生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)課程教學(xué)大綱

《生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程名稱：生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)BiomassEnergyTransformationPrinciple課程編號：021060380課程性質(zhì)：□必修選修課程類別：□通識課程專業(yè)課程￡實踐教學(xué)適用專業(yè)：新能源科學(xué)與工程專業(yè)課程學(xué)時：總學(xué)時32，其中：理論28、實驗4課程學(xué)分：2應(yīng)開課學(xué)期：第七學(xué)期先修課程：任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院新能源科學(xué)與工程系一、課程簡介《生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)》是新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)課。本課程全面介紹了生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用原理與技術(shù)，闡述了生物質(zhì)能源的基礎(chǔ)理論，介紹了各種工藝技術(shù)的能源轉(zhuǎn)化機理和工藝原理，包括直接燃燒技術(shù)、厭氧過程與沼氣技術(shù)、生物質(zhì)壓縮成型燃燒技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、燃料乙醇技術(shù)、熱裂解技術(shù)、生物質(zhì)制氫、城市生活垃圾處理技術(shù)和微生物燃料電池等，系統(tǒng)的闡述了生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)的原理、工藝、設(shè)備及其應(yīng)用，理論與實踐相結(jié)合。培養(yǎng)學(xué)生全面系統(tǒng)地分析問題和解決問題的綜合能力以及創(chuàng)新思維能力。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：使學(xué)生掌握生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用相關(guān)知識，為學(xué)生今后從事新能源工程的設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)管理及科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：掌握生物質(zhì)能源基本特征、轉(zhuǎn)化途徑及基本原理；課程目標(biāo)2：掌握生物質(zhì)資源、生物質(zhì)前處理技術(shù)、生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)及多元化利用技術(shù)，了解我國在開發(fā)利用生物質(zhì)能源所面臨的的問題，以及國際上生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢；課程目標(biāo)3：掌握針對特定區(qū)域的用能需求，提出因地制宜的生物質(zhì)能源利用方案，具有全面系統(tǒng)的分析問題和解決問題的綜合能力。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下：課程目標(biāo)畢業(yè)要求1．掌握生物質(zhì)能源基本特征、轉(zhuǎn)化途徑及基本原理；畢業(yè)要求1：工程知識，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決新能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學(xué)思維和工程管理意識。2．掌握生物質(zhì)資源、生物質(zhì)前處理技術(shù)、生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)及多元化利用技術(shù)，了解我國在開發(fā)利用生物質(zhì)能源所面臨的的問題，以及國際上生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢；畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術(shù)問題。能夠正確認(rèn)識行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關(guān)鍵理論問題和技術(shù)難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。3．掌握針對特定區(qū)域的用能需求，提出因地制宜的生物質(zhì)能源利用方案，具有全面系統(tǒng)的分析問題和解決問題的綜合能力。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具，能夠針對新能源勘查、開發(fā)及綜合利用中的問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時安排知識單元知識點學(xué)時數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：生物質(zhì)能源的能源地位；知識點1.2：生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)化技術(shù)；知識點1.3：生物質(zhì)能源發(fā)展?fàn)顩r與展望；2課程目標(biāo)12.生物質(zhì)能源與能源植物知識點2.1：生物質(zhì)原料的類型、化學(xué)組成；知識點2.2：生物質(zhì)資源的特點以及生物質(zhì)燃料的熱值；知識點2.3：生物質(zhì)資源量估算方法；知識點2.4：我國生物質(zhì)能源資源狀況；2課程目標(biāo)13.生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)知識點3.1：傳統(tǒng)和現(xiàn)代燃燒技術(shù)的概述；知識點3.2：燃燒的基本過程和影響因素；知識點3.3：生物質(zhì)燃燒原理以及燃燒特性；2課程目標(biāo)24.厭氧過程與沼氣技術(shù)知識點4.1：沼氣的發(fā)酵原理；知識點4.2：沼氣發(fā)酵的條件；知識點4.3：沼氣發(fā)酵的工藝；知識點4.4：沼氣工程的設(shè)計、運行和維護；44課程目標(biāo)25.生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)知識點5.1：生物質(zhì)成型技術(shù)原理與發(fā)展概況；知識點5.2：成物質(zhì)成型工藝及流程；知識點5.3：生物質(zhì)成型技術(shù)；知識點5.4：生物質(zhì)成型的燃料特性；4課程目標(biāo)26.生物質(zhì)氣化技術(shù)知識點6.1：生物質(zhì)氣化反應(yīng)的發(fā)展過程；知識點6.2：生物質(zhì)氣化原理和反應(yīng)動力學(xué)；知識點6.3：空氣氣化、氧氣氣化等氣化過程；知識點6.4：固定床和流化床生物質(zhì)氣化器的形成和工作過程；知識點6.5：4課程目標(biāo)27.生物質(zhì)燃料乙醇技術(shù)知識點7.1：乙醇的性質(zhì)和用途；知識點7.2：燃料乙醇的生產(chǎn)原理；知識點7.3：乙醇發(fā)酵工藝和生產(chǎn)方式；2課程目標(biāo)28.生物質(zhì)熱裂解技術(shù)知識點8.1：國內(nèi)外生物質(zhì)熱解反應(yīng)研究現(xiàn)狀；知識點8.2：生物炭化燃料制備技術(shù)工藝及產(chǎn)品應(yīng)用；知識點8.3：生物質(zhì)熱解技術(shù)基本原理和過程；2課程目標(biāo)29.