《2022年毕业设计方案餐厨垃圾厌氧沼气发电工业设计方案的设计方案说明 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年毕业设计方案餐厨垃圾厌氧沼气发电工业设计方案的设计方案说明 .docx（54页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺设计 2 餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺说明2.1 设计标准与规范2.1.1 设计规范1、餐厨垃圾收集 1）餐厨垃圾必需进行源头单独分类收集,严禁餐厨垃圾与其它垃圾混合收集；2）餐厨垃圾不得随便倾倒、堆放,不得排入雨水管道、污水排水管道、河道、公共厕所和生活垃圾收集设施中；3）餐厨垃圾应采纳密闭、防腐专用容器盛装,采纳密闭式专用收集车进行收 集,专用收集车的装载机构应与餐厨垃圾盛装容器相匹配；4）餐厨垃圾应做到日产日清,在容器中存放时间不应超过 24 小时；5）餐厨垃圾宜实行定时收集方式收集；2、餐厨垃圾的运输 1）餐厨垃圾应
2、采纳专用车辆运输,运输车辆应密闭,任何路面条件下不得泄漏 和逸撒；2）运输路线应躲开交通拥挤路段,运输时间应躲开交通高峰段；3）在冰冷地区使用的餐厨垃圾运输车,应具有防止餐厨垃圾产生冰冻的功能；4）餐厨垃圾运输车装、卸料宜为机械操作；3、厂址挑选 1）餐厨垃圾处理厂的选址应符合当地城市总体规划,区域环境规划,城市环境 卫生专业规划及相关规划的要求；2）厂址挑选应综合考虑餐厨垃圾处理厂的服务区域、服务单位、垃圾收集运输 才能、运输距离、预留进展等因素；3）厂址挑选应符合以下条件：工程地质与水文地质条件应满意处理设施建设和运行的要求；1 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页
3、,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应有良好的交通、电力、给水和排水条件；应躲开环境敏锐区、洪泛区、重点文物爱护区等；4、餐厨垃圾处理工艺一般规定餐厨垃圾总产生量大于50t/d 的城市宜建设集中餐厨垃圾处理设施；单位或居民区设置的小型餐厨垃圾处理设备应做到技术牢靠、排放达标,有机 物降解率应达到 60%以上；餐厨垃圾处理残渣做有机肥时,其有机肥产品质量应符合国家现行标准农业 标准商品有机肥料标准 NY 525 的要求；餐厨垃圾制肥中重金属、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌值指标应符合现行国家标准城镇垃圾农用掌握标准GB 8172 ）的要求；5、餐厨垃圾预处理 1）餐厨垃圾处理
4、厂应配置餐厨垃圾预处理工序,预处理工艺的确定应依据餐厨 垃圾成分和主体工艺要求确定；2）餐厨垃圾预处理设施和设备应具有耐腐蚀、耐负荷冲击等性能和良好的预处 理成效；3）预处理设施应配置牢靠的通风除臭系统,人工分拣工位应设置送风口；4）餐厨垃圾的破裂应符合以下要求：餐厨垃圾破裂工艺应依据餐厨垃圾输送工艺和处理工艺的要求确定；破裂设备应防止液体泄漏,并应有臭味和噪声掌握措施；5）餐厨垃圾的分选 餐厨垃圾预处理系统应配备分选设备将餐厨垃圾中混杂的不行降解物有效去 除；分选出的不行降解物应进行回收利用或无害化处理；分选后的餐厨垃圾中不行降解杂物含量应小于 3%；6）油脂分别应符合以下要求 依据餐厨垃圾
5、处理主体工艺的要求确定油脂分别工艺；对分别出的油脂进行综合利用；2 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 严禁将餐厨垃圾分别出的油脂用于生产食用油或食品加工；7）利用湿热处理方法对餐厨垃圾进行预处理时,湿热处理温度不应低于 120,处理时间不少于 80 分钟；8）应依据处理后产品质量的要求确定除盐工艺；6、厌氧消化规范1）厌氧消化前餐厨垃圾破裂粒度应小于5mm, 并应混合匀称；2）餐厨垃圾厌氧消化的工艺应依据餐厨垃圾的特性、当地的条件经过技术经济比较后确定；3）湿式工艺的消化物料含固率宜为8% 15%,物料消
