畜禽養(yǎng)殖廢棄物用于沼氣生產(chǎn)的預(yù)處理系統(tǒng)研究.pdf

1、本文選題基于國家科技支撐項目“大型養(yǎng)殖場沼氣工程技術(shù)開發(fā)及綜合利用示范”，旨在為其中重要研究內(nèi)容之一的農(nóng)牧業(yè)混合有機廢棄物發(fā)酵前預(yù)處理，提供技術(shù)及設(shè)備支持。在綜述國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析牛糞的基礎(chǔ)特性，擬定高含水率流態(tài)化、柔性物挑出、重物沉降分離、調(diào)質(zhì)貯存的工藝流程，并且運用理論分析、虛擬樣機設(shè)計、試驗設(shè)計相結(jié)合的方法，對流狀混合物分選裝置關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)、原理、參數(shù)進(jìn)行研究與探索。具體內(nèi)容如下：
　　 （1）明確牛糞為研究對

2、象，進(jìn)行混合有機廢棄物基礎(chǔ)特性的研究，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法描述廢棄物所含各類組分的構(gòu)成，分析組分的理化特性，測定物料含水率等基礎(chǔ)參數(shù)，為確定工藝過程及相關(guān)設(shè)備工作原理及結(jié)構(gòu)參數(shù)提供依據(jù)。
　　 （2）根據(jù)組分構(gòu)成及理化特征制定預(yù)處理工藝流程，按生物發(fā)酵規(guī)范及沼氣工業(yè)化生產(chǎn)對原料的要求，針對原料分選及處理后調(diào)質(zhì)備用的預(yù)處理工藝、設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，將混合物篩分為有機直接利用、有機再加工利用與無機廢棄物三部分。
　　 （3）根據(jù)預(yù)處

3、理工藝要求，確定了每一流程所需設(shè)備；針對各種設(shè)備，詳細(xì)介紹其工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計；流狀混合物分選裝置，是預(yù)處理過程的關(guān)鍵設(shè)備，對其進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，主要包括分離槽關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸確定并對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行理論分析。
　　 （4）利用CATIA V5提供的虛擬樣機應(yīng)用功能，建立虛擬裝配設(shè)計流程，實現(xiàn)自上而下的面向裝配的設(shè)計；應(yīng)用CATIA V5虛擬樣機功能模塊進(jìn)行干涉檢查、運動學(xué)仿真、拆裝模擬等分析。依據(jù)虛擬樣機設(shè)計模式進(jìn)行設(shè)計使工程更改急劇減少

4、，設(shè)計質(zhì)量大為提高，實現(xiàn)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品開發(fā)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)。在實際應(yīng)用中取得了明顯的效果。
　　 （5）首先，以柔性物分離率為試驗指標(biāo)，在預(yù)處理系統(tǒng)上，進(jìn)行單因素試驗和二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗，應(yīng)用Design-Expert軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的處理與分析。單因素試驗可以得出因素與試驗指標(biāo)之間的影響關(guān)系圖和回歸方程，通過得出的回歸方程和影響關(guān)系圖，了解因素與試驗指標(biāo)之間的變化關(guān)系，從而指導(dǎo)二次旋轉(zhuǎn)正交組合試驗。根據(jù)單

5、因素試驗結(jié)果，選取物料含水率、進(jìn)料流量、柔性物分離器轉(zhuǎn)速進(jìn)行多因素試驗，依據(jù)二次旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計的試驗方法，建立因素對分離率的回歸方程，探討物料含水率、進(jìn)料流量、柔性物分離器轉(zhuǎn)速對分離率的影響規(guī)律。通過對回歸方程的分析，得出影響分離率的主次因素。采用目標(biāo)優(yōu)化的方法，進(jìn)行模型優(yōu)化，得到滿足試驗指標(biāo)范圍的因素的最佳組合。然后，在預(yù)處理系統(tǒng)上進(jìn)行驗證試驗，同時引入沉降物分離率及物料損失率作為指標(biāo)，確定沉降物分離器最佳轉(zhuǎn)速。在牛糞原料預(yù)處理試驗