能源科学技术：生物质能技术五

能源科学技术：生物质能技术五1、问答题

压缩过程的影响因素有哪些？正确答案：1）压块（压捆）的松弛密度：压块（压捆）出模后最终稳定的密度为松弛密度。松弛密度比模内压缩密度小。压块的松弛密度受秸秆物理特性和成型工艺（江南博哥）有关的诸多因素影响。成型物出模后瞬间会有膨胀（弹性变形），然后有一段较长时间应力松弛，密度减小到应力松弛结束。2）成型所需压力：主要目的有：①使物料原来的物相结构破坏，组成新的物相结构。②加固分子间凝聚力，使物料密实，强度增加。③为物料在膜内成型及推进提供动力。一个压缩循环由惯性阶段（秸秆压缩处于松散状态）和弹性阶段（压缩块开始含有粘聚体）两个阶段组成。通过一个压缩循环，植物茎杆和叶子粒子交错，嵌合在一起。在最大压力给定时，秸秆在模内压缩时的密度随模子的直径减小而呈指数降低。3）成型模具的几何特征：当模内压缩密度预定时，随模子直径增加，压缩所需的必能呈指数级下降。有效体积模量的变化、孔隙度指数的变化、模壁摩擦力的相对影响都与模子直径变化有关；当模子直径减小时，这些因素的变化都将导致比能随之减小。4）填料量：模子的填料量决定了压缩秸秆的初始密度，增大模子尺寸可以提高填料量。当模子尺寸恒定，填料量超过4：1范围后，最大压力一旦达到一特定值，模内物料的压缩密度就不再受填料量的影响。5）压缩方式：秸秆压缩所采用的加载方式对压缩物料的松弛特性是有影响的，也就是说对物料的最终密度值是有影响的。加载速度、施加的最大压力及其保压时间是与压缩方式有关的重要参数。6）物料的破碎程度：一般，秸秆在模内压缩成型前，需要切断或粉碎。秸秆切断长度对压缩能无明显影响，但却能影响成型块的持久性。7）物料含水率：秸秆压缩成型中，合适的水分对成型效果影响显著，过高或过低都将不利于秸秆压缩成型。当压力不变且含水率在一定范围时，随着含水率升高，压缩密度可达最大值。而松弛密度一定时，随着含水率提高，所需压力变大，最大压力值正好对应着含水率的上限。压块的松弛密度随含水量的升高以指数级下降。8）成型温度：对于高密度压缩成型，温度是一个重要因素。物料加热到木素软化温度或熔融温度，可增强秸秆的粘结作用，提高成型物的耐久性和松弛密度。温度还可以引起永久的粘塑性形变，增强物料的塑性和流动性，是粒子更易嵌合。提高温度可以减小压力和能量，缩短保压时间。2、填空题

光伏发电系统主要由（）；（）、和逆变器3大部分组成。正确答案：太阳电池板、控制器3、问答题

简述沼气池的设计原理。正确答案：建造“模式”中的沼气池，首先要做好设计工作。总结多年来科学实验和生产实践的经验，设计与模式配套的沼气池必须坚持下列原则：（1）必须坚持“四结合”原则“四结合”是指沼气池与畜圈、厕所、日光温室相连，使人畜粪便不断进入沼气池内，保证正常产气、持续产气，并有利于粪便管理，改善环境卫生，沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。（2）坚持“圆、小、浅”的原则“圆、小、浅”是指池型以圆柱形为主，池容6～12立方米，池深2米左右，圆形沼气池具有以下优点：第一，根据几何学原理，相同容积的沼气池，圆形比方形或长方形的表面积小，比较省料。第二，密闭性好，且较牢固。圆形池内部结构合理，池壁没有直角，容易解决密闭问题，而且四周受力均匀，池体较牢固。第三，我国北方气温较低，圆形池置于地下，有利于冬季保温和安全越冬。第四，适于推广。无论南方、北方，建造圆形沼气池都有利于保证建池质量，做到建造一个，成功一个，使用一个，巩固一个，积极稳步地普及推广。小，是指主池容积不宜过大。浅，是为了减少挖土深度，也便于避开地下水，同时发酵液的表面积相对扩大，有利于产气，也便于出料。（3）坚持直管进料，进料口加箅子、出料口加盖的原则直管进料的目的是使进料流畅，也便于搅拌。进料口加箅子是防止猪陷入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生，消灭蚊蝇孳生场所和防止人、畜掉进池内。4、问答题

生物质的燃烧包括哪几个过程？正确答案：1）预热与干燥：柴草送入炉膛后，当本身温度升高到100℃左右时，所含水分首先被蒸发出来变成干柴，该过程会吸收燃烧过程中释放的热量从而降低燃烧室的温度，减缓燃烧过程。该过程的时间长短和吸热多少由柴草的干湿程度决定。2）挥发分析出燃烧及木炭形成：随温度继续增高（180℃左右），开始转入析出挥发分阶段。此时大量挥发分以气体形式大量放出，并迅速与炉膛的氧气混合，当温度升高到240℃以上，这些可燃气体被点燃，并在燃料表面燃烧，发出明亮火焰。此时燃烧产生的热量就会迫使燃料内部的挥发分不断析出燃烧直至殆尽。3）木炭燃烧：当挥发物燃烧快终了时，木炭便开始燃烧，此时炉膛里的氧气可以直接扩散到木炭表面并与之反应，使木炭燃烧。4）燃尽：木炭燃烧过程中，不断产生灰分，这些灰分包裹着剩余的木炭，使木炭的燃烧速度减慢，炉膛的温度降低，此时，适当抖动，加强通风，使灰分脱落，余碳才能充分燃尽。柴草燃烧最终剩下的是灰烬。5、名词解释

热分析正确答案：是在通过测定物质加热或冷却过程中的物理性质（主要是重量和能量）的变化来研究物质性质及其变化，或者对物质进行分析鉴别的一种技术。热分析主要应用在成分分析、物质稳定性的测定、化学反应的研究、材料质量的检测、材料力学性质的测定和环境监测等方面。6、问答题

