沼气技术及其应用

本书结合近几年沼气技术领域的新技术与新发展，对第三版中部分陈旧内容进行了修订和完善，补充了*的数据和资料。本书在归纳我国沼气技术发展的历史及近年来沼气工程技术发展的现状及趋势的基础上，分别详细介绍了沼气技术原理，户用沼气池的设计、施工及运行管理，沼气工程的设计与施工与运行管理，沼液加工利用技术和沼渣加工利用技术，以沼气为纽带的生态农业模式，沼气能源化利用的基本原理、沼气发电技术以及其他沼气综合利用技术，新补充了近年来发展较为迅速的沼气提纯、净化技术以及纯化沼气利用技术等内容，充分反映了沼气技术的国内外*进展。本书适用于广大农村的农业技术人员，从事现代农业建设和社会主义新农村建设的组织管理人员和广大基层沼气建设工作者参阅，可作为农业工程、生态农业、可再生能源工程和农业环境工程等领域科技工作者的参考资料，也可作为高等院校相关专业师生的教学用书。
作者简介
张全国，现任十一届全国政协委员、河南农业大学副校长、教授、博士生导师，兼任农业部可再生能源新材料与装备重点实验室主任和河南省沼气工程技术研究中心主任，是河南省可再生能源科技创新团队学术带头人，长期从事能源科学技术领域的教学科研工作，已指导硕士生46人、博士生11人、博士后9人。作为主持人主持承担国家“863计划”项目3项、国家自然科学基金项目3项、国家跨越计划项目1项等多项国家、省部级科研项目，7项科研成果获省部级科技进步奖，获得国家发明专利11项，在国内外核心杂志发表论文120余篇，多篇论文分别被SCI、EI等文献收录，领衔科研团队在生物质能源科学技术研究方面取得了令人瞩目的多项重要进展，尤其在光合生物制氢技术研究、沼气工程技术研究、生物质燃烧气化研究等成果具有显著的创新性和重要的科学价值，发明的辅热集箱式沼气工程技术已经产业化并取得了显著的社会经济效益，获得第十二届中国专利奖和“第十八届中国发明博览会金奖”，表明在可再生能源科学技术领域，尤其是沼气技术利用方面的研究水平已进入国家先进行列，在国内外同行专家中具有较高的社会知名度和影响力，所开展的光合生物制氢技术研究、辅热集箱式沼气工程技术研究的学术水平具有显著的创新性和重要的科学价值，提升了我国在此领域的整体研究水平，为我国可再生能源科学技术的可持续发展作出了贡献。目前兼任河南省可再生能源学会理事长、河南省农业工程学会理事长、河南省节能与资源利用协会副会长、中国农业工程学会常务理事、中国沼气学会常务理事、中国高校工程热物理研究会理事以及《InternationalJournalofAgriculturalandBiologicalEngineering》、《太阳能学报》、《高等学校工程热物理学报》、《农业工程学报》和《安全与环境学报》等学术杂志编委。
目　　录
第1章绪论/1

