Biopaliwa – technologie dla zrównoważonego rozwoju

Biopaliwa – technologie dla zrównoważonego rozwoju – Spis treści

Wykaz ważniejszych skrótów i symboli
1. Wprowadzenie
1.1. Definicja i rodzaje biopaliw
1.2. Definicja biomasy
1.3. Metody konwersji biomasy w biopaliwa
1.4. Biopaliwa 1. i 2. generacji
1.5. Zastosowanie i standardy jakości biopaliw
1.6. Rozwój rynku biopaliw w aspekcie zrównoważonego rozwoju.
1.6.1. Aspekty środowiskowe produkcji biopaliw
1.6.2. Aspekty ekonomiczne produkcji biopaliw
1.6.3. Aspekty społeczne produkcji biopaliw
1.6.4. Perspektywy rozwoju rynku biopaliw
Literatura
2. Charakterystyka i właściwości biomasy
Wprowadzenie
2.1. Rodzaje biomasy do produkcji biopaliw
2.1.1. Biomasa drzewna
2.2. Charakterystyka chemiczna biomasy
2.3. Właściwości fizyczne biomasy
2.4. Kaloryczność biomasy
2.5. Wskaźniki produkcji biomasy
Literatura
3. Technologie biodiesla
Wprowadzenie
3.1. Surowce do produkcji biodiesla
3.1.1. Oleje do produkcji biopaliw 1. generacji
3.1.2. Oleje do produkcji biopaliw 2. generacji
3.1.3. Oleje i tłuszcze odpadowe
3.2. Produkcja oleju
3.2.1. Wstępne przygotowanie ziarna
3.2.2. Tłoczenie oleju
3.2.3. Ekstrakcja oleju
3.2.4. Oczyszczanie oleju surowego
3.3. Oleje jako biopaliwo i metody jego przetwarzania
3.3.1. Charakterystyka chemiczna olejów i tłuszczy do produkcji biodiesla
3.3.2. Wpływ składu chemicznego olejów i tłuszczy na właściwości biodiesla
3.4. Wytwarzanie biodiesla – procesy i operacje jednostkowe
3.4.1. Wytwarzanie estrów metylowych
3.4.2. Separacja estrów metylowych i gliceryny
3.4.3. Oczyszczanie estrów metylowych
3.4.4. Gospodarka metanolem
3.4.5. Oczyszczanie fazy glicerynowej
3.5. Instalacje technologiczne do produkcji biodiesla
3.5.1. Systemy okresowe
3.5.2. Systemy z przepływem ciągłym bezciśnieniowe
3.5.3. Systemy dwustopniowe z wykorzystaniem tłuszczy odpadowych jako surowców
3.5.4. Systemy ciśnieniowe
3.5.5. Sposoby wykorzystania i zagospodarowania gliceryny
3.6. Wskaźniki jakości biodiesla
Literatura
4. Technologie bioetanolu
Wprowadzenie
4.1. Wykorzystanie bioetanolu jako paliwa
4.2. Surowce do wytwarzania bioetanolu
4.3. Procesy i operacje jednostkowe
4.3.1. Wstępne przygotowanie surowców
4.3.2. Hydroliza
4.3.3. Fermentacja alkoholowa
4.3.4. Destylacja i rektyfikacja
4.3.5. Odwadnianie/osuszanie bioetanolu
4.3.6. Produkty uboczne
4.4. Wytwarzanie bioetanolu z surowców zawierających sacharozę – technologie 1. generacji
4.4.1. Surowce zawierające sacharozę
4.4.2. Technologie produkcji bioetanolu z surowców zawierających sacharozę
4.4.3. Zagospodarowanie produktów ubocznych
4.5. Wytwarzanie bioetanolu z surowców zawierających skrobię – technologie 1. generacji
4.5.1. Hydroliza i fermentacja alkoholowa surowców zawierających skrobię
4.5.2. Metoda sucha produkcji bioetanolu
4.5.3. Metoda mokra produkcji bioetanolu z kukurydzy
4.6. Wytwarzanie bioetanolu z biomasy lignocelulozowej – technologie 2. generacji
4.6.1. Wstępna obróbka biomasy lignocelulozowej
4.6.2. Detoksykacja
4.6.3. Fermentacja etanolowa hydrolizatów lignocelulozowych
4.6.4. Produkty uboczne fermentacji
4.7. Konwersja surowców lignocelulozowych do bioetanolu z wykorzystaniem procesów termochemicznych
4.7.1. Technologia Coskata
4.7.2. Technologia ZeaChem
4.8. Koncepcja lignorafinerii
Literatura
5. Technologie biogazu.
Wprowadzenie
5.1. Wytwarzanie biogazu metodą fermentacji metanowej
5.1.1. Podstawy biochemiczne procesu
5.1.2. Charakterystyka substratów pod kątem produkcji biogazu
5.1.3. Czynniki środowiskowe wpływające na wytwarzanie biogazu
5.1.4. Kofermentacja
5.2. Przetwarzanie odpadów komunalnych na biogaz
