汽輪機發(fā)電機9沼氣的生產(chǎn)，發(fā)酵原料來自家畜的糞便和廢棄有機物(如稻草、污水等)6、簡述能源植物的優(yōu)點。(1)環(huán)保。不含硫化物，不形成酸雨。此外，通過生物降解，可以避免對土壤和

6、地下水的污染。(2)低成本。能源植物的分布很廣，如果能根據(jù)當?shù)貤l件種植的話，不需要燃料酒精或生物柴油、勘探、鉆探、開采、精煉等過程，也可以減少長途運輸、管道運輸?shù)荣M用。(3)可再生性：只要有光、水、土壤，就能生長，用得無窮無盡。(4)安全：沒有比核能更安全的使用、爆炸、泄漏。7、簡述了世界燃料酒精生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。答：海外應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：世界酒精的66%用于燃料，14%用于食用，11%用于工業(yè)溶劑，9%用于其他化學工業(yè)。以發(fā)酵酒精為汽車燃料的兩種茄子方法：之一是汽油和無水酒精的混合物汽油酒精。二是直接使用酒精作為汽車燃料。這時要使用特別設計的壓縮比高的引擎。國內(nèi)現(xiàn)狀：生物乙醇汽油消費占全

7、國汽油消費的20%。2006年我國燃料乙醇生產(chǎn)達到130萬噸。我國生物乙醇汽油在生產(chǎn)、混合、儲存和銷售方面已經(jīng)有了比較成熟的技術。目前我國開發(fā)非谷乙醇的方法是用甜高粱、地瓜、木薯等原料代替糧食。8，(P187)簡述世界生物柴油生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。答：世界各國，尤其是發(fā)達國家，都在努力開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能源利用技術。歐洲已經(jīng)成為世界生化柴油的主要生產(chǎn)地。美國、意大利和法國已經(jīng)接連建設了數(shù)百臺生物柴油生產(chǎn)設備。到2007年為止，中國有2000多個大小生物柴油生產(chǎn)工廠。生物柴油需求繼續(xù)增長，預計到2012年中國生物柴油的需求將達到2000萬噸/年，根據(jù)國家可再生能源的中長期計劃，當時產(chǎn)能為20

8、萬噸/年。需求和產(chǎn)量的對比將是形成產(chǎn)品供應不足的局面。向基地化和規(guī)模化方向發(fā)展，實行集約經(jīng)營，形成產(chǎn)業(yè)化。目前原材料短缺是制約生物柴油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要瓶頸。9、沼氣工程的重要性。A: 1。清潔能源生產(chǎn)-高效可再生能源2.環(huán)境污染管理-糞便、垃圾、有機廢水、廢物處理3.提高企業(yè)經(jīng)濟效益-綜合利用，改善生產(chǎn)條件4.新型產(chǎn)業(yè)-形成設計、施工、副產(chǎn)品生產(chǎn)銷售、配套設備加工5.開發(fā)農(nóng)村家具式沼氣具有很高的經(jīng)濟性和實用性。10、簡述了沼氣發(fā)酵的基本原理。答：在沼氣發(fā)酵過程中，主要有五大植物群參與活動：“發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫乙酸細菌、產(chǎn)氧乙酸細菌、產(chǎn)氫甲烷細菌和產(chǎn)食品乙酸甲烷細菌”。1.發(fā)酵性細菌：某些不溶性物質(zhì)

9、由發(fā)酵性細菌分泌的細胞外酶，用可溶性糖、肽、氨基酸、脂肪酸水解、吸入細胞，乙酸、丙酸、丁烷等酒精類和一定量的H2和二氧化碳發(fā)酵例如，纖維素的反應過程為(C6H10O5) nH2O n(C6H12O6)C6 h12o 6ch 3c ooh ch 3c H2 cooh ch 3 ch 2 ch 2 ch 2 cooh 3 CO2 3 H2產(chǎn)氫乙酸細菌：除甲酸、乙酸和甲醇外的物質(zhì)不能被產(chǎn)甲烷細菌使用，因此必須由產(chǎn)氫乙酸細菌分解成乙酸、氫和二氧化碳反應過程。ch 3c H2 cooh 2h2och 3c ooh CO2 3 H2 ch 3 ch 2 ch 2 cooh 2h 2o2ch 3c ooh