6、化停留时间不宜低于15天；4）干湿工艺的消化物含固率宜为 20%30%,物料消化停留时间不宜低于 20 天；5）消化物料碳氮比 以25005000 mg/L 为宜；6）可采纳中温厌氧消化或高温厌氧消化,中温温度以3038 为宜,高温温度以 5060 为宜；厌氧消化系统应能对物料温度进行掌握；7）餐厨垃圾中钠离子含量高时,应实行降低钠离子的措施；8）餐厨垃圾厌氧消化器应符合以下规定：厌氧消化器应有良好的防渗、防腐、保温顺密闭性；厌氧消化器容量应依据处理规模、发酵周期、容器强度等因素确定；厌氧消化器的结构应有利于物料的流淌,防止产生滞流死角；厌氧反应器应具有良好的物料搅拌、匀化功能,防止物料在反应
7、器中形成沉 淀；9）对厌氧产生的沼气应进行有效利用,不得直接排入大气；10）工艺中产生的沼液和残渣应得到妥当处理,不得对环境造成污染；11）沼液做液体肥料时,其液体肥产品质量应符合现行国家标准叶面肥标准GB/T 17420 的要求；7、给排水工程3 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1）厂内给水工程设计应符合现行国家标准室外给水设计规范GB50013和建 筑给排水设计规范 GB50015的规定；2）厂内排水工程设计应符合现行国家标准室外排水设计规范GB50014和建 筑给排水设计规范 GB50015的规定
8、；8、消防 1）餐厨垃圾处理厂应设置室内、室外消防系统,并应符合现行国家标准建筑设计防火规范 GB50016和建筑灭火器配置设计规范GB500140的有关规定；2）油脂储存间、燃料间和中心掌握室等火灾易发设施应设消防报警设施；3）设有可燃气体管道和储存设施的车间应设置可燃气体和消防报警设施；4）餐厨垃圾处理厂的电气消防设计应符合国家标准建筑设计防火规范GB50016和火灾自动报警系统设计规范9、环境爱护GB 50116中的有关规定；1）餐厨垃圾的输送、处理各环节应做到密闭,并应设置臭味收集、处理设施,不能密闭的部位应设置局部排风除臭装置；2）车间内恶臭气体浓度应符合现行国家标准工业企业设计卫生
9、标准GBZ1,气体排放应符合现行国家标准恶臭污染物排放标准GB14554的要求；3）餐厨垃圾处理过程中产生的污水应得到有效收集和妥当处理,不得污染环 境；4）餐厨垃圾处理过程中产生的废渣应得到无害化处理；5）对噪声大的设备应实行隔声、吸声、降噪等措施；作业区的噪声应符合现行 国家标准工业企业噪声排放限值及测量方法和工业企业设计卫生标准GBZ1的 规定；10、安全与劳动爱护 1）餐厨垃圾处理厂的安全生产应符合现行国家标准生产过程安全卫生要求总 就GB12801；2）餐厨垃圾处理厂的劳动卫生应符合现行国家标准工业企业设计卫生标准4 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共
10、32 页精选学习资料 - - - - - - - - - GBZ1 3）餐厨垃圾处理厂建设与运行应实行职业病防治、卫生防疫和劳动爱护的措施；11、采暖、通风与空调1）各建筑物的采暖、空调及通风设计应符合现行国家标准采暖通风与空气调剂设计规范 GBJ19）中的有关规定；2）易产生挥发气体和臭味的部位应设置通风除臭设施,散发少量挥发性气体和臭味的部位或房间,可采纳全面通风工艺；散发较多挥发性气体和臭味的部位或房间,应采纳局部机械排风除臭的通风工艺；2.1.2 设计标准依据1、工业企业厂界噪声标准 GB 12348 2、生产过程安全卫生要求总就GB12801 3、恶臭污染物排放标准GB14554 4
11、、室外排水设计规范GB50014 5、建筑给排水设计规范GB50015 6、建筑设计防火规范GB50016 7、建筑照明设计标准GB50034 8、建筑物防雷设计规范GB50057 9、 3110kV 高压配电装置设计规范 GB50060 10、电力装置的继电爱护和自动装置设计规范GB50062 11、电力装置的电气测量外表装置设计规范GB50063 12、建筑灭火器配置设计规范GB500140 13、火灾自动报警系统设计规范GB 50116 14、电力工程电缆设计规范GB50217 15、城镇垃圾农用掌握标准GB 8172）16、污水综合排放标准 GB 8978 17、工业企业设计卫生标准G
