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本書結合近幾年沼氣技術領域的新技術與新發展，對第三版中部分陳舊內容進行了修訂和完善，補充了最新的數據和資料。本書在歸納我國沼氣技術發展的歷史及近年來沼氣工程技術發展的現狀及趨勢的基礎上，分別詳細介紹了沼氣技術原理，戶用沼氣池的設計、施工及運行管理，沼氣工程的設計與施工與運行管理，沼液加工利用技術和沼渣加工利用技術，以沼氣為紐帶的生態農業模式，沼氣能源化利用的基本原理、沼氣發電技術以及其他沼氣綜合利用技術，新補充了近年來發展較為迅速的沼氣提純、凈化技術以及純化沼氣利用技術等內容，充分反映了沼氣技術的國內外最新進展。
本書適用於廣大農村的農業技術人員，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參閱，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，也可作為高等院校相關專業師生的教學用書。
張全國，現任十一屆全國政協委員、河南農業大學副校長、教授、博士生導師，兼任農業部可再生能源新材料與裝備重點實驗室主任和河南省沼氣工程技術研究中心主任，是河南省可再生能源科技創新團隊學術帶頭人，長期從事能源科學技術領域的教學科研工作，已指導碩士生46人、博士生11人、博士后9人。
作為主持人主持承擔國家「863計划」項目3項、國家自然科學基金項目3項、國家跨越計划項目1項等多項國家、省部級科研項目，7項科研成果獲省部級科技進步獎，獲得國家發明專利11項，在國內外核心雜志發表論文120余篇，多篇論文分別被SCI、EI等文獻收錄，領銜科研團隊在生物質能源科學技術研究方面取得了令人矚目的多項重要進展，尤其在光合生物制氫技術研究、沼氣工程技術研究、生物質燃燒氣化研究等成果具有顯著的創新性和重要的科學價值，發明的輔熱集箱式沼氣工程技術已經產業化並取得了顯著的社會經濟效益，獲得第十二屆中國專利獎和「第十八屆中國發明博覽會金獎」，表明在可再生能源科學技術領域，尤其是沼氣技術利用方面的研究水平已進入國家先進行列，在國內外同行專家中具有較高的社會知名度和影響力，所開展的光合生物制氫技術研究、輔熱集箱式沼氣工程技術研究的學術水平具有顯著的創新性和重要的科學價值，提升了我國在此領域的整體研究水平，為我國可再生能源科學技術的可持續發展作出了貢獻。
目前兼任河南省可再生能源學會理事長、河南省農業工程學會理事長、河南省節能與資源利用協會副會長、中國農業工程學會常務理事、中國沼氣學會常務理事、中國高校工程熱物理研究會理事以及《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》、《太陽能學報》、《高等學校工程熱物理學報》、《農業工程學報》和《安全與環境學報》等學術雜志編委。
第1章緒論/1
1.1我國沼氣技術發展歷程1
1.2沼氣技術在促進社會發展中的作用3
1.2.1緩解我國化石能源供應壓力3
1.2.2改善農民生活環境及衛生條件4
1.2.3控制局部地區環境污染4
1.2.4促進農業生態環境的改善5
1.2.5促進新農村建設6
1.3沼氣技術研究現狀與趨勢7
1.3.1沼氣生產技術8
1.3.2沼氣提純技術8
1.3.3沼氣發電的熱電冷聯供系統9
1.3.4沼液、沼渣的綜合利用9
參考文獻10
第2章沼氣技術基礎/11
2.1沼氣發酵基本原理11
2.1.1概述11
2.1.2沼氣發酵微生物12
2.2沼氣發酵原料及處理14
2.2.1沼氣發酵原料及其產氣特性14
2.2.2沼氣發酵原料預處理19
2.3沼氣發酵工藝及控制條件26
2.3.1沼氣發酵工藝26
2.3.2沼氣發酵工藝控制條件42
2.4沼氣幹發酵53
2.4.1沼氣幹發酵工藝53
2.4.2沼氣幹發酵工藝條件控制55
2.4.3發酵過程管理57
參考文獻58
第3章戶用沼氣池的設計、施工及運行管理/60
3.1戶用沼氣池的設計60
3.1.1沼氣池設計原則60
3.1.2戶用沼氣池的常用池形及其特點60
3.1.3沼氣池設計參數的確定64
3.1.4沼氣池設計計算64
3.2戶用沼氣池施工工藝66
3.2.1建池時間的選擇66
3.2.2池形選擇66
3.2.3建池位址的選擇67
3.2.4施工工藝的選擇67
3.2.5建築材料的選擇67
3.2.6土方工程69
3.2.7施工標準及其操作要點71
3.2.8沼氣池的驗收74
3.3輸氣管道的安裝74
3.3.1輸氣管道管材的選擇74
3.3.2管徑的選擇75
3.3.3管件的選用75
3.3.4輸氣管路的安裝要求75