简述沼气发酵的工艺条件。正确答案：严格的厌氧环境，温度，pH值，接种物，发酵原料，搅拌，沼气池的有机负荷，压力，添加剂和抑制剂。7、问答题

生物柴油标准分析的指标有哪些？正确答案：①闪点：表示油品蒸发性和着火危险性的指标，生物柴油的闪点一般高于110℃，远高于石化柴油（70℃），因此在储存、运输和使用中安全性很高。闪点和生物柴油中甲醇含量有关。由于甲醇和碱性催化剂多溶解在极性甘油中，当甘油从生物柴油中分离出来时，大多数醇和催化剂也被去除。残留在生物柴油中的甲醇很少，一般不会影响到燃料的性能，但低闪点存在潜在的安全隐患。②含水量：水可以导致生物柴油氧化，和游离脂肪酸生成酸性溶液，促进燃料中微生物的生长，腐蚀金属，以及产生沉淀。生物柴油中水以两种形式存在：溶解水和悬浮液滴，其中悬浮液滴影响较大，水在生物柴油中较易溶解，一般要求生物柴油中水分不大于500mg/kg。③灰分含量：灰分可导致喷射器、燃烧泵、活塞的磨损以及滤网堵塞和发动机沉积。灰分含量和生物柴油中残留催化剂有关。欧美标准中都要求灰分含量不超过0.02%④甘油含量：甘油含量过高可导致喷射器沉积，阻塞供油系统，引起黑烟生成。根据我国标准，使用GC检测（ASTMD6584）最终的生物柴油产品总甘油质量分数不能高于0.24%。甘油本身不能溶解于生物柴油中，因此，绝大多数甘油通过沉淀或离心很容易被分离出来，只有很少量的游离甘油以悬浮液滴或微溶态的形式残留在生物柴油中。⑤氧化安定性：生物柴油的氧化会生成不溶性聚合物，导致发动机滤网堵塞，喷射泵结焦，排烟增加，启动苦难。生物柴油的氧化是因为含有不饱和脂肪酸。这些变化可能是在某些金属和光催化下发生的，如果有水存在，水解过程中也可能发生这些变化。欧盟和中国标准要求生物柴油在110℃下诱导期不小于6h。8、问答题

生物柴油有何优缺点？正确答案：优点①具有优良的环保特性，生物柴油含硫量低使得二氧化硫和硫化物的排放低。生物柴油不含芳香族烃类，因而废气对人体损害低于柴油。生物柴油的生物降解性高。②具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。③具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。④具有良好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险物品。因此便于运输、储存、使用。⑤具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。⑥具有可再生性能，作为可再生能源，与石油储量不同，生物柴油可供应量不会枯竭。⑦无需改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。⑧生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可降低油耗、提高动力性、降低尾气污染。缺点①生物柴油的热值略低于石化柴油。②生物柴油呈弱酸性，对柴油机及其附件具有一定腐蚀性，对于未升级输油管路的老旧车辆，使用存在安全隐患。③闪点高，点火性能不好。④可再生性具有一定限制，原料在一定历史时期内可能无法“按需供应”，只能在有限的市场供应。9、问答题

木材气化时有哪些主要反应？木材气化时炭化过程有何特点？正确答案：空气气化反应：水蒸气气化反应：空气和水蒸气气化反应：10、填空题

生物质能是（）通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。正确答案：绿色植物11、问答题

活性炭的元素组成？表面氧化物分类及特征？活性炭有有机官能团？正确答案：组成：碳、两类非碳元素，包括一类与碳化学结合元素，主要是氧和氢，还有少量氯，另一类是无机物质灰分。表面氧化物：酸性表面氧化物能与碱发生中和反应，能力之间存在差异；碱性表面氧化物能够使活性炭吸附酸，并在特定的溶剂如甲苯才能进行部分脱附。活性炭有机官能团：酸性官能团，苯甲酸、苯酚；碱性官能团，r－吡喃酮式；中性官能团，12、名词解释

林业生物质资源正确答案：森林生长和林业生产过程中所提供的生物质资源。13、问答题

生物柴油的生产工艺有哪些？有何区别？正确答案：主要包括：化学法和生物法化学法：酸/碱催化法、超临界法生物法：酶催化法、细胞催化法主要区别是催化剂的选择，目前工业生产主要采用酸/碱催化法。14、名词解释

差热分析正确答案：是一种重要的热分析方法，是指在程序控温下，测量物质和参比物的温度差与温度或者时间的关系的一种测试技术。记录的曲线叫差热曲线或DTA曲线。15、问答题

高位发热值与低位发热值的区别？正确答案：高位热值：将一定重量的生物质试样，放在一个密闭容器（通称氧弹）中，在有过剩氧气存在的条件下使其完全燃烧，用水吸收放出的热量，然后由水温的升高计算出该生物质的发热量。它是生物质燃料完全燃烧释放出的全部热量，包括燃烧时的显热和所含水分的汽化潜热。低位热值：把在大气状况下完全燃烧单位重量的生物质所得到的热量称为低位热值。它等于从高位热值中减去水蒸汽的汽化潜热后的热量，也就是燃料实际放出的热量。两者的区别在于，高位热值包含了水分的汽化潜热，而低位热值不包含，两者换算关系为：QDW=QGW-25（9H+W）[DW：低位热值，GW：高位热值，H、W：氢氧元素组成，%]16、名词解释

生物柴油正确答案：指以各种油脂（包括植物油、动物油脂、废餐饮油等）为原料，经一系列加工处理过程而生产出的一种液体燃料。属于长链脂肪酸的单烷基酯。17、名词解释

生物质热解正确答案：是在无氧或者是缺氧条件下，利用热能切断生物质大分子的化学键，使之转变为低分子物质的过程。18、问答题

从广义化概念讲，新能源利用主要包括哪3个方面的内容？本题答案：综合利用能源。1）以提高能源利用效率和技术参考解析：试题答案综合利用能源。1）以提高能源利用效率和技术为目标，加快转变经济增长方式。2）替代能源。以发展煤炭洁净燃烧技术和煤制油产业为目标，降低对石油进口的依赖。3）新能源转换。大力发展以可再生能源为主的新能源体系，调整、优化能源结构。19、问答题

