編輯推薦
作者多年沼氣工程技術的成果總結、闡述沼氣發酵原理、裝置、技術、詳解沼氣工程設計、施工、設備、運行。
內容簡介
《沼氣工程建設手冊》是作者多年從事沼氣工程技術與推廣應用工作的成果總結,並結閤國內外沼氣技術的最新進展編寫而成的《沼氣工程建設手冊》以沼氣生態農業模式為核心,闡述瞭以厭氧發酵技術為紐帶的沼氣工程原理及其應用技術,係統介紹瞭沼氣技術在國內外的發展曆程和現狀,沼氣發酵工藝、沼氣發酵裝置與技術基礎,戶用沼氣池與大中型沼氣工程的設計、施工、設備及運行管理,發酵剩餘物的綜閤利用技術,以及我國戶用沼氣工程和大中型沼氣工程典型實例等內容。具有較強的技術性和實用性,為有效建立資源節約型社會、發展農業循環經濟、實現農業可持續發展、增加農民收入及改善農村生産生活條件等提供可參照的工程技術模式。
《沼氣工程建設手冊》適用於廣大農村可再生能源領域的工程技術人員,從事現代農業建設和社會主義新農村建設的組織管理人員和廣大基層沼氣建設工作者,可作為農業工程、生態農業、可再生能源工程和農業環境工程等領域科技工作者的參考資料,亦可作為高等院校相關專業師生的教學參考書。
內頁插圖
目錄
第一章 沼氣工程設計原則
第一節 沼氣工程概述
一、沼氣工程的定義、組成和分類
二、沼氣的主要成分和特性
三、中國大中型沼氣工程的發展現狀
四、國外沼氣工程發展現狀
第二節 沼氣工程相關政策、法規和標準
一、發展農村沼氣的有關政策規定
二、發展農村沼氣的相關法規
三、沼氣設計有關標準、規範
第三節 沼氣工程設計原則
一、沼氣工程總體設計原則
二、沼氣工程選址
三、沼氣工程總體布置
第四節 沼氣工程的基本工藝流程
一、工藝設計
二、典型工藝方案的介紹
第二章 厭氧發酵原理
第一節 厭氧發酵的原理
一、厭氧發酵的原理
二、厭氧發酵過程的産酸階段
三、厭氧發酵過程的産甲烷階段
第二節 厭氧發酵的影響因素
一、溫度
二、pH值
三、有毒和抑製性基質
四、營養物質
五、攪拌
六、堿度
七、負荷
第三節 不同原料的特性及産氣量
一、原料特性指標
二、不同原料的産氣量
三、汙染物排放設計依據
第三章 前處理技術
第一節 格柵
一、格柵分類
二、格柵的設計
三、機械格柵
第二節 破碎
第三節 粉碎
一、一次粉碎工藝流程
二、二次粉碎工藝
第四節 沉砂
一、平流沉砂池的構造
二、平流沉砂池的設計
第四章 厭氧處理技術
第一節 全混閤厭氧消化器
一、原理和特點
二、構造
三、設備與裝置
四、設計計算
第二節 臥式推流厭氧消化器
第三節 升流式厭氧汙泥床
一、升流式厭氧汙泥床(UAS)的特點
二、三相分離器
第五章 沼氣利用技術
第一節 沼氣淨化技術
一、沼氣脫水的原理和設備
二、沼氣脫硫的原理和設備
第二節 沼氣儲存
一、儲氣裝置的容積及其位置的確定
二、儲氣櫃的分類
第三節 沼氣輸配與使用
一、沼氣管道的布置
二、沼氣輸配管網的計算
三、常用管材
四、管道的連接
五、管道的試壓和吹掃
六、沼氣竈具
第四節 沼氣發電
一、沼氣發電機的分類
二、沼氣發電的特點
三、沼氣發電係統
四、沼氣發電機組的設計
第五節 沼氣使用安全
一、沼氣中的有害組分
二、防止中毒的發生
三、防止燃氣著火和爆炸
四、對中毒者的急救方法
第六章 發酵産物綜閤利用
第一節 沼氣的綜閤利用
一、沼氣在塑料大棚蔬菜生産中的應用
二、沼氣保鮮柑橘
三、沼氣儲糧
第二節 沼渣、沼液的齣肥方式和利用技術
……
第七章 沼氣工程的施工與驗收
第八章 沼氣工程常用設備
第九章 沼氣工程運行管理
第十章 工程實例
第十一章 戶用沼氣工程設計與管理
參考文獻
精彩書摘
(四)現場試驗
現場坍落度試驗在齣料口取樣;混凝土抗壓試塊在入模處取樣。
試塊留量:同部位、同一工作班、同一配閤比混凝土每100m3,取樣不得少於一次;一次連續澆築超過1O00m3時,同一配閤比的混凝土每200m3取樣不得少於一次;每次取樣至少留置一組標養試塊,同條件養護試塊的留置組數根據實際需要確定,每次澆築留置一組至三組備用試塊;鼕期施工留四組,一組為28d標養試塊,一組為同條件養護檢查受凍臨界強度,一組為同條件養護轉常溫養護28d試塊,一組為同條件養護拆模用試塊。
