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1、6.3有機(jī)垃圾產(chǎn)沼工藝 631工藝流程沼氣發(fā)酵工藝類型較多,我國(guó)農(nóng)村普遍采用的是下述兩種工藝。1.自然溫度半批量投料發(fā)酵工藝這種工藝的發(fā)酵溫度隨自然溫度變化而變化, 采用半批量方式投 料,基本流程如下圖6-3-1所示。這種工藝的發(fā)酵期因季節(jié)和農(nóng)用情況而定,一般為 5個(gè)月左右, 運(yùn)行中要求定期補(bǔ)充新鮮原料,以免造成產(chǎn)氣量下降,該工藝主要缺 點(diǎn)使出料操作勞動(dòng)量大。2.自然溫度連續(xù)投料發(fā)酵工藝這種工藝是在自然溫度下,定時(shí)定量投料和出料,能維持比較穩(wěn) 定的發(fā)酵條件,使沼氣微生物(菌群積累)區(qū)系穩(wěn)定,保持逐步完善 的原料消化速度,提高原料利用率和沼氣池負(fù)荷能力, 達(dá)到較高的產(chǎn) 氣率;工藝自身耗能少,簡(jiǎn)單

2、方便,容易操作。發(fā)酵料液的計(jì)算1. 發(fā)酵料液體積:Vi=(n 1+n2)k2+n3T式中v 1 發(fā)酵料液體積,m;ni 是產(chǎn)人糞便總量。按人口 6X 0.010m3/人 d=0.060m?n2 是產(chǎn)牲畜糞便總量。按共30頭牲畜30X 0.010m3/ (頭 d)=0.300卅/dn3 每日舍外能定量收集糞便總量,取 0.08m'/d ;k2 收集系數(shù),取值0.7T 原料滯留期(d);丘陵農(nóng)區(qū)取40。W=【(6x0.010+30x0.010)x0.7+0.08 x40=13.28m32.氣室容積的計(jì)算氣室容積:1V2 ?小式中V 1 發(fā)酵料液體積,V2氣室容積,m;3m;k3 原料產(chǎn)氣率

3、,本次設(shè)計(jì)采用0.25 m3/(m3 d)V2=0.5x13.28x0.25=1.66 m 3夏季時(shí)產(chǎn)氣率 0.3V2=0.5x13.28x0.3=1.992 m冬季時(shí)產(chǎn)氣率 0.15 V2=0.5x13.28x0.15=0.996 m發(fā)酵間的設(shè)計(jì)1.發(fā)酵間的容積V=(VV2)k1式中V 發(fā)酵間容積,m;Vi 發(fā)酵料液體積,m;匕一氣室容積,m;k1容積保護(hù)系數(shù),取0.98V= (13.28-1.66 ) x0.98=11.39 m夏季時(shí) V二(13.28-1.992)x0.98=11.06m3 冬季時(shí) V= (13.28-0.996 ) x0.98=12.08m32. 發(fā)酵間各部分尺寸的確定

4、(1) 沼氣池的直徑根據(jù)用戶平面布置確定。(2) 發(fā)酵間池蓋削球體矢高和凈容積。 池蓋削球體矢高f 1 = D/a式中f 1 池蓋削球體矢高,md 圓柱體形池身直徑,4ma 1直徑與池頂矢高的比值,取 5f1= 4/5=0.8m 池蓋削球體凈容積2 2Q1f1(3Rf1 )6式中q 1池蓋削球體凈容積,m;n 圓周率,取3.1416 ;f 1 池蓋削球體矢高,mR 池身圓柱體內(nèi)半徑,Q仁3.1414/6 x0.8(3x2x2+0.8x0.8 ) =5.2946卅(3) 發(fā)酵間池底削球體矢高和凈容積。池底削球體矢高f 2= D/ a 2式中f 2池底削球體矢高,md池身圓柱體直徑,4ma 2直徑

5、與池底矢高的比值,取 8F2=4/8=0.5m池底削球體凈容積2 2Q3 f2(3Rf2 )6式中Q 3 發(fā)酵間池底削球體凈容積,m;n 圓周率,取3.1416 ;f 2 池底削球體矢高,m3Q3=3.1416/6 x0.5(3x2x2+0.5x0.5 ) =3.2070m(1) 發(fā)酵間池身圓柱體容積和池墻高度 發(fā)酵間池身圓柱體凈容積Q=V Q Q式中q 2 發(fā)酵間池身圓柱體凈容積,m ;V 發(fā)酵間總?cè)莘e,50m; q池蓋削球體凈容積,m;Q3 發(fā)酵間池底削球體凈容積,m。Q2=50-5.2946-3.2070=41.4984m3 發(fā)酵間池身圓柱體高度HQ2R2式中n 圓周率,取值3.1416