ZnCl2法生产活性炭过程中有哪些主要因素影响活性炭的质量，各因素是怎样影响的？正确答案：（1）锌屑比：活化料中氯化锌所占有的体积，近似的等于产品活性炭的孔隙容积，通常是通过控制锌屑比的大小来调节产品活性炭的孔隙结构；（2）原料的种类和性质：原料的种类和含水率会影响氯化锌溶液对木屑的渗透能力和速度，从而对活化过程产生影响；（3）活化温度和时间：随着活化温度的升高，活化反应速度加快，活化过程需要的时间少。20、问答题

简述沼气的组成。正确答案：沼气是一种混合气体，其组成不仅取决于发酵原料的种类及其相对含量，而且随发酵条件及发酵阶段的不同而变化。当沼气池处于正常稳定发酵阶段时，沼气的体积组成大致为：甲烷50%-70%，二氧化碳30%-40%，此外还有少量的一氧化碳、氢、硫化氢、氧和氮等气体。21、问答题

简述生物质热裂解液化技术的工艺流程。有哪些类型生物质热裂解液化反应器？目前生物质热裂解液化生产液体燃料的研究主要集中在哪些方面？正确答案：生物质热裂解液化技术一般工艺流程包括物料的干燥、粉碎、热裂解、产物炭和灰的分离、气态生物油的冷却和生物油的收集。干燥：为了避免原料中过多的水分被带到生物油中，要求物料含水率在10%一下。粉碎：为了提高生物油产率，必须有很高的加热速率，故要求物料有足够小的粒度。不同反应器要求不同，旋转锥要求小于200um，流化床小于2mm，传输床或循环流化床小于6mm，烧蚀床由于传递机理不同可以采用整个的树木碎片。但是，粒径越小加工费用越高，因此要综合考虑。热裂解：热裂解生产生物油技术的关键在于要有很高的加热速率和热传递速率、严格控制得中温，以及热裂解挥发分的快速冷却，才能最大限度的提高产物中油的比例。炭和灰的分离：几乎所有的生物质中的灰都留在了产物炭中，所以炭分离的同时也分离了灰。但是炭从生物油中的分离较困难，而且炭的分离并不是在所有生物油的应用中都是必要的。因为炭会在二次裂解中起催化作用，并且在液体生物油中产生不稳定因素，所以对于较高的生物油生产工艺，快速彻底的将炭和灰从生物油中分离是必需的。气态生物油的冷却：热裂解挥发分由产生到冷凝阶段的时间及温度影响着液体产物的质量及组成，热裂解挥发分的停留时间越长，二次裂解生成不可冷凝气体的可能性越大。为了保证油产率，需快速冷却挥发产物。生物油的收集：生物质热裂解反应器的设计除需保证温度的严格控制外，还应在生物油收集过程中避免由于生物油的多种重组分的冷凝而导致的反应器堵塞。反应器：旋转锥、流化床、烧蚀反应器、循环流化床、引流床、传输床、真空移动床。研究主要集中在以下方面：1、寻求更合适的原料，一方面降低原材料成本，另一方面提高生物质燃料的产率；2、开发更经济高校的转化技术和设备；3、改善生物油的使用性能；4、开发有价值的生物油副产品。今后，生物质制取液体燃料的重点将主要放在降低成本和改善燃料的性能方面。22、填空题

并网运行风力发电系统有（）和变速恒频方式两种运行方式。正确答案：恒速恒频方式23、填空题

风力发电系统是将（）转换为（），由机械、电气和控制3大系统组合构成。正确答案：风能；电能24、问答题

目前利用生物酶法制备生物柴油存在哪些亟待解决的问题？正确答案：（1）脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效，而对短链脂肪醇（如甲醇或乙醇等）转化率低，一般仅为40%-60%；（2）甲醇和乙醇对酶有一定的毒性，容易使酶失活（3）副产物甘油和水难以回收，不但对产物形成一致，而且甘油也对酶有毒性；（4）短链脂肪醇和甘油的存在都影响酶的反应活性及稳定性，使固化酶的使用寿命大大缩短。25、名词解释

能源植物正确答案：广义：几乎可以包括所有植物。狭义：是指那些利用光能效率高、可合成类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产氢的植物。26、问答题

燃烧的三要素是什么？影响燃烧速度的主要因素有哪些？正确答案：一定的温度：温度是良好燃烧的首要条件，温度的高低对生物质的干燥、挥发分析出和点火燃烧有着直接影响。温度高，干燥和挥发分析出顺利，达到着火燃烧的时间也比较短，点火容易。燃烧反应将愈激烈。合适的空气量及与燃料良好的混合：由于燃料所含的元素组成成分不同，燃料所需要的空气量也不同。通过计算可得到理论通气量，实际供气量由于炉膛结构等原因，要比理论供气量稍大一些，过多过少都不利于燃烧。时间和空间：燃料燃烧需要一定的时间，一是化学反应时间，二是空气和燃料或燃气的混合时间。前者时间很短，不起主导作用；后者是氧气扩散的时间，若无保证就会产生不完全燃烧，造成浪费。主要因素温度：通过对化学反应速度的影响而起作用的。温度越高，反应速度越快。气流扩散速度：气流扩散速度由氧气浓度决定，根据温度和气流扩散速度对燃烧影响程度的不同，可将燃烧划分为动力燃烧区，扩散燃烧区和过度燃烧区三种不同的区域。27、问答题

生产成型颗粒炭常用的粘结剂有哪些？对它们有哪些要求？正确答案：常用粘接剂有煤焦油、木焦油和煤沥青等。要求：对煤粉或木炭粉应具有良好的渗透性、侵润性及粘接性，灰分含量少，与煤粉或木炭粉的混合物应具有良好的可塑性，成型物的机械强度大等。28、问答题

什么是锌屑比、料液比？怎样控制锌屑比？正确答案：锌屑比是氯化锌法生产活性炭配料时所使用的无水氯化锌与绝干原料木屑的重量比。生产上锌屑比的大小是通过改变配料时氯化锌溶液的浓度及与原料木屑的相对用量比例来调节的。29、填空题