5.2.1. Charakterystyka odpadów komunalnych
5.2.2. Potencjał biogazowy odpadów komunalnych i ich frakcji
5.3. Systemy przetwarzania odpadów komunalnych na biogaz
5.3.1. Systemy mokre
5.3.2. Systemy suche
5.3.3. Systemy perkolacyjne
5.4. Wytwarzanie biogazu rolniczego
5.4.1. Substraty i kosubstraty do wytwarzania biogazu rolniczego
5.4.2. Przygotowanie biomasy roślinnej do fermentacji
5.4.3. Fermentacja biomasy w systemach suchych i mokrych
5.4.4. Parametry technologiczne procesu
5.5. Systemy wytwarzania biogazu rolniczego
5.6. Oczyszczanie i wzbogacanie biogazu
5.6.1. Oczyszczanie biogazu
5.6.2. Wzbogacanie (uszlachetnianie) biogazu
5.6.3. Porównanie metod wzbogacania biogazu z przeznaczeniem na biopaliwo
Literatura
6. Zgazowanie biomasy
Wprowadzenie
6.1. Charakterystyka i przygotowanie surowców do zgazowania
6.2. Spalanie biomasy
6.3. Zgazowanie biomasy
6.3.1. Mechanizm zgazowania
6.3.2. Warunki operacyjne zgazowania
6.3.3. Generatory gazu
6.4. Systemy oczyszczania gazu surowego
6.4.1. Usuwanie smoły
6.4.2. Usuwanie popiołu
6.4.3. Usuwanie zanieczyszczeń
6.4.4. Przetwarzanie/wzbogacanie gazu syntezowego
6.4.5. Kierunki rozwoju technologii zgazowania biomasy z wykorzystaniem generatorów strumieniowych
Literatura
7. Biopaliwa syntetyczne
Wprowadzenie
7.1. Synteza Fischera-Tropscha
7.1.1. Model kinetyczny syntezy węglowodorów
7.1.2. Produkty syntezy Fischera-Tropscha
7.2. Warunki syntezy Fischera-Tropscha
7.2.1. Katalizatory
7.2.2. Temperatura i ciśnienie
7.3. Reaktory do syntezy Fischera-Tropscha
7.4. Systemy wytwarzania biopaliw z wykorzystaniem syntezy Fischera-Tropscha
7.5. Metanol i jego pochodne
7.5.1. Budowa i właściwości
7.5.2. Synteza metanolu
7.5.3. Synteza dimetyloeteru
7.5.4. Synteza alkoholi mieszanych
7.5.5. Wytwarzanie etanolu
Literatura
8. Piroliza biomasy
Wprowadzenie
8.1. Piroliza biomasy lignocelulozowej
8.2. Wpływ warunków termicznych na pirolizę biomasy
8.3. Podział metod pirolizy i ich charakterystyka
8.4. Pirolizery
8.5. Produkty pirolizy
8.6. Systemy pirolizy
8.7. Wzbogacanie biooleju
8.8. Wybrane systemy produkcji oleju pirolitycznego
Literatura
9. Technologie biowodoru
Wprowadzenie
9.1. Wytwarzanie biowodoru z biomasy z wykorzystaniem metod termochemicznych
9.1.1. Wytwarzanie biowodoru z syngazu
9.1.2. Wytwarzanie biowodoru z biomasy metodą pirolizy
9.1.3. Wytwarzanie biowodoru z biomasy metodą hydrotermalnego zgazowania (SCWG)
9.2. Wytwarzanie biowodoru metodami biotechnologicznymi
9.2.1. Produkcja biowodoru metodą fermentacji ciemnej
9.2.2. Fotofermentacja
9.3. Biologiczna konwersja tlenku węgla z wytworzeniem biowodoru z wody (reakcja WGS)
9.4. Biofotoliza
Literatura
10. Biopaliwa 3. i 4. generacji
Wprowadzenie
10.1. Wytwarzanie biomasy glonów w procesie fotosyntezy
10.2. Fotosyntetyczna produkcja lipidów do wytwarzania biopaliw 3. generacji
10.3. Wytwarzanie biowodoru z udziałem glonów
10.3.1. Biofotoliza bezpośrednia
10.3.2. Biofotoliza pośrednia
10.4. Charakterystyka fotobioreaktów do syntezy glonów
10.4.1. Podstawowe kryteria projektowe
10.4.2. Rozwiązania konstrukcyjne wybranych typów fotobioreaktorów
Literatura
Wykaz nazw roślin wyższych
Wykaz nazw glonów, grzybów, drożdży i bakterii
Skorowidz
Płyta CD
1. Rośliny wykorzystywane do produkcji biopaliw
– Drzewa i krzewy
– Rośliny oleiste
– Rośliny zawierające sacharozę
– Rośliny zawierające skrobię
– Trawy
2. Produkty uboczne z rolnictwa i leśnictwa
– Odpadowa biomasa drzewna
– Odpadowa biomasa roślin zielnych
3. Literatura
4. Przykłady obliczeń technologicznych
– Zadanie 1 – Produkcja biodiesla
– Zadanie 2 – Przetwarzanie odpadów
– Zadanie 3 – Wytwarzanie biogazu