12、BZ1 18、叶面肥标准 GB/T 17420 19、采暖通风与空气调剂设计规范GBJ19）5 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 20、电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5137 21、沟通电气装置的接地DL/T621 22、城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规范CJJ/T 52 ）23、农业标准商品有机肥料标准NY525 24、工业企业噪声排放限值及测量方法2.2 餐厨垃圾的环境特性近年来,随着广州经济社会的高速进展和城市化的快速推动,广州市生活垃圾日产生量呈逐年递增的趋势；到2022 年,全市每
13、天产生的生活垃圾总量估测为18000t ,经过肯定的分捡、分类回收后,进入终端处理的约12000t,其中,中心城区是生活垃圾产生的主体区域,约占全市垃圾生成总量的七成左右；1995 年-2022 年,中心六区日产生活垃圾年均增长率为 4.6%,日垃圾产生量从 2875t 大幅提升至 8148t 目前广州平均日产生活垃圾约17800 吨,其中 50 60是餐厨垃圾；其中,全市具有肯定规模的餐厅、酒楼约有7000 多家,餐饮网点超过2.6 万个,每天产生餐厨垃圾 700 吨左右,加上机关团体单位食堂产生的餐厨垃圾,这两项餐厨垃圾日产量约 1000 多吨；其余均为一般居民家庭产生的餐厨垃圾；餐厨垃圾
14、以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分,具有含水 率高,油脂、盐分含量高,易腐发酵发臭等特点；特殊是在夏季,高温能使餐厨垃圾 很快发酵、腐变,产生恶臭的气体和污水；广州的垃圾之所以那么臭,就是由于广州 常年高温,以及垃圾中餐厨垃圾比例高、水分含量大等特点所打算的；ZHANG 10 等广州市餐厨垃圾的取样分析结果说明,餐厨垃圾的含水量约为80,可燃分含碳量 以质量分数计）为 43；2.3 厌氧沼气发电工艺的说明2.3.1 工艺形式挑选37.73 48.93 ,为便利运算一般取平均值湿式消化采纳低固体的浆液或液态消化,技术相对成熟,应用最为广泛；常规湿 式消化的含固率在 12%左右,
15、其物料经稀释、破裂均浆后,制成含固率较低的流态物 料,终产物是液态的,需要进行固液分别处理；但湿式消化对于有机固体废物的处理 存在预处理复杂、处理才能较低的问题,且更易受到氨氮、盐份等物质的抑制；针对6 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 湿式消化存在的问题,讨论者提出了干式消化的概念；干式消化系统的固体浓度可维 持在 20%40%,大大提高了处理才能,而且在系统投资、设备效率、物料综合利用等 方面具有明显优势；但固体浓度的增加同时导致物料中毒性物质及传质的影响加强,在详细技术应用上尚存在较多的不确定性和难
16、度；因此,干式消化工艺参数的确定、反应器的构建及过程的掌握等方面是其讨论的重点；餐厨垃圾的含固率较高,一般在 20%左右,且物料组成复杂,有机质含量高,极易酸化,从而对产甲烷菌活性产生抑 制；采纳干式厌氧消化,就餐厨垃圾易酸化的特点使如何掌握反应器内的产酸速率和 爱护 pH 值的稳固成为工艺的难点；采纳湿式消化,可降低物料中毒性物质的影响,但 处理才能较低；所以,保持餐厨垃圾原有基质状态加以适当调理,在较为合适的含固 率下进行厌氧消化处理,符合餐厨垃圾处理产业化的要求 12；因此,本工艺挑选干式消化的工艺形式；2.3.2 消化工艺的温度依据厌氧消化过程中产甲烷菌的最适温度范畴,厌氧消化又可分为