3.3.5輸氣管路的安裝方法75
3.3.6輸氣管路中疏水瓶的安裝76
3.3.7輸氣管路的氣密性檢查77
3.3.8輸氣管路安裝過程中的注意事項77
3.4戶用沼氣池的啟動77
3.4.1發酵原料的處理與配料78
3.4.2投料78
3.4.3酸鹼度的調整78
3.4.4封池79
3.4.5放氣試火79
3.4.6戶用沼氣池啟動過程中常見故障分析79
3.5戶用沼氣池的運行管理80
3.5.1沼氣池的進出料管理80
3.5.2池內攪拌80
3.5.3發酵料液的酸鹼度調節80
3.5.4冬季的保溫增溫管理81
3.5.5夏季防止沼氣外溢82
3.6沼氣池的安全管理82
參考文獻82
第4章沼氣工程的設計與施工和運行管理/84
4.1沼氣工程的分類標準84
4.2中小型沼氣工程的設計計算85
4.2.1基本參數的確定85
4.2.2池容的確定88
4.2.3結構設計91
4.2.4選址規劃及施工準備97
4.2.5土方及基礎工程施工98
4.3輔熱集箱式沼氣工程技術107
4.3.1概述107
4.3.2養殖場規模與沼氣原料量的確定107
4.3.3輔熱集箱式沼氣工程的設計110
4.3.4輔熱集箱式沼氣工程施工工藝117
4.3.5輔熱集箱式沼氣工程技術特性及其應用122
4.4溫室隧道式沼氣工程技術123
4.4.1設計要求及設計原則123
4.4.2厭氧發酵系統的設計124
4.4.3溫室隧道式沼氣氣肥聯產成套設備129
4.5罐池組合式沼氣工程技術132
4.5.1概述132
4.5.2罐池組合式氣肥聯產工藝133
4.5.3罐池組合式氣肥聯產設備137
4.6大中型沼氣工程的設計、施工及運行管理145
4.6.1大中型沼氣工程的設計要點145
4.6.2大中型沼氣工程主要設備及設計147
4.6.3大中型沼氣工程的施工與運行管理163
4.6.4大中型沼氣工程的維護和故障處理170
4.6.5大中型沼氣工程實例173
參考文獻182
第5章沼液加工利用技術/184
5.1沼液的主要組成和特性184
5.2沼液肥效及其增效技術187
5.2.1沼液肥效187
5.2.2厭氧發酵液的增效技術189
5.3沼液抗病蟲作用及其應用技術190
5.3.1沼液的抗病蟲作用分析190
5.3.2沼液抗病蟲技術的應用193
5.4沼液植物培養技術195
5.4.1沼液浸種和催芽技術195
5.4.2沼液土栽培技術198
5.5沼液動物養殖技術198
5.5.1沼液養豬198
5.5.2沼液用於其他養殖200
5.6生態型沼液產品加工工藝201
參考文獻202
第6章沼渣綜合利用技術/205
6.1沼渣的定義與基本特性205
6.1.1沼渣的定義205
6.1.2沼渣的基本特性205
6.2沼渣的肥料作用與技術應用206
6.2.1沼渣肥料的基本特性206
6.2.2農村沼肥應用技術208
6.2.3工業沼肥生產技術208
6.3沼渣的飼料作用與技術應用209
6.3.1沼渣飼料的技術分析209
6.3.2沼渣飼料技術應用210
6.4沼渣實用技術211
6.4.1沼渣在種植業的應用211
6.4.2沼渣在養殖業的應用212
參考文獻216
第7章以沼氣為紐帶的生態農業模式/218
7.1以沼氣為紐帶的農業生態工程理論與技術體系218
7.1.1基本概念218
7.1.2基本原理219
7.1.3農業生態工程設計的技術體系227
7.2以沼氣為紐帶的生態農業模式232
7.2.1以沼氣為紐帶的生態溫室模式232
7.2.2以沼氣為紐帶的生態果園模式252
7.2.3以沼氣為紐帶的生態農場模式271
7.2.4以沼氣為紐帶的氣肥聯產應用模式282
參考文獻292
第8章沼氣利用技術/294
8.1沼氣的成分和燃燒特性294
8.1.1沼氣的成分和物理性質294
8.1.2沼氣的燃燒特性297
8.2沼氣的能源化利用途徑303
8.2.1沼氣熱利用技術及裝置303
8.2.2沼氣發電技術312
8.3沼氣綜合利用技術331
8.3.1沼氣應用於蔬菜大棚331
8.3.2沼氣儲糧332
8.3.3沼氣保鮮貯藏332
8.3.4沼氣烘乾糧食334
8.3.5沼氣燈育雛334
參考文獻335
第9章沼氣提純淨化技術/338
9.1沼氣提純技術338
9.1.1沼氣脫水工藝及裝置338
9.1.2沼氣脫硫工藝及裝置340
9.1.3沼氣脫二氧化碳工藝及裝置352
9.2純化沼氣應用技術355
9.2.1純化沼氣併入燃氣管網作為燃氣方面的應用355
9.2.2純化沼氣在車用燃料方面的應用356
9.2.3純化沼氣在沼氣燃料電池方面的應用358
參考文獻358
