作者简介
廖传华,南京工业大学,教授,湖北洪湖人。浙江大学化工过程机械专业硕士,南京工业大学化学工程专业博士,教授。 主要从事本科生《过程装备成套技术》、课程设计、毕业设计等环节的教学工作,编写教材2部。2005年获江苏省普通高校教学成果一等奖。 主要从事以下方向的研究工作:(1)高浓度难降解有机废水深度治理与资源化利用:采用超临界水氧化技术对高浓度难降解工业废水和有机污泥进行深度治理,不仅满足达标排放,还能实现能源的综合利用。已发表论文10多篇,出版专著4部,申报发明专利15项(获授权3项)。研究成分果于2011年和2013年分别获中国石油和化学工业联合会技术发明三等奖和二等奖各一项。(2)天然产物有效成分的高效提取:采用超临界萃取技术对天然产物中的有效成份进行高效提取,既提高有效成分的提取率,又降低产物中的化学溶剂残留。已发表论文20多篇,出版专著5部,获授权发明专利1项。(3)超细粉体的制备:采用超临界膨胀法制备超细粉体。已发表论文多篇,出版专著1部,获授权发明专利1项。(4)热力干燥:主要从事喷雾干燥、喷雾造粒、半干法喷雾烟气脱硫等方面的研究工作,已发表论文10多篇,获授权专利1项。现为中国化工学会化学工程专业委员会干燥专业组理事、中国通用机械干燥协会技术委员会委员、中国通用机械干燥协会标准化委员会委员。(5)可再生能源与低碳技术研究:主要从事中硬质秸秆的气化、生物质超临界水部分氧化制甲烷、中高温太阳能热利用、城市型风机等方面的研究工作,已发表论文10余篇,出版专著1部,申请发明专利8项。(6)工业节水减排技术:针对高耗水行业,采用夹点技术,在对用水节点进行分析的基础上,进行工艺流程的优化与新型设备的开发,通过循环用水和废水处理再生回用而实现节约用水。研究成果获2011年江苏省水利科技成果二等奖。出版专著《工业节水案例与技术集成》获中国石油和化学工业图书二等奖。
目录
第1章绪论/001
1.1环境问题/001
1.1.1环境问题的分类/002
1.1.2当前面临的环境问题/002
1.2能源与可持续发展/003
1.2.1可持续发展/004
1.2.2可持续发展对能源的需求/005
1.2.3开发环境能源的意义/006
1.3环境能源的分类/006
1.3.1有机固体废弃物/006
1.3.2有机废水/011
1.4环境能源的开发与利用技术/012
1.4.1热化学转化技术/013
1.4.2物理转化技术/015
1.4.3生物转化技术/015
参考文献/016
第2章有机废弃物的组成及能源化利用方法/018
2.1农林废弃物的组成及能源化利用方法/018
2.1.1农业废弃物的组成/018
2.1.2林木废弃物的组成/019
2.1.3农林废弃物对环境的影响/021
2.1.4农林废弃物的能源化利用方法/021
2.2畜禽粪便的组成及能源化利用方法/024
2.2.1畜禽粪便的组成/024
2.2.2畜禽粪便对环境的影响/024
2.2.3畜禽粪便的能源化利用方法/027
2.3城市生活垃圾的组成及能源化利用方法/028
2.3.1城市生活垃圾的组成/028
2.3.2城市生活垃圾对环境的影响/029
2.3.3城市生活垃圾的分类收集/030
2.3.4混合垃圾的分选回收/030
2.3.5城市生活垃圾的能源化利用方法/032
2.4废塑料和废橡胶的组成及能源化利用方法/033
2.4.1废塑料的组成/034
2.4.2废塑料的能源化利用方法/034
2.4.3废橡胶的组成/036
2.4.4废橡胶的能源化利用方法/037
2.5有机污泥的组成及能源化利用方法/039
2.5.1污泥的组成/039
2.5.2污泥的性质/039
2.5.3污泥对环境的影响/043
2.5.4污泥的能源化利用方法/045
2.6有机废水的组成及能源化利用方法/049
2.6.1生活污水的组成/049
2.6.2工业有机废水的组成/050
2.6.3有机废水对环境的影响/050
2.6.4有机废水的能源化利用方法/050
参考文献/052
