挑战杯预答辩课外科技类

挑战杯预答辩课外科技类第1页/共18页全国第十一届“挑战杯”决赛作品汇报贵阳市乡结合地带恒温太阳能沼气厂设计第2页/共18页汇报人：杨玉蕊（贵州大学矿业学院安全061班）团队成员：李国花杨青凤白红垒郭志伟第3页/共18页贵阳市垃圾处理现状令人担忧！！！第4页/共18页设计主创意

本设计是一个以有机生活垃圾为原料，利用恒温太阳能技术来生产沼气意向性设计。 针对贵阳市及其周边农村的垃圾处理现状，本设计提出建立恒温太阳能沼气厂，通过发酵产沼气来处理贵阳市及其周边农村的有机生活垃圾。沼气厂采用恒温太阳能发酵技术保证产气速度快，效率高。第5页/共18页设计创新点►作品实用价值高，为解决城乡有机垃圾处理、新能源应用、美化环境等问题提供了一定理论依据。►综合利用城乡有机废弃物，生产绿色能源沼气，达到节能减排。►把沼气厂址选在城乡结合地带，达到沼气、沼液、沼渣的综合利用。►运用太阳能沼气恒温发酵技术，保证沼气产气速度快、周期短、产气率高。►用无动力自卸式恒温太阳能沼气池，简化装料、卸料工作。第6页/共18页太阳能恒温沼气厂整体效果图第7页/共18页

恒温太阳沼气发酵与传统沼气发酵对比恒温太阳沼气发酵与传统沼气发酵对比项目热源加热温度

产气率原料利用率

进出料供气

施工太阳能恒温发酵太阳能50—200℃0.75m³—1.6m³/天≥90%进料不难出渣容易全年供气施工容易地下式常温发酵地温小于30℃0.15m³/天左右<20%进料容易出渣困难冬季几乎不能供气施工困难第8页/共18页太阳能沼气池

温度是影响沼气生产率的重要因素，在50°—60°之间沼气产气率最高。因此本设计采用恒温太阳能沼气厂使沼气产气率达到最高。第9页/共18页无动力自卸式恒温太阳能沼气池示意图1.投料池2.进料口3.沼气罐4.出料口5.太阳能帆板6.热水箱7.温度、压力传感器8.重锤提升装置9.导气管10.换热盘管11.重锤第10页/共18页无动力自卸式恒温太阳能沼气池工作原理沼气池从装料口装料，装料时重锤落下，堵住出料口。待反应完全以后把沼液抽回进料处，拉起重锤。沼渣就会在自重力作用下沿出料口排出。重锤利用单绳缠绕式提升。

沼气池装有自动温度控制系统，通过采集沼气池内的压力和温度数据,经单片机运算进而驱动步进电机控制节流阀的通断，从而控制沼气池内的温度。当温度低于微生物发酵反应适宜温度时，通过自动控制开关启动热水循系统，提高沼气池发酵温度。当自然温度达到微生物发酵适宜温度时，停止热水循环系统。第11页/共18页恒温沼气池温度控制系统主程序流程图第12页/共18页——投入沼气厂的投入与产出沼气厂前期投入项目厂房建设沼气生产设备运输设备办公用品支出员工开支总计费用197万元86.3万元152万元4.6万元55.2万元每年461.9万元后期耗损及维修费用项目常用维修工具固定设备损耗运输设备维修沼气生产原料水电费、油费等总计费用1.8万元/年（设备总价格）x1%/年2万元/年20万元/年15万元/年96.68万元/年第13页/共18页沼气厂的投入与产出——产出产出物沼气沼渣沼液收益164.54万元/年73万元/年第14页/共18页沼气厂的投入与产出投建初期需要投入461.9万元投建后每年需要投入运营资金96.68万元投建后第一年即可收益，每年获利237.54万元投建3.3年后即可盈利。第15页/共18页城乡结合地沼气厂社会效应环境效应实现有机垃圾处理资源化实现有机垃圾处理无害化比填埋方式更先进改善居民生活质