【文章內(nèi)容簡介】 m350m360m375m3100m3150m3200m3350m31800200022002400260028003000320036004200460056003800480050006600750080008300880095001080011500126001602001602001602001502001202001202001202501202401202201202001202001251801722223030374555557555906511590145601109013095180185250（1）D、H的確定發(fā)酵罐是由圓柱形筒和上下橢圓封頭組成，反應(yīng)器的有效容積V=3680 m3，選取發(fā)酵罐的公稱體積V=150m3，需要25個。，則其罐內(nèi)徑D=4200mm。根據(jù)公式（36），≈9966mm，取整數(shù)，則H0=10000mm根據(jù)一般H/D=~，選取H/D=，則H=12180mm；則封頭的高度H2=1090mm，其曲面高度ha= H2 –hb=1090D/6=390mm(2)容積的確定圓柱部分容積：封頭的體積：=底部污泥排放容積：V2=V1=全容積驗算 符合設(shè)計要求。(3)攪拌葉直徑取d=1300mm，其中符合d/D=～。攪拌葉間距； 罐體主要部件尺寸的設(shè)計計算（1） 罐體考慮壓力，溫度，腐蝕因素，選擇罐體材料和封頭材料，封頭結(jié)構(gòu)、與罐體連接方式。封頭設(shè)計為標準橢圓封頭，因D500mm，所以采用雙面縫焊接的方式與罐體連接。（2）罐體壁厚≈ mm，取8mm (37）式中，D－罐體直徑（mm）p－耐受壓強 ()φ－焊縫系數(shù)，[σ]－設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力（kgf/c）（16MnR鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃，170MPa） C －腐蝕裕度，當δ－C10mm時，C＝3mm(3)封頭壁厚計算=，取11mm (38)式中，D－罐體直徑（mm） p－耐受壓強 ()y－開孔系數(shù)， φ－焊縫系數(shù)，[σ] －設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力（16MnR鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃，170MPa） 攪拌器餐廚垃圾在發(fā)酵過程中應(yīng)該處于流動狀態(tài)，這樣就能是發(fā)酵微生物有效的利用有機質(zhì)漿液，從而提高發(fā)酵的效果。因此，攪拌器的設(shè)計是必不可少的。攪拌過程能使得發(fā)酵液和細菌之間達到最大程度的基礎(chǔ)，從而在較短的時間內(nèi)完成所需要的混合、傳熱或者是進行生化反應(yīng)。攪拌器的主要作用是混合，使生物細胞懸浮分散于發(fā)酵體系中，利于發(fā)酵過程的高速、高效進行，同時強化傳熱過程。 圓盤渦輪式攪拌器（1）攪拌器的選型根據(jù)垃圾性質(zhì)：①含有懸浮固體，②粘度較高的特點，以及在垃圾有機質(zhì)漿液發(fā)酵過程采用厭氧，無需考慮傳質(zhì)的特點，采用六彎葉開啟渦輪攪拌器以降低攪拌軸功率。（2）攪拌器的尺寸計算六彎葉開啟渦輪攪拌器該攪拌器的各部分尺寸與罐徑有一定的比例關(guān)系，攪拌器直徑與槽內(nèi)徑的比值為1：3，根據(jù)之前的計算，葉直徑取1300mm，底攪拌葉至底封頭高度。 葉寬與槳葉直徑之比：b/d=1/5~1/8，取1/5則葉寬： （3）攪拌層數(shù)m攪拌器之間的距離與攪拌器直徑比例S/d一般為2~5[18]，取S/d=3,則攪拌間距，所以攪拌器層數(shù)m=(100001300)/3900+1=,取m=3層。開啟式渦輪也是一種高速攪拌器，應(yīng)在湍流區(qū)操作攪拌的效果好。但是，需要在攪拌槽內(nèi)安裝擋板，且滿足全擋板條件。發(fā)酵罐內(nèi)裝設(shè)擋板的作用是防止頁面中央形成漩渦流動，減少死角。通常設(shè)4~6塊擋板，~，則可達到全擋板條件。