課程設(shè)計(jì)水壓式沼氣池設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)名稱： 水壓式沼氣池設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)題目： 學(xué) 院 名 稱： 專業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 評(píng)分： 教師： 20 年 月 日目 錄1 概 論21.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容21.1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容21.1.2 水壓式沼氣池設(shè)計(jì)任務(wù)21.1.3 課程設(shè)計(jì)原則31.1.4 工程設(shè)計(jì)范圍31.2 項(xiàng)目的背景及建設(shè)的必要性31.3 沼氣的基本知識(shí)31.4 水壓式沼氣池基本知識(shí)41.4.1 水壓式沼氣池的特點(diǎn)41.4.2 沼氣池采用中溫厭氧發(fā)酵42 厭氧發(fā)酵工藝流程說(shuō)明43 沼氣池體部分的設(shè)計(jì)計(jì)算53.1 發(fā)酵原料53.1.1 沼氣發(fā)酵原料的理論產(chǎn)氣量53.1.2 原料的碳氮比53.2 沼

2、氣池體部分設(shè)計(jì)計(jì)算63.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)63.2.2 發(fā)酵間的設(shè)計(jì)63.2.3 水壓間的設(shè)計(jì)104 配套設(shè)施的設(shè)計(jì)計(jì)算104.1 換熱器的計(jì)算104.2 吸收塔的計(jì)算12參考文獻(xiàn)141 概 論1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)基礎(chǔ)資料，設(shè)計(jì)一個(gè)方案，對(duì)農(nóng)業(yè)固體廢物畜禽糞便和秸稈進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，溫度低的時(shí)候?qū)υ线M(jìn)行換熱，使進(jìn)口溫度滿足中溫厭氧發(fā)酵，出口氣體吸收其中的硫化氫，沼氣經(jīng)凈化之后達(dá)到惡臭污染物控制標(biāo)準(zhǔn)（GB14554-93）中二級(jí)新擴(kuò)改建標(biāo)準(zhǔn)?？刂茦?biāo)準(zhǔn)如表1所示：表1 惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值序號(hào)控制項(xiàng)目單位一級(jí)二級(jí)三級(jí)新擴(kuò)改建現(xiàn)有新擴(kuò)改建現(xiàn)有1氨mg/m31.01.52.04.05

3、.02三甲胺mg/m30.050.080.150.450.803硫化氫mg/m30.030.060.100.320.604甲硫醇mg/m30.0040.0070.0100.0200.0355甲硫醚mg/m30.030.070.150.551.106二甲二硫mg/m30.030.060.130.420.717二硫化碳mg/m32.03.05.08.0108苯乙烯mg/m33.05.07.014199臭氣濃度無(wú)量綱1020306070沼氣中的臭氣主要為H2S，而H2S的含量為0.034%，經(jīng)過(guò)吸收塔的吸收后就可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 水壓式沼氣池設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)題目水壓式沼氣池設(shè)計(jì)（2）主要設(shè)計(jì)任務(wù)

4、水壓式沼氣池尺寸設(shè)計(jì)：沼氣池主體容積、高度、直徑、水壓間容積、高度、直徑。 配套設(shè)施：換熱器的傳熱面積、管長(zhǎng)、管徑、標(biāo)準(zhǔn)換熱器選型；吸收塔填料層高度、塔徑、總壓力等。換熱器和吸收塔采用間歇式操作，一次厭氧發(fā)酵時(shí)間為30天，比較冷的月份分兩個(gè)區(qū)間，從1月份到3月份，從10月份到1月份是比較冷的時(shí)間，所以需要用到換熱器；產(chǎn)生的氣體要經(jīng)過(guò)吸收才能達(dá)到惡臭污染物控制標(biāo)準(zhǔn)，所以要用到吸收塔。（3）設(shè)計(jì)目的鞏固已學(xué)過(guò)的與環(huán)境工程有關(guān)的專業(yè)知識(shí)，特別是厭氧發(fā)酵章節(jié)；領(lǐng)會(huì)國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的方針、政策和法規(guī)，初步樹立正確的環(huán)境保護(hù)指導(dǎo)思想；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)，培養(yǎng)全面考慮和解決問(wèn)題的能力；