光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为（）和并网光伏发电系统。正确答案：独立光伏发电系统30、问答题

生物质气化燃气中的焦油有哪些特点和危害？如何去除？正确答案：特点：成份复杂，大部分是苯的衍生物。主要成分不少于20种，其中含量大于5%的一般是苯、甲苯、萘、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油含量随反应温度升高而减少。产生焦油的数量与反应温度、加热速率和气化过程的滞留期有关。通常反应温度500～550℃时焦油产量最高。延长气化气体在高温区的滞留时间，有利于焦油充分裂解而减少。危害：①焦油占燃气能量的5%～10%，低温下难以与可燃气一道被燃烧利用，因此大部分焦油的能量被浪费掉。②焦油在低温下冷凝成粘稠状液体，易与水、炭粒等结合，堵塞输气管道，卡住阀门和风机转子，腐蚀金属。③难以完全燃烧，并产生炭黑等颗粒，对燃气利用设备如内燃机、燃气轮机等损害严重。④焦油及其燃烧产生的气体对人体有害。去除方法①喷淋法除焦油和灰尘：为了提高去除效果，可在容器中装入玉米芯填充物能起过滤作用，玉米芯需定期更换，要防止喷淋水的二次污染。②鼓泡水浴法除焦油和灰尘：燃气气体被导入液罐后以鼓泡的方式溢出液面。在水中加入一定量的NaOH，能提高去除效果。③干式过滤除焦油和灰尘：方式较多，如在容器中填放粉碎的玉米芯、木屑、谷壳或炭粒，让燃气从中穿过等。用过的过滤材料一定要烧掉（可作气化原料），以防环境污染。④催化裂解法除焦油：用催化裂解法降低燃气中焦油的含量，是最有效、最先进的方法，在中、大型气化装置逐渐被采用。焦油裂化催解是在高温和存在或不存在催化剂的条件下，将大分子的焦油裂解成各种各种气体小分子气体的过程。焦油裂解后的气体产物与燃气成份相似，可直接燃用。31、问答题

影响风力发电场发电量的因素主要有哪些？正确答案：风能资源；风力发电机的排列；发电机的选择；风力发电场的运行管理水平。32、问答题

燃料乙醇原料的发展趋势。正确答案：燃料乙醇生产仅仅依靠粮食来提供原料，已不能满足燃料乙醇生产的需求，我国需要走多元化供应的路子，未来我国燃料乙醇发展更多的应是依靠非粮食原料。我国燃料乙醇生产企业的发展主要是两个方向：一是木薯乙醇；二是纤维素乙醇。两者都属于非粮食作物，其中，木薯乙醇已处于规模化生产阶段，技术发展已相对完善；而纤维素乙醇在我国还处在试验阶段，技术还有待完善。木薯是替代玉米的最佳选择：木薯是取代玉米等原料生产酒精的理想替代物，开发木薯酒精资源前景看好。在同样土地资源条件下，种植木薯可比种植玉米多产近2倍酒精。利用木薯进行酒精生产，整株作物无废料，利用效率很高。纤维素乙醇发展潜力最大：长期来看，木薯也只是中国生产燃料乙醇的过渡性原料，还不足以改变中国整个能源结构。承担改变中国能源结构重任的是以秸秆为代表的植物纤维。开发大规模生产木质纤维类生物质燃料乙醇的工业技术，是解决燃料乙醇原料成本高、原料有限的根本出路。33、问答题

在气体活化过程中，活性炭的孔隙结构是如何形成的？正确答案：气体活化过程中，活化剂对原料炭化作用孔隙结构形成主要体现在：1、清除堵塞在原料炭空隙中的焦油非组织碳，使原料在炭化过程中使已形成的孔隙开放、畅通。2、气体活化剂有选择的与原料炭表面上的碳原子发生活化反应，结果形成新的孔隙。3、气体活化剂与原料炭原有孔隙内表面上的碳原子发生活化反应的结果使孔径变大34、问答题

简述世界燃料酒精生产现状及发展趋势。正确答案：国外应用现状及发展趋势：世界酒精的66%用于燃料，14%用于食用，11%用于工业溶剂，9%用于其它化学工业。发酵酒精作车用燃料有两种方式：其一是配制汽油和无水酒精的混合物——汽油醇.其二是直接利用酒精作为汽车燃料，这时必需使用专门设计的，具有更高压缩比的发动机。国内现状：生物乙醇汽油的消费量已占到全国汽油消费总量的20％。2006年，我国燃料乙醇的生产达到130万吨。我国生物乙醇汽油在生产、混配、储运及销售等方面已拥有较成熟的技术。目前我国发展非粮乙醇的可行之路，在于发展用甜高粱、甘薯、木薯等原料来替代粮食。35、填空题

风力机又称为风轮，主要有（）和垂直轴风力机。正确答案：水平轴风力机36、问答题

简述生物质的物理特性和热性质主要包括。正确答案：1、粒度，形状和粒度分布2、密度和堆积密度3、摩擦和流动特性角4、比热容5、导热性37、问答题

生物质的元素分析成分有哪些？正确答案：CHONSPK灰分等38、问答题

简述风力发电机组的分类。正确答案：从风轮轴的安装形式上：水平轴、垂直轴；按功率：微型、小型、中型、大型；按运行方式：独立运行、并网运行。39、问答题

酸碱催化酯交换的反应机理如何？正确答案：一、酸性催化剂：质子先与甘油三酯的羰基结合，形成碳阳离子中间体。亲质子的甲醇与碳阳离子结合并形成四面体结构的中间体，然后这个中间体分解成甲酯和甘油二酯，并产生质子催化下一轮反应。甘油二酯及甘油单酯也按这个过程反应。二、碱性催化剂：催化的酯交换反应中，真正起活性作用的是甲氧阴离子，它攻击甘油三酯的羰基碳原子，形成一个四面体结构的中间体，然后这个中间体分解成一个脂肪酸甲酯和一个甘油二酯阴离子，这个阴离子与甲醇反应生成一个甲氧阴离子和一个甘油二酯分子，后者会进一步转化成甘油单酯，然后转化成甘油。所生成的甲氧阴离子又循环进行下一个的催化反应。40、问答题

