沼气工程与技术 第4卷 沼气指南从生产到使用PDF电子书下载

1 前言&M.KALTSCHMITT,F.SCHOLWIN 3

1.1 目的 3

1.2 方法 3

1.3 内容 4

1.4 目标群体 4

1.5 范围定义 4

1.5.1 技术 4

1.5.2 底物 4

1.5.3 数据有效性 5

1.5.4 数据范围 5

2 厌氧发酵原理&J.FRIEHE,P.WEILAND,A.SCHATTAUER 6

2.1 沼气的产生 6

2.2 反应器的环境条件 7

2.2.1 氧气 7

2.2.2 温度 8

2.2.3 pH 8

2.2.4 营养物供给 8

2.2.5 抑制物 9

2.3 运行参数 10

2.3.1 发酵罐的有机负荷和停留时间 10

2.3.2 容积产气率、单位产气率和降解率 12

2.3.3 混合 12

2.3.4 产沼潜力和产甲烷反应 12

2.4 参考文献 14

3 沼气生产技术&J.POSTEL,U.JUNG,EL.FISCHER,F.SCHOLWIN,T.WEIDELE,H.GATTERMANN,A.SCHATTAUER,P.WEILAND 16

3.1 不同流程的特征与区别 16

3.1.1 发酵底物中的干物质含量 16

3.1.2 进料类型 17

3.1.3 发酵相数和级数 17

3.2 工艺设计 17

3.2.1 底物管理 19

3.2.2 沼气生产 34

3.2.3 沼肥的储存 49

3.2.4 储存沼气 50

3.3 相关工程准则 53

3.4 参考文献 53

4 常见底物描述&J.FRIEHE,P.WEILAND,A.SCHATTAUER 55

4.1 农业底物 55

4.1.1 粪便 55

4.1.2 能源作物 56

4.2 来自农产品加工行业的底物 58

4.2.1 啤酒生产 58

4.2.2 酒精生产 58

4.2.3 生物柴油生产 59

4.2.4 土豆加工（淀粉生产） 59

4.2.5 制糖 59

4.2.6 水果加工 59

4.3 规定的纯植物副产品 59

4.4 纯植物副产品的数据资料和产气量 60

4.5 枝条和杂草修剪 62

4.6 景观管理 62

4.7 参考文献 62

4.8 附录 64

5 沼气工程运行&J.LIEBETRAU,J.FRIEHE,P.WEILAND,A.SCHREIBER 65

5.1 生物反应的监测参数 65

5.1.1 沼气产率 65

5.1.2 沼气成分 66

5.1.3 温度 66

5.1.4 进料量和进料位 66

5.1.5 底物特性 67

5.1.6 有机酸含量的确定 67

5.1.7 pH 69

5.1.8 微量元素的含量 69

5.1.9 氮、铵、氨 69

5.1.10 浮渣层 70

5.1.11 泡沫 71

5.1.12 工艺评估 71

5.2 沼气工程监测和自动化 71

5.2.1 总线传输 73

5.2.2 编写控制程序 73

5.2.3 可视化应用 73

5.2.4 数据采集 73

5.2.5 反馈工艺控制 74

5.3 启动和正常运行的工艺控制 75

5.3.1 正常运行 75

5.3.2 启动工艺 75

5.4 干扰管理 79

5.4.1 工艺干扰的原因 79

5.4.2 处理工艺干扰 80

5.4.3 处理技术故障和问题 81

5.5 运行可靠性 81

5.5.1 职业安全和设备安全 81

5.5.2 环境保护 83

5.6 沼气工程优化须知 84

5.6.1 技术优化 85

5.6.2 分析沼气工程整体效率（在能量流基础上使用底物） 85

5.6.3 经济优化 86

5.6.4 最小化环境影响 86

5.7 参考文献 86

6 沼气处理和利用&M.WEITHAUSER,F.SCHOLWIN,ER.FISCHER,J.GROPE,T.WEIDELE,H.GATTERMANN 89

6.1 沼气提纯和加工 89

6.1.1 脱硫 89

6.1.2 干燥 93

6.1.3 去除二氧化碳 94

6.1.4 除氧 95

6.1.5 去除其他微量气体 95

6.1.6 并入天然气管网 96

6.2 沼气热电联产 96

6.2.1 带内燃发动机的小型热电联产机组 96

6.2.2 斯特灵发动机 103

6.2.3 微型燃气涡轮机 104

6.2.4 燃料电池 105

6.2.5 发电导向的热电联产机组的废热利用 106

6.3 气体注入管网 108

