《生物质能源转化及利用》课程教学大纲
生物质能源教学大纲
《生物质能源与工程》教学大纲总学时：32理论课学时：32 实验课学时：0一、课程的性质专业领域课（必修，双语教学）二、课程的目的与教学基本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。
本课程的目的在于使学生了解能源形势和生物质能在能源供应中的地位，初步掌握生物质能资源的生产与再生产、生物质能转化的原理和技术、环境影响和经济评价知识，树立资源可持续利用的观念，为从事生物质资源利用方面的科学研究和技术开发打下基础。
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、生物质热裂解、气化和液化反应的原理与技术，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。
教学内容分三个层次，即掌握、理解和了解。
其中，需要掌握的内容占50%左右，需要理解和了解的内容各占25%左右。
本课程为双语教学课。
其中基础理论部分基本上用英文表达。
三、课程适用专业资源科学与工程专业，本科四、课程的教学内容、要求与学时分配每周学时数为2，共安排教学周数为16。
1．理论教学部分：按各章节列出主要内容，注明课程教学的难点和重点，对学生掌握知识的要求，以及学时的分配。
第一章绪论生物质能2学时第一节生物质能资源包括资源和能源概念、生物质能及其特点（可再生性的洁净性）第二节生物质能转化利用技术生物质能转化技术概论、生物质能利用技术的复杂性、生物质能商业化的障碍、生物质量的估算第三节生物质能源的发展现状和前景本章需要学生掌握生物质、生物质能的概念、生物质能转化的基本途径，了解目前生物质能转化和利用的水平。
第二章生物质能资源的生产与再生产4学时第一节生物质资源的生产与再生产包括生物圈概念、生物质资源生产的特点第二节植物生物质能资源的生产与再生产林产品、农作物秸秆和加工废弃物第三节工业有机废水和固体废物本章主要要求学生理解生物圈、生态系统概念，生态系统中的物质循环和能量流动、生态系统的生产与再生产、人工生产与再生产，了解植物生物质资源的生产和再生产特点，植物生物质废弃物的潜在利用价值。
《生物质能源化利用》课件
生物质燃烧过程中产生的二氧化碳可被植物吸收。
促进农业发展
利用农作物残渣和废弃物可增加农民收入。
生物质能源利用的挑战与限制
技术限制
生物质能源的转化和利用过程仍面 临技术挑战。
生态问题
大规模采集生物质可能导致森林破 坏和生态系统平衡失调。
资源限制
生物质能源的供应取决于可获得的 废弃物和农产品。
《生物质能源化利用》 PPT课件
生物质能源是指利用植物和动物等有机物质转化成的可再生能源。
生物质能源的定义
生物质能源是指利用植物和动物等有机物质转化成的可再生能源。它可以来 自废弃物、农作物残渣、生活垃圾和木材等。
生物质能源的来源
1 农作物残渣
2 生活垃圾
3 木材
包括庄稼植物的剩余部分， 如稻壳、玉米秸秆等。
生物质能源的未来发展趋势
技术创新
研究人员致力于改进生物质能源的转化和利用技术。
可持续生产
未来生物质能源发展应注重生态平衡和气候变化需求。
生物质能源利用的案例分享
1
瑞典Mälarenergi热电厂
这家热电厂使用木材和废弃物作为燃料，向城市供应热能和电力。
2
巴西São Paulo发酵厂
该发酵厂利用生活垃圾发酵产生生物气体，供应城市的燃气需求。
3
美国Cornell University实验室
这个实验室研究如何将农作物残渣和废弃物转化为有用的能源和化学品。
废弃食物、纸张和其他有机 材料是生物质能源的一部分。
来自森林和林业废弃物，如 锯末、树皮和木屑。
生物质能源的利用方式
烧制
将生物质进行燃烧，产生热能或 电能。
发酵
通过微生物的作用，将有机物质 转化为生物气体或生物醇。
生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用生物质能源作为一种可再生能源，在当前能源转型的大背景下，受到了广泛的研究和应用。
本文分析了生物质能源的转化方式和利用途径，旨在探究如何更加高效地利用生物质能源以满足能源需求，并减少环境污染。
一、生物质能源的转化方式1. 生物质燃烧生物质燃烧是最常见的生物质能源转化方式之一。
通过将生物质直接燃烧，可释放出热能，用于供暖、发电等领域。