5、提高計(jì)算、制圖等方面的基本技能；提高運(yùn)用文獻(xiàn)、技術(shù)資料和工具書的能力。（4）基礎(chǔ)資料地基允許承載力8t/m2，地下水位在地面下5-6m，水壓間有效容積是日產(chǎn)氣量的50%，裝置內(nèi)最大氣壓極限800kPa，裝置內(nèi)正常工作氣壓 784kPa，活載荷200kg/m2 課程設(shè)計(jì)原則（1）在總體技術(shù)路線上要符合我國(guó)生活垃圾處理的技術(shù)政策，水壓式沼氣池要符合無(wú)害化的總目標(biāo)。（2）配套換熱器和吸收塔，保證水壓式沼氣池的溫度比較恒定且能有效回收沼氣中的二氧化碳。（3）根據(jù)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)承受能力，盡可能為國(guó)家節(jié)省建設(shè)資金。 工程設(shè)計(jì)范圍 工程設(shè)計(jì)范圍為工藝部分設(shè)計(jì)計(jì)算。1.2 項(xiàng)目的背景及建設(shè)的必要性隨著生活水平的

6、提高和集約式農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)村固體廢物中畜禽糞便和秸稈的產(chǎn)生量越來(lái)越大，不及時(shí)有效的處理將造成農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生的破壞。利用普通使用的水壓式沼氣池進(jìn)行處理，既可以有效利用資源，又可以產(chǎn)生新的清潔能源沼氣，還可以消除環(huán)境污染。水壓式沼氣池存在能耗低、占地面積不大、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在隨季節(jié)溫度變化工作不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要克服該問(wèn)題。1.3 沼氣的基本知識(shí)（1）沼氣及其產(chǎn)生過(guò)程沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下，通過(guò)微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生的一種可燃?xì)怏w。由于這種氣體最初是在沼澤、湖泊、池塘中發(fā)現(xiàn)的，所以人們叫它沼氣。沼氣含有多種氣體，主要成分是甲烷（CH4）。

7、沼氣細(xì)菌分解有機(jī)物，產(chǎn)生沼氣的過(guò)程，叫沼氣發(fā)酵。根據(jù)沼氣發(fā)酵過(guò)程中各類細(xì)菌的作用，沼氣細(xì)菌可以分為兩大類。第一類細(xì)菌叫做分解菌，它的作用是將復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物和二氧化碳（CO2）等 。它們當(dāng)中有專門分解纖維素的，叫纖維分解菌；有專門分解蛋白質(zhì)的，叫蛋白分解菌；有專門分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二類細(xì)菌叫含甲烷細(xì)菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把簡(jiǎn)單的有機(jī)物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。因此，有機(jī)物變成沼氣的過(guò)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(jiǎn)單的化合物；再就是在甲烷細(xì)菌的作用下，將簡(jiǎn)單的化合物加工成產(chǎn)品 即生成甲烷。

8、（2）沼氣的成分沼氣是一種混合氣體，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氫（H2S）、氮及其他一些成分。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。在沼氣成分中甲烷含量為55%70%、二氧化碳含量為28%44%、硫化氫平均含量為0.034%。（3）沼氣的理化性質(zhì)沼氣是一種無(wú)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(wú)色、無(wú)味 、無(wú)臭 、無(wú)毒的氣體。甲烷分子式是CH4，是一個(gè)碳原子與四個(gè)氫原子所結(jié)合的簡(jiǎn)單碳?xì)浠衔?。甲烷?duì)空氣的重量比是0.54，比空氣約輕一半。甲烷溶解度很少，在20、0.1千帕?xí)r，100單位體積的水，只