简述氢能的特点。正确答案：（l）所有元素中，氢重量最轻；（2）所有气体中，氢气的导热性最好；（3）氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%；（4）除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的；（5）氢燃烧性能好，点燃快；（6）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁；（7）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。41、问答题

风力同步发电机组的并网条件有哪些？正确答案：波形相同、幅值相同、频率相同、相序相同、相位相同。42、问答题

活性炭的基本微晶结构有哪两种类型？正确答案：富兰克林结构模型，分为易石墨化性碳、难石墨化性碳。赖利结构模型，邻四苯撑的立体结构43、问答题

活性炭吸附的类型？各型吸附的作用力是什么？两种类型的吸附有何差异？正确答案：活性炭吸附类型：液相吸附、气相吸附。吸附作用力：分子间引力和化学键力，根据作用力性质，将吸附作用分物理吸附和化学吸附。物理吸附和化学吸附的差异：当吸附剂与吸附质之间的作用力是分子间引力为物理吸附，是可逆性吸附，脱附后吸附剂活性炭表面恢复原来状态，吸附质性质不发生变化；当吸附剂和吸附质之间的作用力是化学键力时发生了化学反应为化学吸附，是不可逆吸附，脱附后，活性炭表面状态不能恢复，吸附质化学性质发生变化。44、问答题

多管炉、鞍式炉、回转炉各有什么优缺点？正确答案：多管炉优缺点：优点，结构简单，容易建造，投资少，操作简便，产品质量稳定，正常运行时不需要外加燃料适用于中小型工厂；缺点，水蒸气过热温度低，活化能力较差，物料间接受热，活化程度不太均匀，活化管易损坏，维修比较频繁。鞍式炉优缺点：有点是活化效果好、产品质量均匀、得率高，正常运行时不需要外加燃料，机械化程度高，生产能力大，使用寿命时间长，作业环境好；缺点是鞍式炉结构复杂，需要多种不同规格的异性耐火砖，建炉技术要求高，投资大，对电、水蒸气不间断连续供电能力要求高。回转炉优缺点：优点，结构比较简单，操作方便，易于调节，产品质量均匀，适用于中小型活性炭厂；缺点，填充系数低，占地面积大，炉膛温度较难测定，活化过程要消耗燃料。45、问答题

气体活化法生产成型颗粒炭的工艺步骤有哪些？各起什么作用？正确答案：成型颗粒活性炭工艺操作：原料→破碎及粉碎→捏合→成型→干燥及炭化→活化→筛分和包装破碎及粉碎，粉碎后粉末粒度变细有助于提高成型物的强度捏合，利用捏合机的搅拌挤压作用，把按照一定比例配合的粘接剂与煤粉或木炭粉充分混合均匀，最终形成具有可塑性物料供成型使用成型，捏合后的物料经成型机挤压成圆柱状炭条46、填空题

燃气轮机装置主要由（）；（）和燃烧室3部分组成。正确答案：燃气轮机、压气机47、问答题

如何研究生物质热裂解反应动力学？正确答案：在众多的热裂解特性及反应动力学研究中，热分析应用较广，或进行生物质热裂解反应动力学研究试验：一、准备试验材料及方法；二、得到实验结果；三、建立反应动力学模型；四、计算反应动力学参数。48、问答题

简述光伏发电系统的孤岛效应。正确答案：当分散的电源如光伏发电系统从原有的电网中断开后，虽然输电线路已经断开，但逆变器仍在运行，逆变器失去了并网赖以参考的公共电网电压，这种情况称之为孤岛效应49、问答题

什么是燃料乙醇？正确答案：（国标）燃料乙醇是未加变性剂的，可作为燃料用的无水乙醇。50、填空题

太阳的结构从中心到边缘可分为（）；（）、对流区、和太阳大气。正确答案：核反应区、辐射区51、问答题

乙醇脱水制备燃料乙醇的方法。正确答案：目前制备燃料乙醇的方法主要有化学反应脱水法、恒沸精馏、萃取精馏、吸附、膜分离、真空蒸馏法、离子交换树脂法等。52、填空题

风力发电的经济型指标主要有（）；（）、财务内部收益率、财务净现值、投资回收期和投资源利润率。正确答案：单位千瓦造价、单位千瓦时投资成本53、问答题

典型的水电站主要由哪几部分组成？正确答案：1）水工建筑物：包括大坝，引水建筑物和泄水建筑物；2）水轮发电机组：水轮机，发电机，主轴及控制系统等；3）厂房；4）变电所；输电线。54、问答题

按存在形态分，木材热解的产物有哪些？各有什么主要用途。正确答案：木材热分解可以得到固态产物木炭、液态产物木醋液和气态产物木煤气。55、问答题

活性炭应用在哪些方面？你认为在我国活性炭在方面的应用前景看好？正确答案：应用：精制气体、气相回收及捕集、分离气体、液相脱色精制、液相捕集或回收、液相分离、做催化剂及其载体、医疗、电极材料。56、问答题

炭化的最终温度、升温速度和木材含水率等对热解的影响如何？正确答案：木材干馏的最终温度是影响干馏产物的组成和性质的决定性因素，随着最终温度的升高，首先生成反应水及酸类物质，而其他各种有机物及木焦油在较高温度下逐渐形成，随着最终温度升高，木炭得率及挥发分含量减少，其固定碳含量及微孔容积增加。随着干馏升温速度提高，木焦油得率显著增加，木炭得率明显减少，对其他产物得率也有一定影响，但升温速度太快会导致木材开裂，强度下降，影响木炭的质量。木材的含水率影响木材干馏过程的时间和能源的消耗，并对产品有一定影响，木材含水率大时，增加干燥阶段的时间和能源消耗，导致木醋液中水分含量增加，有机物浓度下降，不利于进一步加工利用，木材含水率太小，炭化阶段的放热反应激烈，热分解速度太快，会导致主要产品木炭开裂、质量下降。57、问答题