(五)混凝土的防水措施
預埋管均應焊防水環,或加法蘭套管。
底闆與牆闆之間的施工縫應避免留設在剪力較大的地方,如留設在底闆上300cm的牆闆上,中間設鋼闆止水帶。防水混凝土保養不少於14晝夜。
混凝土常見缺陷及處理。
混凝土常見缺陷:麻麵、露筋、蜂窩、孔洞、縫隙加渣、缺棱掉角、裂縫、強度不足。
預防措施如下。
麻麵:選擇錶麵平整光滑的模闆,闆麵清理乾淨、充分潤濕,混凝土振搗密實,氣泡排齣。
露筋:保證鋼筋墊塊數量及墊塊不位移,避免鋼筋緊貼模闆。
蜂窩,準確掌握混凝土配閤比,混凝土攪拌均勻、澆築方法正確、振搗閤理、模闆接縫嚴密。
孔洞:控製混凝土骨料的最大粒徑,保證混凝土具有良好的流動性,振搗密實,避免混凝土中混入泥塊等雜物。
縫隙加渣:混凝土施工縫處理乾淨,避免混入雜物。
缺棱掉角:模闆要充分潤濕或塗刷脫模劑,拆除模闆前混凝土要達到規定的強度,拆模後要作好成品保護。
裂縫:混凝土要分層分段澆築,使水化熱能夠部分散發;盡量減少內外溫差,保證混凝土得到充分養護,避免水分蒸發過快;另外,拆模時避免混凝土劇烈振動。
強度不足:嚴格控製澆築前的混凝土質量,避免混凝土的振搗不實和養護不良。
……
《綠色能源的脈絡:現代沼氣技術與應用指南》 內容概要: 本書是一部係統闡述現代沼氣技術原理、工程建設、設備選型、運營管理以及多元化應用的高級參考指南。本書旨在為從事沼氣工程設計、施工、運營、維護以及相關科研、教學的專業人士提供全麵、深入、實用的技術指導和理論支撐。全書結構嚴謹,內容詳實,從宏觀的政策背景和市場前景切入,逐步深入到微觀的技術細節和實踐操作,力求展現沼氣産業從源頭到末端的全景圖。 第一部分:沼氣工程的基礎理論與技術 本部分重點在於為讀者構建紮實的理論基石。我們將首先深入探討厭氧消化過程的生物學原理,包括不同類型的産甲烷菌群落、底物轉化途徑、影響反應速率的關鍵因素(如溫度、pH值、有機負荷、攪拌效率等)。我們將詳細解析不同類型反應器的設計理念和工藝特點,如混閤式反應器(CSTR)、升流式厭氧汙泥床反應器(UASB)、厭氧摺返流濾床反應器(AF)、固定床反應器(FB)、頂發酵反應器(AF)以及固定化生物膜反應器(IFAS)等,並對其優缺點、適用範圍進行詳細比較。此外,還將涵蓋沼氣成分的分析方法、影響沼氣質量的因素以及提高沼氣産量的技術策略。 第二部分:沼氣工程的係統設計與建設 本部分是本書的核心內容之一,將聚焦於沼氣工程從規劃到建設的全過程。我們將從項目立項、可行性研究、選址規劃入手,詳細介紹如何評估場址的地質條件、水文狀況、交通便利性以及環境保護要求。隨後,進入詳細設計階段,包括: 原料預處理: 針對不同來源的有機廢棄物(如畜禽糞便、農業廢棄物、食品加工殘渣、生活汙水汙泥等),闡述有效的預處理方法,包括粉碎、混閤、稀釋、加熱、酸化預處理等,以優化進料的穩定性和消化效率。 反應器設計與選型: 根據原料特性、處理規模、投資預算和運營條件,指導讀者如何科學地選擇和設計最適閤的厭氧反應器類型。本部分將提供詳細的設計參數計算方法,如容積負荷、水力停留時間、混閤方式、攪拌功率、加熱係統等,並輔以工程案例分析。 沼氣收集與儲存係統: 詳細介紹沼氣從反應器輸齣到儲存的整個流程。包括沼氣管道的設計、材料選擇、防腐蝕措施、壓力控製係統、防爆措施等。針對沼氣儲氣罐,將深入分析不同類型儲氣設施(如濕式、乾式、薄膜式、鋼製、地埋式等)的優缺點、選型依據、安全操作規範以及維護要點。 沼氣淨化與提純: 闡述沼氣中常見的雜質(如H₂S、CO₂、H₂O、NH₃、矽氧烷等)的危害性及其去除方法。本部分將詳細介紹各種淨化技術,包括濕法淨化(如水洗、堿液洗滌)、乾法淨化(如活性炭吸附、分子篩吸附)、生物脫硫、膜分離技術等,並分析其工藝流程、設備選型、運行參數和經濟性。對於需要達到更高純度(如生物天然氣CNG/LNG)的沼氣,將深入講解提純技術。 沼液沼渣處理與利用: 強調沼氣工程的循環經濟屬性,詳細探討沼液和沼渣的處理與綜閤利用。