沼气池构造原理附设计图纸.docx

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沼气及其产生过程
沼气是有机物质在厌氧环境中,在必定的温度、湿度、酸碱度的条件下,经过微生物发酵作用,产生的一种可燃气体。因为这类气体最先是在沼泽、湖泊、池塘中发现的,所以
人们叫它沼气。沼气含有多种气体,主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物,产生沼
气的过程,叫沼气发酵。依据沼气发酵过程中各种细菌的作用,沼气细菌可以分为两大类。
第一类细菌叫做分解菌,它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)
等。它们中间有特地分解纤维素的,叫纤维分解菌;有特地分解蛋白质的,叫蛋白分解菌;
有特地分解脂肪的,叫脂肪分解菌;第二类细菌叫含甲烷细菌,平时叫甲烷菌,它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。所以,有机物变为沼气的过程,就好似工厂里生产一种产品的两道工序:第一是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——构造简单的化合物;再就是在甲烷细菌的作用下,将简单的化合物加工成产品——即生成甲烷。
沼气的成分
(H2S)、氮及其
沼气是一种混杂气体,它的主要成分是甲烷,其次有二氧化碳、硫化氢
他一些成分。沼气的构成中,可燃成分包含甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体;不行
燃成分包含二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%~70%、二氧化碳含量为28%~44%、%。
沼气的理化性质
沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体,它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、
无味、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH4,是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单
碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是,比空气约轻一半。甲烷溶解度极少,在20℃、
千帕时,100单位体积的水,只好溶解3个单位体积的甲烷。
甲烷是简单的有机化合物,是优良的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰,最高温度可达
1?400?℃左右。纯甲烷每立方米发热量为千焦。沼气每立方米的发热量约千焦,
相当于千克柴油或千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率解析,每立方米沼
气所能利用的热量,相当于燃烧千克煤所能利用的热量。
家用沼气池的种类
跟着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推行,依据当地使用要求平和温、地质等条件,家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布
料水压式池、顶返水水压式池、分别浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式固然多种多样,但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本种类变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池,它又有几种不一样形式。
固定拱盖水压式沼气池
()、球形()和椭球形()
固定拱盖水压式沼气池有圆筒形
三种池
型。这类
池型的池体上部气室完整封闭,跟着沼气的不停产生,沼气压力相应提升。这个
不停增高的
气压,迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内,使得水压间内
的液面高升。
这样一来,水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差,这个水
位差就叫做“水压”(也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时,沼气开关打开,沼气
在水压下排出
;当沼气减少时,水压间的料液又返回池体内,使得水位差不停降落,以致
沼气压力也随之
相应降低。这类利用部分料液来回串动,引起水压屡次变化来储存和排放
沼气的池型,就称
之为水压式沼气池。
图8米3圆筒形水压式沼气池型(单位:毫米)
图球形水压式沼气池构造简图
图椭球形水压式沼气构造简图(单位:毫米)
水压式沼气池,是我国推行最早、数目最多的池型,是在总结“三结合”、“圆、小、浅”、
“活动盖”、“直管进料”、“中层出料”等民众建池的基础上,加以综合提升而形成的。“三
结合”就是洗手间、猪圈和沼气池连成一体,人畜粪便可以直接打扫到沼气池里进行发酵。“圆、
小、浅”就是池体圆、体积小、埋深浅。“活动盖”就是沼气池顶加活动盖板。
水压式沼气池型有以下几个长处:
池体构造受力性能优异,并且充分利用土壤的承载能力,所以省工省料,成本比较
低。
(2)适于装填多种发酵原料,特别是大批的作物秸秆,对农村积肥十分有益。
(3)为便于常常进料,洗手间、猪圈可以建在沼气池上边,粪便随时都能打扫进池。
(4)沼气池四周都与土壤接触,对池体保温有必定的作用。
水压式沼气池型也存在一些弊端,主若是:
(1)因为气压屡次变化,并且一般在4~16千帕(即40~160厘米水柱)压力之间变化。这
对池体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳固与提升都有不利的影响。
(2)因为没有搅拌装置,池内浮渣简单结壳,又难于破碎,所以发酵原料的利用率不
高,
池容产气率(即每立方米池容积一日夜的产肚量
)偏低,一般产气率每天仅为
米3/米3左
右。
(3)因为活动盖直径不可以加大,对发酵原料以秸秆为主的沼气池来说,大出料工作比较困难。所以,出料的时候最好采纳出料机械。
变型的水压式沼气池
图中心吊管式沼气池
(1)中心吊管式沼气池()将活动盖改为钢丝网水泥进、出料吊管,使其有一管
三用的功能(取代进料管、出料管和活动盖),简化了构造,降低了建池成本,又因料液使沼气
池拱盖常常处于湿润状态,有益于其气密性能的提升。并且,出料方便,便于人工
搅拌。但是,新鲜的原料常和发酵后的旧料液混在一起,原料的利用率有所降落。
图曲流布料水压式沼气池剖面图(单位:毫米)
(2)曲流布料水压式沼气池()该池型是由昆明市农村能源环保办公室于1984年设计成功的一种新池型。它的发酵原料不用秸秆,所有采纳人、畜、禽粪便。原料的含水
量在95%左右(不可以过高)。该池型有以下特色:
(1)在进料口咽喉部位设滤料盘。
(2)原料进入池内由布料器进行半控或全控式布料,形成多路曲流,增添新料扩散面,充发散挥池容负载能力,提升了池容产气率。
(3)池底由进料口向出料口倾斜。
扩大池墙出口,并在内部设隔板,塞流固菌。
(5)池拱中央、天窗盖下部吊笼,输送沼气入气箱。同时,利用内部气压、气流产生搅拌作用,缓解上部料液结壳。
(6)把池底最低点放在水压间底部。在倾斜池底作用下,发酵液可形成必定的流动推力,
实现进出料自流,可以不打开天窗盖把所有料液由水压间拿出。
其余各种变型的水压式沼气池
除了上述两种变型的水压式沼气池外,各地还依据各自的详尽使用状况,设计了多种其
他变型的水压式沼气池型。如:为了减少占地面积、节约建池造价、防范进出料液相混杂、
增添池拱顶气密封性能的双管顶返水水压式沼气池();为了便于出料的大揭盖水压
式沼气池()和便于基层出料的圆筒形水压式沼气池();为了多利用秸草类发
酵原料而采纳的弧形隔板、干湿发酵水压式沼气池()。
图