气体活化法生产活性炭有哪些原料、工艺、设备？正确答案：原料：气体活化生产活性炭有不定型颗粒活性炭，常用原料有椰子壳、杏核壳、核桃壳、橄榄壳以及煤；粉末状活性炭，常用原料有松木炭、桦木炭；成型颗粒活性炭常用原料主要是煤，有时木炭屑或木炭。工艺：不定型颗粒活性炭工艺操作：备料→活化→活化料的后处理（a除砂b破碎、筛选c酸、水洗d干燥e筛分及包装）粉末状活性炭工艺操作：备料→活化→活化料的后处理（a除砂及粉碎b酸、水洗c干燥及包装）成型颗粒活性炭工艺操作：原料→破碎及粉碎→捏合→成型→干燥及炭化→活化→筛分和包装设备：不定型活性炭设备主要是斯列普炉又名鞍式炉；粉末状活性炭设备主要是多管炉；成型颗粒活性炭设备主要是斯列普炉或回转炉。58、问答题

简述沼气生产的原料。正确答案：沼气发酵原理是供给厌氧发酵微生物进行正常生命活动所需的营养和能量，是不断生产沼气的物质基础。农业剩余物秸秆、杂草、树叶等，猪、牛、马、羊、鸡等家畜家禽的粪便，工业生产中的有机废水废物（如豆制品的废水、酒精和糖渣等），还有水生植物都可以作为厌氧发酵原料。59、问答题

简述木材干馏四个阶段的温度范围与特征。正确答案：干燥阶段：温度在150℃以内，吸收外部热量完成。木材受热发生水分的蒸发干燥，得到馏出液是水，气体产物是空气及少量的二氧化碳，此阶段木材的化学组成基本不变。预碳化阶段：温度在150~275℃，吸收外界热量。受热引起其不稳定组分发生显著热分解，馏出液除了水还有少量的醋酸、甲醛等有机物，不凝性气体除了二氧化碳，可燃性一氧化碳、甲烷增加，此阶段木材化学组成发生明显变化，结束时木材变成褐色。碳化阶段：温度在275~450℃，木材激烈地热分解，生成大量分解产物并放出反应热。木材干馏的主要产物几乎在此阶段生成，馏出液中醋酸、甲醛、木焦油含量大增，气体产物中一氧化碳、甲烷、氢气比例上升，本阶段结束，木炭已经生成。煅烧阶段：温度达到400~450℃，吸收外界热量。木材干馏已经基本完成，进一步加热提高温度，对干馏釜内固体残留物煅烧，降低挥发分含量，提高固定碳含量增加木炭强度，本阶段馏出液和不凝性气体产量已经很少。60、填空题

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用（）将太阳光能直接转化为电能。正确答案：太阳电池61、问答题

生物质组成成分的工业分析成分有那些？正确答案：水分挥发分灰分固定碳62、问答题

简述燃料乙醇的优点。正确答案：1、可作为新的燃料替代品，减少对石油的消耗2、辛烷值高，抗爆性能就好3、减少矿物燃料的应用以及污染4、可再生能源5、不会增加大气中的CO263、问答题

简述变速恒频风力发电系统的控制策略。正确答案：低于额定风速时，跟踪最大风能利用系数，以获得最大能量；高于额定风速时，跟踪最大功率，并保持输出功率稳定。64、问答题

气化技术的概念与分类？各种气化技术的含义和优缺点正确答案：气化：将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程。生物质气化就是利用空气中的氧气或含氧物质作气化剂，将固体燃料中的碳氧化成可燃气体的过程。分类按气化剂：干馏气化、空气气化、氧气气化、氢气气化、水蒸汽气化、复合式气化按运行设备：固定床：上吸式、流化床：、单流化床、旋转床、下吸式、循环流化床、横吸式、双流化床、开心式、携带床。65、问答题

产乙醇微生物选择要求。正确答案：1.应该具有高的发酵性能，能快速并完全地将有效糖分转化为乙醇2.繁殖速度快，具有很高的比生长速率3.具有高的耐高浓度糖和乙醇能力，即对自身的代谢底物和产物的稳定性好4.抗杂菌能力好，对杂菌的代谢产物稳定性好，抗有机酸能力高5.对复杂成分的培养基的适应能力强6.对温度、酸度、盐度的突变适应性强，即自身对环境的适应能力强。对于一些特殊的原料，酵母菌还应具备一些特殊的性能。66、填空题

内燃机车采用低位水平牵引装置，车体与转向架间主要靠（）连接，是传递牵引力、制动力的机构。正确答案：牵引杆67、问答题

影响生物质气化的影响因素有哪些？如何影响？正确答案：生物质气化影响因素很多，如生物质种类及其预处理、生物质进料与气化剂供给速率、反应器内温度和压力等。在以空气为气化剂的自供热气化系统中，当量比ER是最重要的一个影响因素，他不仅直接决定了生物质进料速率与气化剂供给速率之间的匹配关系，而且还间接决定了气化反应器的温度压力、气化气体的热值和气体组分。ER=AR/SRAR：气化时实际供给的空气量与生物质量之比，简称实际燃烧比，其值取决于运行参数；SR：所供生物质完全燃烧最低所需的空气量与生物质量之比，简称化学当量比，其值取决于生物质的燃烧特性。ER越大，燃烧反应进行得越多，反应器内温度越高，因而越有利于气化反应的进行；另一方面，二氧化碳和氮气的含量也随之增加，气化气体热值随之降低。所以ER的确定需要综合考虑各种因素，根据经验，ER取值范围一般在0.2～0.4。68、名词解释

差示扫描量热法正确答案：一种热分析法。在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差的一种技术。69、问答题

什么是活性炭的再生？再生的原理、方法有哪些？再生效果如何评价？正确答案：将使用后达到吸附饱和状态失去吸附能力的活性炭，用物理的、化学的或生物化学的方法，把所吸附的物质除去，使活性炭恢复吸附能力的操作叫做活性炭的再生。再生的原理：吸附时，吸附剂活性炭、吸附质及媒体三者之间受亲和力的作用，在一定条件下达到平衡状态，即吸附饱和状态。此时，要将活性炭上的吸附质脱离出来。方法：减压再生、加热脱附、反应再生、溶剂再生及置换再生、化学氧化分解再生、微生物再生、焙烧再活化再生。70、问答题