1.1我国沼气技术发展历程1

1.2沼气技术在促进社会发展中的作用3

1.2.1缓解我国化石能源供应压力3

1.2.2改善农民生活环境及卫生条件4

1.2.3控制局部地区环境污染4

1.2.4促进农业生态环境的改善5

1.2.5促进新农村建设6

1.3沼气技术研究现状与趋势7

1.3.1沼气生产技术8

1.3.2沼气提纯技术8

1.3.3沼气发电的热电冷联供系统9

1.3.4沼液、沼渣的综合利用9

参考文献10

第2章沼气技术基础/11

2.1沼气发酵基本原理11

2.1.1概述11

2.1.2沼气发酵微生物12

2.2沼气发酵原料及处理14

2.2.1沼气发酵原料及其产气特性14

2.2.2沼气发酵原料预处理19

2.3沼气发酵工艺及控制条件26

2.3.1沼气发酵工艺26

2.3.2沼气发酵工艺控制条件42

2.4沼气干发酵53

2.4.1沼气干发酵工艺53

2.4.2沼气干发酵工艺条件控制55

2.4.3发酵过程管理57

参考文献58

第3章户用沼气池的设计、施工及运行管理/60

3.1户用沼气池的设计60

3.1.1沼气池设计原则60

3.1.2户用沼气池的常用池形及其特点60

3.1.3沼气池设计参数的确定64

3.1.4沼气池设计计算64

3.2户用沼气池施工工艺66

3.2.1建池时间的选择66

3.2.2池形选择66

3.2.3建池地址的选择67

3.2.4施工工艺的选择67

3.2.5建筑材料的选择67

3.2.6土方工程69

3.2.7施工标准及其操作要点71

3.2.8沼气池的验收74

3.3输气管道的安装74

3.3.1输气管道管材的选择74

3.3.2管径的选择75

3.3.3管件的选用75

3.3.4输气管路的安装要求75

3.3.5输气管路的安装方法75

3.3.6输气管路中疏水瓶的安装76

3.3.7输气管路的气密性检查77

3.3.8输气管路安装过程中的注意事项77

3.4户用沼气池的启动77

3.4.1发酵原料的处理与配料78

3.4.2投料78

3.4.3酸碱度的调整78

3.4.4封池79

3.4.5放气试火79

3.4.6户用沼气池启动过程中常见故障分析79

3.5户用沼气池的运行管理80

3.5.1沼气池的进出料管理80

3.5.2池内搅拌80

3.5.3发酵料液的酸碱度调节80

3.5.4冬季的保温增温管理81

3.5.5夏季防止沼气外溢82

3.6沼气池的安全管理82

参考文献82

第4章沼气工程的设计与施工和运行管理/84

4.1沼气工程的分类标准84

4.2中小型沼气工程的设计计算85

4.2.1基本参数的确定85

4.2.2池容的确定88

4.2.3结构设计91

4.2.4选址规划及施工准备97

4.2.5土方及基础工程施工98

4.3辅热集箱式沼气工程技术107

4.3.1概述107

4.3.2养殖场规模与沼气原料量的确定107

4.3.3辅热集箱式沼气工程的设计110

4.3.4辅热集箱式沼气工程施工工艺117

4.3.5辅热集箱式沼气工程技术特性及其应用122

4.4温室隧道式沼气工程技术123

4.4.1设计要求及设计原则123

4.4.2厌氧发酵系统的设计124

4.4.3温室隧道式沼气气肥联产成套设备129

4.5罐池组合式沼气工程技术132

4.5.1概述132

4.5.2罐池组合式气肥联产工艺133

4.5.3罐池组合式气肥联产设备137

4.6大中型沼气工程的设计、施工及运行管理145

4.6.1大中型沼气工程的设计要点145

4.6.2大中型沼气工程主要设备及设计147

4.6.3大中型沼气工程的施工与运行管理163

4.6.4大中型沼气工程的维护和故障处理170

4.6.5大中型沼气工程实例173

参考文献182

第5章沼液加工利用技术/184

5.1沼液的主要组成和特性184

5.2沼液肥效及其增效技术187

5.2.1沼液肥效187

5.2.2厌氧发酵液的增效技术189

5.3沼液抗病虫作用及其应用技术190

5.3.1沼液的抗病虫作用分析190

5.3.2沼液抗病虫技术的应用193

5.4沼液植物培养技术195

5.4.1沼液浸种和催芽技术195

5.4.2沼液无土栽培技术198

5.5沼液动物养殖技术198

5.5.1沼液养猪198

5.5.2沼液用于其他养殖200

5.6生态型沼液产品加工工艺201

参考文献202

第6章沼渣综合利用技术/205

6.1沼渣的定义与基本特性205

6.1.1沼渣的定义205

6.1.2沼渣的基本特性205

6.2沼渣的肥料作用与技术应用206

6.2.1沼渣肥料的基本特性206

6.2.2农村沼肥应用技术208

6.2.3工业沼肥生产技术208

6.3沼渣的饲料作用与技术应用209

6.3.1沼渣饲料的技术分析209

6.3.2沼渣饲料技术应用210

6.4沼渣实用技术211

6.4.1沼渣在种植业的应用211

6.4.2沼渣在养殖业的应用212

参考文献216

第7章以沼气为纽带的生态农业模式/218

7.1以沼气为纽带的农业生态工程理论与技术体系218

7.1.1基本概念218

7.1.2基本原理219

7.1.3农业生态工程设计的技术体系227

7.2以沼气为纽带的生态农业模式232

7.2.1以沼气为纽带的生态温室模式232

7.2.2以沼气为纽带的生态果园模式252

7.2.3以沼气为纽带的生态农场模式271

7.2.4以沼气为纽带的气肥联产应用模式282

参考文献292

第8章沼气利用技术/294

8.1沼气的成分和燃烧特性294

8.1.1沼气的成分和物理性质294

8.1.2沼气的燃烧特性297

8.2沼气的能源化利用途径303

8.2.1沼气热利用技术及装置303

8.2.2沼气发电技术312

8.3沼气综合利用技术331

8.3.1沼气应用于蔬菜大棚331

8.3.2沼气储粮332

8.3.3沼气保鲜贮藏332

8.3.4沼气烘干粮食334

8.3.5沼气灯育雏334

参考文献335

第9章沼气提纯净化技术/338

9.1沼气提纯技术338

9.1.1沼气脱水工艺及装置338

9.1.2沼气脱硫工艺及装置340

9.1.3沼气脱二氧化碳工艺及装置352

9.2纯化沼气应用技术355

9.2.1纯化沼气并入燃气管网作为燃气方面的应用355

9.2.2纯化沼气在车用燃料方面的应用356

9.2.3纯化沼气在沼气燃料电池方面的应用358

参考文献358

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