沼氣生產(chǎn)工藝課件

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1、,中節(jié)能綠碳,(,寶泉嶺農(nóng)墾,),環(huán)保有限公司,2015,年,12,月,16,日,工藝培訓(xùn)課件,名詞解釋：,厭氧消化：在無氧條件下，微生物分解有機物并產(chǎn)生沼氣的過程。,完全混合式厭氧消化器（簡稱,CSTR,）,:,內(nèi)設(shè)有攪拌器的厭氧消化裝置。,沼氣供應(yīng)系統(tǒng)：沼氣的凈化、儲存、輸配和利用的系統(tǒng)工程。,沼氣脫硫：采用物理化學(xué)方法或生物方法脫除沼氣中硫化氫氣體的過程。,沼氣脫水：分離出沼氣中水蒸氣的過程。（冷干法：通過降低溫度使沼氣中的飽和冷凝水析出的方法）,居民生活用氣：居民住宅內(nèi)炊事、照明等生活用氣。,公共建筑用氣：公共建筑內(nèi)生產(chǎn)和生活的用氣。,月高峰系數(shù)：計算月的日平均用氣量和年的日平均用氣量

2、之比。,日高峰系數(shù)：計算月中的日最大用氣量和該月的日平均用氣量之比。,時高峰系數(shù)：計算月中最大用氣量日的小時最大用氣量和該日平均小時用氣量之比。,調(diào)壓器：沼氣壓力由高、中壓降至低壓的調(diào)整壓力設(shè)備。,沼氣凝水器：在沼氣輸送管道中收集和排除沼氣中冷凝水的裝置。,沼氣氣水分離器：分離沼氣中水分的裝置。,沼氣引入管：指從室外沼氣支管引向用戶室內(nèi)沼氣總閥門之間 的管道。,沼氣放散管：在維護和檢修時，用于排除設(shè)備或管道內(nèi)剩余沼氣的管道。,儲氣柜：用以儲存沼氣的密封容器。,發(fā)酵微生物,發(fā)酵性細(xì)菌,產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌,耗氫產(chǎn)乙酸菌,食氫產(chǎn)甲烷菌,食乙酸產(chǎn)甲烷菌,發(fā)酵是本項目的重點,不產(chǎn)甲烷菌,產(chǎn)甲烷菌,能將復(fù)雜的大

3、分子有機物變成簡單的小分子量的物,是沼氣發(fā)酵的主要成分-甲烷的產(chǎn)生者,產(chǎn)甲烷菌是沼氣發(fā)酵微生物的核心，它們嚴(yán)格厭氧，對氧和氧化劑非常敏感，最適宜的pH值范圍為中性或微堿性。它們依靠二氧化碳和氫生長，并以廢物的形式排出甲烷，是要求生長物質(zhì)最簡單的微生物。,不產(chǎn)甲烷菌可使有機物形成各種有機酸,五大類群細(xì)菌構(gòu)成一條食物鏈，從各群細(xì)菌的生理代謝產(chǎn)物或它們的活動對發(fā)酵液,pH,值的影響來看，沼氣發(fā)酵過程可分為水解、產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷階段。,復(fù),雜,有,機,物,醇類和酸類（乙酸除外,),H,2,、,CO,2,乙酸,C,H,4,、,CO,2,發(fā)酵性細(xì)菌,產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌,耗氫產(chǎn)乙酸菌,食乙酸產(chǎn)甲烷菌,食氫產(chǎn)甲烷菌,4

4、%,20%,76%,24%,52%,28%,72%,發(fā)酵中的食物鏈和能量分配圖,圖中,%,為該反應(yīng)的能量分配百分?jǐn)?shù),一、項目規(guī)模,本項目處理有機廢棄物量,（總量,7.3,萬噸）,秸稈（萬噸,/,年）,畜禽糞污（萬噸,/,年）,4.3,（含水率,50%,）,3.0,（含水率,80%,）,年產(chǎn)品產(chǎn)量,生物天然氣,（萬標(biāo)立）,國家天然氣二類,固態(tài)有機肥,（萬噸）,液態(tài)有機肥,（萬噸）,452,3.24,1.5,二、項目工藝簡介,秸稈經(jīng)過收割、打包運送到場內(nèi)儲存，畜禽糞便采用定點收運；進料采用濕式進料方式，秸稈與畜禽糞便通過混料進料一體式螺桿泵送入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng)。,厭氧發(fā)酵工藝采用高濃度全混合（,CST

