【正文】 只要不出現(xiàn)連續(xù)陰天情況或者極端惡劣的氣候條件，本實驗裝置在冬季情況下正常運行?！?)， 計算中，2h可取常數(shù)值，對于金屬保護層， 2h 取 ／ (m2因此，系統(tǒng)的能量平衡主要受以下幾部分的影響：①維持恒溫發(fā)酵由太陽能提供的熱量；②發(fā)酵過程產(chǎn)生的生物熱：③罐體的散熱損失；④提高進料溫度所需的熱量 (出料帶走的熱量 )；⑤沼氣帶走的熱量。同時，溫度波動還會影響沼氣中甲烷的含量多少。P 為 8000Pa，罐體高為 ，料液按罐體內(nèi)部容積的 80％填加，液體高 %39。對比兩種材料的性能， 普通低合金鋼的強度比碳素鋼強度高很多，制造中、高壓容器時優(yōu)先選用，而以剛度為主的常、低壓容器常采用強度級別低的碳鋼為罐體材料，而且碳鋼的價格比較低廉且較容易獲取，因此在滿足機械性能的前提下，采用碳鋼作為發(fā)酵罐的主體材《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計 19 料還是比較經(jīng)濟的選擇。 2222 RRhS hRV ??? ??? 式中： V 一發(fā)酵罐容積， m3： S 一發(fā)酵罐內(nèi)表面積． m2； R 一圓柱體半徑， m； h 一圓柱體的高， m。糞便在預加熱發(fā)酵池里停留時吸收太陽輻射產(chǎn)生的熱量，從而使料液溫度升 高，達到預加熱的目的。實踐證明，適當?shù)臄嚢璺绞胶蛷姸?，可以使發(fā)酵原料分布均勻，增強微生物與原料的接觸，使之獲取營養(yǎng)物質(zhì)的機會增加，活性增強，生長繁殖旺盛，從而提高產(chǎn)氣量。隨著發(fā)酵持續(xù)進行，氨化作用產(chǎn)生的氨中和一部分有機酸，同時甲烷菌的活動，使大量的揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，使 pH逐漸回升到正常值。因此，在進行沼氣發(fā)酵時，它們不必進行預處理，就容易厭氧分解，產(chǎn)氣很快，發(fā)酵期較短。也就是將固體有機物轉(zhuǎn)化成可溶性物質(zhì)。全國規(guī)?；B(yǎng)殖場大中型沼氣工程總數(shù)達 4700處左右，達到適宜畜禽養(yǎng)殖場總數(shù)的 39％左右。在當時條件下靠商品能源沒法解決這一問題，于是沼氣應(yīng)用重新得到重視，在一些地方將沼氣發(fā)展列入了政府的議事日程，成立了相應(yīng)機構(gòu)。另外，也將凈化后的沼氣注入天然氣燃氣網(wǎng)，每年相當于 180萬 m3天然 氣 ?？稍偕茉错椖扛采w了沼氣產(chǎn)業(yè)的幾乎所有類別：農(nóng)場沼氣工程、填埋氣利用、市政垃圾厭氧消化、工業(yè)有機 廢水厭氧消化。 國內(nèi)外沼氣發(fā)展現(xiàn)狀 (1)德國 在歐洲國家中，德國是發(fā)展中小型農(nóng)場沼氣工程的典型代表，主要動力來自于一系列優(yōu)惠鼓勵政策的出臺。在構(gòu)成生物體的物質(zhì)中，除了礦物質(zhì)和木質(zhì)素外，幾乎所有的生物質(zhì)都可以用來產(chǎn)生沼氣，包括動物和人的排泄物、污水污泥、農(nóng)作物秸稈、含碳工業(yè)廢物等，所以沼氣的成本相當?shù)土?80年代常規(guī)能源的過度消耗和環(huán)境污染問題的口益突出使得各國政府加大了對可再生能源 的研究和投入力度，并把建立安全、可靠、穩(wěn)定的能源供應(yīng)保障體系作為國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 能源的人均占有量、構(gòu)成結(jié)構(gòu)、 使用效率和對環(huán)境的影響等因素，是衡量一個國家現(xiàn)代化程度的重要標準之一，因此世界各國都把能源的開發(fā)和利用作為發(fā)展經(jīng)濟的前提。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 目前，世界上開發(fā)利用 的能源主要是煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)礦物燃料，隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的迅速增長，社會對能源的需求量越來越大，而地球上的傳統(tǒng)礦物燃料能源是有限的，如此大量的消耗，世界的能源資源很快會枯竭。 (3)可再生能源分布廣泛，相對均衡，世界各國人民都可利用。