沼气技术理论与工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:林聪

出品人:

页数:230

译者:

出版时间:2007-1

价格:36.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502592318

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《绿色能源的未来：沼气利用技术前沿与实践》 简介： 在日益严峻的环境挑战和能源危机的双重压力下，探索和发展可持续的绿色能源已成为全球共识。生物质能源，作为一种重要的可再生能源，其利用潜力日益受到重视。其中，沼气，作为一种通过厌氧微生物发酵有机物产生的混合气体，因其来源广泛、环境友好、用途多样等特点，被誉为“绿色的金子”，在推动能源转型、循环经济和农村发展方面扮演着越来越重要的角色。 本书《绿色能源的未来：沼气利用技术前沿与实践》，旨在全面、深入地介绍当前沼气技术的研究现状、工程实践以及未来发展趋势。本书内容涵盖了从基础理论到工程应用，从技术创新到政策支持的各个环节，力求为读者构建一个系统、完整的沼气技术知识体系。本书面向的读者群体广泛，包括但不限于：从事生物质能源研究的科研人员、在沼气工程领域工作的工程师、关注农村能源转型和环境保护的政府决策者、希望了解和投资绿色能源产业的企业家，以及对新能源技术感兴趣的广大师生和公众。 第一部分：沼气发酵基础理论与工艺 本部分将从最基础的科学原理出发，系统阐述沼气发酵的微生物学、生物化学和动力学过程。 微生物学视角： 深入剖析沼气发酵过程中涉及的关键微生物群落，包括水解菌、产酸菌、产甲烷菌等，介绍它们的代谢途径、生长规律以及在不同环境条件下的行为特性。我们将探讨如何优化微生物群落结构，提高发酵效率和产气量。 生物化学过程： 详细解析有机物在厌氧条件下分解为沼气的复杂生化反应链。从多糖、蛋白质、脂肪等大分子有机物的酶促水解，到挥发性脂肪酸、醇类等中间产物的生成，再到最终甲烷和二氧化碳的形成，我们将逐一剖析每一个关键步骤的生化机理，并介绍影响这些反应速率的因素，如pH值、温度、底物浓度等。 发酵动力学模型： 引入和解析常用的沼气发酵动力学模型，如Monod模型、Logistic模型等，解释如何利用这些模型来预测发酵过程的产气速率、底物转化率以及优化反应器设计和操作参数。我们将讨论如何考虑底物浓度、抑制物存在、微生物群体动态等复杂因素来构建更准确的模型。 发酵模式与反应器类型： 系统介绍不同类型的沼气发酵模式，包括间歇发酵、半连续发酵和连续发酵。在此基础上，深入探讨各种沼气反应器的工程设计与运行特点，如固定床反应器、悬浮床反应器、UASB（上流式厌氧污泥床）反应器、IC（内循环）反应器等。我们将分析不同反应器类型在处理不同类型原料、适应不同操作条件下的优缺点，并结合实际案例进行说明。 原料预处理技术： 讨论不同类型有机原料（如畜禽粪便、秸秆、城市有机废物、工业有机废水等）在沼气发酵前所需的预处理方法。这包括物理预处理（如粉碎、均质）、化学预处理（如酸碱处理、氧化处理）和生物预处理（如酶解），旨在提高有机物的可消化性，促进微生物的有效利用，从而提高沼气产量和发酵稳定性。 第二部分：沼气工程设计与建设 本部分将聚焦于沼气工程的实际设计、建设和运行管理，将理论知识转化为可行的工程方案。 工程选址与规划： 详细介绍沼气工程项目选址需要考虑的因素，包括原料供应、场地条件、环保要求、交通运输、消纳市场等。同时，阐述项目规划的流程和关键环节，如可行性研究、环境影响评价、土地审批等。 反应器选型与设计： 基于原料特性、处理规模、投资预算和运行管理要求，指导读者如何科学选择最适合的沼气反应器类型。