17、常温消化 自然 消化）、中温消化和高温消化；自然消化,温度随气候变化,季节性地处于 20以 下,导致反应速率极低；中温消化操作温度在 3039,停留时间 1530d,反应速 度虽较低,但较稳固,适应性要强于高温过程；高温消化操作温度大多在 5055,停留时间 1214d,反应速率高,杀菌才能强,但易受温度变化等的影响,稳固性较差,技术和治理要求更复杂 温；2.3.3 消化工艺的分段13；就本工艺的温度一级消化采纳高温,二级消化采纳中厌氧消化有可依据微生物相水解酸化相、甲烷化相）、物质相态固相、液相）和温度进行分段；最常见的是依据微生物相进行分段,以分别优化各段反应器的运行 参数,使水解酸化微生
18、物和产甲烷菌在各自最相宜的生境下高效降解有机物；单相消化过程简洁,易于掌握,但由于各阶段在同一条件下进行,无法实现各阶 段的正确反应条件,反应器在相互制约的条件下运行,难以实现较高的产甲烷效率；为补偿单项厌氧消化的缺陷,GHOSH 12于 1983 年提出一种改进的两相消化过程来处理有机垃圾；该消化系统包括水解酸化反应器和产甲烷反应器2 个部分,从而为2 类微生物菌群分别供应相宜的生长环境,提高了整个厌氧消化的效率；7 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 两相消化的重点在于相分别,因此,针对餐厨垃圾的组分,
19、结合各种新型高效厌氧反应器的特点和运行参数掌握进行产酸相和产甲烷相的组合以达到更好的处理效果；近年来,基于两相消化的半连续式固液混合厌氧系统 liquid ,HASL ）在实际运用中得到了较好的运行成效；2.3.4 消化工艺流程的最终确定hybrid anaerobic solid-根 据 基 本 的 厌 氧 发 酵 工 艺 和 广 州 市 餐 厨 垃 圾 的 特 性 ,本设计的工艺流程采纳干式厌氧发酵制备沼气为核心的能源化技术方法；干式厌氧发 酵工艺可以适用于各种来源的固体有机废弃物原料,运行费用低、容积产气率高、发 酵过程无需添加新奇水,沼液产量小或无沼液产生,运行过程稳固,无湿法工艺中的
20、 浮渣、沉淀等问题 14；方案采纳两级厌氧发酵系统：一级为厌氧主发酵罐,二级为液相立式发酵罐；经 一级发酵后的物料由浆料泵输送至固液分别机,经固液分别后的固体堆肥,制成肥料 出售；液体进入集液槽,集液槽中的液体部分回流进入预处理快速预热混合器与新奇 原料接种,其余液体泵入二级立式发酵罐,使未完全发酵的物料在此进行再次发酵；二次发酵罐出料进入沼液贮池,做液体有机肥；该整个发酵过程无需添加稀释水,沼 液产生量较小；一级发酵罐和二级发酵罐产生的沼气暂存于二级发酵罐顶部的膜式贮 气柜中,经由净化后的沼气用于发电；其工艺流程图见图 2.1图 2.1 干式厌氧发酵制沼气工艺流程图8 / 32 名师归纳总结
21、 - - - - - - -第 8 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 厌氧沼气发电工艺设计运算依据一般餐厨垃圾处理厂处理规模,取日处理量为500t 来运算；就依据餐厨垃圾的处理量为 Q=500t/d,餐厨垃圾含水量为 80,可燃分含碳量 ；一级消化停留时间 20d 左右,二级消化停留时间 12d；碱度掌握在 25005000mgCaC0 3/ 时；碳氮比为 25:1 30:1 ；3.1 原料收集及预处理餐厨垃圾经单独的垃圾收集车收集后进行预处理,预处理包括分选、破裂、脱水、油脂分别和灭菌；第一步通过人工分选拣去大的骨头、大块塑料、木棒或瓷片等物品,然后将其完
22、全破裂粉碎机）；餐厨垃圾中纤维素含量较高,可降解性较小,破碎可使物料颗粒体积提高,加快消化速率、提高气体产量和减小消化体积；再利用垃 圾颗粒粒径的差异,用振动挑选的方式使餐厨垃圾匀称化；其次步,采纳机械脱水,沥除水分后再经高速离心机进行高效的深度脱水；第三步,将脱水预处理后的餐厨固 相垃圾进行水洗,并通过脱水装置脱除餐厨固相垃圾中游离的、以及粘附在餐厨固相 垃圾内部油份及水份；脱水预处理后的液相部分也进行油水分别,提取的液态油脂可 用于生物柴油原料或工业用油脂原料,分别的水经处理后排放或循环再利用；最终,将以取得的餐厨固相垃圾进行85250的高温杀菌处理,杀菌时间1-20 分钟,获得餐厨垃圾处
