水压式沼气池设计固体废物处理工程设计.docVIP

固体废物处理工程设计 设计题目 ： 水压式沼气池设计 姓名 ： 周 玲 学号 ： 093010040120 年级 ： 09级 系部 ： 食品科学与工程系 专业 ： 环境工程 指导教师 ： 余萃 完成时间 ： 2012.12.3——2012.12.7 目录 1.前言 3 1.1课程设计的题目 3 1.2课程设计的目的 3 1.3设计参数 3 1.4工艺流程 4 1.5沼气池的工作原理 4 1.6沼气池的设计依据及原则 6 2.工艺计算 7 2.1发酵液计算 7 2.1.1发酵料液体积的计算 7 2.1.2发酵投料计算 8 2.1.3气室容积的计算 8 2.2发酵间的设计 8 2.2.1发酵间的容积 9 2.2.2发酵间各部分尺寸的确定 9 2.2.3发酵间各部分位置标注 11 2.4进料口（管）的设计 11 2.4.1死气箱拱的矢高 11 2.4.2死气箱容积 11 2.4.3最大贮气量 12 2.4.3气箱总容积 12 2.4.4发酵间最低液面位 12 2.5水压间（管）的设计 12 2.5.1水压间零压线 12 2.5.2发酵间最大料液水位降 13 2.5.3水压间高度 13 2.5.4水压间圆柱体底面积 13 2.5.5水压间底面半径 13 3.水压式沼气池施工及材料设计 13 3.1材料参考用量 13 3.2沼气池施工 15 3.3成本核算 15 4安全注意事项 15 5设计小结 16 6参考文献资料 16 7附图 16 前言 a (即80 cm水柱) 池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池1昼夜的产气量，单位为m3沼气／(m3池容. d)。我国常采用的池容产气率包括0.15、0.2、0.25和0.3几种。本次设计的池容产气率为0.15 。 贮气量：指气箱内的最大沼气贮存量。农村家用水压式沼气池的最大贮存气量以12H产气量为宜，其值与有效水压间的容积相等。 池容：指发酵间的容积。本设计中农村家用水压式沼气池的池容积为8 m3 。 投料率：指最大投入的料液所占发酵间容积的百分比，一般在85%-95%之间为宜。本次设计的投料率为90% 。 1.4工艺流程 沼气发酵工艺类型较多，我国农村普遍采用的是下面两种工艺。 1.自然温度半批量投料发酵工艺 这种工艺的发酵温度随自然温度变化而变化投料，基本流程图如图所示 这种工艺的发酵期因季节和农用情况而定，一般为五个月左右，运行中要求定期补充新鲜原料，以免造成产气量下降，该工艺主要缺点使出料操作劳动量大。 2．自然温度连续投料发酵工艺 这种工艺在自然温度下，定时定量投料和出料，能维持比较稳定的发酵条件，使沼气微生物（菌群积累）区系稳定，保持逐步完善的原料消化速度，提高原料利率和沼气池负荷能力，达到较高的产气率；工艺自身消耗能少，简单方便，容易操作。 我们选择的是自然温度连续投料发酵工艺。 1.5沼气池的工作原理 水压式沼气池的工作原理可以概括为两句话：产气时，气压水；用气时，水压气。 水压式沼气池装料封盖后启动前状态时，在发酵间内的料液和水压间内的料液液面上，同时受到大气压力的作用，因此两个液面处在同一水平面上，它们之 间的气压差和液面差均为零。此时的工作状态称为“初始工作状态”，此时的料液液面高度为O-O水平面，发酵间内存在的空间为V0。 启动以后，沼气池内开始发酵产气，随着沼气产量的逐渐增加，发酵间上部气箱中的贮气量越来越大，同时所产生的沼气将发酵间内的料液压入水压间，压出的料液体积与所产的沼气体积相等。当发酵间内贮气量达到最大贮气量VC时，水压间里增加的料液也为最大贮液量VC。此时发酵间内的料液面下降到可能下降的最低位置A-A水平面，水压间内的料液面上升到可能上升的最高位置B-B水平面。此时的工作状态称为“极限工作状态”。发酵间内料液面的下降和水压间内料液面的上升使得两液面产生了高度差，高位料液具有的势能使得发酵间内沼气产生了一定的压强，其数值等于两液面高差值与料液比重的乘积。由于料液比重接近于1，因此一般将两料液面的高差值视为池内沼气压强值。在极限工作状态时的液面高差最大，称为极限沼气压强，数值等于： 式中：ΔH ——沼气池最大液面差； H1——发酵间液面最大下降值； H2——水压间液面最大上升值。 以上就是“气压水”的全过程。 当用户的燃烧器工作时，池内沼气在高位水压间液体压力下逐渐输出，随着发酵间内沼气贮量的减少，水压间料液面渐渐下降，发酵间内液面渐渐上升。此时，输出的沼气的压强也随两料液液面高差的减少而变得越来越小。当发酵间料液液面与水压间料液液面相平时，沼气池又回到初始工作状态，此时池内的沼气也因压强为零而不再输出，“水