粪便沼气工程依据参数

粪便沼气工程依据参数1.以猪粪便为例进行沼气发酵计算2.1加水量计算：W=Xq(aXmo-Wo)式中Xq=16t mo=18% Wo=1-m0=82%配水比a=配水比a=Wpmp若发酵物料干物质含量mp=8%含水量Wp=92%92%则X=则 =11.58%W=16(11.5X18%-83%)=17.33t 〜17t每天进入发酵罐物料总量约16+17=33t(理论和实践测定：TS=8%之物料容重r~1030kg/m3)通过有效保温和增温措施，确保全年恒定中温发酵(t=33C-38C),则设计容积产气率,0.8—1.2m3/m3.dtg18o=0.29f=DXtga=3.82Xtg18=1.1m22.2单体发酵罐结构尺寸及投料容积:加料：a)h1=10.8m,V1=495m3r=1030kg/m 3（物料容积重量）日投料量：33x1030=33990kg/d每日投TS=8%新鲜猪粪发酵物料约等于33m3,则发酵罐负荷为：33x1030kg/m3x0.08=2719 kg（TS）/d（在中温条件下）（》33C）,负荷》1kgTS，产气率》0.4m3/m3.d）若水滞留期为15天，连续发酵工艺，则最低干物质的产量为：4120x0.22=598.2m3/d(min容积产气率为5001.0m3/m3.d)495日产沼气量：一(〜47m3/t0.78m3/min)(设计取值)min值500x0.9x1.2=450m3/dmax值500x0.9x0.8=360m3/d设计年产沼气量：450x360=16.2万m3猪粪碳氧比(C/N)为13:1猪粪产沼气热值三=5000KcaL/m 3(〜21MJ/m3)

1Kcal=4.1868KJ=4186.8J容量r=1.03〜1.05kg/t之发酵物料比热C=0.7Kcal/kgT2.3其它辅助设施结构尺寸(1)沉降池结构、尺寸钢筋混凝土结构、壁、底厚度0.25m受力筋12分布筋6 钢筋混凝土标号C25PmV=lxbxh=3x1x0.8〜2.4m3(2)预处理调节池结构、尺寸钢筋混凝土结构，壁、底厚度0.3m受力筋12分布筋6 钢筋混凝土标号C25取D=3m取D=3m，两侧为半圆形结构，中间为正方形结构H=3mi*■«¥Ay■V-->.*■\\FS=0.785X32=7m*最高液面高度：3-1=2m加料容积：Vo=s•h=7X2〜14m昼夜产气量为450m3每小时产气量450/24=18.75m 3/h2.4能量产投比、热平衡计算、保温计算a） 每个罐的散热表面积计算：S=Si+S2=DH一D：（D）2h2h=f=0.998m,D=3.82m, H=13.2m2代入数据，则S〜481m2b） 室外最低计算环境温度tmin=-35OCc） 发酵料液昼夜平均温度 tn」1 △t）=39.75oCe）保温材料导热系数入，超细玻璃棉入=0.038w/m.oC

f）热流量计算（KCal/h.m2或W/m彳）4=^另热流量q=Q昼夜=22Kcal/h.m 2S&4h则保温层厚度：S=（tn-tmin）・A/q=0.104m=9.76cm保温厚度为100mm厚。2.5单罐设备选型及设计3^n4D3^n4D8gn2式中，g—重力加速度=9.81m/sec2D—管直径，n-糙率（粗糙系数）

2.5相关泵选型预处理调节池，潜水无堵塞切割泵流量设计：按1小时（1h）进料25m3/h计（〜71/s）—0.007m3/sec扬程设计考虑管道中水头损失（含沿程水头和局部水头损失）以及最大液位高程差之总和a）液位最大高程差13.04m( 4.0m)=17.04m (maxa）液位最大高程差b）水头损失（摩阻）式中：—摩阻系数（无量纲，无因次数）对于压力管道：尙程损失£匚式中：—摩阻系数（无量纲，无因次数）对于压力管道：尙程损失d2g1其与管径d和管材之粗糙数（率）n有关一n光滑新铁管，塑料管正常状态管污浊旧管d.mm111n=0.011,=90n=0.012,=80n=0.014,=70nnn750.0360.04620.0601000.0330.04190.0551250.0310.03900.0511500.0290.03660.0481750.0270.03480.045