23、理物15；将经过预处理的餐厨垃圾处理物送入快速预热混合器,在此进行预热、搅拌和回 流接种,接种后的物料经由螺杆泵泵入厌氧发酵反应器；9 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高粘稠物料的输送：经过预处理混合后的物料,干物质含量在 16%20%,黏度 大、流淌性差、固形物含量高；螺杆泵能够输送较高浓度的畜禽粪便,能够耐受长度 35 cm的长纤维；设计选用了带绞龙喂料的单螺杆泵；3.2 厌氧反应过程设计运算3.2.1 处理规模每天处理餐厨垃圾200 t/d ,有机物TS 浓度为23%,就干发酵餐厨固相垃圾量TS=
24、500 0.23=46t/d ；其中 VS/TS=96%,就可挥发有机物 3.2.2 厌氧消化产气量运算VS=44.16t/d ；一般来说,有机废物厌氧消化所产生的气体中甲烷含量约为 50%60%,1kg 可降解有机物可产生 0.63 1.0m 3 的沼气；就餐厨垃圾的产气量估算值为 V 沼气=441600.85=37536m 3取 0.85 ）；详细运算可使用有机物组成法：表 3.1 餐厨垃圾有机物的组成 %）成分 水分 总糖 脂肪 蛋白质 盐分 其他餐厨垃圾 77 3.16 5.23 10.26 1.29 3.1 表 3.2 总糖、蛋白质和脂肪的产气量 CH4 产量/L/g CO2产量 /
25、L/g CH4产量 /CO2产量总糖 0.79 0.81 0.365 0.486 0.446 0.495 4060脂肪 1.06 1.48 0.684 1.068 0.562 0.314 2872蛋白质 0.70 0.73 0.49 0、533 0.21 0.197 2773依据餐厨垃圾有机物的基本组成表 3.1 以及其相应的产气量表 163.2 ,其厌氧发酵产气量可由下式运算：G=aA+bB+cC 3-1）式中, G有机物的理论产气量 标况）, m 3/kg；a,b,c 1kg有机物中组分各自的质量,kg； A,B,C, 1kg有机物组分所产生的沼气体积标况）, m 3/kg；就,G=0.0
26、316 0.8+0.0523 1.4+0.1026 0.7=0.1703m3/kg , 即 总 产 气 量V沼 气=200000G=34060m 3；10 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.3 厌氧反应器的容积每日有机物进料量： Q有=Q TS VS 机械分选后的餐厨垃圾高温/ 干式 HRT:1220d；OLR:915kg VS/m 3d 机械分选后的餐厨垃圾就厌氧反应器的有效容积可按式 3-3）运算=44160/ 12=3680 m 3,得厌氧反应器的有效容积取 3700m 3,就其水力停留时
27、间为 18d；3.2.4 接种比列合适的接种污泥比例17 能够有效地改善混合发酵底物的养分成分,促进厌氧混合菌群的生长及代谢活性；接种比例不低于 50时, TS 和 VS 去除率明显高于接种比例低于 25时的发酵过程；餐厨垃圾与接种污泥比例为 大值,分别为 43.6 和 52.8%；3.2.5 物料平稳运算依据总物料质量守恒 14,可得下式：1：1 时,TS 和 VS去除率达到最M=E+B 3-4）式中： M 为反应器每天的进料量；E 为反应器每天的出料量；B 为每天产生的沼气量；假定沼气中甲烷含量为 60%,就沼气密度为 1.2 kg/m 3,就：B=34060 m 3/d 1.2 kg/m
28、M =200000 kg/d ,就 E=159128 kg/d 3=40872 kg/d ,餐厨垃圾 TS 浓度为 23%,经过预处理和厌氧发酵,其中TS 总去除率为43%,根11 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 据 TS 质量守恒,可得到：TSE= 16.5%式中： TSM 为进料中 TS 浓度； TSE为出料中 TS 浓度；3.3 一级厌氧发酵罐一级厌氧发酵罐采纳机械搅拌厌氧反应器；搅拌桨采纳六弯叶开启涡轮搅拌器,物料在反应器内呈塞流式运动,利于发酵产生的沼气排出,同时搅拌强化物料传质、传热；处理
