По формуле (21) определяем фактическую дозу загрузки:
, % (21) %Распад беззольного вещества по формуле (22):
(22)где а – предел сбраживания беззольного вещества загружаемого осадка, % (при отсутствии данных о химическом составе осадков принимаются: для сырого осадка 53%, для избыточного активного ила 44%.);
n – коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания (0,72 по табл. 61 [16]);
Dmt – доза суточной загрузки метантенков, %
Для смеси сырого осадка и избыточного активного ила предел сбраживания определяется по формуле (23):
, (23)Тогда по формуле (22):
Выход газа из метантенков
Принимаем равным 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Плотность газа ρ = 1 кг/м3.
Удельный выход газа по формуле (24) составит:
, м3/кг (24) м3/кгСуммарный выход газа определяется по формуле (25):
, м3/сут (25) м3/сутСъем газа с одного метантенка в сутки по формуле (26):
, м3/сут (26) м3/сут.Для хранения газа предусмотрены газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2 – 4хчасовому выходу газа. Принимаем 2,5-часовой выход газа:
, м3 (27) м3Принимаем 2 гахгольдера по типовому проекту 707-2-6 емкостью 3000 м3 и диаметром 21050 мм
Определение размеров горловины
Площадь живого сечения горловины по формуле (28):
, м2 (28)где Qг – пропускная способность 1 м2 горловины в м3/сут; принимаем равным
700 м3/сут на м2
м2.По формуле (29) определяем диаметр горловины:
, м (29) мТеплотехнический расчет
а) Расход тепла на обогрев свежего осадка определяется по формуле (30):
, ккал/сут (30)где К – коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки, днище и перекрытие метантенков, при емкости Vмт более 1100 м3 К = 0,10;
Ст – теплоемкость осадка, 4,19 кДж/(кг × К);
tсб – температура в метантенке, равная 33ºС;
tвх – температура поступающего осадка, 13 ºС
ккал/сутб) Компенсация теплопотерь всего объема (за вычетом добавки свежего осадка), принимается охлаждение за сутки на 1 ºС:
, ккал/сут (31) ккал/сутв) Общее потребное количество тепла:
, ккал/сут (32) ккал/сутг) Требуемая расчетная теплопроизводительность с учетом КПД котельной установки определяется по формуле (33):
, ккал/сут (33)где η – КПД котельной установки, принимается равным 0,7 – 0,8
ккал/сутд) По формуле (34) расчетное потребное количество пара при теплоотдаче 1 кг пара 550 ккал составит:
, т/сут (34) т/суте) Количество тепла, выделяемого при сжигании газа при теплопроводной способности газа 5000 ккал/м3:
, ккал/сут (35) ккал/сут < Gрасч, 17,8 · 107 < 34,4 · 107 кал/сутКоличество тепла, получаемого при сжигании газа, образующегося в метантенках, недостаточно для поддержания мезофильного процесса в них.
В процессе сбраживания происходит распад беззольных веществ, приводящий к уменьшению массы сухого вещества и увеличению влажности осадка, причем суммарный объем смеси после сбраживания практически не меняется.
Масса беззольного вещества рассчитывается как:
, т/сут (36) т/сутМасса сухого вещества в сброженной смеси определяется как:
Разность Мсух – Мбез представляет собой зольную часть, не изменившуюся в процессе сбраживания.
т/сутВлажность сброженной смеси по формуле (38):
, % (38) %Зольность сброженной смеси по фрмуле (49) будет равна:
, % (49)где
- гидроскопичность сброженной смеси, равная 6 % %4.2.3.2 Расчет метантенка при термофильном сбраживании
Сбраживание происходит при температуре 50 - 55ºС.
Суточная доза загружаемой в метантенк смеси при влажности 95 % Dmt = 17 % (табл. 59 [11]).
Расчетный объем метантенков по формуле (21):
Принимаем 3 метантенка D = 18 м с полезным объемом 6000 м3, высота верхнего конуса НВ.К = 3,15 м, высота цилиндрической части НЦ = 18 м [17].
Фактическая доза загрузки:
%Распад беззольного вещества по формуле 23, где n – коэффициент, зависящий от влажности осадка и режима сбраживания (0,31 по табл. 61 [11]):
%Выход газа из метантенков
Принимаем равным 1 г на 1 г распавшегося беззольного вещества осадка. Плотность газа ρ = 1 кг/м3.
По формуле (25) удельный выход газа составит:
м3/кгСуммарный выход газа определяется по формуле (26):
м3/сутСъем газа с одного метантенка в сутки:
Для хранения газа предусмотрены газгольдеры, вместимость которых принимается равной 2 – 4хчасовому выходу газа. Принимаем 2,5-часовой выход газа:
м3Принимаем 2 гахгольдера по типовому проекту 707-2-6 емкостью 3000 м3 и диаметром 21050 мм
Определение размеров горловины
Площадь живого сечения горловины по формуле (29):
м2.Диаметр горловины п формуле (30):
мТеплотехнический расчет
а) Расход тепла на обогрев свежего осадка:
, ккал/сут (50)где К – коэффициент, учитывающий потери тепла через стенки, днище и перекрытие метантенков, при емкости Vмт более 1100 м3 К = 0,10;
Ст – теплоемкость осадка, 4,19 кДж/(кг × К);
tсб – температура в метантенке, равная 33ºС;
tвх – температура поступающего осадка, 13 ºС
ккал/сутб) по формуле (32) компенсация теплопотерь всего объема (за вычетом добавки свежего осадка), принимается охлаждение за сутки на 1 ºС:
ккал/сутв) Общее потребное количество тепла: