【正文】 酯類（肥肉和雞皮）、蛋白質(zhì)（雞蛋和瘦肉）進(jìn) 行發(fā)酵產(chǎn)氫，得出糖類垃圾的產(chǎn)氫能力大概是其他 2類的 20 倍。在 PH為 、 SRT 為 6h的條件下，產(chǎn)氫能力達(dá)到 (L其處理的優(yōu)點(diǎn)在于利用微生物降解有機(jī)成分，不僅具有較高的廢物處理效率，而且還可以得到有機(jī)肥料 、化工產(chǎn)品以及生物氣能源等。 其具體工藝如下 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 4 頁(yè) 此工藝是以后各種高固體厭氧消化工藝的基礎(chǔ)。無(wú)氣味，具有吸濕性。折射率nD(20℃ )。 乳酸 是世界上公認(rèn)的三大有機(jī)酸之一。 廚余垃圾厭氧發(fā)酵生產(chǎn)乳酸工藝的影響因素有很多：底物特性、發(fā)酵溫度、發(fā)酵 PH 值 等 [13]。在不同的條件下，乙酸都是最主要的產(chǎn)物， VFA 組分中乙酸均占到 55％以上，而丙酸和正丁酸的產(chǎn)量都比較低 [16]。 s 攪拌速度： n=300r/min 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)壓力： P= 反應(yīng)器料液保持恒溫 T1=T2=37℃，夾套冷卻水進(jìn)口溫度為 t1=20℃，出口溫度為t2=30℃ 料液平均溫度： T=(T1+T2)/2=37℃ 冷卻水平均溫度： t=（ t1+t2） /2=25℃ 水在 25℃下 的比熱容： Cp2= K)； F:傳熱面積， m2； Δ t：被攪拌液和 熱載體之溫差， K。℃ 1 冷熱流體的溫差計(jì)算（ MATLAB） ： clc clear T1=37,T2=37,t1=20,t2=30。 改進(jìn)料 50L 反應(yīng)容器的傳熱面積為 F 反應(yīng)器 = 有 F 反應(yīng)器 ，所以傳熱設(shè)計(jì)合理。 取 整得： D=， H= ， H/D= 在取值范圍內(nèi)符合要求。查表 可得到其具體參數(shù)如下 : 攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)（ mm） 攪拌槳 直徑：DJ 軸套內(nèi)徑： d 軸套外徑：d1 軸套上端高：h2 dm1/dm2 槳高： h 軸套整體高：h1 槳寬：δ 槳的質(zhì)量： m（ kg） 150 35 60 8 M6/ 30 55 6 表 六葉開啟渦輪式攪拌器的主要尺寸 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁(yè) 發(fā)酵罐傳熱元件的設(shè)計(jì) 發(fā)酵罐的攪拌過程常常伴有放熱或吸熱現(xiàn)象，有時(shí)還需將容器內(nèi)的物料維持在一定的溫度下，以利于反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)傳熱介質(zhì)為水，不需要時(shí)常清洗筒壁所以采用整體式 U型夾套， U 型夾套筒身和封頭都包有夾套，傳熱面積大，是最常用的結(jié)構(gòu)（圖 ）。Ф =610 H 夾 =HL+50=538mm 取整得 H 夾 =490mm。 %輸入材料的許用應(yīng)力 d=850。 %輸入料液高度 C1=。 %計(jì)算容器總壓力 Pc， MPa th=Pc*D/(2*b*tPc)。 %輸出計(jì)算厚度 th1=th+C1+C2。,th1)。設(shè)計(jì)厚度符合要求，正確 39。)。 其計(jì)算及校核通過 MATLAB 編程設(shè)計(jì)如下： clc clear 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 15 頁(yè) P=。 %輸入筒體直徑， mm g=。 %腐蝕余量， mm t=1。封頭的計(jì)算厚度 th=%\n39。 %圓整名義厚度 fprintf(39。 %計(jì)算名義厚度 b2=*D/100。 else disp(39。 =3mm。 Re （ 33） 代入數(shù)值求得 Re=。采用 V1貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁(yè) 型（立式，機(jī)座不帶底角，頂蓋附有凸緣）安裝。