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1、水压式沼气池课程设计xxxxxxxxxx大学 课程设计说明书 题目：水压式沼气池设计 学院：xxxxxxx 专业班级：xxxxx 学生姓名：xxxx 学生序号：xx 指导教师：xxxxx 课程设计时间：二O一 年 月 日二O一 年 月 日 1 目录 前言 . 一、设计参数 . 二、设计内容和要求 . 三、设计计算 . 3.1工艺流程设计 . 3.2发酵间的设计计算 . 3.3进出料管的设计及安装位置 . 3.4水压间的设计 . 四、小结 . 参考文献 . . . . 2 前言 厌氧发酵也称沼气发酵或甲烷发酵，是指有机物在厌氧细菌的作用下转化为甲烷的过程。不管是作物秸秆、树干茎叶、人畜粪便、城市
2、垃圾，还是污水处理厂的污泥，都是厌氧发酵的原料。在发酵过程中，废物得到处理，同时获得能源。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，处理各种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池中进行，我国沼气发酵池类型较多，其中，水压式沼气池是在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、导气管等几个部分。 其工作原理为：产气阶段，发酵池内发酵产气，发酵间的气压随产气量增大而增大；造成水压间液面高于发酵间液面：使用沼气时，发酵间压力减小，水压间液体被
3、压回发酵间。 通过课程设计进一步消化和巩固课本所学内容，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。 3 一、设计参数 1. 气压：7480Pa为宜。 2. 池容产气率：池容产气率系指每立方米发酵池容积一昼夜的产气量，单位为m3沼气/(m3池容d)。我国通常采用的池容产气率包括0.15、0.2、0.25、0.3和0.35几种。 3. 贮气量：贮气量系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气量以12h产气量为宜，其值与有效水压
4、间的容积相等。 4. 池容：系指发酵间的容积。农村家用水压式沼气池的池容有4m3、6m3、8m3、10m3等几种。 5. 投料率：系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。 二、设计内容和要求 1. 设计农村家用沼气池工艺流程； 2. 了解沼气池形状及平面布局原则； 3. 发酵间的设计：计算发酵间的容积及各部分尺寸； 4. 进料间、出料间的设计； 5. 编写设计说明书：设计说明书按课程设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、有关设计的简图等内容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简洁、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。 6. 图
5、纸要求:沼气池构造详图一张。应按比例绘制、标出主要配件、管件及其编号、标出各部分的尺寸。 4 三 设计计算 3.1工艺流程设计 采用自然温度连续投料发酵工艺，以人、禽畜粪便及蔬菜秸秆为发胶原料，定时定量投料和出料，简单工艺流程如下： 人畜粪便进料间厌氧发酵间水压间农田 3.2发酵间的设计计算 3.2.1发酵间容积： 3V=1+21+17=20 m 3.2.2发酵间各部分尺寸的确定 1.沼气池的直径根据合理尺寸确定 池盖矢跨比f11fD1=，池底矢跨比2=，池身高H=； 2.5D5D8其中， f1池盖矢高，m f2池底矢高，m H池身圆柱体高度，m D池身圆柱体直径，m 将f11fDD1=，2=
6、，H=，R=分别代入 2.52D5D8V1=V2=p6f1(3R2+f1) f2(3R2+f2) 22p6V3=pR2H 得 DD2D2V1=3+=0.0827D3 6525pDD2D2D3 V2=3+=0.05016828pD2D=0.3142D3 V3=p22.5V=V1+V2+V3 =0.0827D3+0.0501D3+0.3142D3 =0.4470D3 5 =20 m3 则 D=30.4470D3=3.55 m f1=0.71m,f2=0.44m,H=1.42m 2.池盖容积 V1=3.池底容积 V2=4.发酵间圆柱体体积 V3=V-V1-V2 =20-3.70-2.22 =14.0
7、8 m3 核算池身圆柱体高度： H=3.3进出料管的设计及安装位置 3.3.1计算死气箱拱的矢高 f死=h1+h2+h3 式中： h1池盖拱顶点到活动盖下边缘平面的距离，该值一般在1015cm之间 h2导气管下露出长度，取35cm h3导气管下口到OO液面的距离，取2030cm 设 h1=12cm；h2=5cm；h3=25cm 则f死=12+5+25=42cm=0.42m 3.3.2计算死气箱容积 V死=pf死(r1-2p6f1(3R2+f1) 0.71(31.7752+0712) 2p6=3.70 m3 p6f2(3R2+f2) 0.44(31.7752+.442) 2p6=2.22 m3
8、V3=1.42 m 2pRf死3) r1=12(R2+f1) 2f1 6 =r1池盖曲率半径，m 3.3.3投料率： 1(1.7752+0.712) 20.71=2.57 投料率= =3.3.4计算最大贮气量 V-V死V100% 20-1.35100% 20=93.25% 1V贮=池容池容产气率2 1=200.35 2=3.5 m3 3.3.5计算气箱总容积 V气=V死+V贮 =1.35+3.5 =4.85 3.3.6计算发酵间最低液面AA 气箱在圆筒形池身部分的容积： V筒=V气-V1=4.85-3.70=1.15 m3 h筒=V筒pR2=1.15=0.12 23.141.775式中：h筒圆筒形池身内气箱部分的高度，m 3.4.水压间的设计 3.4.1水压间的地面标高：此标高应确定在发酵间初始工作状态时的液面位置OO水平。 3.4.2水压间的高度H=H1+H2=0.8m 3.4.3水压间容积：此容积等于池内最大贮气量，即3.5m3 7 四、小结 通过本次课程设计进一步消化和巩固课本所学内容，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。 参考文献 固体废弃物处理与利用A讲义； 固体废弃物处理与利用A课程设计任务书及指导书 8