6.3.1 注入天然气管网 108

6.3.2 并入微型气网 108

6.4 机动车燃料 109

6.5 沼气热利用 109

6.6 参考文献 109

7 法律和行政框架&H.VON BREDOW 113

7.1 生物质发电的推广 113

7.2 并入电网 113

7.2.1 并网 113

7.2.2 入网管理 114

7.2.3 电力入网和直接销售 115

7.3 《可再生能源法》规定的并网电价 115

7.3.1 确定电价的基本原则 115

7.3.2 发电设施及其入网日期的定义-确定电价等级 116

7.3.3 电价等级 118

7.4 沼气处理和入网 122

7.4.1 电价补贴的要求 122

7.4.2 从接入点输送到热电联产机组 122

7.4.3 管网连接和使用的法律框架 123

7.5 热回收和供应 123

7.5.1 法律框架 124

7.5.2 供热 124

7.5.3 热网 124

7.6 扩展阅读推荐 124

7.7 资源列表 125

8 经济效益&S.HARTMANN,B.WIRTH,A.NIEBAUM,H.DOHLER,U.KEYMER,G.REINHOLD 127

8.1 模拟沼气工程介绍——假设和关键参数 127

8.1.1 沼气工程装机容量 127

8.1.2 底物 127

8.1.3 生物和技术设计 129

8.1.4 技术和工艺参数 130

8.1.5 模拟沼气工程的投资估算 132

8.2 模拟沼气工程的盈利分析 133

8.2.1 收入 133

8.2.2 成本 134

8.2.3 成本／收入分析 134

8.3 敏感性分析 137

8.4 不同热利用方式的盈利性 138

8.4.1 干燥用热 139

8.4.2 温室加温 141

8.4.3 市政和地方供热 142

8.5 不同余热利用途径的定性分类 142

8.6 参考文献 144

9 农场经济规划&G.REINHOLD,S.HARTMANN,A.NIEBAUM,R.STEPHANY,P.JAGER,M.SCHWAB 145

9.1 农场优化——未来前景和优化方法 147

9.1.1 选择合适的沼气工程厂址 147

9.1.2 沼气工程对作物轮种的影响 147

9.1.3 对土地和人工的需求 148

9.1.4 技术中的时间因素 153

9.2 参考文献 153

10 沼肥的质量和利用&H.DOHLER,S.WULF,S.GREBE,U.ROTH,S.KLAGES,T.AMON 154

10.1 沼肥属性 154

10.1.1 属性、营养成分和其他有价值的成分 154

10.1.2 污染物 155

10.1.3 卫生性能 155

10.2 沼肥的储存 156

10.2.1 氨排放 156

10.2.2 气候有关的排放 156

10.3 沼肥农田施用 159

10.3.1 氮的可用性和营养效果 159

10.3.2 施肥后减少氨损失的措施 159

10.4 沼肥处理 161

10.4.1 处理技术 162

10.4.2 沼渣和沼液的利用 164

10.4.3 沼肥处理工艺的比较 164

10.5 参考文献 165

11 项目实施&ER.FISCHER,F.SCHOLWIN,A.NIEBAUM,A.SCHATTAUER 168

11.1 概念系统化和项目大纲 168

11.2 可行性研究 169

11.2.1 底物的可用性 170

11.2.2 选址 171

11.2.3 物流 172

11.2.4 技术选择 173

11.2.5 沼气利用 173

11.2.6 评估和决策 173

11.3 参考文献 174

12 沼气作为可再生能源在德国的重要地位&M.KALTSCHMITT,F.SCHOLWIN,J.DANIEL-GROMKE,B.SCHUMACHER,A.SCHEUERMANN,R.WILFERT 176

12.1 沼气生产作为开发生物质的一种方式 176

12.2 沼气生产和利用对生态和可持续发展的作用 176

12.3 德国沼气生产和使用的现状 178

12.3.1 沼气工程数量及发电装机容量 178

12.3.2 沼气用途和趋势 179

12.3.3 底物 180

12.4 潜能 181

12.4.1 基础能源的技术潜力 181

12.4.2 最终能源技术潜能 182

12.5 展望 182

12.6 参考文献 183

术语表 184

缩写语列表 187

研究所地址 190