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的作用是將兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備的軸牢固的聯(lián)在一起，以進(jìn)行傳遞運(yùn)動(dòng)和功率。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18 頁(yè) 圖 剛性聯(lián)軸器 攪拌軸的設(shè)計(jì) 攪拌軸強(qiáng)度預(yù)算 攪拌軸材料為 1Cr18Ni9Ti，攪拌軸承受的載荷以扭矩為主，且為實(shí)心軸。結(jié)構(gòu)如圖 。 %輸入軸的總長(zhǎng) 890mm d=30。 %材料的許用剪力， 20MPa Ft=137。 %計(jì)算液體產(chǎn)生的最大徑向力， N M1=9553000*P/n。,d)。,M1)。,M2)。 fprintf(39。軸徑設(shè)計(jì)符合扭矩和彎矩的校核 39。)。 end if dd3 disp(39。軸徑的設(shè)計(jì)不滿足剛度要求，請(qǐng)重新設(shè)計(jì)計(jì)算 39。 mm 按剪應(yīng)力計(jì)算的最小軸徑 d1= 按拉應(yīng)力計(jì)算的最小軸徑 d2= 按剛度校核的最小軸徑 d3= 軸徑設(shè)計(jì)符合扭矩和彎矩的校核 軸徑的設(shè)計(jì)滿足剛度要求 攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的校核 查閱相關(guān)系數(shù) : ρ 軸 ：軸的密度， 7850kg/m3； m 攪拌器 ：攪拌器的質(zhì)量， ； 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 22 頁(yè) a：軸上端的間距（圖 ）， ； d 軸 ：軸徑， ； L2:軸的下端長(zhǎng)度（圖 ）， 。 通過以上計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)攪拌軸軸徑 d=30mm 符合設(shè)計(jì)要求。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 24 頁(yè) 圖 R 型凸緣法蘭 表 凸緣法蘭具體尺寸 （ mm） 凸緣法蘭直徑 d1 d2 k d3 d4 h1 h2 螺栓 R1 R2 不銹鋼襯里 120 120 190 160 130 150 20 45 8M20 4 2 安裝底蓋的選型 凸緣法蘭、安裝底蓋、機(jī)架、傳動(dòng)軸軸徑 (通過填料箱或機(jī)械密封部分的軸徑 )以及攪拌容器之間的常用搭配關(guān)系如表 所示。 可求得 Fa= （ 39） 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 26 頁(yè) 查表得 M20 螺栓的小徑為 所以螺栓的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。液壓試驗(yàn)的試驗(yàn)值按下式計(jì)算： 壓力試驗(yàn)前應(yīng)力校核： (310) Di：罐體的內(nèi)徑， 300mm； δ e：罐體的有效厚度， ； 代入 310 式求得試驗(yàn)應(yīng)力 。 （ 1） 冷卻水進(jìn)出口接管設(shè)計(jì) 一般管徑按介質(zhì)流速計(jì)算 ： （ 312） d：接管直徑， mm； Q：介質(zhì)容積流量， ； ω：介質(zhì)平均流速， ； 數(shù)據(jù)代入 312 式求得 d=，冷卻水的進(jìn)出口管選用標(biāo)準(zhǔn)管： 的冷拔無(wú)縫鋼管。視鏡包含普通 帶頸和 普通 不帶頸的兩種， 但由于本設(shè)計(jì)發(fā)酵罐的容積才為 50L，體積太小可以 設(shè)計(jì)選用普通帶頸視鏡， DN=35mm，結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 普通帶頸視鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（ CAD 截圖） 溫度計(jì)測(cè)量元件 由于本設(shè)計(jì)環(huán)境為帶腐蝕天劍，所以可懸著帶剛性測(cè)溫探頭和感應(yīng)接觸器FP2300 雙金屬溫度計(jì)（圖 ），材料為不銹鋼，標(biāo)準(zhǔn)尺寸 Dn=100mm。 擋板寬度 Wb： Wb=（ 1/121/10） D=(2530)mm 綜合設(shè)計(jì)的參數(shù)取值 Wb=30mm。