生物质燃料的选择和燃烧过程的优化对于提高能源利用效率至关重要。
2. 生物质发酵生物质发酵利用生物质中的可降解有机物质，通过微生物的作用将其转化为生物质燃料，如生物乙醇、生物甲烷等。
生物质发酵技术的发展可以提高生物质的可利用性，并减少废弃物的排放。
3. 生物质气化生物质气化是将生物质在高温、缺氧条件下进行反应，产生合成气的过程。
合成气可以用于燃料电池、内燃机等设备，用于发电、供热等用途。
生物质气化技术的应用可以提高能源利用效率，并减少对化石燃料的依赖。
二、生物质能源的利用途径1. 生物质能源的发电利用生物质能源发电是一种常见的利用途径。
通过燃烧、气化等方式，将生物质转化为能源，再通过发电设备进行能量转换，最终得到电能。
生物质能源发电具有环保、可再生的特点，对于减少传统能源消耗、改善能源结构具有重要意义。
2. 生物质能源的热利用生物质能源还可以被利用于供暖、工业生产等领域。
通过生物质燃烧释放的热能，可以满足家庭、企业等场所的供热需求。
同时，生物质能源的高温特性还可用于工业生产中的干燥、蒸馏等过程。
3. 生物质能源的转化为可燃气体生物质气化技术可以将生物质转化为可燃气体，如生物甲烷等。
这些可燃气体可以被用作燃料，供应给家庭、企业等进行使用。
此外，可燃气体还可以被运输、储存，为能源开发提供了更大的灵活性。
三、生物质能源的优势与挑战1. 优势生物质能源是可再生能源的重要组成部分，具有丰富的资源储备和广泛的适用范围。
与传统能源相比，生物质能源能有效减少温室气体排放，降低环境污染。
《生物质资源开发与利用》课程教学大纲
《生物质资源开发与利用》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1061239032课程名称：生物质资源开发与利用/Development and Application of Biomass Resources课程类别：专业选修课开课学期：第7学期学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0适用专业：生物技术适用对象：本科先修课程：普通生物学、微生物学、生物化学、发酵工程开课学院：环境工程与化学学院二、课程简介《生物质资源开发与利用》是生物技术专业的专业选修课之一，通过该课程的学习，使学生掌握生物质功能及种类、废弃物资源及生物质原料植物资源的特点、生物质能源转化的基本原理，理解生物质开发利用的社会、经济和生态效益、国内外开发利用现状及我国生物质发展思路与原则，初步掌握主要生物能源原料高效生产和主要生物质能转换、利用方式技术及其存在的主要问题和发展方向，拓宽专业视野，增强学生生态环境保护和可持续发展意识。
三、课程教学目标1．课程对毕业要求的支撑指标点7.1 熟悉生物技术行业的技术标准、产业政策和法律法规，并正确理解生物技术对人类健康、社会、经济、环境等方面的影响。
指标点10.2 能够运用现代技术平台，选择适当途径拓展自身知识水平的能力，主动适应不断变化的国内外职业环境，具备持续学习的能力，以适应经济社会发展的需要。
2．课程教学目标（1）掌握生物质功能及种类、废弃物资源及生物质原料植物资源的特点，了解生物质原料资源的利用前景。
（2）掌握生物质能源转化原理及技术、生物基产品转化及废弃物资源化原理及技术，能够运用相关技术对生物质资源进行能源化利用及对固体废弃物进行资源化利用。
（3）理解生物质开发利用的社会、经济和生态效益，增强生态环境保护意识，树立资源循环利用理念。
四、教学内容及重难点第一章生物质的概念、功能及种类1. 教学内容：生物质概念，生物质在物质循环中的功能和意义。
生物质的类型，生物质的化学组成与特点。
生物质能源与废弃物资源利用教学大纲
生物质能源与废弃物资源利用教学大纲Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】《生物质能源与废弃物资源利用》课程教学大纲英文名称：Biomass energy and waste resource utilization课程号：一、课程基本情况1、学分：22、学时：32 （其中：理论学时：32 实验学时：0 上机学时：0）3、课程类别：专业限定选修课4、适用专业：资源循环科学与工程专业5、先修课程：化工原理、化工热力学、化学反应工程6、后续课程：化工设计7、开课单位：化学与化学工程学院二、课程介绍《生物质能源与废弃物资源利用》是资源循环科学与工程专业的专业方向限定选修课程之一。