9、能溶解3個(gè)單位體積的甲烷。甲烷是簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料。燃燒時(shí)呈藍(lán)色火焰，最高溫度可達(dá)1400 左右。純甲烷每立方米發(fā)熱量為36.8千焦。沼氣每立方米的發(fā)熱量約23.4千焦，相當(dāng)于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃燒后放出的熱量。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3.03千克煤所能利用的熱量。1.4 水壓式沼氣池基本知識(shí) 水壓式沼氣池的特點(diǎn) 水壓沼氣池是一種埋設(shè)在地下的立式圓筒形發(fā)酵池，池蓋和池底是具有一定曲率半徑的殼體，主要結(jié)構(gòu)包括加料管、出料管、水壓間、導(dǎo)氣管幾個(gè)部分。圓筒形結(jié)構(gòu)沼氣池的受力性能好，比相同容積的長(zhǎng)方形池表面積小20%左右，池內(nèi)無(wú)死角，容易

10、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。 水壓式沼氣池的工作原理是：產(chǎn)氣時(shí)，沼氣壓料液使水壓箱內(nèi)液面壓高；用氣時(shí)，料液壓沼氣供氣。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)。（1）水壓式沼氣池型有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：池體結(jié)構(gòu)受力性能良好，而且充分利用土壤的承載能力，所以省工省料，成本比較低。適于裝填多種發(fā)酵原料，特別是大量的作物秸稈，對(duì)農(nóng)村積肥十分有利。為便于經(jīng)常進(jìn)料，廁所、豬圈可以建在沼氣池上面，糞便隨時(shí)都能打掃進(jìn)池。沼氣池周圍都與土壤接觸，對(duì)池體保溫有一定的作用。 （2）水壓式沼氣池型也存在一些缺點(diǎn)，主要是：由于氣壓反復(fù)變化，而且一般在416千帕（即40160

11、厘米水柱）壓力之間變化。這對(duì)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。由于沒有攪拌裝置，池內(nèi)浮渣容易結(jié)殼，又難于破碎，所以發(fā)酵原料的利用率不高，池容產(chǎn)氣率（即每立方米池容積一晝夜的產(chǎn)氣量）偏低，一般產(chǎn)氣率每天僅為0.15米3/米3 左右。由于活動(dòng)蓋直徑不能加大，對(duì)發(fā)酵原料以秸稈為主的沼氣池來(lái)說(shuō)，大出料工作比較困難。因此，出料的時(shí)候最好采用出料機(jī)械。 沼氣池采用中溫厭氧發(fā)酵發(fā)酵溫度維持在3035，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。從能量回收的角度，該工藝被認(rèn)為是一種較理想的發(fā)酵工藝類型。目前世界各國(guó)的大、中型沼氣工程普遍采用此工藝。 有機(jī)物厭

12、氧發(fā)酵依次分為液化、產(chǎn)酸、產(chǎn)甲烷三個(gè)階段（如圖1所示）。各階段各有其獨(dú)特的微生物類群起作用。液化階段起作用的細(xì)菌稱為發(fā)酵細(xì)菌，包括纖維素分解菌、脂肪分解菌、蛋白質(zhì)水解菌。產(chǎn)酸階段起作用的細(xì)菌是醋酸分解菌。這兩個(gè)階段起作用的細(xì)菌稱為不產(chǎn)甲烷菌。產(chǎn)甲烷階段起作用的細(xì)菌是甲烷細(xì)菌。 圖1 厭氧發(fā)酵三階段2 厭氧發(fā)酵工藝流程說(shuō)明所設(shè)沼氣池采用厭氧發(fā)酵工藝流程。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(shuō)30天進(jìn)行一次大換料。一月到三月、十月到一月溫度比較低，這段時(shí)間對(duì)原料要進(jìn)行換熱處理。產(chǎn)生的沼氣要經(jīng)過(guò)吸收塔吸收才能用，才能達(dá)到排放要求。 圖2 厭氧發(fā)酵工藝流程3 沼氣池體部分的

13、設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 發(fā)酵原料發(fā)酵原料：所設(shè)計(jì)的沼氣池所用的農(nóng)業(yè)固體廢物主要有豬糞和秸稈兩種，其年產(chǎn)量為3000噸，因?yàn)樵谀戏?，所以秸稈為稻草。厭氧發(fā)酵的適宜碳氮比為20：130：1，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。為使發(fā)酵過(guò)程有一個(gè)較高的產(chǎn)氣量，可將貧氮原料與富氮原料適當(dāng)配合成為具有適宜碳氮比的混合原料?；旌显咸嫉仁街校篕混合原料的碳氮比 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97得稻草中C1為42%、N1為0.63%；豬糞中C2為7.8%、N2為0.

