贵州农村沼气池结构改进及建池钢模设计

【摘要】： 农村沼气工程作为一项实用性强的利国富民生态工程,近年来处于快速发展时期,受到各地的高度重视和广大农村的普遍欢迎。近几年贵州省每年都将农村沼气工程建设列为为民要办的“十件实事之一”,贵州每年正以10～20万口的速度发展。由于农村沼气工程具有大面积推广建设的特点,所以在技术上的任何一点进步都将对建设质量和推广应用效果带来重要影响。 沼气工程是人工兴建一定的设施,利用微生物厌氧消化技术对有机质进行处理并达到一定的预期效果,同时获得一种可燃性气体—沼气的一项实用工程技术,它包括了微生物学、建筑、机械工程、化工等多学科的综合。有机物被微生物厌氧发酵消化并制取人工沼气的密闭装置,在我国称为沼气池。作为厌氧发酵的主体设备,沼气池的设计及建造直接影响沼气生产的效果。为了适应农村沼气生态工程快速发展的需要,广大农村沼气工程技术人员在这个看似简单的沼气池上,为了提高产气效果,延长沼气池使用寿命,各地都根据不同地区的气候、地形地貌、农牧业发展模式、沼气原料及生态农业建设需要等特点,在农村沼气池结构的改进设计及修建技术上进行了许多不懈的探索,不断地进行改进和试验。。 贵州的农村沼气工程研究及建设,时间紧任务重,专业设计研究机构缺乏。本课题就是在充分认识沼气发酵工艺及沼气池结构设计基本要求的基础上,参照农村水压式沼气池结构国家标准图集,用机械工程设计思想,以比较优化方式进行分析,研究比较贵州历年来推广使用的农村沼气池结构及功能上的优缺点,以贵州近几年推广使用的改进型“多能高效”沼气池的改进和寻求更加合适的搅拌方式为重点目标,针对传统的机械搅拌方式不易控制、动力不便、故障多的弊端和传统强回流搅拌的不足,用新的搅拌方法,来提高池内混合搅拌效果,改善浮渣层结壳的状况,提高产气效能,本论文最新提出了“双向泵沼液喷射搅拌”的新方法;同时针对改进后的沼气池,确定了建池用钢模的结构方案及主要零件的设计参数及结构,进行了必要的分析计算和主要零部件的结构设计。该研究可对贵州目前推广使用的改进型“多能高效”沼气池的进一步优化提供依据,对推行钢模化建池,提高建池质量和速度,延长沼气池使用寿命具有一定的实用意义。 【关键词】：贵州农村沼气工程 沼气池结构 改进设计 建池钢模结构设计
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Summary7-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 我国农村沼气工程发展和沼气池研究的现状9-13
• 1.2.1 我国农村沼气工程发展的现状9-10
• 1.2.2 我国农村沼气池研究的现状10-12
• 1.2.2.1 概况10-11
• 1.2.2.2 我国沼气池的主要类型特点及研究的现状11-12
• 1.2.3 贵州农村沼气工程建设及建池方法的基本概况12-13
• 1.3 本课题研究的意义及内容13-16
• 1.3.1 本课题研究的意义13-15
• 1.3.2 本课题研究的主要任务及内容15-16
• 第二章 沼气生产的原理及条件16-22
• 2.1 沼气发酵与沼气16-19
• 2.1.1 沼气发酵16-17
• 2.1.2 沼气发酵微生物17-18
• 2.1.3 沼气发酵原料18
• 2.1.4 沼气发酵类型18-19
• 2.2 沼气生产的条件19-22
• 2.2.1 沼气细菌19-20
• 2.2.2 充足的发酵原料20
• 2.2.3 发酵原料浓度20
• 2.2.4 适当的酸碱度20-21
• 2.2.5 严格的厌氧环境21
• 2.2.6 适宜的温度21-22
• 第三章 沼气池结构设计的一般要求22-41
• 3.1 沼气池的池型与构造22-25
• 3.1.1 沼气池的池型及其分类22-23
• 3.1.1.1 沼气池型的定位22
• 3.1.1.2 沼气池的分类22-23
• 3.1.2 沼气池的基本构造与运行原理23-25
• 3.1.2.1 沼气池的基本构造及功能23-24
• 3.1.2.2 沼气池的运行原理24-25
• 3.2 沼气池的主要设计参数与要求25-31
• 3.2.1 沼气工程的设计原则25-26
• 3.2.1.1 工艺目标26
• 3.2.1.2 建设沼气工程的条件26
• 3.2.2 沼气池的主要设计参数26-29
• 3.2.2.1 沼气发酵罐的容积设计26-27
• 3.2.2.2 水压式沼气池发酵间有效容积的设计27
• 3.2.2.3 沼气工程储气量的设计27-28
• 3.2.2.4 沼气工程储气压力的设计28-29
• 3.2.3 沼气工程对地基的要求和处理29-30
• 3.2.4 沼气工程附属设施的设计要求30-31
• 3.2.4.1 发酵原料的前处理系统的设计要求30
• 3.2.4.2 给料装置30-31
• 3.2.4.3 排渣装置31
• 3.3 水压式圆筒形沼气池的尺寸设计及荷载计算31-41
• 3.3.1 圆筒形沼气池几何尺寸的计算31-32
• 3.3.1.1 圆筒形沼气池的容积和面积计算31
• 3.3.1.2 圆筒形沼气池面积的计算31-32
• 3.3.1.3 圆筒形沼气池各部分相关尺寸的确定32
• 3.3.2 圆筒形沼气池的荷载计算32-41
• 3.3.2.1 荷载分析与组合32-38
• 3.3.2.2 池体结构内力分析计算38-40
• 3.3.2.3 截面选择40-41
• 第四章 贵州农村户用沼气结构改进设计41-52
• 4.1 贵州农村常用沼气池结构的发展过程41-42
• 4.2 贵州农村沿用的几种沼气池结构特点的比较42-47
• 4.2.1 标准水压式沼气池的特点42
• 4.2.2 小型高效水压式沼气池的特点42-44
• 4.2.3 强回流沼气池的特点44-45
• 4.2.4 贵州改进型“多能高效”沼气池的特点45-47
• 4.3 针对贵州改进型“多能高效”沼气池结构的改进设计47-52
• 4.3.1 结构改进方法47
• 4.3.2 结构改进设计说明47-52
• 4.3.2.1 池体主要尺寸的改进设计及重要位置强度验算49-50
• 4.3.2.2 池体主要结构的改进设计及重要位置强度验算50-51
• 4.3.2.3 针对功能需要的结构改进设计51-52
• 第五章 强回流喷射搅拌10m~3沼气池建池钢模结构设计52-59
• 5.1 钢模化建设沼气池的优点52-53
• 5.2 强回流喷射搅拌10m~3沼气池主体建池钢模结构设计53-59
• 5.2.1 主体建池钢模的组成及结构53-55
• 5.2.1.1 方案选用说明53
• 5.2.1.2 组成零件53
• 5.2.1.3 结构简图53
• 5.2.1.4 结构特点53-55
• 5.2.2 设计参数的选用55-59
• 5.2.2.1 钢模结构尺寸选用55
• 5.2.2.2 关键零件的主要设计尺寸55-58
• 5.2.2.3 在结构上应注意的几点58-59
• 第六章 结论与讨论59-61
• 6.1 研究总结59
• 6.2 讨论59-61
• 致谢61-62
• 主要参考文献62-64
• 附录:在校期间发表的刊物64-65

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