水压式沼气池课程设计.doc

目录前言………………………………………………………………………… 1 一、农村家用沼气池工艺流程…………………………………………… 2 1、自然温度半批量投料发酵工艺……………………………………… 2 2、自然温度连续投料发酵工艺………………………………………… 2 二、水压式沼气池及平面布局…………………………………………… 2 1、水压式沼气池的原理与特点………………………………………… 2 2、沼气池平面布置与安装……………………………………………… 3 3、设计参数……………………………………………………………… 5 三、水压式沼气池的构造设计…………………………………………… 6 1、发酵料液体积计算…………………………………………………… 6 2、气室容积……………………………………………………………… 6 3、发酵间的容积………………………………………………………… 6 4、计算发酵间各尺寸…………………………………………………… 6 5、发酵间内总面积……………………………………………………… 7 6、进料口(管)的设计………………………………………………… 8 7、水压间(管)设计…………………………………………………… 10 四、沼气池安全注意事项………………………………………………… 11 小结………………………………………………………………………… 11 参考文献…………………………………………………………………… 11 前言沼气是有机物质在厌氧环境中, 在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下, 通过微生物发酵作用, 产生的一种可燃气体, 其主要成分是甲烷和二氧化碳。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的, 所以人们叫它沼气。沼气发酵有很多有点。沼气发酵可产生甲烷, 它是清洁方便的燃料, 发酵过程中 N、 P、 K 等肥料成分几乎得到全部保留,一部分有机氮被水解成氨太氮, 速效性养分增加, 发酵残渣可以作为饲料肥料, 沼气发酵处理有机物课大量地节省曝气消化所消耗的能量等等。随着生活水平的提高和集约式农业的发展, 农村固体废物中畜禽粪便和秸秆的产生量越来越大, 不及时有效的处理将造成农村环境卫生的破坏。利用普通使用的水压式沼气池进行处理,既可以有效利用资源, 又可以产生新的清洁能源——沼气, 还可以消除环境污染, 沼气发酵非常适合在农村地区推广使用。水压式沼气池存在能耗低、占地面积不大、处理效果好的优点,但是也存在随季节温度变化工作不稳定等缺点,在设计的过程中需要克服该问题。一、农村家用沼气池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原料选择原 料欲处配料加 活性污入 池发酵产大出料定期出料送农田自然温度半批量投料沼气发酵工艺流程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。我们本次设计选择的是自然温度连续投料发酵工艺。二、水压式沼气池及平面布局 1、水压式沼气池的原理与特点水压式沼气池的工作原理是:产气时,沼气压料液使水压箱内液面压高;用气时,料液压沼气供气。产气、用气循环工作,依靠水压箱内料液的自动升降,使气室的气压自动调节。水压沼气池是一种埋设在地下的立式圆筒形发酵池,池盖和池底是具有一定曲率半径的壳体,主要结构包括加料管、出料管、水压间、导气管几个部分。圆筒形结构沼气池的受力性能好,比相同容积的长方形池表面积小 20% 左右,池内无死角, 容易密封,有利于甲烷菌的活动,以发挥甲烷菌的产气作用。水压式沼气池型有以下几个优点: ①池体结构受力性能良好,而且充分利用土壤的承载能力,所以省工省料,成本比较低。②适于装填多种发酵原料,特别是大量的作物秸秆,对农村积肥十分有利。③为便于经常进料,厕所、猪圈可以建在沼气池上面,粪便随时都能打扫进池。④沼气池周围都与土壤接触,对池体保温有一定的作用。另外, 水压式沼气池型也存在一些缺点,主要有: ①由于气压反复变化,而且一般在 4~ 16 千帕(即 40~ 160 厘米水柱)压力之间变化。这对池体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。②由于没有搅拌装置,池内浮渣容易结壳,又难于破碎,所以发酵原料的利用率不高,池容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低,一般产气率每天仅为 米 3/米