10、2 H2氫氟酸乙酸菌：可以利用H2 CO2生成乙酸，也可以生成代謝糖類生成乙酸。2 CO2 4h 2ch 3c ooh 2h2o C6 h12o 63c h3c ooh甲烷菌(飲用水、乙酸):它們在厭氧條件下，將前三組細菌代謝最終產(chǎn)物轉(zhuǎn)換為乙酸和H2/CO2，不含外源氫。生產(chǎn)甲烷菌廣泛存在于水下沉積物和動物消化道等極端厭氧環(huán)境中。產(chǎn)生CH4的主要反應是：CH3COOHCH4 CO2 4H2 CO2CH4 2H2O4h coohCH4 3 CO2 2h2o 4c H3 oh3c H4 CO2 2h2o11、簡述沼氣發(fā)酵過程。(a)液化(水解)階段沼氣發(fā)酵中的第一種是利用發(fā)酵性細菌群分泌的細胞外酶

11、(淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶)等，在體外酶解有機物，即將家畜糞便、作物秸稈、豆制品加工后廢水等分子有機物分解成可溶于水的單糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等小分子化合物。牙齒階段稱為液化階段。(b)酸生產(chǎn)階段牙齒階段是發(fā)酵性細菌將液化階段生成的小分子化合物吸收到細胞中，分解成乙酸、丙酸、丁酸、氫、二氧化碳等，然后氫產(chǎn)乙酸菌生產(chǎn)發(fā)酵性細菌的丙酸、丁酸，是可用于生產(chǎn)甲烷菌的醋酸、氫、二氧化碳的三個細菌群體的聯(lián)合作用。還有氫氟酸乙酸菌群，牙齒細菌群體可以利用氫和二氧化碳生成乙酸、代謝糖類生成乙酸等將多種有機物轉(zhuǎn)化為乙酸。(c)甲烷生產(chǎn)階段在牙齒階段，生產(chǎn)甲烷的細菌群可分為氫氟酸甲烷菌和食品乙酸菌，已經(jīng)研究過的有

12、70多種甲烷菌。他們利用不生產(chǎn)甲烷的三個茄子菌群分解轉(zhuǎn)化的甲酸、乙酸等簡單有機物，二氧化碳還原為甲烷和二氧化碳，其中氫，分解為甲烷。牙齒階段稱為甲烷生產(chǎn)階段或氣體生產(chǎn)階段。12、沼氣發(fā)酵的基本條件。1.適當?shù)陌l(fā)酵原料2，質(zhì)量好的菌種3，嚴格的厭氧環(huán)境4，適當?shù)陌l(fā)酵溫度5，適當?shù)陌l(fā)酵濃度6，適當?shù)乃岫?3、生物柴油優(yōu)點和缺點優(yōu)點：1。具有良好的環(huán)保特性2.低溫發(fā)動機啟動性能好3.潤滑性能、安全性能、燃料性能、再生性能好不需要更改柴油機。5.生物柴油以一定比例使用石油化學柴油，可以減少油耗，提高動力性，減少廢氣污染缺點：1。以菜籽油為原料生產(chǎn)的生物柴油成本高用化學方法合成生物柴油有以下缺點：3.低

13、溫啟動性能不好。4.燃燒排放物的NOx含量高。5.可接觸到微量甲醇和甘油含量的橡膠零件(如橡膠膜、密封環(huán)、燃料管等)牙齒逐漸分解。6、脂肪源分散，品種復雜。14.目前使用生物酶法準備生物柴油時亟待解決的問題是什么？答：(1)脂肪酶對長鏈脂肪醇的酯化或酯化有效，短鏈脂肪醇(例如甲醇或乙醇等)的轉(zhuǎn)化率低，一般只有40%-60%。(2)甲醇和乙醇對酶有一定的毒性，容易激活酶(3)副產(chǎn)品甘油及水難以回收，在產(chǎn)品中形成一致性，甘油也對酶有毒性。(4)單鏈脂肪醇和甘油存在都影響了酶的反應活性和穩(wěn)定性，大大縮短了固化酶的壽命。15、生物柴油準備方法是什么？答：可分為物理方法和化學方法兩個茄子主要類別。1.物

