【正文】 解菌，它的作用是將復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的有機(jī)物和二氧化碳 （ CO2） 等 。因此，有機(jī)物變成沼氣的過程，就好比工廠里生產(chǎn)一種產(chǎn)品的兩道工序：首先是分解細(xì)菌將糞便、秸稈、雜 草等復(fù)雜的有機(jī)物加工成半成品 —— 結(jié)構(gòu)簡單的化合物；再就是在甲烷細(xì)菌的作用下，將簡單的化合物加工成產(chǎn)品 —— 即生成甲烷。沼氣的組成中，可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重?zé)N等氣體；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等氣體。 （ 3） 沼氣的理化性質(zhì) 沼氣是一種無色、有味、有毒、有臭的氣體，它的主要成分甲烷 在常溫下是一種無色、無味 、無臭 、無毒的氣體。甲烷對空氣的重量比是 ，比空氣約輕一半。 甲烷是簡單的有機(jī)化合物，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料。純甲烷每立方米發(fā)熱量為 千焦。從熱效率分析，每立方米沼氣所能利用的 熱量，相當(dāng)于燃燒 千克煤所能利用的熱量。圓筒形結(jié)構(gòu)沼氣池的受力性能好，比相同容積的長方形池表面積小 20%左右，池內(nèi)無死角，容易密封，有利于甲烷菌的活動(dòng) ， 以發(fā)揮甲烷菌的產(chǎn)氣作用。產(chǎn)氣、用氣循環(huán)工作，依靠水 壓箱內(nèi)料液的自動(dòng)升降，使氣室的氣壓自動(dòng)調(diào)節(jié)。 ② 適于裝填多種發(fā)酵原料，特別是大量的作物秸稈，對農(nóng)村積肥十分有利。 ④ 沼氣池周圍都與土壤接觸，對池體保溫有一定的作用。這對池體強(qiáng)度和燈具、灶具燃 燒效率的穩(wěn)定與提高都有不利的影響。 ③ 由于活動(dòng)蓋直徑不能加大，對發(fā)酵原料以秸稈為主的沼氣池來說，大出料工作比較困難。 沼氣池采用中溫厭氧發(fā)酵 發(fā)酵溫度維持在 30～ 35℃ ，此發(fā)酵工藝有機(jī)物消化速度較快，產(chǎn)氣率高，與高溫發(fā)酵相比，所需熱量要少得多。目前世界各國的大、中型沼氣工程普遍采用此工藝。 各 階段各有其獨(dú)特的微生物類群起作用。產(chǎn)酸階段起作用的細(xì)菌是醋酸分解菌。產(chǎn)甲烷階段起作用的細(xì)菌是甲烷細(xì)菌。 工藝流程圖如圖 2 所示 ， 采用中溫厭氧發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間為 30 天，也就 是說 30 天進(jìn)行一次大換料。產(chǎn)生的沼氣要經(jīng)過吸收塔吸收才能用，才能達(dá)到排放要求。 厭氧發(fā)酵的適宜碳氮比為 20： 1— 30： 1，碳氮比達(dá) 35： 1時(shí)產(chǎn)氣量明顯下降 ， 本沼氣池選用的碳氮比為 25： 1。 混合原料碳氮比 ???NxCxk 式中： K—— 混合原料的碳氮比 C、 N—— 分別為原料中碳 、 氮含量， % x—— 原料的重量， kg 采用一次性進(jìn)料，一次性 出 料的方式，豬糞和稻草的月產(chǎn)量為 250 噸，查 羋振明《固體廢棄物的處理與處置》表 9— 7 得稻草中 C1為 42%、 N1為 %；豬糞中 C2為 %、 N2為 %。 水壓式沼氣池的容積比較小，對于每月 250 噸的原料無法全部容納，因此 分十個(gè) 沼氣池同時(shí)作業(yè) ，每個(gè)池子一次性投加的稻草為 噸，豬糞為 噸。 沼氣池體部分設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù) （ 1） 氣壓： （即一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 大氣壓）為宜。 目前，我國農(nóng)村沼氣池一般為常溫發(fā)酵，在設(shè)計(jì)沼氣池時(shí)，參照試驗(yàn)測定的數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用產(chǎn)氣率標(biāo)準(zhǔn)為：在溫度變化幅度為 10～ 28℃ ，發(fā)酵料液中的干物質(zhì)含量為 6～ 10％時(shí)，每天每立方米發(fā)酵料液產(chǎn)氣量為 ～ ，夏季產(chǎn)氣旺盛，冬季較差。 （ 3） 貯氣量：貯氣量系指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。 （ 4） 池容：池容系指發(fā)酵間的容積，農(nóng)村家用水壓式沼氣池的池容積有 10m3等幾種 ，現(xiàn)采用的集中式沼氣池容積比較大， 。 發(fā)酵間的設(shè)計(jì) （ 1） 確定池容 V 稻草和豬糞的年產(chǎn)量為 3000 噸，月產(chǎn)量為 250 噸。 7 （ 2） 確定貯氣量 貯氣量 =池容產(chǎn)氣率 池容 =5000=500 m3， 這是每月產(chǎn)生的總沼氣量，每個(gè)沼氣池 產(chǎn)生的沼氣通過管道連接在一起，進(jìn)入吸收塔進(jìn)行后續(xù)處理。 1 5Df ?，2 8Df ?， =2DR 代入上面各式得 ： 8 223122322333 6 5 2 53 6 8 2 82 D D DVDD D DVDDDVD?????? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?????? ? ????? V= V1+V2+V3=++= D3= 故 33 500 1 0 .3 8 ( )0 .4 4 7 0 .4 4 7VDm??? 1 1 0 .3 8 2 .0 7 6 ( )5fm?? 2 1 0 .3 8 1 .2 9 7 5 ( )8?? 1 0 .3 8 = 4 .1 5 2 ( )2 .5Hm? 1 0 .3 8 5 .1 9 )22DRm? ? ? （ ? ?221 1 5 .1 9 2 .0 7 6 7 .5 2 6 ( )2 2 .0 7 6rm? ? ?? ? ?222 1 5 . 1 9 1 . 2 9 7 5 1 1 . 0 2 9 ( )2 1 . 2 9 7 5? ? ?? 說明 ： 沼氣池的總高為 ，因?yàn)?地下水位在地面下 56m。 確定進(jìn)出料管的安裝位置：水壓式沼氣池進(jìn)出料管的的水平位置，一般都確定在發(fā)酵間直徑的兩端。該位置的計(jì)算方法如下： ① 計(jì)算死氣箱拱的矢高：即池蓋拱頂點(diǎn)到發(fā)酵間的最高液面 O— O位置的距離，如圖 4 所示。 V 筒 = = m3 . .117 2 ???筒h 水壓間的設(shè)計(jì) 水壓間的設(shè)計(jì)包 括確定以下三個(gè)尺寸： （ 1） 水壓間的底面標(biāo)高，此標(biāo)高應(yīng)確定在發(fā)酵間開始工作狀態(tài)時(shí)的液面位置 O— O 水平。 水壓間的計(jì)算如下： ① 設(shè)計(jì)參數(shù) 最大投料量 Vmax=90%? 500=450m3 儲(chǔ)氣系數(shù) KG= 產(chǎn)氣率 K= （ m3 假設(shè) hw=2m 則 4 4 4 5 5 . 3 53 . 1 4 2GW wVDmh? ?? ? ?? 4 配套設(shè)施的設(shè)計(jì)計(jì)算 換熱器的計(jì)算 因?yàn)榱弦?含水率超過 90%，可以把料 液 當(dāng)水 看待。每月的原料液一次性進(jìn)入換熱器，加熱后再進(jìn)入沼氣池進(jìn)行中溫發(fā)酵，每個(gè)沼氣池配一臺(tái)換熱器，則原料液流量為 500m3/月，換熱時(shí)間為 5h，則原 料 液 的 流量為 105 kg/h。 R= 1221TTtt?? = 5354575?? =， P= 2111ttTt?? = 575535?? =， 溫度校正系數(shù) φ=，因?yàn)?φ＞ 可行 ，△ tm=φ△ t 逆 =40=℃ （ 3）估算傳熱面積 A 估 選總傳熱系數(shù) K 估 =1200W/（ ） ， 26 mtK QA m ?????? 估估 （ 4） 試選型號 因?yàn)樵弦褐泻袘腋∥镔|(zhì)，長期在換熱器中流動(dòng)，會(huì)有部分沉積，造成換熱管堵塞，增大污垢熱阻，必須經(jīng)常清洗換熱器。 管內(nèi) 料液 的 流速 選取 u1=2m/s 選取傳熱管 φ25mm，其內(nèi)徑 d1=，外徑 d2= 估算單程管子根數(shù)為 1043600251211 ????????????udqn m??， 取 45 根 根據(jù)傳熱面積 A 估 估算管子長度 L180。殼體內(nèi)徑D=600mm，折流 擋 板間距 h=200mm，故折流板擋板數(shù) NB=hL 1= 1=29 塊。 相同條件下，氣體密度之比等于氣體相對分子質(zhì)量之比。 