14、6%。 設(shè)稻草有x kg，豬糞則為（250-x）kg 求出x=53.8噸 一次性投加的稻草為53.8噸，豬糞為196.2噸。水壓式沼氣池的容積比較小，對(duì)于每月250噸的原料無(wú)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5.38噸，豬糞為19.62噸。采用每30天投料一次，30天進(jìn)行一次大換料。3.2 沼氣池體部分設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）氣壓：0.1Mpa（即一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）為宜。（2）池容產(chǎn)氣率：池容產(chǎn)氣率系指每立方米發(fā)酵池容一晝夜的產(chǎn)氣量，單位為m3沼氣/（m3池容.d）。目前，我國(guó)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(cè)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)

15、為：在溫度變化幅度為1028，發(fā)酵料液中的干物質(zhì)含量為610時(shí)，每天每立方米發(fā)酵料液產(chǎn)氣量為0.10.3m3，夏季產(chǎn)氣旺盛，冬季較差。我國(guó)通常采用的池容產(chǎn)氣率包括0.15、0.2、0.25和0.3幾種，本設(shè)計(jì)取池容產(chǎn)氣率為0.2。（3）貯氣量：貯氣量系指氣箱內(nèi)的最大沼氣貯存量。農(nóng)村家用水壓式沼氣池的最大貯氣量以12小時(shí)產(chǎn)氣量為宜，其值與有效水壓間的容積相等。（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4、6、8、10m3等幾種，現(xiàn)采用的集中式沼氣池容積比較大，。（5）投料率：投料率系指最大限度投入的料液所占發(fā)酵間容積的百分比，一般在8595%為宜。 發(fā)酵間的設(shè)計(jì)（1）確定池

16、容V 稻草和豬糞的年產(chǎn)量為3000噸，月產(chǎn)量為250噸。因?yàn)榱弦旱暮食^(guò)90%，取95%，所以沼氣池的容積V可以定為，每個(gè)沼氣池的容積為500m3。（2）確定貯氣量 貯氣量=池容產(chǎn)氣率×池容×0.5=0.2×5000×0.5=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(guò)管道連接在一起，進(jìn)入吸收塔進(jìn)行后續(xù)處理。（3）計(jì)算圓筒形發(fā)酵間容積：圓筒形發(fā)酵間由池蓋、池身、池底組成（如圖3所示），三個(gè)部分的容積計(jì)算公式如下： 圖3 沼氣池發(fā)酵間的組成 式中：V1、V2、V3分別為池蓋容積、池底容積、池身容積 f1、f2分別為池蓋矢高、池底矢高

17、r1池蓋曲率半徑，它與其他尺寸的關(guān)系為； r2池底曲率半徑，它與其他尺寸的關(guān)系為； R池體內(nèi)徑 H池身高度 圓周率，取3.14綜合圓形沼氣池的內(nèi)力結(jié)構(gòu)計(jì)算，材料用量計(jì)算和施工、管理、使用技術(shù)等各種因素，一般認(rèn)為池蓋矢跨比，池底失跨比和池身高時(shí)沼氣池的尺寸比較合理。，代入上面各式得：V= V1+V2+V3=0.0827D3+0.0501D3+0.3142D3=0.447D3 D3=故 說(shuō)明：沼氣池的總高為7.52m，因?yàn)榈叵滤辉诘孛嫦?-6m。假設(shè)在地面下6m，為了避免污染地下水，所以可設(shè)沼氣池的地下埋深為5m，在地面以上的部分為2.52m。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