在發(fā)展中國家，沼氣是解決農(nóng)村能源的一項重要途徑，印度和中國是最早大力開發(fā)沼氣的國家，并且取得了巨大的成就。在國內(nèi)市場快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，德國沼氣工業(yè)的出口也持續(xù)增長， 20xx年達到 2700萬歐元，約占行業(yè)總產(chǎn)值的 10％，在不久的將來，預計達到 30％。通過非化石燃料義務(wù)項目 (NFFO)的實施，英國政府的能源政策鼓勵可再生能源發(fā)電量達到 1500MW。熱電聯(lián)產(chǎn)也發(fā)展很快，占整個國家沼氣發(fā)電的 ％，占沼氣工 業(yè)的 ％。這一階段雖然出了些問題，但為后來的發(fā)展提供了經(jīng)驗。 1． 3研究目的和意義 針對我國農(nóng)村沼氣池冬季產(chǎn)氣量下降甚至不產(chǎn)氣的主要問題，考慮在冬季為其保溫并通過熱源來提高池溫。在沼氣發(fā)酵后期，則是 3個階段的作用同時進行，一定時間后，保持一定的動態(tài)平衡持續(xù)正常的產(chǎn)氣。發(fā)酵原料的碳氮比不同，其發(fā)酵產(chǎn)氣情況差異也很大。在一般的沼氣發(fā)酵原料和水中，沼氣微生物的含量很少，靠其自己繁殖，很難啟動。其功能是為中溫發(fā)酵的沼氣反應(yīng)罐進行加熱。剩余物沼渣經(jīng)脫水、配料、造粒、干燥、包裝后，即可以作為有機肥料用于無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)等。不僅應(yīng)該從裝置結(jié)構(gòu)、制造工藝、使用條件和壽命等方面考慮，而且還應(yīng)該從裝置工作條件下的力學性能，物理性能，耐腐性能，加工性能以及材料的價格、來源、供應(yīng)情況等方面綜合考慮。碳鋼的物理特性如表 3． 3所示。 帶入數(shù)據(jù)得， 1 0 ) 9 88 0 0 0( 6 ??????? ?P Mpa 本裝置選用 Q235一 B型鋼，通過查《壓力容器設(shè)計手冊》可得， ??t? [6]=113Mpa，100%無損檢測的焊接接頭系數(shù) ? [6]=，鋼板負偏差 1C [3]=， 腐蝕裕量2C [4]=,帶入 圓筒 設(shè)計 壁厚公式 ? ?22 CPPDt id ??? ???中 得 0 1 32 0 3 ????? ???d? mm 圓整量圓整量 ????? ? 圓整后取名義厚度為 .57?n? mm。℃ )的絕熱材料組成，用于增大熱阻，降低熱損；保護層主要由一些法向反射率低的薄層金屬構(gòu)成，用于保護絕熱材料，同時防火、防水、防潮和起到美觀作用。因此，能量的平衡主要由太陽能集熱器吸收的太陽能，一天內(nèi)罐體向外界散失的熱量，出料帶出的熱量三部分組成。 2? 一保溫材料導熱系數(shù)， 2? = W／ (m 《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計 28 參考文獻 [1]楊增玲 ，基于物理指標快速預測豬糞尿肥料成分含量的試驗研究 [D].北京 :中國科技論文在線 ,20xx. [2]邵紅艷，貴州農(nóng)村沼氣池結(jié)構(gòu)改進及建池鋼模設(shè)計 [D].貴州：貴州大學， 20xx. [3]譚蔚，化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)．第一版．天津：天津大學出版社， 83． 93． [4]刁玉韋，化工設(shè)備機械基礎(chǔ) .第六版 .大連：大連理工大學出版社， 20xx： . [5]GB4750～ 4752— 84．農(nóng)村家用水壓式沼氣池標準圖集、農(nóng)村家用水壓式沼氣池質(zhì)量檢查驗收標準、農(nóng)村家 用水壓式沼氣池施工操作規(guī)程． [6]董大勤，袁鳳隱，壓力容器設(shè)計手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， 20xx： 186. [7]武磊 .太陽能加熱的戶用沼氣發(fā)酵裝置的設(shè)計與實驗研究 [D].蘭州：蘭州理工大學，20xx. [8]唐受印，戴友芝，汪大翠等 .廢水處理工程 .北京：化學工業(yè)出版社， 20xx， 8. [9]趙慶祥 .污泥資源化技術(shù)．北京：化學工業(yè)出版社， 20xx. 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[6] 名義厚度公式 圓整量??? 1Cdn ?? 