图大揭盖水压式沼气池简图

图圆筒形水压式沼气池简图(单位:毫米)
图干、湿发酵水压式沼气池简图

无活动盖基层出料水压式沼气池
无活动盖基层出料水压式沼气池是一种变型的水压式沼气池。该池型将水压式沼气池活动盖撤消,把沼气池拱盖封死,只留导气管,并且加大水压间容积,这样可防范因沼气池
活动盖密封不严带来的问题,在我国北方农村,与“模式”配套新建的沼气池倡议采纳这类
池型。本书将介绍该种沼气池的建筑技术。无活动盖基层出料水压式沼气池的构造以以下图。沼气池为圆柱形,斜坡池底。它由发酵间、贮气间、进料口、出料口、水压间、导气管等构成。

(1)进料口与进料管

图基层出料水压式沼气池构造
、
进料口与进料管分别设在猪舍地面和地下。洗手间、猪舍及采集的
人畜粪便,由进料口经过进料管注入沼气池发酵间。
(2)出料口与水压间出料口与水压间设在与池体相连的日光温室内。其目的是便于蔬菜生产施用沼气肥,同时出料口随时放出二氧化碳进入日光温室内促进蔬菜生长。水压间的下端经过出料通道与发酵间相通。出料口要设置盖板,以防人、畜误入池内。
(3)池底池底呈锅底形状,在池底中心至水压间底部之间,建一U型槽,下返坡度
5%,
便于基层出料。
(4)工作原理①未产气时,进料管、发酵间、水压间的料液在同一水
平面上。②产气时,
经微生物发酵分解而产生的沼气上涨到贮气间,因为贮气间密封不漏
气,沼气不停齐集,便产生压力。当沼气压力超出大气压力时,便把沼气池内的料液压出,
进料管和水压间内水位
上涨,发酵间水压降落,产生了水位差,因为水压气而使贮气间内
的沼气保持必定的压力。
③用气时,沼气从导气管输出,水压间的水流回发酵间,即水压
间水位降落,发酵间水位上
升。依靠水压间水位的自动起落,使贮气间的沼气压力能自动
调理,保持燃烧设施火力的稳
定。④产气太少时,假如发酵间产生的沼气跟不上用气需要,
则发酵间水位将逐渐与水压
间水位相平,最后压差消逝,沼气停止输出。
沼气池的设计
沼气池的设计原理
建筑“模式”中的沼气池,第一要做好设计工作。总结多年来科学实验和生产实践的经验,设计与模式配套的沼气池一定坚持以下原则:
(1)一定坚持“四结合”原则“四结合”是指沼气池与畜圈、洗手间、日光温室相连,令人畜粪便不停进入沼气池内,保证正常产气、连续产气,并有益于粪便管理,改进环境卫生,沼液可方便地运送到日光温室蔬菜地里作肥料使用。
(2)坚持“圆、小、浅”的原则
“圆、小、浅”是指池型以圆柱形为主,池容6~12立方米
,
池深2米左右,圆形沼气池拥有以下长处:
第一,依据几何学原理,相同容积的沼气池,
圆
形比方形或长方形的表面积小,
比较省料。第二,密闭性好,且较坚固。圆形池内部构造
合
理,池壁没有直角,简单解决密闭问题,并且四周受力均匀,池体较坚固。第三,我国北方
气温较低,圆形池置于地下,有益于冬天保平和安全越冬。第四,适于推行。无论南方、北
方,建筑圆形沼气池都有益于保证建池质量,
做到建筑一个,成功一个,使用一个,坚固
一
个,踊跃稳步地普及推行。小,是指主池容积不宜过大。浅,是为了减少挖土深度,也便
于
避开地下水,同时发酵液的表面积相对扩大,有益于产气,也便于出料。
(3)坚持直管进料,进料口加箅子、出料口加盖的原则直管进料的目的是使进料流畅,也便于搅拌。进料口加箅子是防范猪堕入沼气池进料管中。出料口加盖是为了保持环境卫生,消灭蚊蝇孳生场所和防范人、畜掉进池内。