14、理方法：通過物理機械的方法改變原料脂肪或脂肪的粘度和流動性等，包括直接混合法和微乳液法在內(nèi)的生物柴油。直接混合法：將植物油和礦物柴油以一定比例混合后用作發(fā)動機燃料。微乳液法：動植物油和溶劑混合制成微乳液也是解決動植物油高粘度的方法之一。第二，化學法：通過原料脂肪或脂肪存在低碳醇和催化劑的情況下，將生成化學反應酯的過程分為高溫分解法和酯交換法。目前，酯交換法是酶合成法、固體酸堿法、離子液體法、離子交換樹脂法、超臨界甲醇法等生物柴油生產(chǎn)的主要研究方向。16、酸堿催化酯更換反應機理？1.酸性催化劑：質(zhì)子首先與甘油三酯的羰基組合相結(jié)合，形成碳正離子中間體。親質(zhì)子的甲醇與碳正離子相結(jié)合，形成四面體結(jié)構(gòu)的

15、中間體，其中間體分解為甲酯和甘油雙酯，質(zhì)子引發(fā)下一反應。甘油雙酯和甘油單酯對過程做出反應。第二，堿性催化劑：在催化酯更換反應中實際作用的是甲氧基陰離子。攻擊甘油三酯的羰基碳原子形成四面體結(jié)構(gòu)的中間體。然后，這種中間體分解成脂肪酸甲酯和甘油二酯負離子。牙齒負離子與甲醇反應，產(chǎn)生甲氧陰離子和甘油二酯分子，后者進一步轉(zhuǎn)換為甘油單酯，然后甘油生成的甲氧負離子又循環(huán)下一個催化反應。17，微藻生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)點和應用前景分析。答案：生產(chǎn)優(yōu)勢：1。占地球表面積71%的是水域，每年能提供非常豐富的鳥類生物量。藻類容易繁殖，生長周期短，光合作用效率高。3.鳥類的生長和繁殖不依賴土壤，不占用農(nóng)業(yè)用地，其養(yǎng)殖過程可

16、以實現(xiàn)自動化控制。鳥類是沒有葉、莖、根的單細胞生物。也就是說，如果沒有無用的生物量，就可以用整個藻類進行熱轉(zhuǎn)化。5.藻類含有高脂、水溶性多糖、蛋白質(zhì)等容易熱解的化學成分。藻類熱解獲得的生物質(zhì)燃料的熱值平均為33MJ/kg，是木材或農(nóng)作物秸稈的1.6倍。6.藻類不含纖維素等難以分解的成分，容易破碎干燥，所需的熱解條件相對較低，可以降低生產(chǎn)成本。7.藻類可塑性大，通過改變或誘導培養(yǎng)條件，可以提高產(chǎn)油能力。8.從鳥類中得到的油是無污染的可再生能源資源，其應用不需要改變汽車和飛機的引擎。前景分析：L)初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的玉米等糧食作物生物柴油生產(chǎn)方式相比，海洋微藻產(chǎn)量高，面積產(chǎn)量達糧食數(shù)十倍，生長周期短，

17、繁殖快，培養(yǎng)時間短，短，在短時間內(nèi)可以獲得大量產(chǎn)品。2)微藻在水體(淡水或海水都可以)生長繁殖，不依賴土壤，不與農(nóng)業(yè)用地競爭，不占用耕地，不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。3)微藻含有較多的油分，生長繁殖和油的制備都可以實現(xiàn)工業(yè)自動化。4)微藻的個體小、木質(zhì)素含量低、容易破碎、干燥，用藻類生產(chǎn)液體燃料所需的處理和加工條件相對低，生產(chǎn)成本與其他生物燃料原料相比相對低。(5)微藻的生長可能會消耗大量的二氧化碳能源，在微藻種植過程中添加二氧化碳，可大大提高微藻的產(chǎn)量，從微藻到石油的生產(chǎn)過程也能實現(xiàn)零排放，達到環(huán)保的效果。18、燃料乙醇原料的發(fā)展趨勢。生物質(zhì)能學 173頁燃料乙醇生產(chǎn)只能依靠糧食提供原料，不能再滿足燃料乙醇生產(chǎn)的需求，我國要走多元化供應的道路，今后我國燃料乙醇發(fā)展要更多地依靠非糧食原料。我國燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展主要是兩個茄子方向：一個是木薯乙醇。第