18、位置，一般都確定在發(fā)酵間直徑的兩端。（4）進(jìn)出料管的垂直位置一般確定在發(fā)酵間的最低液面設(shè)計(jì)高度處。該位置的計(jì)算方法如下：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OO位置的距離，如圖4所示。其中，死氣箱拱的矢高f死可按下式計(jì)算f死=h1+h2+h3式中：h1池蓋拱頂點(diǎn)到活動(dòng)蓋下邊緣平面的距離（計(jì)算過(guò)程略去），對(duì)260cm直徑的活動(dòng)蓋，該值在4060cm之間，取50cm h2導(dǎo)氣管下露出長(zhǎng)度，一般取1220cm，取15cm h3導(dǎo)氣管下口到OO液面距離，一般取80120cm，取100cmf死=50+15+100=165cm=1.65m 圖4 死氣箱的矢高1、活動(dòng)蓋 2、導(dǎo)氣管 3、蓄水圈

19、 4、死氣箱 5、固定拱蓋計(jì)算死氣箱的容積V死式中：V死、f死、r1分別為死氣箱容積、死氣箱的矢高、池高曲率半徑 求投料率：根據(jù)死氣箱容積，可計(jì)算出沼氣池投料率，投料率=式中：V、V死分別為沼氣池容積和死氣箱容積，m3 投料率=計(jì)算最大貯氣量V貯V貯=池容×池容產(chǎn)氣率×0.5=500×0.2×0.5=50m3計(jì)算氣箱總?cè)莘eV氣 V氣=V 死+V貯 式中：V氣、V死、V貯分別為沼氣池氣箱總?cè)莘e、死氣箱總?cè)莘e和有效氣箱容積（最大貯氣量） V氣= 59.6+50=109.6m3計(jì)算池蓋容積V1 式中：V1、f1、R分別為池蓋容積、池蓋矢高和池體內(nèi)徑 因此AA液

20、面位置在池身內(nèi)計(jì)算發(fā)酵間最低液面位AA對(duì)于一般的沼氣池來(lái)說(shuō)，V氣均大于V1，也就是說(shuō)AA液面位置在圓筒形池身范圍內(nèi)，此時(shí)，要確定進(jìn)出料管的安裝位置，應(yīng)按下式先算出氣箱在圓筒形池身部分的容積V筒V筒=V氣-V1由于V筒=R2h筒，因此式中：h筒圓筒形池身內(nèi)氣箱部分的高度 R圓筒形池身半徑AA液面位在池蓋與池身交接平面以下h筒的位置上，這個(gè)位置就是進(jìn)出料管的安裝位置。 V筒=109.6 -92.5=17.1 m3 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OO水平。（2）水壓間的高度H：此高度應(yīng)等于發(fā)酵間最大液位下降值H1與

21、水壓間液面最大上升值H2之和，即H=H1+H2（3）水壓間容積：此容積等于池內(nèi)最大貯氣量。水壓間的計(jì)算如下：設(shè)計(jì)參數(shù) 最大投料量Vmax=90%500=450m3 儲(chǔ)氣系數(shù)KG=0.5 產(chǎn)氣率K= 0.2m3/（m3·d） 總?cè)莘eV=500 m3 直徑D=10.38（m） 池蓋曲率半徑r1=7.526（m） 矢高f1=2.076（m）設(shè)計(jì)計(jì)算a.集氣間體積V0 （m3），儲(chǔ)氣量VG（m3）V0=V-Vmax=500-450=50（m3）VG= Vmax×K×KG=4500.20.5=45（m3）b.根據(jù)VW=VG，就可求出水壓間的直徑DW。 假設(shè)hw=2m則 4

22、配套設(shè)施的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 換熱器的計(jì)算因?yàn)榱弦汉食^(guò)90%，可以把料液當(dāng)水看待。料液從5升至35，熱水從75降至45，逆流流動(dòng)。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。（1）計(jì)算熱負(fù)荷（不計(jì)熱損失）及熱水用量 （2）平均溫度差t1=75-35=40；t2=45-5=40因?yàn)?1<2，所以逆流t逆=40，因?yàn)樵弦汉蜔崴髁勘容^大，單管程的換熱器無(wú)法完成換熱任務(wù)，所以選擇單殼程雙管程的換熱器。 R=1.0，P=0.43，溫度校正系數(shù)=0.88，因?yàn)?.8可行，t