木质纤维素糖化发酵的四种类型及其目前各自面临的技术难题。正确答案：（1）物理法：球磨、压缩球磨、爆破粉碎、冷冻粉碎、声波、电子射线。弊端：效果不明显、处理成本高、条件苛刻。（2）化学法：酸、碱、有机溶剂。弊端：污染严重、设备要求高、损失大、收率低。（3）理化法（4）生物法：木质素降解微生物：白腐真菌为主、木质素降解酶类：Lacs、Lips、MnPs等、木质素降解条件、木质素降解分子生物学71、填空题

终端能源是指供给（）；（）和生活中直接用于消费的各种能源。正确答案：社会生产、非生产72、问答题

小型燃气轮机发电的主要形式有哪几种？正确答案：1）简单循环发电；2）前置循环热电联产或发电；3）联合循环发电或热电联产；4）整体化循环；5）核燃联合循环；6）燃机辅助循环；7）燃气烟气联合循环；8）燃气热泵联合循环；燃料电池——燃气轮联合循环73、问答题

生物质气化气体有哪些特性？有哪些应用？正确答案：特性①气体成分：生物质气化生成气的成分和热值与气化原料和工艺密切相关，可燃成分主要是一氧化碳和氢气，还有少量甲烷和其他烃类气体。②相对分子质量③气体密度④气体热值⑤华白指数：是一个热负荷指标，它从燃气性质的角度全面反映了燃气向燃烧器提供热量的能力，是保证已有燃烧器在燃气性质发生变化时仍能正常使用的重要指标⑥化学当量比：每标准立方米燃气完全燃烧所需的最少空气量称为化学当量比。⑦着火极限：燃气在可燃混合物中能正常着火的最小和最大浓度分别称为着火浓度下限和着火浓度上限。着火极限也称为爆炸极限。应用①生物质气化供热：生物质经过气化炉气化后，生成的燃气送入下一级燃烧器中燃烧，产生的高温烟气在燃气炉内与被加热介质进行热交换，被加热介质通过循环装置送往用热系统释放热量后回到燃气炉内再次加热，从而可连续为终端用户提供取暖或烘干用的热能。②生物质气化集中供气：它是以自然村为单位的小型燃气发生和供应系统，该系统将以各种秸秆为主的生物质原料气化转换成可燃气，然后通过管网输送农村居民家中用作炊事燃料。整个系统由燃气发生、燃气输配和燃气使用三个系统组成。③生物质气化发电：基本原理是把生物质转化为可燃气，然后再利用可燃气来推动燃气发电设备进行发电。生物质气化发电过程包括三个方面：一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，需经过净化系统去除杂质，以保证设备正常运行；三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电。74、名词解释

生物质发电正确答案：利用生物质资源进行的发电。一般分直接燃烧发电和气化发电两种类型，主要包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。75、填空题

二次能源是指由（）以后得到的能源产品。正确答案：一次能源经过加工转换76、问答题

生物质乙醇生产常用原料分类。正确答案：I生产燃料乙醇的淀粉类生物质原料1.谷类原料：玉米、高粱、小麦等2.薯类原料：甘薯、马铃薯、木薯等3.野生植物原料：橡子、土茯苓、石蒜、菊芋等II生产燃料乙醇的糖类生物质原料：甘蔗甜高粱甜菜III生产燃料乙醇的木质纤维类原料被公认为来源最广泛的燃料乙醇生产原料，包括农作物秸秆、壳皮、树枝、落叶、林业边角余料、城市垃圾等。77、问答题

简述生物质发电的意义。正确答案：1、缓解能源短缺；2、增加我国清洁能源比重；3、改善环境；4、扩大乡镇产业规模，增加农民收入，缩小城乡差距。78、问答题

利用生物质能主要有哪几种方法？正确答案：直接燃烧；物化转换；生化转换；植物油利用等方式。79、问答题

生物质能转换技术有哪些类型？正确答案：1）直接燃烧技术：最普通的生物质能转化技术，即燃料中可燃成份和氧化剂（一般是空气中的氧气）发生氧化反应的化学反应过程，在反应过程中强烈析出热量，并使燃烧产物的温度升高。2）生物转换技术：用微生物发酵方法将生物质能转化为燃料物质的技术，通常生产的液体燃料为乙醇，气体燃料为沼气，并伴有二氧化碳产生。3）热化学转换技术：在加热条件下，用热化学手段将生物质能转换成燃料物质的技术。常用的方法有气化法、热裂解法和高压液化法。4）其他转换技术：生物质压缩成型技术，生物柴油，生物质制氢。80、问答题

我国水力资源有哪些特点？正确答案：1）水力资源总量较多，但开发利用率低；2）水力资源分布不均，与经济发展不匹配；3）大多数河流年内、年际径流分布不均；4）水力资源主要集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。81、问答题

简述生物柴油的优点与缺点。正确答案：优点：1.具有优良的环保特性2.具有较好的低温发动机启动性能3.具有较好的润滑性能、安全性能、燃料性能、再生性能4.无须改动柴油机5.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染缺点：1.以菜籽油为原料生产的生物柴油成本高2.用化学方法合成生物柴油有以下缺点3.低温启动性能不佳。4.燃烧排放物中NOx含量较高。5.含有微量甲醇与甘油，会使接触的橡胶零件，如橡胶膜、密封圈、燃油管等逐渐降解。6、油脂来源分散，品种复杂。82、问答题

ZnCl2在木屑制炭过程中活化起哪些作用？正确答案：（1）氯化锌的润涨作用：木屑等植物纤维原料中含有大量的纤维素及半纤维素，在室温下用氯化锌水溶液浸渍时，它们便发生润涨；随着温度的升高和水分的蒸发，高温度下高浓度的氯化锌水溶液能进一步使它们分散，直至转变成胶体状态。（2）氯化锌的催化脱水作用：在150摄氏度以上的温度下，氯化锌对含碳原料中的氢和氧有催化脱水作用，使它们更多的以水分子的形态从原料中脱除，使原料中的碳更多的保留在固体残留物炭之中；（3）氯化锌的骨架造孔作用：氯化锌为缩合生成的新生态的炭提供了可以依附的骨架，使它们在其表面逐渐聚集成特殊的微晶质碳的架构，氯化锌骨架溶解后，就形成了孔隙结构。83、问答题