深入讲解反应器容积计算、传热传质设计、混合搅拌系统、进出料系统等关键设计参数的确定方法，并提供标准化的设计流程和计算示例。 配套设备选型与集成： 介绍沼气工程中常用的配套设备，包括原料收集与输送设备、沼渣沼液处理设备（如脱水机、固液分离机）、沼气净化与提纯设备（如脱硫、脱水、提纯单元）、沼气储存与输配系统等。重点分析各类设备的性能特点、技术参数和选型原则，强调设备之间的集成与协调。 沼气工程建设与安装： 阐述沼气工程建设的各个阶段，从基础施工、设备安装到管道连接、电气仪表安装等。强调施工过程中的质量控制、安全管理和标准化操作，确保工程项目的顺利实施和高质量交付。 安全与环保设计： 深入探讨沼气工程项目中的安全风险评估与控制，包括防火、防爆、防中毒等措施。同时，关注环保设计，如沼渣沼液的无害化处理与资源化利用，沼气燃烧产生的废气排放控制，以及废水处理等，确保项目符合最严格的环保标准。 第三部分：沼气的高效利用与价值提升 本部分将重点介绍沼气在不同领域的应用，以及如何通过技术手段提升沼气的附加值。 发电与供热： 详细介绍沼气在内燃机、燃气轮机、燃料电池等设备中发电的原理、技术要求和经济性分析。探讨沼气联产（热电联产）的应用模式，最大化能源利用效率。介绍沼气直接供热在工业、农业和民用领域的应用方式，以及相关的锅炉和燃烧技术。 沼气净化与提纯： 深入讲解沼气净化（脱硫、脱水、除杂）的技术原理和工艺流程，以满足不同应用场景的要求。重点介绍沼气提纯（提质）技术，如膜分离、PSA（变压吸附）、化学吸收等，以生产高纯度甲烷（生物天然气），并探讨其在交通运输（车用燃料）和工业领域的应用前景。 生物天然气（BNG）生产与应用： 专题介绍生物天然气（Biomethane Natural Gas, BNG）的生产过程，以及其与传统天然气的区别与联系。详细阐述BNG在替代天然气作为城市燃气、交通燃料以及注入天然气管网的技术要求、市场准入和政策支持。 沼气在化工领域的应用： 探索沼气作为基础原料在合成氨、甲醇、生物乙醇等化工产品生产中的应用潜力。介绍相关催化剂技术和工艺流程，以及其在构建生物基化学品产业链中的作用。 沼渣沼液的资源化利用： 详细介绍沼渣沼液作为有机肥料在农业生产中的应用价值，包括其营养成分、土壤改良作用和施用方法。探讨沼渣沼液的其他资源化利用途径，如生产饲料、生物基材料等，实现废弃物的循环利用。 第四部分：沼气产业发展与未来展望 本部分将从更宏观的视角审视沼气产业的发展现状、面临的挑战以及未来的发展方向。 政策法规与市场机制： 分析国内外支持沼气产业发展的相关政策、补贴机制和碳交易市场。探讨如何通过完善的政策法规来促进沼气项目的投资和推广。 经济性分析与商业模式： 提供沼气工程项目的经济性评估方法，包括成本效益分析、投资回报分析和风险评估。介绍多种可行的商业模式，如BOT（建设-运营-移交）、PPP（公私合作）等，以吸引社会资本参与。 面临的挑战与技术瓶颈： 坦诚地讨论当前沼气产业发展中面临的挑战，如原料收集与运输的成本、发酵效率的提升空间、沼气利用的多样性不足、市场接受度等。识别关键的技术瓶颈，如高温发酵稳定性、抑制物降解、高纯度甲烷制备效率等。 技术创新与发展趋势： 展望沼气技术的未来发展方向，包括新型高效反应器设计、智能化发酵过程控制、基因工程改造微生物、沼气与新能源技术（如光伏、风电）的耦合应用、以及沼气作为氢能载体的可能性等。 案例研究与实践经验分享： 选取国内外成功的沼气工程项目案例，深入分析其成功的关键因素、技术亮点和经验教训。通过真实的实践经验，为读者提供宝贵的借鉴和参考。 本书力求做到内容翔实、理论与实践相结合、易于理解。我们相信，《绿色能源的未来：沼气利用技术前沿与实践》将成为一本具有重要参考价值的著作，为推动沼气技术的进步和绿色能源产业的发展贡献力量。