29、物料的 TS%为 23%,无需添加新奇水,所需反应器容积小,占地面积省,节 省热量消耗；设计卧式一级发酵罐为 55 高温厌氧发酵,每天进料 500t/d ,物料停 留时间为 18d；厌氧发酵罐外壁上安装加热盘管,通过蓄热水箱循环加热和太阳能进行 增温；发酵罐罐体的尺寸总汇如表 3.4所示；表 3.4 发酵罐的尺寸总体积罐内径罐体总封头的装液量 /罐压 /M罐体壁封头壁材料高H/m3 V 0/mD/mm 体积厚/mm 厚/mm 3 mPa m 3 /m158.7 4200 12180 15.1 147.2 0.3 8.0 11.0 不锈钢在搅拌方面,由于液态垃圾有机质浆液的粘度高,对混合要求高,
30、此外,液态垃 圾属于厌氧发酵,无需溶解氧,不考虑气质传递的过程,故挑选用六片直叶涡轮搅拌 器；主要运算的结果如表 3.5所示；表 3.5 搅拌器的尺寸与功率搅拌器叶宽 b/m搅拌转速搅拌叶搅拌桨搅拌层总搅拌电机功叶径 d/mn/r/min桨底距 C间距 S/m功率 Pm/率Pw/km 数m m /mm m kW W ）1300 260 120 3 1300 3900 180 133.3 3.3.1 外形与材质挑选12 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从反应器的设计方面考虑,圆形结构的反应器受力情形较好
31、,具有结构较稳固的 优点,同时,在同样的截面积下,圆形反应器的周长比正方形少 12%；所以,圆形池子 的建造费用至少比具有相同截面积的矩形反应器低 12%以上,本设计厌氧反应器外形 14挑选为圆形；反应器材质的挑选需要从多方面考虑；抗腐蚀性是厌氧反应器首要考虑的问题；一般宜采纳钢筋混凝土构筑物或特种材料防腐处理；而从设备化角度考虑,大部分工 程工程均可采纳钢、塑料和玻璃钢等材质的结构,这样可将反应器转化为能生产的设 备和产品；本设计反应器主体罐体基材为碳钢,内涂特殊防腐蚀涂层,要求达到耐腐 蚀、便于修理,性能优良,保温层外表美观；3.3.2 主要几何尺寸常用的机械通风发酵罐的结构以及几何尺寸已
32、经规范化,是发酵的种类和产房条 件等在肯定范畴内有所变动；其主要几何尺寸如图 3.1 所示；H罐身高 h 液位高 B挡板宽 C 搅拌器叶轮与罐底间距 H0罐桶高 D 罐径 d 搅拌器直径 S 相邻搅拌叶轮间距 图 3.1 机械通风发酵罐的几何尺寸常见的机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸比例如下：13 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - H/D=1.73.5 d/D=1/21/3 S/d=25 B/D=1/81/2 C/d=0.81.0 H0/D=2 通常,对一个发酵罐的大小用“ 公称体积” 表示；所谓“ 公称体
33、积” ,是指罐的 筒身体积加上底封头体积之和；其中底封头容积可依据封头外形、直径以及壁厚从有 关化工设计手册中可以查到,椭圆封头体积可以用一下公式运算： 3-5）故发酵罐的全体积为 : 3-6）表 3.6 列举了常用的机械搅拌通风发酵罐的系列体积以及主要尺寸；表 3.6 常用的机械搅拌通风发酵罐尺寸公称体积 V 罐内径 D/mm 圆筒高 H/mm 搅拌轴转速 n/r/min）搅拌轴功率 N/kW 3 10 m1800 3800 160-200 17-22 3 15 m2000 4800 160-200 22-30 3 20 m2200 5000 160-200 30-37 3 30 m2400