第3章有机废弃物燃烧与能源化利用/056
3.1块状有机废弃物层状燃烧/056
3.1.1层状燃烧/056
3.1.2层燃炉/058
3.2粒状有机废弃物沸腾燃烧/067
3.2.1沸腾燃烧/067
3.2.2沸腾燃烧炉/068
3.3粒状有机废弃物流化燃烧/069
3.3.1流化燃烧/069
3.3.2流化床燃烧装置/069
3.4粉状有机废弃物悬浮燃烧/071
3.4.1悬浮燃烧/072
3.4.2悬浮燃烧装置/073
3.5粉状有机废弃物旋风燃烧/078
3.5.1旋风燃烧/078
3.5.2旋风燃烧炉/079
3.6生物质成型燃料燃烧/081
3.6.1生物质成型燃料的燃烧过程与机理/081
3.6.2生物质成型燃料的燃烧特性/083
3.6.3生物质成型燃料的燃烧装置/084
3.7畜禽粪便燃烧/086
3.7.1畜禽粪便的热值分析/086
3.7.2畜禽粪便的燃烧特性/086
参考文献/087
第4章有机废弃物焚烧与能源化利用/091
4.1城市生活垃圾焚烧与能源化利用/091
4.1.1城市生活垃圾的焚烧过程/092
4.1.2城市生活垃圾焚烧系统流程/093
4.1.3城市生活垃圾的焚烧方式/094
4.1.4城市生活垃圾焚烧炉/095
4.1.5城市生活垃圾与煤混合焚烧/098
4.2污泥焚烧与能源化利用/100
4.2.1污泥焚烧工艺/100
4.2.2污泥焚烧炉/112
4.2.3污泥焚烧炉的设计/121
4.2.4特种污泥的焚烧/126
4.3有机废液焚烧与能源化利用/134
4.3.1有机废液焚烧的工艺过程/135
4.3.2有机废液焚烧设备/136
4.3.3有机废液焚烧存在的问题/141
参考文献/142
第5章有机废弃物水热氧化与能源化利用/147
5.1水热氧化技术的分类/147
5.1.1湿式氧化/147
5.1.2超临界水氧化/150
5.2有机废弃物湿式氧化与能源化利用/151
5.2.1湿式氧化的工艺过程/151
5.2.2湿式氧化的影响因素/155
5.2.3湿式氧化的主要设备/157
5.2.4湿式氧化在能量转化中的应用/158
5.3有机废弃物超临界水氧化与能源化利用/158
5.3.1超临界水氧化的工艺过程/158
5.3.2超临界水氧化反应器/160
5.3.3超临界水氧化在能量转化中的应用/167
参考文献/172
第6章有机废弃物热解液化与能源化利用/177
6.1热解液化的基本原理及其影响因素/177
6.1.1热解的基本原理/177
6.1.2热解过程的影响因素/180
6.2农林废弃物热解液化与能源化利用/181
6.2.1农林废弃物热解液化的工艺过程/181
6.2.2农林废弃物热解液化反应器/182
6.2.3农林废弃物热解液化产物的特性/187
6.2.4农林废弃物微波热解与能源化利用/192
6.3畜禽粪便热解液化与能源化利用/193
6.3.1畜禽粪便热解液化过程的机理/193
6.3.2畜禽粪便热解液化过程的影响因素/193
6.3.3畜禽粪便热解液化产物的特性/195
6.4城市生活垃圾热解液化与能源化利用/195
6.4.1城市生活垃圾热解液化的工艺系统/195
6.4.2城市生活垃圾热解设备/197
6.4.3城市生活垃圾热解液化产物的特性/199
6.5废塑料和废橡胶热解液化与能源化利用/200
6.5.1废塑料热解液化与能源化利用/200
6.5.2废塑料微波热解与能源化利用/209
6.5.3废轮胎热解液化与能源化利用/210
6.5.4废轮胎微波热解与能源化利用/215
6.6污泥热解液化与能源化利用/216
6.6.1污泥热解液化过程的影响因素/216
6.6.2污泥热解液化的工艺流程/218
6.6.3污泥热解液化产物的特性/220
6.6.4污泥热解液化产物的加工/221
6.6.5污泥微波热解液化与能源化利用/223
参考文献/224
内容摘要
第1章绪论