23、m=×t逆=0.88×40=35.2（3）估算傳熱面積A估 選總傳熱系數(shù)K估=1200W/（m2.K），（4）試選型號(hào)因?yàn)樵弦褐泻袘腋∥镔|(zhì)，長(zhǎng)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。殼程中有旋流擋板，易造成懸浮顆粒沉降，而管程則易于清洗，所以熱水走殼程，料液走管程。管內(nèi)料液的流速選取u1=2m/s 選取傳熱管25mm×2.5mm，其內(nèi)徑d1=0.02m，外徑d2=0.025m 估算單程管子根數(shù)為 ，取45根 根據(jù)傳熱面積A估估算管子長(zhǎng)度 L´= 若用4管程，則每管程的管長(zhǎng)選用L=6000mm 由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)

24、初選浮頭式換熱器型號(hào)為BES600-2.5-90-6/25-4I 管總數(shù)N=188根，每管程的管數(shù)n=47根，管中心距t=32mm，正方形錯(cuò)列。殼體內(nèi)徑D=600mm，折流擋板間距h=200mm，故折流板擋板數(shù)NB=-1=-1=29塊。傳熱面積A選=86.9m2（5）校核總傳熱系數(shù)管程對(duì)流傳熱系數(shù)1管內(nèi)料液流速u1=Re1=Pr1=1=0.023RP=0.023××（37581.6）×70.4=6832.26W/m2.K殼程對(duì)流傳熱系數(shù)2殼程流通截面積S=hd（1-）= 0.2×0.6×（1-）=0.0263m2熱水的流速u2=正方形排列的當(dāng)量

25、直徑de=（）=163，Pr2=熱水被冷卻，?。ǎ?0.952=163（）-0.14=163××（2.98）×0.95=2626.9 W/m2.K總傳熱系數(shù)取污垢熱阻Rd1= Rd2=0.0002m2.K/W，碳鋼的熱導(dǎo)率=45W/（m.K）=+Rd1+Rd2×+ =+0.0002+0.0002×+ =0.000859K=1164.1 W/m2.K傳熱面積A=84.9m2 與原估計(jì)值基本相符=1.02，即傳熱面積有2%的裕量，符合要求4.2 吸收塔的計(jì)算（1）傳質(zhì)推動(dòng)力的計(jì)算 在溫度t=35，總壓0.2Mpa下，含有H2S 0.034%（摩爾分

26、數(shù)）的沼氣與清水接觸，吸收其中的H2S。相同條件下，氣體密度之比等于氣體相對(duì)分子質(zhì)量之比?？諝馄骄肿恿渴?9，硫化氫是34，所以硫化氫密度比空氣的大。35時(shí)空氣的密度是1.15kg/m3，則H2S的密度是1.34 kg/m3，吸收后H2S的必須小于0.06mg/m3，即4.48×10-8，吸收率要達(dá)到99.99%以上。一般硫化氫的濃度超過(guò)0.02%時(shí)可引起人頭痛、乏力、失明、胃腸道病等癥狀。超過(guò)0.1%時(shí)，可很快致人死亡。從實(shí)際情況考慮，只要H2S的摩爾分?jǐn)?shù)低于0.02%即可，所以本設(shè)計(jì)要求吸收率達(dá)到98%，即出口混合氣體中H2S的摩爾分?jǐn)?shù)是0.00068%。從化工原理表5-1查得

27、H2S水溶液的亨利系數(shù)E=68.6Mpa，總壓P=0.2Mpa，相平衡常數(shù)m= （2）吸收劑（水溶液）用量的計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù) 由沼氣池出來(lái)的沼氣用水溶液去除其中的H2S，每月沼氣產(chǎn)量為500m3，0.5h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。吸收劑用量為最小用量的1.1倍，已知操作壓力為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。設(shè)計(jì)計(jì)算惰性氣體流量為吸收劑用量L=39.55×369.75×18=263267.34kg/h （3）吸收塔塔徑的計(jì)算設(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G=1