根據(jù)全擋板條件[18]， （39）式中， B——擋板的寬度 B=（~）D=4200=462mm 取470mm D——罐徑 D=4200mm Z——擋板數(shù) ， 取 Z=5擋板的高度自罐底起至設(shè)計的液面高度為止，同時擋板應(yīng)該以罐壁留有一定的空隙，目的是消除發(fā)酵罐的死角?？障堕g距為(~)B,=141mm。 電機功率Pw電機出軸到攪拌軸之間有減速器、聯(lián)軸器等。另外攪拌軸上還會裝有密封結(jié)果，這些部件在工作時都會消耗一定的功率。因此，確定電機功率是，必須考慮各傳動部件功率損耗?？梢酝ㄟ^下式估算電機功率 （310）其中，Pw ——所需要的電機功率，kW P ——攪拌功率，=120 kWη ——總傳動效率上式中總傳動效率η應(yīng)是各種傳動部件傳動效率的乘積。一般在估算是可以取總傳動效率為η=~。采用機械密封結(jié)果，總傳動效率取較高值[18]，現(xiàn)在取η=，則所需的電機功率 發(fā)酵產(chǎn)生的熱量根據(jù)前期的液態(tài)垃圾的實測和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，104kJ/(h?1m3 )[19]。罐裝液量為 150%= ；發(fā)酵產(chǎn)生總熱量。、保溫沼氣在發(fā)酵過程受溫度影響很大，需要對溫度進行嚴格的控制，將發(fā)酵料液維持在適宜的溫度，以保證產(chǎn)氣率。為了保證厭氧反應(yīng)在冬季仍可正常運行，對系統(tǒng)實施了增溫和整體保溫措施。本設(shè)計對厭氧消化罐采用200 mm 厚聚苯乙烯材料進行強化保溫。系統(tǒng)保溫包括厭氧消化罐體的保溫，管道、閥門的保溫?？紤]內(nèi)設(shè)加熱盤管容易表面結(jié)垢，降低換熱效率，維修時需要清空消化池，造成停產(chǎn)，本設(shè)計沿罐壁設(shè)置加熱盤管，采用熱水循環(huán)加熱。人孔的設(shè)置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設(shè)備內(nèi)部的裝置。本次設(shè)計只設(shè)置了1個人孔，標準號為： 人孔RFⅡ（RG） HG215221995，公稱直徑450，開在頂封頭上，位于左邊軸線離中心軸750mm處視鏡用于觀察發(fā)酵罐內(nèi)部的情況。本次設(shè)計只設(shè)置了2視鏡，直徑為DN80，開在頂封頭上，位于前后軸線離中心軸750mm處，標記為視鏡Ⅱ DN80 HGJ5018617以進料口為例計算，設(shè)發(fā)酵醪液流速為，2h 排盡。發(fā)酵罐裝料液體積：V1 =；物料體積流量Q= V1/2h=(23600)=，則排料管截面積，又，得d=，取無縫鋼管，查閱資料，平焊鋼管法蘭，取公稱直徑170mm。其他管道也是如此計算。(1)管道接口（采用法蘭接口）進料口：直徑170mm，開在封頭上，排料口：直徑170mm，開在罐底；進氣口：直徑170mm，開在封頭上；排氣口：直徑170mm，開在封頭上；冷卻水進、出口：直徑170mm，開在罐身；補料口：直徑170mm，開在封頭上；取樣口：直徑170mm，開在罐身上；(2)儀表接口溫度計；裝配式熱電阻溫度傳感器Pt100型，D＝100mm，開在罐身上；壓力表；彈簧管壓力表（徑向型），d1=20mm，型號：，開在封頭上；液位計：采用標準： 型號： 直徑：，開在罐身上；溶氧探頭：；pH探頭：型；二級發(fā)酵罐采用立式發(fā)酵罐，其大體設(shè)計跟一級發(fā)酵罐相似。二級立式發(fā)酵罐頂部設(shè)置儲氣膜，合二為一，與傳統(tǒng)的貯氣柜相比，減少了厭氧發(fā)酵罐頂蓋以及貯氣柜配置。設(shè)計為常溫發(fā)酵，兼具儲存沼液功能。立式厭氧發(fā)酵罐罐體采用拼裝結(jié)構(gòu)，便于安裝維護和檢修。頂部采用雙膜式貯氣柜，膜式貯氣柜通過調(diào)整內(nèi)外膜之間夾層的空氣壓力以保護外膜并維持貯氣柜的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，能承受一定的載荷，并將內(nèi)膜內(nèi)的沼氣輸入輸氣管道供后續(xù)發(fā)電用。 