生物質(zhì)制氫與間接液化技術(shù)知識點9.1：氫能的基本性質(zhì)和生產(chǎn)途徑；知識點9.2：生物質(zhì)制氫技術(shù)的原理和特點；知識點9.3：生物質(zhì)制氫技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢；2課程目標(biāo)210.城市有機垃圾資源知識點10.1：我國城市有機垃圾的基本特征；知識點10.2：垃圾處理和能源利用的途徑；知識點10.3：生活垃圾處理技術(shù)；4課程目標(biāo)3合計284（二）課堂實驗/實踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號項目名稱內(nèi)容、要求學(xué)時實驗/實踐類別實驗/實踐類型每組人數(shù)必做/選做課程目標(biāo)1培養(yǎng)基的制備及厭氧菌群的培養(yǎng)培養(yǎng)基的制備及厭氧菌群的培養(yǎng)；2專業(yè)演示1必做課程目標(biāo)1、22厭氧發(fā)酵液液相成分檢測厭氧發(fā)酵液液相成分檢測；2專業(yè)演示1必做課程目標(biāo)1、2基本要求1．實驗采用教師課堂操作、學(xué)生觀看驗證的實驗方式；2．上機實驗前，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真預(yù)習(xí)有關(guān)的實驗內(nèi)容；3．學(xué)生完成實驗后須撰寫實驗報告；注：實驗/實踐類別：專業(yè)、上機等實驗/實踐類型：操作型、驗證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系該課程是在完成了專業(yè)基礎(chǔ)課及部分專業(yè)課的基礎(chǔ)上開設(shè)的，先修課程為：《新能源科學(xué)與工程概論》、《新能源系統(tǒng)工程》、《新能源轉(zhuǎn)化與利用》等。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材[1]袁振宏等.生物質(zhì)能利用原理與技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2016.（二）其他教學(xué)資源[1]陳漢平等.生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理與技術(shù)[M].中國水利水電出版社,2018.[2]袁振宏等.生物質(zhì)能利用原理與技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005.[3]李文哲.生物質(zhì)能源工程[M].機械工業(yè),2013.[4]姚向君等.生物質(zhì)能自源清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005.六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：教學(xué)過程中采用多媒體課件的形式進行互動式教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性，使課堂成為積極互動的、高質(zhì)高效的課堂。注重實用性。鼓勵學(xué)生通過閱讀參考文獻、撰寫課程論文、開展課堂討論來與專業(yè)課相聯(lián)系，注重理論知識的專業(yè)應(yīng)用。通過課后布置適量思考題、練習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生深入理解基本原理和概念，提高分析和解決問題的能力。重點：掌握生物質(zhì)能源基本特征、轉(zhuǎn)化途徑及基本原理；掌握生物質(zhì)資源、生物質(zhì)前處理技術(shù)、生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)及多元化利用技術(shù)，了解我國在開發(fā)利用生物質(zhì)能源所面臨的的問題，以及國際上生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢；難點：包括生物質(zhì)能源基本特征、轉(zhuǎn)化途徑及基本原理、生物質(zhì)資源、生物質(zhì)前處理技術(shù)、生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)及多元化利用技術(shù)。后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議：儲能技術(shù)的分類及應(yīng)用、儲能技術(shù)面臨的現(xiàn)狀及發(fā)展前景；儲能技術(shù)在日常生活、交通運輸、新能源生產(chǎn)和建筑節(jié)能中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢等。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核本課程成績評定包括平時考核（平時到課率統(tǒng)計）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業(yè)和實驗報告）和終結(jié)性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結(jié)性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：課堂測驗、課后作業(yè)、實驗報告要求學(xué)生必須獨立完成，未按時提交課后作業(yè)、實驗報告或有課后作業(yè)、實驗報告抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次課后作業(yè)、實驗報告成績按零分計，占總成績的30%。終結(jié)性評價：形式為開卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識單元考試內(nèi)容1．掌握生物質(zhì)能源基本特征、轉(zhuǎn)化途徑及基本原理；1.緒論；2.生物質(zhì)能源與能源植物；考核知識點：生物質(zhì)能源的能源地位；生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)化技術(shù)；生物質(zhì)能源發(fā)展?fàn)顩r與展望；生物質(zhì)原料的類型、化學(xué)組成；生物質(zhì)資源的特點以及生物質(zhì)燃料的熱值；生物質(zhì)資源量估算方法；我國生物質(zhì)能源資源狀況；考核要求：要求學(xué)生了解生物質(zhì)能源的能源地位、轉(zhuǎn)化技術(shù)、開發(fā)利用現(xiàn)狀以及生物質(zhì)資源的特點以及生物質(zhì)燃料的熱值；掌握生物質(zhì)資源量估算方法；我國生物質(zhì)能源資源狀況。2．掌握生物質(zhì)資源、生物質(zhì)前處理技術(shù)、生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)及多元化利用技術(shù)，了解我國在開發(fā)利用生物質(zhì)能源所面臨的的問題，以及國際上生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢；3.生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)4.厭氧過程與沼氣技術(shù)5.生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)6.生物質(zhì)氣化技術(shù)7.生物質(zhì)燃料乙醇技術(shù)8.生物質(zhì)熱裂解技術(shù)9.生物質(zhì)制氫與間接液化技術(shù)考核知識點：生物質(zhì)燃燒原理以及燃燒特性；沼氣的發(fā)酵原理以及工藝，沼氣工程的設(shè)計、運行和維護；成物質(zhì)成型工藝及流程；生物質(zhì)氣化反應(yīng)的發(fā)展過程；生物質(zhì)氣化原理和反應(yīng)動力學(xué)；空氣氣化、氧氣氣化等氣化過程；生物乙醇發(fā)酵原理、工藝和生產(chǎn)方式；；生物炭化燃料制備技術(shù)工藝及產(chǎn)品應(yīng)用；生物質(zhì)熱解技術(shù)基本原理和過程；生物質(zhì)制氫技術(shù)的原理和特點；考核要求：要求學(xué)生