微藻作为生物柴油生产的优势与应用前景分析。正确答案：生产优势：1.占地球表面积71%的是水体，每年能提供非常丰富的藻类生物量；2.藻类容易繁殖，生长周期短，光合作用效率高；3.藻类的生长繁殖不依靠土壤，不占用农业用地，而且其养殖过程可以实现自动化控制；4.藻类是一种单细胞生物，它没有叶、茎、根。即没有无用生物量，整个藻体都可用于热转化。5.藻类含有较高的脂类、可溶性多糖和蛋白质等易热解的化学组分；藻类热解所获得的生物质燃油热值高，平均高达33MJ/kg，是木材或农作物秸秆的1.6倍。6.藻类不含纤维素等难分解成分，易被粉碎和干燥，所需热解条件相对较低，可使生产成本降低；7.藻类可塑性大，可以通过改变培养条件或诱导，提高其产油能力；8.从藻类获取的油是没有污染、可再生的能量资源，它的应用不需要改变汽车、飞机的发动机。前景分析：l）和现已初步实现产业化的玉米等粮食作物制取生物柴油的方式相比，海洋微藻产量高，单位面积产量是粮食的几十倍，生长周期短、繁殖快，并且培养时间短，在很短的时间内可获得大量产品。2）微藻在水域（淡水或海水均可）中生长繁殖，不依靠土壤，不存在与农业用地相竞争的问题，不占用耕地，不影响农业生产。3）微藻的含油量相对较高，其生长繁殖和油脂的制备都可以实现工业自动化。4）微藻个体小、木素含量很低，易粉碎干燥，用藻类来生产液体燃料所需处理和加工条件相对较低，生产成本与其他生物燃料原料相比相对较低。5）微藻生长可以消耗大量的二氧化碳，并且在微藻培育过程中加人二氧化碳，可令微藻的产量大幅度增加，从微藻到油的生产过程也可以实现零排放，具有良好的环保效益。84、问答题

生物油有哪些典型特性？生物油精致的方法有哪些？生物油有哪些应用？正确答案：生物油典型特性：含水率最大可以达到30%-45%；pH值较低；密度比水大，大约为1200kg/m3；高位热值；粘度可在很大范围内变化，室温下最低为10cp，若长期存放于不好的条件下，可达到10000cp；固体杂质，可采用过滤热蒸汽产物或液态产物的方法更好的分离；稳定性，取决于热裂解过程中的物理化学变化和液体内部的化学反应；生物油品质；生物油的运输需求。生物油精致的方法：生物油加氢处理技术、沸石合成技术、生物油乳化、生物油的催化裂解、生物油水蒸气催化重整、生物油的酯化。生物油的分子蒸馏、生物油的气化。生物油的应用：作为液体燃料，用于燃烧；作为涡轮机代用燃料发电；作为柴油机代用燃料；制取化学品；制取黏合剂；农业废弃物热裂解循环利用制取缓释肥；不可冷凝气体及木炭应用。85、问答题

活性炭吸附时，积分吸附热和微分吸附热的定义？如何用方程Q＝RT2求微分吸附热？正确答案：积分吸附热：吸附剂吸附吸附质的数量从零开始到某一定值为止所放出热量总和微分吸附热：微分吸附热又叫等量吸附热，表示吸附剂吸附微量吸附质的瞬间所放出的热量求微分吸附热：通常先测定相近温度下2~3条吸附等温线，再通过方程求值。覆盖度可用平衡吸附量V与饱和吸附量Vm比值表示，当计算某一覆盖度下的微分吸附热时，首先从该覆盖度做一水平线与两条吸附等温线T2、T1相交，读出两个交点处吸附质压力P2、P1，代入上式可计算出。86、名词解释

热重法正确答案：在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。主要应用在物质的成分分析、不同气氛下物质的热性质、物质的热分解过程和热解机理、水分和挥发物的分析、氧化还原反应、高聚物的热氧化降解和反应动力学等方面。87、问答题

简述沼气生产的微生物菌种。正确答案：有机物质厌氧分解产生甲烷的过程，是由多种沼气微生物来完成的。在沼气发酵中，加入足够所需要的微生物作为接种物，亦称菌种。有没有接种物决定了沼气发酵的成败，而接种物中的有效成分与活性直接关系发酵过程的好坏。为获得足够的、质量好的接种物，必须对接种物进行富集营养。88、问答题

固体燃料的燃烧按燃烧特征常分为哪几类？正确答案：1）表面燃烧：燃烧反应在燃料表面进行，通常发生在几乎不含挥发分的燃料中，如木炭表面的燃烧。2）分解燃烧：当燃料的热解温度较低是，热解产生的挥发分析出后，与氧进行气相燃烧反应。生物质的燃烧过程属于分解燃烧。3）蒸发燃烧：主要发生在熔点较低的固体燃料。燃料在燃烧前首先熔融为液态，然后再进行蒸发和燃烧（相当于液态燃料）。89、问答题

生物质化学组成的主要成分有哪些？正确答案：（1）纤维素（2）半纤维素（3）木质素（4）淀粉（5）蛋白质（6）其他有机成分（有机物）（7）其他无机成分（无机物）90、问答题

简述我国生物质能应用技术主要哪几个方面发展？正确答案：1）高效直接燃烧技术和设备；2）薪材集约化综合开发利用；3）生物质能的液化、气化等新技术开发利用；4）城市生活垃圾的开发利用；5）能源植物的开发。91、问答题

简述分布式能源及主要特征。正确答案：由下列发电系统组成，这些系统能够在消费地点或很近的地方发电，并具有：高效地利用发电产生的废能生产热和电；现场端德可再生能源系统；包括利用现场废气、废热及多余压差来发电的能源循环利用系统。特征：高效性、环保性、能源利用的多样性、调峰作用、安全性和可靠性、减少国家输配电投资、解决边远地