它是在学生完成化工原理、化工热力学、化学反应工程等课程学习的基础上，应用化学工程的观点和方法来研究生物质能源的利用与开发、生物固体废弃物的资源化技术。
本课程主要介绍生物质能转换技术定义及类型、生物能源植物的经济性能及生物能源原料选择、主要能源植物遗传育种、主要能源植物高效生产、生物质的直接燃烧技术、生物柴油技术、燃料乙醇技术、生物质热裂解机理及工艺、生物质气化技术、生物质压缩成型技术、生物质固体废弃物的利用，使学生了解生物能源生产、科研全貌，初步掌握主要能源植物遗传育种、主要生物能源原料高效生产和主要生物质能转换、利用方式技术及其存在的主要问题和发展方向，并帮助学生在研究工作中寻找突破口。
三、课程的主要内容及基本要求第一章生物质的概念、功能及种类（共3学时）（一）教学内容：第一节地球生物质循环以及生物质的功能知识点：能源的基本概念，能源在人类发展历史中所起的重要作用，传统能源所面临的问题。
生物质分类及资源量，生物质能源利用现状及发展趋势。
生物质在物质循环中的功能与意义。
第二节生物质的特征知识点：生物质的类型，生物质的化学组成与特点。
第三节生物质能源及非能源生物基产品的潜力知识点：生物质能源的分类，各种生物质能源简介，非能源生物基产品的潜力。
生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用一、引言随着全球能源危机的日益加剧，生物质能源作为一种可再生、清洁的能源形式，正受到越来越多的关注。
本文将探讨生物质能源的转化与利用，对其在能源领域的潜力进行分析，并提出可行的解决方案。
二、生物质能源的来源生物质能源主要来自植物、动物和微生物，其中以植物为主要来源。
植物的生物质主要包括木材、秸秆、农作物废弃物等。
这些生物质通过生物催化剂的作用，经过降解、发酵等过程，可以转化成各种形式的能源。
三、生物质能源的转化技术1. 生物质的物理转化生物质的物理转化主要包括热解、气化和液化。
热解是通过高温将生物质分解为燃料气体、液体和固体残渣。
气化是将生物质在氧气或水蒸气的作用下，转化为合成气。
液化是将生物质转化为液体燃料，如生物柴油。
2. 生物质的化学转化生物质的化学转化主要包括酶解、发酵和化学合成。
酶解是利用酶将复杂的生物质分解为简单的糖类。
发酵是将糖类转化为乙醇、丁醇等可燃的生物酒精。
化学合成是利用化学反应将生物质转化为烃类燃料。
四、生物质能源的利用领域1. 热能利用生物质能源可以通过燃烧产生热能，用于供暖和工业生产。
燃烧过程中产生的烟尘和有害气体可以通过合理的处理设备减少对环境的污染。
2. 电力利用生物质能源可以通过发电厂进行燃烧发电，或者通过生物质气化发电。
这种利用方式不仅可以满足电力需求，还可以减少对传统化石能源的依赖，降低碳排放。
3. 生物质燃料利用生物质能源可以转化为生物柴油、生物乙醇等燃料，用于交通运输和工业领域。
这种利用方式不仅可以减少对石油能源的依赖，还可以减少尾气排放，改善空气质量。
五、生物质能源的挑战与解决方案1. 资源供给不稳定生物质能源的供给受到季节、地域等因素的限制，不够稳定。
解决这一问题的关键是提高生物质能源的生产效率，利用多种生物质资源，合理规划种植布局，确保持续供给。
2. 转化技术成本高昂生物质能源的转化技术仍处于发展阶段，相关设备和工艺成本较高。
解决这一问题的关键是加大研发投入，提高技术水平，降低成本，使生物质能源在经济上更具竞争力。
生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用随着可再生能源的重要性日益凸显，生物质能源作为一种重要的可再生能源得到了广泛关注和研究。
生物质能源是指那些以可再生有机物质（如农作物、农畜禽粪便、木材、食用菌废料等）为原料，经过生物转化或物理化学转化而得到的能量。
本文将探讨生物质能源的转化与利用。
一、生物质能源的生物转化生物质能源的生物转化指的是通过生物体（如细菌、真菌、藻类等）的作用，将有机物质转化为可用能源的过程。
其中，发酵是最常见的生物转化方式之一。
发酵利用了微生物的新陈代谢能力，通过其产生的酶的作用，将有机物质分解为可用的能源（如乙醇、沼气等）。
此外，生物质能源还可以通过微生物的发酵过程产生生物气体，用于供暖或烹饪等方面的能源需求。