28、.15kg/m3，用水量為263267.3kg/h，溶液密度看作與水的密度相同，L=1000 kg/m3。操作壓力為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為35。設(shè)計(jì)計(jì)算a.泛點(diǎn)氣速的計(jì)算混合氣的質(zhì)量流量G´=G×V=1.15×1000=1150kg/h×（）=×用化工原理圖5-29坐標(biāo)的7.76與亂堆填料的泛點(diǎn)線，查的縱坐標(biāo)為選用25mm×25mm亂堆瓷鮑爾環(huán)，填料因子=300 l/m，=135溶液取35水的黏度=727.4×10-6Pa/s 泛點(diǎn)氣速=b.塔徑的計(jì)算取空塔氣速為80%，則=80%=0.8×0.41=0.33m/s

29、塔徑D=（4）填料層高度的計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù) 沼氣在直徑為1.04m的填料吸收塔中用清水吸收其中的硫化氫，沼氣流量為1000m3/h，操作溫度為35，硫化氫的氣相體積吸收總系數(shù)KYa=300kmol/m3.h。設(shè)計(jì)計(jì)算 Z= N×H=21.26×0.155=3.3m說(shuō)明：核算地基允許承載力為0.297 t/m28t/m2參考文獻(xiàn)1、王志魁。化工原理M。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20022、羋振明。固體廢物的處理與處置M。北京：高等教育出版社，19933、趙由才。固體廢物污染控制與資源化。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20024、卞有生。生態(tài)農(nóng)業(yè)中廢棄物的處理與再生利用。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，

30、20055、張平。水壓式沼氣池原理與構(gòu)造?？稍偕Y源，2003，6：112為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請(qǐng)您刪除以下內(nèi)容，O(_)O謝謝！A large group of tea merchants on camels and horses from Northwest China's Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansu's Zhangye city during their journey to Kazakhstan, May 5, 2015. The caravan, c

31、onsisting of more than 100 camels, three horse-drawn carriages and four support vehicles, started the trip from Jingyang county in Shaanxi on Sept 19, 2014. It will pass through Gansu province and Xinjiang Uygur autonomous region, and finally arrive in Almaty, formerly known as Alma-Ata, the largest

32、 city in Kazakhstan, and Dungan in Zhambyl province. The trip will cover about 15,000 kilometers and take the caravan more than one year to complete. The caravan is expected to return to Jingyang in March 2016. Then they will come back, carrying specialty products from Kazakhstan A small art troupe

33、founded six decades ago has grown into a household name in the Inner Mongolia autonomous region. In the 1950s, Ulan Muqir Art Troupe was created by nine young musicians, who toured remote villages on horses and performed traditional Mongolian music and dances for nomadic families. The 54-year-old wa

34、s born in Tongliao, in eastern Inner Mongolia and joined the troupe in 1975.He says there are 74 branch troupes across Inner Mongolia and actors give around 100 shows every year to local nomadic people. "I can still recall the days when I toured with the troupe in the early '80s. We sat on

35、the back of pickup trucks for hours. The sky was blue, and we couldn't help but sing the folk songs," Nasun says. The vastness of Inner Mongolia and the lack of entertainment options for people living there, made their lives lonely. "The nomadic people were very excited about our visit

36、s," Nasun recalls. "We didn't have a formal stage. The audience just sat on the grass. Usually, the performances became a big party with local people joining in." For him, the rewarding part about touring isn't just about sharing art with nomadic families but also about gainin

37、g inspiration for the music and dance. Ulan Muqir literally translates as "red burgeon", and today's performers of the troupe still tour the region's villages and entertain nomadic families, but their fame has spread around the world. On May 16 and 17, nearly 100 singers and dancer

38、s from the troupe performed at Beijing's Poly Theater. Their show, titled Ulan Muqir on the Grassland, depicted the history and development of the art troupe. "Being from the region allowed me to embrace the culture of Inner Mongolia and being a member of the troupe showed me where I belong

39、ed," Nasun, the art troupe's president, who is also a renowned tenor, tells China Daily. During a tour in 1985, he went to a village and met an elderly local man, who told him a story about his friendship with a solider from Shenyang, capital of Northeast China's Liaoning province, deca

40、des ago. The solider gave the old man a handmade saddle when they bid farewell. The story inspired Nasun to write Carved Saddle, a song that later became one of his most popular numbers. Now, every year, Nasun recruits young singers and dancers for the troupe. The troupe has also designed a new repe

41、rtoire, which is mostly based on the daily lives of Mongolian people, especially the lives of nomadic families, and has combined contemporary musical elements with folk songs of the region. Haimu, a 25-year-old khoomei (a local variant of overtone singing) singer, joined the troupe three years ago.