m，同時活塞泵自身也有一定的自吸能力，出料閥門開啟后，出料較易流入活塞式泥漿泵內(nèi)，經(jīng)泵送至螺旋擠壓固液分離機進行固液分離，分離出的固體進行堆肥處理，分離出的液體進入集液槽，部分液體作為接種物經(jīng)泵回流至預(yù)處理段，其余經(jīng)泵送入二級發(fā)酵罐。二級立式厭氧罐發(fā)酵后的出料可作液體有機肥料使用。、沼液的利用經(jīng)一級發(fā)酵后的物料由漿料泵輸送至固液分離機，經(jīng)固液分離后的固體堆肥。由于其固體有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機物，除了含有豐富的N、P、K和大量的元素外，還含有對作物生長起重要作用的B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素，是一種緩速兼?zhèn)溆懈牧纪寥拦πУ膬?yōu)質(zhì)肥料，所以可以制成肥料出售。而經(jīng)二級發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液可以經(jīng)過處理用作沼肥使用，如沼液浸種、沼液葉面噴施、沼液喂豬、養(yǎng)魚等。沼氣[20]作為一種優(yōu)質(zhì)廉價的氣體燃料，用途很多。其一般含甲烷60%~70%，熱值為20000~29000kJ/m3，可以作為能源使用，既可以滿足煮飯、炒菜、燒水、點燈等生活用能的需要，有可廣泛用作生產(chǎn)能源，如利用沼氣升溫育秧、孵化幼、烘干農(nóng)產(chǎn)品，還用于鍋爐、內(nèi)燃機發(fā)電等。沼氣可用來點燈照明，但沼氣燈耗氣量較大，從提高沼氣熱能利用率以及安全衛(wèi)生角度考慮，用沼氣發(fā)電，既經(jīng)濟又方便。本設(shè)計主要將沼氣用于發(fā)電。但是厭氧消化裝置剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料CH4和惰性氣體CO2外，還含有一定比例的H2S、H2O，少量的NH3，HNOCO和鹵化烴。剛生產(chǎn)出來的沼氣并不能立馬用于發(fā)電等的利用，需要經(jīng)過凈化。沼氣的凈化是指沼氣中CH4之外其他氣體的去除。目前沼氣凈化的機理[21]有三大類，即化學(xué)吸收、物理提純和生物脫除。（1）化學(xué)吸收。一種化學(xué)吸收機理是采用胺、堿、醇等復(fù)合溶液吸收劑，利用酸堿中和反應(yīng)吸收沼氣中的COH2S等酸性物質(zhì)，同時也能吸收NH3等易溶于水、醇的氣體。另一種化學(xué)吸收機理是采用干化學(xué)物質(zhì)（如Fe2O3）作為吸收劑吸收雜質(zhì)氣體?；瘜W(xué)吸收的吸收劑都可以通過裝置的自凈系統(tǒng)和再生系統(tǒng)釋放出各種雜質(zhì)和氣體得到再生循環(huán)使用。（2）物理提純。通過此機理凈化沼氣的主要是變壓吸附法。利用吸附劑在不同壓力條件下對不同氣體吸附力不同的原理來分離沼氣中的不同組份。沼氣中的H2O、COH2S等吸附容量較大的強吸附組分在一定壓力下被吸附劑吸附停留在床層中，而較小吸附容量的弱吸附組分NCH4 等從床層出口輸出，從而實現(xiàn)了對沼氣的凈化。（3）生物脫除。在一定的條件下利用微生物生長繁殖需要沼氣中某些雜質(zhì)氣體作為營養(yǎng)物質(zhì)，從而實現(xiàn)對沼氣的凈化?，F(xiàn)階段，物理化學(xué)法已被廣泛地應(yīng)用且積累了豐富的經(jīng)驗。但該方法存在運行費用高、投資大、再生困難、產(chǎn)生二次污染等缺點。生物法具有不需催化劑和氧化劑、不需處理化學(xué)污泥、少污染、低能耗、高效率、可回收單質(zhì)硫等優(yōu)點，正在成為沼氣脫硫領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。 沼氣凈化方法沼氣凈化的程度取決于沼氣的用途。沼氣供熱需要脫H2S、H2O，沼氣發(fā)電需要脫H2S、H2O、有機鹵化物，沼氣作汽車燃料需要脫H2S、H2O、有機鹵化物、CO2，沼氣并入天然氣網(wǎng)需要脫H2S、H2O、有機鹵化物、CO2以及金屬。不管是什么用途，沼氣中的H2