水压式沼气池建设设计说明书.doc

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水压式沼气池建设设计说明书

亚、非、拉许多国家都或多或少在农村建立了一些沼气池。如在1983一1984年,巴西建3033口,使用率达60%,古巴建池552口,使用率60%;危地马拉建池沿,应在从池底到气箱顶盖的1/2～1/3处,不能太高或太低。太高,会缩小气箱的容积,使沼气池贮存量减小。太低,投入的发酵原料不易进到发酵间的中心部位。池子浅时,进料管要安在池底到气箱顶盖的2/3处〔即上部占2/3；池子深时,进料管安在池底到气箱顶盖的中间〔即据上部和下部各占1/2处。进料间的大小,依据沼气池的容积大小而定,但一般不宜太大。
发酵间和气箱
发酵间和气箱,这两部分实际上是一个整体,即沼气池容积下部是发酵间,上部是气箱。他们是产生和贮存沼气的地方。因为沼气轻,又不溶于水,所以各种有机物在发酵间经发酵产生出来的沼气,都上升到顶盖下部,排挤发酵液倒进、出料间,使沼气充满气箱。当沼气贮气量逐渐增加时,压力随之增大,沼气占有的体积也相应增加。发酵间和气箱的空间总体积,成为沼气池的有效容积。容积多大合适,要看使用沼气数量的多少而定。

出料管又称水压箱。沼气池的出料间与主池体相通,它的水位随气体的产生、消耗而升降,可以使气箱的沼气保持相对的压力,起到水压箱的作用,并兼做平时小出料作用。水压间的容积大小,要根据沼气池的沼气产量的高低、气压大小和贮气方式而定。
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导气管
导气管的主要作用是输送沼气。他的下端固定在活动盖板上,与气箱相通；上端接输气管,将沼气输送到沼气炉里。
水压式沼气池的原理
下图为水压式沼气池的结构：
水压式沼气池工作原理示意图
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〔结构如上图所示
其工作原理为：产气阶段,发酵池发酵产气,发酵间的气压随产气量增加而增大,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 压回发酵间。
在设计沼气池时,可以采用增大有效水压间容积的方法<即增大有效水压间表面积>,这样,在逐步加料的过程中,可以提高零压线的位置,增加发酵间的容积,提高产气率,提高沼气的利用率,料液也不会从水压间溢出。
3 设计原则及基本参数
设计原则
〔1沼气池宜建在畜圈或厕所地表以下,进料间与人、畜粪入口相连通。 〔2坚持适用、卫生、平面布局合理,外型美观。
〔3池盖顶端复土厚度不小于200mm。
〔4强度安全系数K≥。
〔5正常使用寿命20年以上。
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设计基本参数
〔1气压：池正常工作压力≤水柱〔即压强。
〔2池容产气率：指每立方米发酵池容积1昼夜的产气量,单位为沼气/〔。我国通常采用的池容产气率包括、、和几种,本设计为。
〔3贮气量：指气箱的最大贮气量。农村家用水压式沼气池的最大贮气量以产气量为宜,其值与有效水压间的容积相等。
〔4 池容：发酵间的容积。农村家用水压式沼气池的池容积有、、、等几种。本设计为。
〔5投料率：之最大限制投入的料液所占发酵间容积的百分比 ,一般在～之间为宜。本设计投料量为小于发酵间总容积的。
〔6地面活荷载：200Kg/m2
〔7池盖覆土最薄处厚：≥250mm
〔8地基允许承载力：≥5t/m2
〔9未考虑池产生负压力情况。
4 设计计算书
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酵原料,定时定量投料和出料,简单工艺流程如下。
人畜粪便〔青草及农业废物→进料间→厌氧发酵间→水压间→农田。
发酵间各部分尺寸的确定
〔1沼气池的直径根据用户平面布置确定。考虑充分利用土地资源、平面布局紧凑的原则,确定沼气的直径为。
〔2池盖球体矢高
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式中：
——圆柱体形池身直径,；
——直径矢高的比值,该值一般取在～,本设计取。
代入数据得：
〔3池盖削球体净容积
式中：
——池盖球体矢高,；
——池身圆柱体半径,。
代入数据得：
〔4池底削球体矢高
式中：
——圆柱体形池身直径,；
——直径与池底矢高的比值,该值一般取在～,本设计取。
代入数据得：
〔5池底削球体净容积
式中：
——池身圆柱体半径,。
——池底削球体矢高,。
代入数据得：
〔6发酵间池身圆柱体净容积
式中：
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——池盖削球体净容积,；
——池底削球体净容积,；
——发酵间总容积,。
代入数据得：
〔7发酵间池身圆柱体高的
式