5、R,）中溫厭氧工藝，一級厭氧發(fā)酵之后的物料進入二級厭氧發(fā)酵罐進行深度中溫發(fā)酵，以減少發(fā)酵殘余物的產(chǎn)甲烷潛力，使其符合減排溫室氣體的要求，并且提高物料的沼氣生產(chǎn)能力，提高經(jīng)濟效益。,厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過化學(xué)脫硫，變壓吸附脫碳、吸附脫水等工藝制成生物天然氣，經(jīng)過權(quán)威機構(gòu)檢測合格后，可作為商品出售給,CNG,氣站銷售或者接入市政燃?xì)夤艿肋M行銷售。,厭氧發(fā)酵后的物料經(jīng)過螺旋擠壓機進行固液分離，分離后的沼渣經(jīng)翻拋、添加營養(yǎng)元素和輔料等過程生產(chǎn)固態(tài)有機肥；分離后的沼液根據(jù)市場銷售情況部分經(jīng)凈化、添加營養(yǎng)元素和輔料等過程生產(chǎn)液體有機肥，其余部分則全部回流至調(diào)配池作為工藝用水。,工藝流程圖,三、工藝流程說明

6、,三、工藝流程說明,以玉米秸稈、畜禽糞便為主要原料的有機廢棄物循環(huán)利用項目，其工藝流程，,主要包括,1.,原料預(yù)處理；,2.,厭氧發(fā)酵；,3.,沼氣凈化提純；,4.,固液分離；,5.,有機肥生產(chǎn)等部分。,3.1,預(yù)處理單元,預(yù)處理單元運行時間為,12,小時,/,天連續(xù)運行，預(yù)留,12,小時作為工藝調(diào)整及事故處理，,秸稈堆積密度按,0.5t/m3,計算，儲存周期為,330d,。畜禽糞便由專用運輸車輛運至場區(qū)內(nèi)，卸入卸料池，堆積密度,1.0t/m3,，儲存周期為,7d,。,預(yù)處理單元分為,地下地上兩層結(jié)構(gòu),，地下為鋼筋混凝土剪力墻，地上為磚混結(jié)構(gòu)，地下部分為,卸料池、消化液緩沖池、事故池及地下泵房

7、,。地上為,中控室、配電室,。,中控室,配電室,地上部分,地下部分,卸料池、消化液緩沖池、,事故池、地下泵房,三、工藝流程說明,（,1,）卸料池,卸料池為豬糞、尿及沖洗水進場接收池，該池采用地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)置潛水?dāng)嚢铏C，用于均質(zhì)物料。,卸料池：,3,座，,10m8m5m,，每座有效容積,360m3/,座，鋼筋混凝土。,（,2,）消化液緩沖池,由于本項目物料綜合含固率較高（預(yù)計達到,30%,以上），需大量消化液進行回流，通過消化液作為載體輸送物料，因厭氧反應(yīng)器需要定期攪拌，無法實現(xiàn)連續(xù)回流，所以本方案設(shè)消化液緩沖池一座，回流消化液自流進入消化液緩沖池暫存，再由潛污泵送入調(diào)配池中，參與物料調(diào)

8、配。,消化液緩沖池：,1,座，,15m10m5m,，每座有效容積,675m3/,座，鋼筋混凝土。,三、工藝流程說明,（,4,）地下泵房,1,座，,18m15m5m,，鋼筋混凝土。,（,5,）中控室,/,配電室,預(yù)處理、罐區(qū)工藝控制，受配電。,1,座，,15m12m4m,，鋼筋混凝土。,（,3,）事故池,事故池用于生產(chǎn)過程中事故的應(yīng)急處理、暫存物料以及實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的非常措施，事故池設(shè)攪拌系統(tǒng)，及輸送泵，事故池中的物料由事故泵送入調(diào)配池中參與物料調(diào)配，若物料不適宜參與生產(chǎn)，則由事故泵泵入運輸車輛，另行處置。,事故池：,1,座，,15m6m5m,，有效容積,400m3/,座，鋼筋混凝土。,三、工藝

9、流程說明,3.2,厭氧消化單元,調(diào)配均質(zhì)（含固率,8%,左右）的混合物料，通過螺桿泵輸送至利浦高效厭氧反應(yīng)器內(nèi)，進行厭氧發(fā)酵。,為了保證中溫厭氧發(fā)酵的穩(wěn)定運行，將反應(yīng)器內(nèi)部物料的溫度維持在,372,左右。厭氧反應(yīng)器外部采用熱水伴熱裝置對罐體進行保溫，內(nèi)部采用機械攪拌與水力攪拌相結(jié)合的方式對混合物料進行攪拌。,先發(fā)酵罐上部為厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣留有一定空間，設(shè)置沼氣儲氣氣囊，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣儲存于氣囊中，用于生產(chǎn)壓縮天然氣。消化液由罐設(shè)置的單獨管路排出送入后發(fā)酵裝置進行二次厭氧發(fā)酵。,后發(fā)酵裝置采用平頂利浦厭氧反應(yīng)器，與一級厭氧發(fā)酵裝置的溫控與攪拌形式基本相同，罐頂不含沼氣儲氣氣囊，頂部沼氣通

