沼气技术及其应用

第1章 绪论 001
1.1 沼气技术发展历程 001
1.2 沼气技术在“双碳”时代的作用 005
1.2.1 缓解我国化石能源供应压力 005
1.2.2 改善农民生活环境及卫生条件 005
1.2.3 控制局部地区环境污染 006
1.2.4 促进农业生态环境的改善 007
1.2.5 促进新农村建设 008
1.2.6 助力“双碳”目标实现 009
参考文献 010 第2章 沼气技术基础 011
2.1 沼气发酵微生物 011
2.1.1 沼气发酵微生物种类 011
2.1.2 沼气发酵微生物之间的关系 012
2.1.3 微生物沼气发酵基本原理 012
2.2 沼气发酵生化过程及其工艺调控 014
2.2.1 沼气发酵原料 014
2.2.2 沼气发酵原料的产气特性 016
2.2.3 沼气发酵原料的前处理 019
2.2.4 沼气发酵工艺及控制条件 027
2.3 沼气干发酵 054
2.3.1 沼气干发酵机制 054
2.3.2 沼气干发酵工艺类型 055
2.3.3 沼气干发酵工艺条件控制 056
2.3.4 发酵过程管理 059
2.4 沼气发酵潜力的动力学特性 060
2.4.1 沼气发酵反应的吉布斯自由能变化 060
2.4.2 氢分压对挥发性脂肪酸降解的影响 062
2.4.3 沼气发酵动力学 065
2.5 沼气提纯技术 072
2.5.1 沼气脱水工艺及装置 073
2.5.2 沼气脱硫工艺及装置 075
2.5.3 沼气脱二氧化碳工艺及装置 087
2.6 纯化沼气应用技术 090
2.6.1 纯化沼气并入燃气管网作为燃气方面的应用 091
2.6.2 纯化沼气在车用燃料方面的应用 091
2.6.3 纯化沼气在沼气燃料电池方面的应用 092
参考文献 093 第3章 户用沼气池的设计、施工及运行管理 095
3.1 户用沼气池的设计 095
3.1.1 沼气池设计原则 095
3.1.2 户用沼气池的常用池形及其特点 095
3.1.3 沼气池设计参数的确定 099
3.1.4 沼气池设计计算 100
3.2 户用沼气池施工工艺 101
3.2.1 建池时间的选择 101
3.2.2 池形选择 102
3.2.3 建池地址的选择 102
3.2.4 施工工艺的选择 103
3.2.5 建筑材料的选择 103
3.2.6 土方工程 105
3.2.7 施工标准及其操作要点 107
3.2.8 沼气池的验收 110
3.3 输气管道的安装 110
3.3.1 输气管道管材的选择 111
3.3.2 管径的选择 111
3.3.3 管件的选用 111
3.3.4 输气管路的安装要求 112
3.3.5 输气管路的安装方法 112
3.3.6 输气管路中疏水瓶的安装 113
3.3.7 输气管路的气密性检查 114
3.3.8 输气管路安装过程中的注意事项 114
3.4 户用沼气池的启动 114
3.4.1 发酵原料的处理与配料 114
3.4.2 投料 115
3.4.3 酸碱度的调整 115
3.4.4 封池 115
3.4.5 放气试火 115
3.4.6 户用沼气池启动过程中常见故障分析 116
3.5 户用沼气池的运行管理 117
3.5.1 沼气池的进出料管理 117
3.5.2 池内搅拌 117
3.5.3 发酵料液的酸碱度调节 117
3.5.4 冬季的保温增温管理 118
3.5.5 夏季防止沼气外溢 119
3.6 沼气池的安全管理 119
3.6.1 防火防爆 119
3.6.2 水压间防止人畜跌入 119
3.6.3 沼气池大出料及维修期间防止人员窒息 119
参考文献 120 第4章 沼气工程的设计与施工及运行管理 121
4.1 沼气工程的分类 121
4.2 中小型沼气工程的设计计算 122
4.2.1 基本参数的确定 122
4.2.2 池容的确定 125