二、生物质能源的物理化学转化生物质能源的物理化学转化主要包括热解、气化和液化等过程。
热解是指在高温下，将生物质进行裂解，产生固体炭、液体燃料和可燃气体。
气化是指在高温和缺氧（或氧气供给不足）条件下，将生物质转化为合成气（由一氧化碳和氢气组成）。
而液化则是指将生物质转化为液体燃料，如生物柴油等。
这些物理化学转化过程可以将生物质能源转化为多种形式的能源，满足不同领域的能源需求。
三、生物质能源的利用途径生物质能源的利用途径多种多样，可以广泛应用于能源生产、农业、工业和生态环境等领域。
在能源生产方面，生物质能源可以代替传统能源，如煤炭和石油，用于发电、供热和燃料生产等。
同时，生物质能源的利用还可以促进农业循环经济的发展，通过充分利用农作物秸秆和农畜禽粪便等农业废弃物，提高资源利用效率。
另外，在工业方面，生物质能源的利用可以替代化石燃料，用于生产生物化学品、生物塑料等可再生原料。
此外，生物质能源的利用还可以改善生态环境，减少温室气体的排放，并降低对自然资源的依赖和破坏。
四、生物质能源的优势与挑战生物质能源具有许多优势，首先是可再生性。
生物质能源的原料来自于生物体，通过循环种植，可以实现无限制地获取。
生物质能源与废弃物资源利用教学大纲
《生物质能源与废弃物资源利用》课程教学大纲英文名称：Biomass energy and waste resource utilization课程号：一、课程根本状况1、学分：22、学时：32 〔其中：理论学时：32 试验学时：0 上机学时：0〕3、课程类别：专业限定选修课4、适用专业：资源循环科学与工程专业5、先修课程：化工原理、化工热力学、化学反响工程6、后续课程：化工设计7、开课单位：化学与化学工程学院二、课程介绍《生物质能源与废弃物资源利用》是资源循环科学与工程专业的专业方向限定选修课程之一。
它是在学生完成化工原理、化工热力学、化学反响工程等课程学习的根底上，应用化学工程的观点和方法来争辩生物质能源的利用与开发、生物固体废弃物的资源化技术。
本课程主要介绍生物质能转换技术定义及类型、生物能源植物的经济性能及生物能源原料选择、主要能源植物遗传育种、主要能源植物高效生产、生物质的直接燃烧技术、生物柴油技术、燃料乙醇技术、生物质热裂解机理及工艺、生物质气化技术、生物质压缩成型技术、生物质固体废弃物的利用，使学生了解生物能源生产、科研全貌，初步把握主要能源植物遗传育种、主要生物能源原料高效生产和主要生物质能转换、利用方式技术及其存在的主要问题和进展方向，并帮助学生在争辩工作中查找突破口。
三、课程的主要内容及根本要求第一章生物质的概念、功能及种类〔共3 学时〕〔一〕教学内容：第一节地球生物质循环以及生物质的功能学问点：能源的根本概念，能源在人类进展历史中所起的重要作用，传统能源所面临的问题。
生物质分类及资源量，生物质能源利用现状及进展趋势。
生物质在物质循环中的功能与意义。
其次节生物质的特征学问点：生物质的类型，生物质的化学组成与特点。
第三节生物质能源及非能源生物基产品的潜力学问点：生物质能源的分类，各种生物质能源简介，非能源生物基产品的潜力。
本章教学重点：能源的根本概念，生物质分类及资源量，生物质的化学组成与特点，生物质能源的分类。
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《生物质能源转化及利用》课程教学大纲 课程名称：生物质能源转化及利用
课程代码：400+
学分/学时：3学分/51学时
开课学期：
适用专业：热能与动力工程，新能源科学与工程
先修课程：工程热力学、流体力学、传热学
后续课程：
开课单位：机械与动力工程学院
一、课程性质和教学目标
课程性质：生物质能源转化及利用是热能与动力工程、新能源科学与工程等专业的一门新兴应用技术基础课程。
教学目标：生物质能是目前世界上继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源，也是今后可再生能源技术的主要利用对象。
生物质能也是唯一可储存的可再生能源，而且生物质可以转化为固体燃料、液体燃料和气体燃料，是唯一可全面替代化石能源，在未来建设低碳能源体系和可持续发展社会中将起到十分关键的作用。