34、 6600 150-200 45-55 3 40m2600 7500 120-200 55-75 3 50m2800 8000 120-200 55-90 3 60m3000 8300 120-250 65-115 3 75m3200 8800 120-240 90-145 3 100m3600 9500 120-220 60-110 3 150m4200 10800 120-200 90-130 3 200m4600 11500 120-200 95-180 3 350m5600 12600 125-180 185-250 1）D、H的确定 发酵罐是由圆柱形筒和上下椭圆封头组成,反应器的有效
35、容积 V=3680m 3,选取发 酵罐的公称体积 V=150m 3,需要 25 个；依据表 3.4 ,就其罐内径 D=4200mm依据公式 容积的确定圆柱部分容积：封头的体积：3 =15.1m3 底部污泥排放容积： V2=V1=15.1m全容积验算d=1300mm,其中符合设计要求；的要3 搅拌叶直径取符合d/D=0.3 0.4求；搅拌叶间距；3.3.3 罐体主要部件尺寸的设计运算1） 罐体考虑压力,温度,腐蚀因素,挑选罐体材料和封头材料,封头结构、与罐体连接方式；封头设计为标准椭圆封头,因 接；500mm,所以采纳双面缝焊接的方式与罐体连7.6 mm,取 8mm 3-式中,D罐体直径 150
36、 焊缝系数,双面焊取0.8 kgf/c） 16MnR钢焊接压力容器许用应力为） 设计温度下的许用应力,170MPaC 腐蚀裕度,当 C封头壁厚运算15 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - =10.65mm,取 11mm 3-8 式中, D罐体直径 y开孔系数,取 2.3 焊缝系数,双面焊取 0.8 设计温度下的许用应力 16MnR钢焊接压力容器许用应力为 150,170MPa）3.3.4 搅拌器餐厨垃圾在发酵过程中应当处于流淌状态,这样就能是发酵微生物有效的利用有机质浆液,从而提高发酵的成效；因此,搅拌器
37、的设计是必不行少的；搅拌过程能使得发酵液和细菌之间达到最大程度的基础,从而在较短的时间内完成所需要的混合、传热或者是进行生化反应；搅拌器的主要作用是混合,使生物细胞悬浮分散于发酵体系中,利于发酵过程的高速、高效进行,同时强化传热过程；图 3.2 圆盘涡轮式搅拌器1）搅拌器的选型依据垃圾性质：含有悬浮固体,粘度较高的特点,以及在垃圾有机质浆液发酵过程采纳厌氧,无需考虑传质的特点,采纳六弯叶开启涡轮搅拌器以降低搅拌轴功率；2）搅拌器的尺寸运算六弯叶开启涡轮搅拌器该搅拌器的各部分尺寸与罐径有肯定的比例关系,搅拌器直径与槽内径的比值为 1：3,依据之前的运算,叶直径取 16 / 32 1300mm,底
38、搅拌叶至底封头名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 高度；叶宽与桨叶直径之比： b/d=1/51/8 ,取 1/5 就叶宽：/3900+1=3.22, 取 m=3层；3.3.5 挡板的运算开启式涡轮也是一种高速搅拌器,应在湍流区操作搅拌的成效好；但是,需要在搅拌槽内安装挡板,且满意全挡板条件；发酵罐内装设挡板的作用是防止页面中心形成漩涡流淌,削减死角；通常设46 块挡板,挡板宽度为0.10.12D,就可达到全挡板条件；依据全挡板条件18,） 3-9式中, B挡板的宽度B=B, 本设计选用间距为0.3B=141mm；3
39、.3.6 电机功率 Pw电机出轴到搅拌轴之间有减速器、联轴器等；另外搅拌轴上仍会装有密封结果,这些部件在工作时都会消耗肯定的功率；因此,确定电机功率是,必需考虑各传动部 件功率损耗；可以通过下式估算电机功率 3-10）其中, Pw 所需要的电机功率, kW P 搅拌功率,依据表 3.4取P=120 kW 总传动效率17 / 32 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 32 页精选学习资料 - - - - - - - - - 上式中总传动效率 应是各种传动部件传动效率的乘积；一般在估算是可以取总传动效率为 =0.850.95也可以依据体会估量得到；采纳机械密封结果,总传动效率取较高值18,现在取 =0.90,就所需的电机功率3.3.7 发酵产生的热量根 据 前 期 的 液 态