水压式沼气池设计.doc

目录
一、前言
二、课程设计的题目
三、课程设计的目的
四、设计参数
五、工艺流程
六、水压式沼气池工作状态图
七、发酵料液的计算
八、发酵间的设计
九、进料口(管)的设计
十、水压间(管)的设计
十一、沼气发酵的投料计算
十二、发酵原料的预处理
十三、安全注意事项
十四、设计小结
十五、文献资料
一、前言
沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生成的一种以甲烷为主体的可燃性混合气体,其主要成分是甲烷和二氧化碳。
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。
沼气发酵非常适合在农村地区推广使用。
二、课程设计的题目
水压式沼气池设计
三、课程设计的目的
通过课程设计进一步笑话和巩固本课程所学内容,并使所学的知识系统化,培养运用所学理论知识进行沼气池设计的初步能力。通过设计,了解工程设计的内容、方法及步骤,培养确定厌氧系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。
四、设计参数
气压:7840 Pa (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)。
m3/(m3. d)
某农户家共4人,畜生﹙猪﹚2头。
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。本次设计的农村家用水压式沼气池的池容积为6 m3。
投料率:指最大投入的料液所占发酵间容积的百分比。
五、工艺流程

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。
此处采用自然连续投料发酵工艺,以人、禽畜粪便及蔬菜秸秆为发酵原料,定时定量投料和出料,简单工艺流程图如下:
人畜粪便(青草及农业废物)
进料间
厌氧发酵间
水压(出料)间
农田
3. 水压式沼气池结构
在我国农村,沼气发酵不仅作为农业生态系统中的一个重要环节,处理各类废弃物来制成农家肥,而且获得生物质能用来照明或作为燃料。
厌氧发酵一般在沼气发酵池中进行。沼气池种类很多,我国农村最常用的有:家用水压式沼气池,曲流布料沼气池和圆柱形自循环沼气池等。其中,水压式沼气池是农村推广的主要池型。水压式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、发酵间、出料管、水压间、导气管几个部分。
水压式沼气池结构简图如下
1 4 5 3
2
1—加料管;2—发酵间;3—水压间;4—导气管;5—控制阀

六、水压式沼气池工作状态图
水压式沼气池初始工作状态
水压式沼气池极限工作状态
七、发酵料液的计算
发酵料液体积的计算
V1=[(n1+n2)k2+n3]T
V1=[(+)×+]×35=³
式中 V1 —发酵料液的体积,m³;
n1 —产人粪便总量。按4口人×/(人. d)取值;
n2 —产牲畜粪便总量。按2头猪×/(头 d)取值;
n3 —每日舍外能定量收集粪便总量,m³/d,
k2—收集系数。
T —原料停滞期(d )平坝农业区t取35
气室容积的计算
V2=1/2·V1·k3
式中 V1—发酵料液体积,m3;
V2—气室容积,m3;
k3—原料产气率,,为常温下产率。
V2=1/2××=(m3)
八、发酵间的设计

V=(V1—V2)·k1
式中 V—发酵间的容积,m³;
V1—发酵料液体积,m³;
V2—气室容积,m³;
K1—容积保护系数,~。本次设计取K1=
V=(-)×=³≈ m³

沼气池的直径根据题目要求及经验和平面设计,
(1)发酵间池盖削球体矢高和净容积。
①池盖削球体矢高
f1=D/a1
式中 f1——池盖削球体矢高,m;
D—圆柱体形池身直径,m;
a1—直径与池体矢