式中： d? 一發(fā)酵罐罐體壁厚， mm； P 一罐體內(nèi)壓， Mpa； Di一圓柱體直徑； mm 《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計 20 ??t? 一圓筒 在 設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力， Mpa； ? 一焊縫系數(shù)； 1C 一鋼板厚度的負偏差， mm； 2C 一腐蝕裕量， mm 設(shè)計壓力是在相應(yīng)的設(shè)計溫度下用以確定殼壁厚度的壓力，其值應(yīng)稍高于罐體內(nèi)部的最大工作壓力。因此，要根據(jù)裝置具體工作條件和技術(shù)經(jīng)濟指標來選擇適宜的材料。發(fā)酵濃度247。 第 1循環(huán) 熱水緩沖器的溫度高于 62℃時，其循環(huán)路線為： 熱水緩沖器一循環(huán)泵一閥 3一螺旋換熱器一閥 4一電磁閥 3一熱水緩沖器 此時，電磁閥 1與電磁閥 2關(guān)閉，切斷與太陽能熱水箱的循環(huán)；電磁閥 3打開，循環(huán)水直接通過熱水緩沖器進行循環(huán)，促使熱水緩沖器中的溫度降低。這樣的分層分布，對微生物以及產(chǎn)氣是很不利的。產(chǎn)甲烷菌只能在嚴格厭氧的環(huán)境中才能生長。溫度雖然對沼氣細菌的活動影響很大，但是多數(shù)沼氣細菌是屬于中溫型的，一般最適合溫《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計 13 度是在 25． 40℃之間，在此溫度范圍內(nèi)，溫度越高，發(fā)酵越好。本系統(tǒng)可以滿 足農(nóng)戶全年對沼氣以及生活熱水的需要。在沼氣發(fā)酵工藝研究方面，基本上達到了世界先進水平。所用池型是由羅國瑞發(fā)明的水壓式沼氣池，與我國目前使用的水壓式沼氣池基本相似。 20xx． 20xx年度，沼氣占可再生能源發(fā)電的 ％(填埋氣占 ％，污水處理沼氣占 23％ )，相當于 ， 。到 20xx年底，沼氣工程數(shù)量達到了 350座。沼氣已成為我國農(nóng)村能源的重要組成部分，它不僅可解決農(nóng)村的部分能源問題，而且可以把養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)有機的融為一體，形成綠色農(nóng)業(yè)、環(huán)保農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展。光伏電池年生產(chǎn)能力達到 100萬千瓦，是世界第一大光伏電池的生產(chǎn)國。中國一次能源的儲備總量，特別是優(yōu)質(zhì)化石能源的儲備總量、人均能源占有量、人均能源消費量都不算多，能源儲備結(jié)構(gòu)不合理。本設(shè)計主要是設(shè)計厭氧發(fā)酵裝置。 《太陽能集成高效沼氣發(fā)酵 系統(tǒng)設(shè)計》 The design of efficient solar energy integrated system of biogas fermentation 課程設(shè)計報告 《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》課程設(shè)計 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 太陽能沼氣發(fā)酵裝置，它主要包括厭氧發(fā)酵裝置以及太陽能加熱系統(tǒng)兩大部分。中國經(jīng)濟迅猛發(fā)展的背后是能源給予強有力的支撐， 1949年的能源消費量是 2347萬噸標準煤，到 20xx年中國能源需求將從 1999年的 14億噸增加到 22． 882億噸，到 2030年達 42． 43億噸，到 2049年達到 56． 674億噸 t2卅。太陽能熱水器我國的年生產(chǎn)能力達到 2300萬平方米，使用量達到 1． 2億平方米，是世界上使用面積最大的。 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)廢棄物資源分布廣泛，其中農(nóng)業(yè)秸稈年產(chǎn)量超過6億噸，可作為能源用的秸稈約 3． 5億噸，約折合 1． 5億噸標準煤；工業(yè)廢水和禽畜養(yǎng)殖場 廢棄物理論上可以產(chǎn)生沼氣近 80