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说实话，阅读技术专著往往是一件枯燥乏味的事情，但这本书却成功地在严谨的学术基调中注入了一股生命力。它的语言风格非常独特，夹杂着一种老派的工程师式的幽默和洞察力。比如，在介绍到某些历史上的技术瓶颈时，作者会用一些非常形象的比喻来描述科研人员当时所处的困境，这瞬间拉近了与读者的距离。结构上，它采取了一种螺旋上升的叙述方式，读者在深入理解了基础热力学和动力学模型之后，再回过头来看那些复杂的耦合反应系统，会有一种豁然开朗的感觉。我特别关注了其中关于新型催化剂在提高产气速率方面的应用章节，作者没有止步于理论推导，而是深入探讨了实验装置的放大效应（Scale-up Effect），这恰恰是许多理论研究者常常忽略的关键环节。这种对从实验室到工业化全流程的关照，使得这本书的价值远超一本单纯的理论教材，它更像是一份完整的技术传承手册。

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这本书带给我的最大冲击，是其对系统集成和能源梯级利用的宏大视角。它不仅仅聚焦于单一的厌氧反应器本身，而是将整个能源生产、废弃物处理乃至副产物资源化的链条纳入了考量范围。例如，书中对沼气净化提纯至清洁燃料（如压缩天然气或生物甲烷）的工艺路线进行了细致的对比分析，涵盖了水洗法、PSA（变压吸附）和膜分离技术的各自优劣和成本效益。这种“全景式”的视角，极大地拓宽了我对该领域未来发展方向的认识。阅读过程中，我常常需要停下来，对比书中的流程图与我正在构思的某个项目方案，从中汲取灵感。特别是在讨论副产物——沼渣沼液的无害化处理和资源化利用部分，作者提供的多种方案（如好氧发酵、膜生物反应器耦合）的选择逻辑清晰，为决策提供了坚实的理论依据。这本书无疑是面向未来的，它鼓励读者以更广阔的视野去设计和管理能源系统。

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从专业性角度来看，这本书的深度和广度都达到了令人敬佩的程度。我尤其欣赏其在数学模型和编程实现方面的处理方式。它没有直接给出现成的、复杂到无法理解的黑箱公式，而是逐步推导出关键的质量平衡方程和能量平衡方程，并清晰地阐述了每个变量背后的物理或化学意义。对于那些希望进行数值模拟的读者，书中提供了详细的边界条件设定说明和求解器的选择建议，这极大地降低了科研门槛。另外，书中对风险评估的章节处理得非常到位，它结合了HAZOP（危险与可操作性分析）的原则，系统地梳理了工艺流程中可能出现的失控点，并给出了预防措施。这说明作者不仅是一位理论专家，更是一位深谙工程实践中“安全第一”原则的实践者。总而言之，这是一部集理论深度、工程实用性、前瞻性思考于一体的力作，值得反复研读和珍藏。

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我最近沉迷于探究可持续能源转化的前沿课题，希望能找到一本既有理论深度又不失工程实操指导的权威参考书。很幸运，这本读物在很大程度上满足了我的期待。它的理论部分对各种底物（从高浓度有机废水到农业废弃物）的处理效率与影响因素进行了详尽的比较分析，数据引用可靠且具有时效性，这在同类书籍中是比较少见的。特别是关于消化过程中的过程控制策略，书中列举了多起实际案例，详细剖析了温度波动、pH震荡以及抑制物积累等常见故障的诊断流程和纠偏措施，这对于现场操作人员来说，简直是“救命稻草”一般的实用指南。我尤其欣赏作者在讨论“优化”时所采取的批判性思维，他们并未将任何一种技术模式奉为圭臬，而是基于经济性、环境影响和区域特点进行了多维度的权衡。这种不偏不倚、注重实效的叙事方式，使得整本书的权威性和可信度大大提升，完全是案头必备的工具书。

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这本书的装帧设计着实吸引人，封面那深邃的蓝与橙色的点缀，让人联想到夜晚的星空与初升的朝阳，颇具一种深沉而又充满希望的工业美感。初翻开扉页，那种特有的油墨香气混合着纸张的质地，立刻将我从日常的喧嚣中抽离出来，进入到一个更加严谨、理性的知识领域。内容编排上，作者似乎花费了大量心血去构建一个清晰的知识脉络。它不是那种堆砌公式和概念的教科书，而是更像一位经验丰富的工程师在娓娓道来，从基础的微生物学原理到复杂的反应器设计，过渡得自然而流畅。尤其值得称赞的是其中关于流体力学在厌氧消化过程中的应用分析，讲解得深入浅出，即便是初次接触此领域的读者，也能感受到其逻辑的严密性。书中的配图清晰度极高，许多复杂的结构图和流程示意图，都标注得一丝不苟，这对于理解那些抽象的工程概念起到了不可替代的辅助作用。总的来说，这本书在视觉呈现和知识架构上都展现出了极高的专业水准，让人在阅读过程中既感到充实，又非常愉悦。

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