2000.0260.03330.0432500.0240.03090.0403000.0230.02910.0384000.0210.02640.0345000.0190.02450.032管子析角30°40°5060708090000004弋摩阻系数0.200.300.40.50.70.91.105000—管道计算长度（m）d—管道直径（换算为m）v—管道中平均流速（m/s） 米/秒g—重力加速度(g=9.81m/seco0.785d=0.785X0.1o0.785d=0.785X0.12=0.00785m管道中平均流速可近似计算:以本工程为例，设计取值:(m/sec)管道为PVC—U管材，管径d=100mm=0.1m=0.039o取n=0.012（正常状态-=0.039o其过水断面积S其过水断面积Sp平均流速：v取管道计算长度I=4+15+11=30m平均流速：v=0.57m/s22400.01660.155m30 0.572400.01660.155mh沿程=0.039 =0.039沿 0.12529.81局部阻力损失水头计算（压力管道）2v2g1=入口底阀（边缘作园且匀滑）1=入口底阀（边缘作园且匀滑）=0.20=90。等径光滑弯头=1.103=刀阀（不利状态半开启）=2.06刀阀摩阻系数与其开启程度有关。33—的函数,及心d=0.609，贝U=2.064=45(135°)弯头光滑=0.355=刀阀（不利状态半启）=5=刀阀（不利状态半启）=2.06=逆止阀（单向阀，按轴向=20°）=1.54=45° （135°）弯头光滑=0.35=变径短管DN125DN80缓变

8 0.5(1—),12 0.7850.082 0.082- 2 20.411 0.7850.1252 0.1252故8=0.5(1—0.41)=0.295〜0.3则=0.2+1.1+2.06+0.35+2.06+1.54+0.35+0.3=7.96h局部7.96v22g7.960.5722981=7.96X0.0166=0.13m设计水泵扬程H=17m+0.16m+0.13m=17.29m最终设计选泵参数 Q>7l/s（25m3/h）潜水无堵塞切割污泥泵H>20m配套电机功率NA4Kw50Hz,380V31.000.940831.000.94080.000.07% % %0.85 0.74 0.606 0 90.26 0.81 2.060.46 0.31 0.156 5 95.52 17.0 97.82.6发酵罐（加料有效体积2.6发酵罐（加料有效体积V°=450m3）水力、环搅拌干式无堵塞污泥泵1）流量设计：设计取Qp=90mh2）扬程设计：以不利状态之水头损失和液位几何高差为依据加以计算:b）水头损失h沿程lv2取d=150mm=0.15m,n=0.012=0.0366,Sp0.785X0.152=0.177m2Q0.036vSp0.01772-03msec则h沿程=0.03660.152.03=0.03664029.810.21管子入口:1）边缘尖锐=0.5,2）边缘作圆，匀滑=0.2,3）边缘入口极匀滑=0.05h局部v22g1=入口匀滑=0.20.31m2=出口匀滑=0.2=直角等径三通局部摩阻力二0.1=刀阀二2.06（半开启状态）4二直角等径（90°）光滑弯头二1.15=逆止阀（单向阀）=1.54=45。光滑弯头（环向）=0.357=变径环状短管DN150DN1000.5(1£0.5(1-DN150DN1000.5(1£0.5(1-0.102)0.152)0.5(1-0.44)0.28则=0.2+0.2+0.1+1.1+1.54+0.35+0.28=3.77h局部3.772.03h局部3.772.03229.813.774121 0.79m19.62若刀阀不全启的不利状态 =3.77+2.06=5.83,h局部=1.22m设计水泵扬程H=6m+0.31m+0.79m=7.1mmax值：H=6m+0.31m+1.22m=7.53m

最终设计选泵参数:Q>90m3/h(36l/sec),H>7.1m(7.53m)配套电机功率N=4Kw380V50Hz2.6脱硫、脱水设备计算与设计设计日最大产气量540m3d（考虑户用炉灶需脱硫处理）脱硫罐。尺寸按下式计算:VAT67858.4DH=2.38H=2.38X4/HH=2.12m脱硫罐几何尺寸取：D=2.12/2=1.06m式中：H—装脱硫剂的高度（m）D—脱硫罐直径（m）T—沼气与脱硫剂接触时间，取T=120秒（2min分钟）V-沼气发酵罐有效容积（m3）A-发酵料液容积产气率VA=日产气量=540m3/d取H=2D贝UH=V贝UH=V•A•T/67858.4D2=2.38/D2.7竖管式沼气搅拌装置（1）设计参数：（猪粪物料）①物料浓度：TS%=8%，进料COD〜25000〜55000mg/l料液相对密度w1.0271.05幕3取平均值wp1.03夕：3（1030哪3）沼气相对密度：莎°.9445（2）结构特点：参照一般设计、水封套管插入液面以下深度应》250mm，气搅拌管出口至罐底悬距为200mm本设计特点是:水封套管、导气搅拌管、生物挂膜支撑架三者结合，合为一体，结构简单:参照气搅拌规范，相关参数:每分钟每米池径的循环气量为q0.093m3.minm喷速》7〜8m/s池径D=7.64