象草沼气工程课程设计

2.3 工艺流程的介绍
首先将象草原料进行收集并集中储存，按照每天所需象草原料的量，将一定量的象草在 预处理系统中进行粉碎。粉碎后的象草原料进入调节池中，对原料的水量、水质、温度、酸 碱度等进行调节，进一步进入酸化池。此后原料进入厌氧发酵罐中进行发酵。
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发酵过程结束后，固体和液体物质首先经过沉淀池对固、液进行分类。分离得到的固体 物质，成为沼渣，为小区附近的农田提供有机肥料。分离得到的液体，成为沼液，沼液少部 分供给有机蔬菜大棚作为养料，大部分沼液循环使用。分离出的气体经过脱硫后进入干式储 气柜储存，按照每日的需气量，将一部分沼气通过沼气增压机增压，此后进入缓冲储气柜、 调压器，最后为小区的用户所利用。具体工艺流程见附图。下面对工艺流程中的重要过程进 行说明。
1.2 课程设计要求
1.以象草为发酵原料，为一个规模为 300 人的小区进行沼气集中供气工程设计； 2.根据所提供的原料种类和用气量制定工艺方案，绘制工艺流程，并对工艺流程进行必 要的说明； 3.对原料储存设施、原料处理调节池、厌氧反应器、储气柜和渣液储存池等构筑物进行 设计计算，对增温保温功率进行设计计算，对泵等设备进行设计计算和选型； 4.根据工艺设计选择的反应器类型，绘制全套厌氧反应器设计图纸。
2.3.2 象草原料的粉碎
所有象草原料均须采用专用粉碎机械粉碎处理，粉碎后的原料中，不得有 20mm 以上长 度的象草纤维。
2.3.3 调节池
调节池用于发酵原料的水量、水质、温度、酸碱度的调节，也兼顾初次沉淀功能。粉碎 后的原料按规定数量经计量后投入调节池与回流水进行搅拌混合，同时补充新水，使料液浓 度达到 TS 8％，搅拌均匀后泵入厌氧发酵罐进行发酵。
2.3.1 象草原料的储存
象草原料收集后首先进行自然风干，使得象草原料的含水量满足技术要求，然后以堆跺 方式储存在堆料场， 象草每年可以收割 6~8 次， 考虑到象草原料单位质量的产气量相对较小， 而小区储料面积有限，因此象草收割次数按最多 8 次计算，堆料场只需要储存一个半月需要 的象草原料即可，从而节约象草原料储存所需要的面积。
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一、 课程设计的目的与要求
1.1 课程设计目的
1.培养学生综合运用所学的基本理论、 基本知识和基本技能、 分析解决实际问题的能力； 2.使学生了解工程设计的基本步骤、内容和方法； 3.培养学生独立思考的能力； 4.培养学生学习应用专业设计规范、设计手册的能力； 5.培养学生编写计算说明书的能力； 6.培养学生绘制工程图纸的能力。
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( 2013~2014 年度第 2 学期)
名 题 院 班 学
称：生物质生化转化技术课程设计 目：300 人小区象草沼气集中供气工程设计 系： 级： 号：
学生姓名： 指导教师： 设计周数：
成
绩：
日期：2014 年 7 月 9 日
目 录
一、课程设计的目的与要求 .............................................................................................................. 1 1.1 课程设计目的............................................................................................................................... 1 1.2 课程设计要求............................................................................................................................... 1 二、象草沼气工程的工艺设计 .......................................................................................................... 2 2.1 生产基本参数及工艺指标 ........................................................................................................... 2 2.2 工艺流程的选择............................................................................................................................ 2 2.3 工艺流程的介绍........................................................................................................................... 2 三、象草沼气工程的设计计算 .......................................................................................................... 5 3.1 堆料场的设计............................................................................................................................... 5 3.2 粉碎机的选择............................................................................................................................... 5 3.3 泵的设计计算............................................................................................................................... 5 3.4 调节池的设计计算....................................................................................................................... 5 3.5 酸化池的设计计算....................................................................................................................... 6 3.6 厌氧发酵罐的设计计算 ............................................................................................................... 6 3.7 增温保温的设计计算................................................................................................................... 7 3.8 沉淀池的设计计算..................................................................................................................... 10 3.9 消化液储存池的设计计算 ......................................................................................................... 11 3.10 汽水分离器的选择................................................................................................................... 12 3.11 脱硫设备的选择....................................................................................................................... 12 3.12 沼气流量计的选择................................................................................................................... 12 3.13 储气柜的设计计算................................................................................................................... 12 3.14 沼气输配单元的设计 ............................................................................................................... 12 四、课程设计总结 ............................................................................................................................ 13 五、参考文献 .................................................................................................................................... 14 附录一 沼气工程工艺流程图 .......................................................................................................... 15 附录二 CSTR 厌氧发酵工艺平、立面图 ....................................................................................... 16
2.2工艺流程的选择
此沼气工程以象草为发酵原料，为 300 人规模的小区提供沼气集中供气，用气量为 120m3/d，属于小型沼气工程。根据所选原料及用气量，可以将整个沼气工程分为六个部分： 一是象草储存系统、二是象草预处理系统、三是以象草厌氧发酵系统、四是沼渣综合利用系 统、五是沼气净化与储存系统、六是沼气输配与用户配套系统。
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二、象草沼气工程的工艺设计
2.1 生产基本参数及工艺指标
原料：象草 小区人数：300 人 人均需气量：0.3~0.5 m3/d，取 0.5m3/d 总需气量：150m3/d 储气柜储气量：90m3 日产气量：150m3/d 干象草的沼气产能：0.37m3/kg 含水率：50% 日需象草量：0.81t/d 发酵浓度：8%（TS） 料液流量：5.62m3/d 发酵时间：30d 料液体积：168.6m3 厌氧发酵罐的容积产气量：0.8~1.2m3/m3.d，取 1.0m3/m3.d 发酵罐的产气体积：150m3 发酵罐的容积率：80% 发酵罐的理论体积：187.5m3 发酵温度：中温发酵，35℃～38℃，取 35℃