擋板的下緣可到槽底。 由于減速器、電機(jī)和夾套質(zhì)量較小，所以忽略可得總重量： （ 42） 代入數(shù)據(jù)求得 。機(jī)械密封的泄漏率低，可靠性高，功耗小，使用壽命長(zhǎng)，在攪拌反應(yīng)器中得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)工作壓力為 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 34 頁(yè) 圖 常用的插入式接管焊接（不帶補(bǔ)強(qiáng)圈） 圖 帶補(bǔ)強(qiáng)圈的插入式接管焊接 其他焊接直接采用對(duì)接焊接。 50L 通用式厭氧發(fā)酵罐，采用六葉開啟式渦輪攪拌槳，改槳葉廣泛應(yīng)用于固 液的攪拌，能有效的是固液充分的混合。能完全滿足廚余垃圾的厭氧發(fā)酵所需的溫度、壓力、 PH調(diào)控等條件。 （ 3） 50L 通用式壓氧發(fā)酵罐零件圖，攪拌器零件圖。 [22]居文明主編 .化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書 [M]．鋼架設(shè)計(jì) .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 39 頁(yè) 附錄 （ 1） 50L 通用式厭氧發(fā)酵罐 總裝配圖。攪拌軸的計(jì)算校核應(yīng)用 MATLAB 編程實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)潔明了。本設(shè)計(jì)對(duì)廚余垃圾進(jìn)行厭氧消化處理產(chǎn)乳酸工藝，具有很大的市場(chǎng)價(jià)值，不僅能夠解決廚余垃圾的環(huán)境問題還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 圖 非平衡密封結(jié)構(gòu)圖 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 筒體、封頭及其相互間的連接縱環(huán)焊縫必須采用對(duì)接接頭（圖 ），筒體、封頭壁厚薄，可以采用 I 型坡口（圖 ）。所以選用單端面密 封（圖 ）。 耳式支座由筋板和支腳組成，管飯用于反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上。 所以擋板高度 H： （ 41） ； 求得 H值為 338mm，取整 340mm。本設(shè)計(jì)取4塊擋板， Zb=4。擋板限制了液態(tài)的切向速度，增加了軸向和徑向的速度分量，其作用是使攪拌器排出流具有更寬的流動(dòng)半徑，攪拌器旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的排出流因?yàn)閾醢搴蛢?nèi)壁的作用，在攪拌罐內(nèi)形成復(fù)雜 的流場(chǎng)、流型、速度大小和方向。 設(shè)計(jì)要求可選 的冷拔無(wú)縫鋼管出口， 進(jìn)口管，為加強(qiáng)物料在加料的過程的連接防止漏液使罐體受貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 28 頁(yè) 到局部腐蝕，應(yīng)安裝法蘭，選用板式平焊鋼制管法蘭（圖 ），其具體參數(shù)見表 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 27 頁(yè) 代入 311 式求得 =234MPa ，滿足要求。根據(jù)容器的大小保持 1030 分鐘，然后將壓力降到設(shè)計(jì)壓力保持1030分鐘，同時(shí)進(jìn)行檢查。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 25 頁(yè) 圖 RS 和 LRS 型安裝底蓋 螺栓強(qiáng)度的校核 由表 得知螺栓為 8 ,法蘭螺栓采用緊螺栓連接，螺栓材料為 35鋼，在 36℃下許用應(yīng)力 [σ ]=。 凸緣法蘭的選型 由于機(jī)架的公稱直徑為 120mm，所以凸緣法蘭的公稱直徑也為 120mm。 攪拌器當(dāng)量質(zhì)量計(jì)算簡(jiǎn)式 : （ 37） 代入數(shù)據(jù)求得 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)