6、 ;R發(fā)酵間池身圓柱體半徑,mH發(fā)酵間池身圓柱體高度,mH=41.4984/(3.1416x2x2 ) =3.30m(5)發(fā)酵間內(nèi)總表面積S二S1+S2+S3式中s 內(nèi)總表面積,m;Si 池蓋削球體內(nèi)表面積,m;S2池身圓柱體內(nèi)表面積,m;S3 池底削球體內(nèi)表面積,m。 池蓋削球體球面內(nèi)表面積2 r 2Si= n (R2+fi )式中s 1池蓋削球面內(nèi)表面積,m;R-池身圓柱體半徑,mf 1 池蓋削球面矢高,mn 圓周率,取3.1416。S仁3.1416x ( ) =14.58m2 圓柱體池身內(nèi)表面積S2= 2n RH式中s 2池身圓柱體內(nèi)表面積,m;R-池身內(nèi)圓柱體內(nèi)半徑,m h池身圓柱體高

7、度,m n 圓周率,取3.1416。S2=2x3.1416x2x3.30=41.4691m2 池度削球體內(nèi)表面積22S3=n (R +f 2)式中 S 3 池底削球體內(nèi)表面積, m2;f 2 池底削球體矢高, m;R 池身圓柱體內(nèi)半徑, m; n圓周率,取3.1416。S3=3.1416x(2x2+0.5x0.5 )=13.3675m2S=S1+S2+S3=69.4166m26.3.4 進(jìn)料口(管)的設(shè)計(jì)進(jìn)料口(管)由上部長(zhǎng)方形槽和下部圓管組成,其中上部長(zhǎng)方形 槽幾何尺寸是長(zhǎng)x寬乂深=600mM 320mm 500mm下部圓管宜采用 200-300預(yù)制混凝土管或現(xiàn)澆混凝土管,管與池墻角不小于

8、30°。水壓式沼氣池進(jìn)料管安裝位置一般都確定在發(fā)酵間的最低設(shè)計(jì) 液面高度處。該位置的計(jì)算方法如下:( 1 )計(jì)算死氣箱拱的矢高: 即池蓋拱頂點(diǎn)到發(fā)酵間的最高液面。 其中死氣箱拱的矢高可按下式計(jì)算:f 死二hi+h2+h3式中 h 1 池蓋拱頂點(diǎn)到活動(dòng)蓋下緣平面的距離,該值一般15cm;h2 導(dǎo)氣管下露出長(zhǎng)度,區(qū) 5cm;h3 導(dǎo)氣管下口到O O液面距離,一般取30cmF 死 =15+5+30=50cm(2) 死氣箱容積V死二f死(1+ f死)V 死=3.1416x0.5x0.5(2.9-0.5/3)=2.1468m3式中V死、f死、p 1分別為死氣箱容積、死氣箱矢高、池 蓋曲率半徑。

9、(3) 投料率:根據(jù)死氣箱容積,可計(jì)算出沼氣池投料率投料率=(50-2.1468)/50=95%式中v、v死一分別為發(fā)酵間容積和死氣箱容積,m。(4) 最大貯氣量V貯=池容 池容產(chǎn)氣率 -2V 貯二 50x0.25x0.5=6.25m3(5) 氣箱總?cè)莘eV氣=V死+ V貯V 氣 = 2.1468+6.25=8.3968m3式中V氣、V死、V貯一分別為沼氣池氣箱總?cè)莘e、死氣箱總?cè)莘e和 有效氣箱容積(最大貯氣量)。(6) 發(fā)酵間最低液面位對(duì)一般沼氣池來(lái)說(shuō),V氣均大于Q,也就是說(shuō),最低液面位置在 圓筒形池身范圍內(nèi)。此時(shí),要確定進(jìn)、出料管的安裝位置,應(yīng)按下式 先計(jì)算出氣箱在圓筒形池身部分的容積V筒=V氣QV 筒=8.3968-5.2946=3.1022m3因此,h 筒=3.1022/(3.1416x2x2)=0.25m 式中h筒一圓筒形池身內(nèi)氣箱部分的高度,m最低液面位在池蓋與池身交接平面以下 h筒的

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