42、Along with a six-member band, he performs fast songs and soft ones that he writesall while playing the horse-head fiddle."Although I learned the piano since childhood and grew up listening to various kinds of music, to me, the folk music of Inner Mongolia is the root," he says. "Perfo

43、rming in remote villages is pleasant. I feel at home on the boundless grasslands, and the warm people there make me feel fulfilled." The first round of spring auction season in Beijing ended last week, but it failed to create much spring in the art market. Although two pieces of Chinese paintin

44、g fetched more than 100 million yuan, the decline in trading volume and sale rate showed a downturn this year. In the “Grand View: Chinese Painting Highlight” session at China Guardian 2015 spring auctions, Pan Tianshous representative work Eagle, Rock and Flora hit a record auction price of 279 mil

45、lion yuan, while Li Kerans masterwork Jinggang Mountain fetched 126.5 million yuan, an unexpected high in recent years. However, the trading volume fells to 1.87 billion yuan from 2.22 billion yuan in the same period the year before. The Huangchen 2015 Spring Auctions, which recorded 42.5 million yu

46、an in total sales, experienced the same. The section number went down to 5 from 12 compared to last year. According to expert Shao Jianwu, the art market did not attract much excitement this year due to the booming stock market and the persistent problems of forgery and fake deals. The two pieces of

47、 Chinese painting notched up high price this spring due to their own value not due to a revival in the market. "The successful transaction of two works with a hammer price of more than 100 million yuan once again confirms that valuable and rare works of high quality always earn the long-lasting

48、 high price. Chinese painting and calligraphy is still the pillar of the market. However, the overall sales rate has dropped slightly, which reflects the demand for the ordinary auction goods has weakened,” said the president of China Guardians Hu Yanyan. "Besides, the entry of new buyers also

49、makes certain changes to the direction of purchasing. In a word, the overall market trend is very unpredictable. Although China Guardian 2015 Spring Auctions has achieved remarkable results, it does not mean that the market has walked out of the predicament. We still have to wait for the big economi

50、c boom to invigorate the art market.” Even so, the hot pursuit of some special items appeared this spring. A special session of China Guardian Spring Auctions titled “Fine GiltBronze Buddhist Images” achieved a great deal with total sales volume of 41.89 million yuan and 92 percent sale rate. The 5t

51、h Shamar Rinpoche Statue from 16-17th century of Tibet was sold for 5.06 million yuan. The Beijing Chengxuan Auctions featured almost 2,800 items of coins and stamps in three sessions with good sale rate. The Huachen Auctions also set a special session of photographs under the condition of large-sca

52、le decline of auction sessions. There was a palpable dull thud of disappointment that accompanied the return of the imperial entourage of Zhen Huan to her homeland. It followed a couple years of hushed excitement as Chinese fans were fed tidbits about their proud concubine who was supposed to conque

53、r the high ground of the North American market. Zhen Huan is, of course, the title character of The Legend of Zhen Huan, a 2011 television series that swept China off its feet and later took other Asian countries by storm. Two years ago, it was reported that HBO, a premium cable service headquartere

54、d in the United States, was going to air it in North America after some modification. Now, a condensed version that provides English subtitles but no dubbing has finally been made available on Netflix for online streaming. This version, highly anticipated as a milestone in China's cultural foray

55、 overseas, has been widely panned by its home audience. Retitled Empresses in the Palace, the American version has been shortened from its original 76 episodes at 45 minutes each, to six 90-minute episodes. The quick pacing threw off many native viewers, who are accustomed to a more leisurely daytime-soap-style narrative rhythm. (Chinese TV stations would run two or three episodes every day.) I did not finish the full-length version and found the truncated one not difficult to follow. What's lost, I believe, are the interesting setups and pauses that illuminate the Chinese art