35℃ 時(shí)空氣的密度是 ，則 H2S 的密度是 kg/m3，吸收后H2S 的必須小于 ，即 108， 吸收率要達(dá)到 %以上 。超過 %時(shí)， 可很快致人死亡。 從《化工原理》表 51 查得 H2S 水溶液的亨利系數(shù) E=，總壓 P=，相平衡常數(shù)m=pE= 343 ? ? ?11122112 2 222%%1 1 34%98% 1 , 1 98% 006 8%0 , 0%yYyYYYYX Y mXYY??? ? ???? ? ? ? ?? ? ??? （ 2） 吸收劑（水溶液）用量的計(jì)算 ① 設(shè)計(jì)參數(shù) 由沼氣池出來的沼氣用水溶液去除其中的 H2S， 每月沼氣產(chǎn)量為 500m3， 處理完，則混合氣體的流量 1000m3/h， 沼氣 的溫度為 35℃ ，其中的二氧化碳、甲烷等氣體 可視為惰性氣體 ， 性質(zhì)認(rèn)為與空氣相同。 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算 惰性 氣體流量為 ? ? hk m olG /% ?????? 121m in1 34% 006 8% 33 %00 343YYL YG m? ??? ? ? ????? ?? m i n1 .1 1 .1 3 3 6 .1 4 3 6 9 .7 5LLGG? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 吸收劑用量 L=18=（ 3） 吸收塔塔徑的計(jì)算 ① 設(shè)計(jì)參數(shù) 用清水吸收沼氣中的 H2S， 沼氣的處理量為 1000m3/h，密度 ρG=，用水量為 ，溶液密度看作與水的密度相同， ρL=1000 kg/m3。 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算 混合氣的質(zhì)量流量 G180。 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算 maK GHYOG1 5 43 0 02?????? ? 1222343= = 0. 93 1 = 0. 0736 9. 751 1 0. 03 4%l n 1 l n 0. 07 0. 93 = 21 .2 60. 07 0. 00 06 8%1OGm G m GLLY m Xm G m GNmG L Y m X LL?? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ???? ???? ? ? ??????， Z= NOG H G0 == 說明 ： 核算地基允許承載力為 t/m2＜ 8t/m2 參考文獻(xiàn) 王志魁。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 羋 振明。北京：高等教育出版社， 1993 15 趙由才。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 卞有生。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 張平?？稍偕Y源 ， 2021， 6： 112 16 為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請您刪除以下內(nèi)容， O(∩ _∩ )O 謝謝?。?！ A large group of tea merchants on camels and horses from Northwest China39。s Zhangye city during their journey to Kazakhstan, May 5, 2021. The caravan, consisting of more than 100 camels, three horsedrawn carriages and four support vehicles, started the trip from Jingyang county in Shaanxi on Sept 19, 2021. It will pass through Gansu province and Xinjiang Uygur autonomous region, and finally arrive in Almaty, formerly known as AlmaAta, the largest city in Kazakhstan, and Du