4.2.3 结构设计 128
4.2.4 选址规划及施工准备 134
4.2.5 土方及基础工程施工 135
4.3 辅热集箱式沼气工程技术 144
4.3.1 养殖场规模与沼气原料量的确定 144
4.3.2 辅热集箱式沼气工程的设计 147
4.3.3 辅热集箱式沼气工程施工工艺 154
4.3.4 辅热集箱式沼气工程技术特性及其应用 159
4.4 温室隧道式沼气工程技术 160
4.4.1 设计要求及设计原则 160
4.4.2 厌氧发酵系统的设计 162
4.4.3 温室隧道式沼气气肥联产成套设备 166
4.5 罐池组合式沼气工程技术 170
4.5.1 罐池组合式气肥联产工艺 170
4.5.2 罐池组合式气肥联产设备 175
4.6 多能互补式沼气工程技术 182
4.6.1 多能互补型生物质沼气发酵热能流动理论 182
4.6.2 多能互补型生物质沼气发酵池设计 190
4.7 大中型沼气工程的设计、施工及运行管理 191
4.7.1 大中型沼气工程的设计要点 191
4.7.2 大中型沼气工程主要设备及设计 193
4.7.3 大中型沼气工程的施工与运行管理 209
4.7.4 大中型沼气工程的维护和故障处理 218
4.7.5 大中型沼气工程实例 221
参考文献 228 第5章 沼气利用技术 230
5.1 沼气的成分和燃烧特性 230
5.1.1 沼气的成分和物理性质 230
5.1.2 沼气的燃烧特性 233
5.2 沼气的能源化利用途径 239
5.2.1 沼气的燃烧理论 239
5.2.2 沼气燃烧器 240
5.2.3 常用沼气燃烧装置的种类与使用 243
5.2.4 沼气发电技术 249
5.3 沼气综合利用技术 266
5.3.1 沼气应用于蔬菜大棚 267
5.3.2 沼气储粮 267
5.3.3 沼气保鲜贮藏 268
5.3.4 沼气烘干粮食 270
5.3.5 沼气灯育雏 270
参考文献 271 第6章 沼液加工利用技术 274
6.1 沼液的主要组成和特性 274
6.2 沼液肥效及其增效技术 278
6.2.1 沼液肥效 278
6.2.2 厌氧发酵液的增效技术 280
6.3 沼液抗病虫作用及其应用技术 280
6.3.1 沼液的抗病虫作用分析 280
6.3.2 沼液抗病虫技术的应用 284
6.4 沼液植物培养技术 285
6.4.1 沼液浸种和催芽技术 286
6.4.2 沼液无土栽培技术 288
6.5 沼液动物养殖技术 289
6.5.1 沼液养猪 289
6.5.2 沼液用于其他养殖 290
6.6 生态型沼液产品加工工艺 291
参考文献 292 第7章 沼渣综合利用技术 295
7.1 沼渣的定义与基本特性 295
7.1.1 沼渣的定义 295
7.1.2 沼渣的基本特性 295
7.2 沼渣的肥料作用与技术应用 296
7.2.1 沼渣肥料的基本特性 296
7.2.2 农村沼肥应用技术 298
7.2.3 工业沼肥生产技术 299
7.3 沼渣的饲料作用与技术应用 299
7.3.1 沼渣饲料的技术分析 299
7.3.2 沼渣饲料技术应用 300
7.4 沼渣实用技术 301
7.4.1 沼渣在种植业的应用 301
7.4.2 沼渣在养殖业的应用 303
参考文献 307 第8章 以沼气为纽带的生态农业模式 309
8.1 农业发展模式 309
8.1.1 生态农业模式的基本原理 310
8.1.2 以沼气为纽带的生态温室模式 310
8.1.3 以沼气为纽带的生态果园模式 330
8.1.4 以沼气为纽带的生态农场模式 350
8.1.5 以沼气为纽带的气肥联产应用模式 353
8.2 以沼气为纽带的循环农业模式 362
8.2.1 循环农业模式基本原理 362
8.2.2 以沼气为纽带的三化协同循环农业模式 363
8.2.3 以沼气为纽带的冷热电联供农场模式 364
参考文献 366