針對沼液,將介紹固液分離(如疊螺脫水機、離心分離機)、濃縮(如蒸發、反滲透)、曝氣處理、人工濕地淨化等技術,以及將其作為液體肥料、有機肥原料的應用。對於沼渣,將介紹脫水、堆肥、生物乾燥、造粒等處理方法,以及其作為固體肥料、土壤改良劑、生物質燃料等多種用途。 配套輔助設施: 涵蓋進料係統(泵、管道、閥門)、齣料係統、控製係統(PLC、SCADA)、安全監測報警係統(可燃氣體、有毒氣體)、供電供暖係統、環保配套設施(如噪聲控製、廢水處理)等的設計和施工要點。 第三部分:沼氣工程的設備選型與維護 設備是沼氣工程的“心髒”,本部分將提供詳盡的設備選型指南和維護策略。 反應器設備: 重點分析攪拌器、加熱器、溫度傳感器、pH計、液位計等關鍵設備的選型原則、技術參數和供應商評估。 沼氣處理設備: 詳細介紹脫硫器(如填料塔、鼓泡塔)、除濕器、壓縮機、儲氣罐、淨化分離設備(如膜組件、吸附劑)等設備的性能特點、選型依據、安裝調試和日常維護。 泵與管道閥門: 針對輸送不同介質(沼氣、沼液、沼渣)的泵,如離心泵、螺杆泵、隔膜泵等,分析其適用性、選型參數和維護要點。同時,重點講解管道材質選擇(如不銹鋼、玻璃鋼、HDPE)、連接方式、防腐防爆措施以及各類閥門(如球閥、蝶閥、安全閥)的選型和操作。 自動化控製設備: 介紹PLC、HMI(人機界麵)、各種傳感器(溫度、壓力、流量、氣體濃度)等自動化控製元件的原理、選型和組態方法,以及係統集成的注意事項。 設備維護保養: 建立係統的設備維護保養計劃,包括日常巡檢、定期檢查、預防性維護、故障診斷與排除。重點講解針對關鍵設備的易損件更換、潤滑保養、清潔消毒等操作規程,確保設備的長期穩定運行。 第四部分:沼氣工程的運營管理與經濟性分析 成功的沼氣工程離不開科學高效的運營管理。本部分將深入探討如何最大化工程效益。 生産運營管理: 詳細闡述沼氣廠的日常操作流程,包括原料投加、反應器運行參數監控、沼氣産量與質量監測、設備運行狀態跟蹤。強調建立標準化的操作規程(SOPs)和應急預案。 安全生産管理: 沼氣易燃易爆,安全是重中之重。本部分將詳細介紹沼氣廠的安全管理體係,包括防火防爆措施、氣體泄漏檢測與預警、人員防護、設備安全操作規程、消防設施配置與維護、以及安全培訓與演練。 質量控製: 圍繞沼氣産量、甲烷含量、雜質含量等關鍵質量指標,介紹科學的質量監測方法和控製策略,確保沼氣産品符閤後續利用標準。 經濟性分析: 提供一套完整的沼氣工程經濟性評估框架。包括初始投資估算、運營成本核算(原料成本、能源消耗、人工成本、維護成本等)、收益分析(沼氣銷售、沼渣沼液銷售、政府補貼、碳減排收益等)。通過財務模型,指導讀者進行敏感性分析和風險評估,評估項目的投資迴報率和可行性。 政策法規與市場機遇: 梳理國傢和地方關於沼氣産業發展的相關政策、法規、補貼標準以及市場準入要求。分析當前沼氣産業的市場現狀、發展趨勢、潛在機遇以及麵臨的挑戰,為讀者提供戰略性決策參考。 第五部分:沼氣技術的多元化應用 本部分將展望沼氣産業的廣闊應用前景。 沼氣發電與供熱: 詳細介紹沼氣發電的技術路綫(如內燃機、燃氣輪機、燃料電池)、設備選型、並網技術、效率優化策略,以及與供熱聯産(CHP)的結閤。 生物天然氣(CNG/LNG): 重點闡述沼氣提純至生物天然氣的工藝流程、技術瓶頸、市場應用(如交通燃料、工業燃料)以及相關標準。 沼氣在化工領域的應用: 探討沼氣作為原料,通過裂解、閤成等工藝生産閤成氣、氫氣、甲烷化物、甲醇等高附加值化學品的技術可行性和工業化前景。 沼氣在農業與農村生活中的應用: 推廣沼氣在農村地區的生活燃料、照明、炊事等方麵的應用,以及利用沼渣沼液改善土壤肥力、發展生態農業的模式。 結論: 《綠色能源的脈絡:現代沼氣技術與應用指南》力求成為一本集理論性、實踐性、前瞻性於一體的專業工具書。本書的內容覆蓋瞭沼氣工程建設的各個環節,從基礎理論到工程實踐,從設備選型到運營管理,再到多元化應用,為讀者提供瞭一個全麵、深入的學習平颱。本書的齣版,期望能推動我國沼氣産業的技術進步和可持續發展,為構建綠色低碳的能源體係貢獻力量。