对我国目前社会经济高速发展、城镇化不断扩大的历史阶段，存在大量的废弃秸秆和城市生活垃圾的清洁处理和资源化利用问题，所以开发利用生物质能不仅是解决化石能源不可持续的问题，也是解决我国社会经济发展所面临的迫切问题，掌握生物质能源转化的基本原理，熟悉生物质能利用技术，是能源工作者必须具备的基本素质，也是作为工程技术人员和管理人员必须具备的基本知识。
本课程由课程知识和课程大作业两部分组成。
课程知识以生物质资源、生物质前处理技术、生物质能源转化技术及多元化利用为主线，介绍生物质能基本特征、转化途径及基本原理、利用系统构建等，同时介绍我国在开发利用生物质能方面所面临的问题，以及国际上生物质能发展趋势。
课程大作业以我国能源体系为背景，结合我国生物质资源分布的特点和利用问题，针对特定区域的用能需求，提出因地制宜的生物质能利用方案和相应的政策支持，使学生不仅活学活用所学过的基本知识，而且养成全面系统地分析问题和解决问题的综合能力，以及创新思维能力。
二、课程教学内容及学时分配
1.课程知识部分
概述：（3学时）
内容：能源的基本概念，能源在人类发展历史中所起的重要作用，传统能源所面临的问题。
生物质能源的特点，生物质分类及资源量，我国农林废弃物及城市垃圾存在的问题，生物质能源利用现状及发展趋势。
2.生物质物理化学基础（3学时）
内容：生物质的组成和结构，包括元素组成及纤维素、半纤维素、木质素三组分。
生物质物理性质，生物质化学性质，生物质理化分析方法。
3.生物质前处理技术（6学时）
内容：生物质收集及加工技术，包括城市垃圾分类方法及燃料加工技术，农作物秸秆收集、打捆及致密成型技术，生物质颗粒化技术、生物质炭化处理技术。
4.生物质能源转化技术：（21学时）
内容：生物质热化学转化基本原理与技术，包括直接燃烧技术，生物质与煤混合燃烧技术，热解技术，气化技术；生物质生化转化基本原理与技术，包括生物质厌氧消化制取沼气，纤维素制取乙醇，微藻培育及制油；生物质综合精炼技术。
5.生物质能源利用系统：（6学时）
内容：生物质大型燃烧（气化）发电系统，生物质分布式供能系统，生物质多联产系统。
国内外生物质能源利用系统的实例介绍及政策扶持。
6.生物质能源转化及利用过程中的污染控制：（3学时）
内容：城市垃圾燃烧过程中二噁英及重金属排放控制，沼气生产过程中的沼液及沼渣综合利用。
课程大作业部分：（9学时）
内容与形式：该部分以课程知识为基础，前4个学时，针对我国生物质资源特征和能源需求问题，侧重生物质热化学转化和生物化学转化应用技术，开展课堂讨论，加深对生物质能源转化原理和利用途径的认识；后8个学时，针对以下四个选题，以团队小组形式开展课堂演讲，并进行讨论，每位学生针对选题内容撰写小论文，以培养学生的分析判断能力、知识综合利用能力、创新能力及团队合作能力。
大作业选题如下：
1）农村沼气
分析农村沼气推广应用中存在的问题，结合先进的沼气技术和国外的成功案例，提出我国农村沼气优化应用的解决方案。
2)农业秸秆：
针对我国大量农业秸秆废弃物在田野焚烧的问题，应用生物质能源转化的基本理论，从系统应用，管理体系和政策支持综合考虑，提出解决方案。
3)城市垃圾：
针对城市生活垃圾焚烧产生二噁英的问题，应用生物质热化学转化基本原理，结合国外发展趋势，提出城市生活垃圾资源化清洁利用的综合解决方案。
4)生物燃料：
应用生物质生物化学转化基本原理，为促进生物燃料的应用，针对我国生物质资源特征和社会发展现状，提出开发利用生物燃料的路线图。
三、教学方法
课程教学以课堂知识讲学、课程大作业演讲结合小论文为主，综合讨论、网络、录像、实验室参观等共同实施。
四、考核及成绩评定方式
对课程考核方式：笔试+平时成绩+演讲报告
成绩评定方式：期末考试50分
平时成绩：20分
演讲报告：30分
五、教材及参考书目
袁振宏，生物质能利用原理与技术，化学工业出版社.2005
姚向君，生物质能资源清洁转化利用技术，化学工业出版社，2005
刘广清，生物质能源转化技术，化学工业出版社，2009
朱锡锋，生物质热解原理与技术，中国科学技术大学出版社，2006
Judy D.Wall, Caroline S.Harwood, Arnold Demain, Bioenergy,ASM PRESS,2008
Prabir Basu，Biomass Gasification and Pyrolysis-Practical Design and Theory, Elsevier Inc,2010
Prabir Basu,生物质气化与热解-实用设计与理论，科学出版社，2011。