Расчет метантенка при термофильном сбраживании: определить параметры метантенка, выход газа и размеры газгольдера;провести тепловой расчет.

Расчет метантенка при термофильном сбраживании

Сбраживание происходит при температуре 50–55 °С.

Параметры метантенка.

1. Расчетный объем метантенков, м3:

 

(9.1)

где Dmt - суточная доза загружаемой в метантенк смеси при влажности 95 %

(Dmt = 17 %)

2. Фактическая доза загрузки, %:

 

(9.2)

где Vф – полезный объем, равный 6000 м3.

3. Распад беззольного вещества, %:

 

(9.3)

где асм – предел сбраживания беззольного вещества загружаемого осадка, %;

K – коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания, равный 0,31 %.

Выход газа из метантенков

1. Удельный выход газа, м3/кг:

 

(9.4)

где ρ - плотность газа (ρ = 1 кг/м3).

2. Суммарный выход газа, м3/сут:

 

(9.5)

3. Съем газа с одного метантенка в сутки, м3/сут:

 

(9.6)

Определение размеров газгольдера

1. Объем газгольдера, м3:

 

(9.7)

где τ – часовой выход газа, равный 2,5 ч.

Для хранения газа предусмотрены газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2–4-х часовому выходу газа.

Принимаем 2 газгольдера емкостью 3000 м3 и диаметром 21050 мм.

2. Площадь живого сечения горловины, м2:

 

(9.8)

где Qг – пропускная способность 1м2 горловины в м3/сут, принимаем равным 700 м3/сут м2.

3. Диаметр горловины, м:

 

(9.9)

Тепловой расчет

1. Расход тепла на обогрев свежего осадка, кДж/сут:

(9.10)

где P – коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки, днище и перекрытие метантенков (при емкости Vмт более 1100 м3, P = 0,10);

Ст – теплоемкость осадка, 4,19 кДж/(кг × К);

tсб – температура в метантенке, °С;

tвх – температура поступающего осадка, °С.

2. Количество тепла, выделяемого при сжигании газа при теплопроводной способности газа 5000 ккал/м3 , ккал/сут:

(9.11)

 

Задание

В соответствии со своим вариантом (табл. 9.1) необходимо выполнить расчет метантенка при термофильном сбраживании:

– определить параметры метантенка, выход газа и размеры газгольдера;

– провести тепловой расчет.

Таблица 9.1

Исходные данные

 

№ п/п

 

Параметры

Варианты

1

2

3

4

5

 

1

 

n, шт

3

6

8

5

7

 

2

 

acм,%

48,8

48,8

48,8

48,8

48,8

 

3

 

Мбез, т/сут.

89,21

99,5

92,55

111,7

121,4

 

4

 

Мобщ, т/сут.

2629

2645

2635

2549

2709

 

 

5

Температура в метантенке:

tсб (°С )

tвх (°С )

35

31

45

41

55

71

25

21

15

51

n – число метантенков;

acм – предел сбраживания, %;

Мбез – расход осадков по беззольному веществу, т/сут;

Мобщ – общий расход по объему смеси фактической влажности, т/сут;

tсб – температура в метантенке, °С;

tвх – температура поступающего осадка, °С.