《中华人民共和国环境保护法》指出:“本法所称的环境,是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”这是一种把环境中应当保护的要素或对象界定为环境的一种定义.其目的是从实际工作的需要出发,对环境的法律适用对象或适用范围做出规定,以保证法律的准确实施。
环境对人类生产、生活的排泄物具有一定的容纳和清除能力.这是环境的自净能力。当人类对环境的影响超过一定程度,即人类向环境索取资源的速度超过了资源的再生速度.或者向环境排放的废弃物的数量超过了环境的自净能力时,就会出现环境问题。
环境污染是由于人类的生产、生活活动产生的有害物质进入环境.引起环境质量下降、危害人类健康、影响人类正常生存发展的现象。环境保护指采取行政、法律、经济、科学技术等多方面的措施,在合理开发利用自然资源的同时,防治环境污染和破坏,以保持生态平衡、保护人类健康、促进经济和环境协调发展。
对于工、农业生产和人民生活活动中产生的有机废弃物,如有机废水和有机固体废弃物(包括生活垃圾、污泥等),以前由于认识的错位,都将其视为环境的污染源而必须“除之而后快”。然而,这些有机废弃物也是能源的载体.因此,从能源的角度来看.造成环境污染的有机废弃物也可视作环境能源的组成部分。
1.1环境问题
对于环境问题,20世纪90年代以前.人们只局限在对环境污染或公害的认识上.因此把环境污染等同于环境问题,而地震、水、早、风灾等则认为全属于自然灾害。随着人们对自然的认识越来越深入。发现许多自然灾害是由人类盲目发展农业、砍伐林木、破坏植被以及严重的工业污染所造成的,因此,环境问题就其范围大小而论.可从广义和狭义两个方面理解。广义上理解,就是由自然力或人力引起生态平衡破坏.最后直接或间接影响人类生存和发展的一切客观存在的问题,都是环境问题。狭义的理解则是南于人类的生产和生活活动,使自然生态系统失去平衡,反过来影响人类生存和发展的一切问题。概括地讲.所谓环境问题,指的就是全球环境或区域环境中小现的不利于人类生存和发展的各种现象。
1.1.1环境问题的分类
环境问题可分为两类:一类是原生环境问题;另一类是次生环境问题。
(1)原生环境问题
由自然力引起的环境问题称为原生环境问题,又称第一环境问题.主要是指地震、洪涝、干旱、滑坡等自然灾害发生时所造成的环境问题。原先认为原生环境问题主要是自然力所引起的,没有人为因素或人为因素很少。但由于人类对自然环境的干扰过大、过强.以致往往出现人为因素和自然因素相互交叉、相互影响,加重了原生环境问题的后果.而且原生环境问题往往超越了国界,成为全球性的大问题。
(2)次生环境问题
次生环境问题也称第二环境问题,是指由人为因素所造成的环境问题。次生环境问题又可分为环境污染和生态环境破坏。环境污染是指由于人类的生产和生活活动.使得环境的化学组成或物理状态发生变化,引起环境质量恶化,扰乱和破坏了生态系统和人们正常的生产和生活条件。具体来说,环境污染是指有害的物质,主要是工业“三废”(废水、废气和废渣)对大气、水体、土壤和生物的污染,包括大气污染、水体污染、土壤污染、生物污染等由物质引起的污染和噪声污染、热污染、放射性污染及电磁辐射污染等由物理性因素引起的污染。生态环境破坏是由人类活动直接作用于自然界引起的,如:乱砍滥伐引起的森林植被的破坏;过度放牧引起的草原退化;大面积开垦草原引起的沙漠化:滥采滥捕使珍稀物种灭绝,危及地球物种多样化的特点;植被破坏引起的水土流失等。1.1.2当前面临的环境问题
人类是环境的产物,又是环境的改造者。人类在同自然界的斗争中,运用自已的知识,通过劳动,不断地改造自然,创造新的生存条件,但南于缺少科学知识.在很长一段时间内,只知道向自然索取,根本不知道应该合理地开发利用自然资源.更不知道如何保护环境,导致当前面临着严重的环境问题。
(1)人口剧增
人口数量的增加和人类的生产活动是造成自然生态环境恶化和资源短缺的基本因素。公元元年,世界人口约3亿,直到18
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