10、過沼氣管道與一級厭氧發(fā)酵裝置的氣囊聯(lián)通。,后發(fā)酵罐循環(huán)泵設(shè)支路，經(jīng)發(fā)酵后的物料經(jīng)循環(huán)泵送入固液分離系統(tǒng)。,三、工藝流程說明,3.3,固液分離單元,混合物料經(jīng)過充分的厭氧反應(yīng)，大部分有機物得到了降解消化，消化后的消化液利用后發(fā)酵罐循環(huán)泵泵送至固液分離單元進行固液分離，沼液一部分返回預(yù)處理單元參與物料稀釋，一部分送入沼液儲池待進一步加工制成有機液肥，沼渣送入沼渣堆場待進一步加工制成有機顆粒固肥。,固液分離單元分兩層，上層放置螺旋壓榨機設(shè)備，下層為沼液回收池，經(jīng)螺旋擠壓后的清液進入沼液回收池暫存，再由沼液回收泵送入預(yù)處理單元參與調(diào)配物料。,固液分離單元位于固液分離車間內(nèi)，沼液回收池為半地下混凝土水池

11、，地上部分高,2.1m,，螺旋擠壓設(shè)備安裝于沼液回收池池頂上部，消化液經(jīng)螺旋擠壓實現(xiàn)固液分離，清液落入沼液回收池，沼渣經(jīng)滑道滑至固液分離車間地面，再由小型裝載機等轉(zhuǎn)運設(shè)備轉(zhuǎn)運至有機肥生產(chǎn)設(shè)施。,沼液回收池內(nèi)配備攪拌設(shè)備防止清液沉淀，配置沼液回收泵，用于向預(yù)處理單元回流沼液，多余沼液由沼液回收泵送入沼液儲池或有機液肥生產(chǎn)單元進行精品有機液肥的生產(chǎn)。,三、工藝流程說明,3.4,沼氣凈化提純單元,沼氣凈化提純單元主要包括脫水、脫硫、脫碳三部分。原料沼氣從儲氣罐來，經(jīng)羅茨風(fēng)機增壓到,0.04MPa,，冷卻降溫至常溫（冷干法脫水），進入脫硫裝置，把,H2S,脫到,20mg/m3,以下，流進入壓縮機加壓到

12、,P0.9MPa,，再進入變壓吸附脫碳脫水裝置，在此裝置進行分離,CH4,、,CO2,、,H2O,，制得合格二類天然氣。,（,1,）干法脫硫流程,沼氣經(jīng)過羅茨風(fēng)機增加至,49Kpa,（,G,）后進入干法脫硫槽。脫硫系統(tǒng)正常運行時，兩個脫硫槽為串聯(lián)使用。當(dāng)前面一槽硫化物穿透需更換時，將穿透槽切除，進行脫硫劑更換，同時另一槽單獨運行，且不影響全系統(tǒng)正常生產(chǎn)。,（,2,）變壓吸附脫碳脫水流程,本項目變壓吸附提濃甲烷裝置采用,6-2-3-V,流程，共設(shè)置,6,個吸附塔，,2,塔同時吸附。,常溫干法脫硫后的沼氣經(jīng)壓縮機增壓至,0.9Mpa,（,G,）后進入氣水分離器除去游離水和油，再進入處于吸附狀態(tài)的兩

13、個塔，由下而上通過床層，出塔產(chǎn)品氣,CO23%(V%),送出界區(qū)。,三、工藝流程說明,3.5,有機肥生產(chǎn)單元,本工程擬采用“高溫好氧快速發(fā)酵技術(shù)”處理沼渣，使經(jīng)過擠壓脫水后的沼渣進行好氧發(fā)酵，達到無害化和資源化利用的目標(biāo)，發(fā)酵后的產(chǎn)物混配無機肥料生產(chǎn)復(fù)混肥。,設(shè)計處理沼渣能力為,50t/d,（含水率小于,60%,，比重,0.7t/m3,），發(fā)酵周期為,15,天，陳化腐熟周期,15-30,天。發(fā)酵腐熟后，產(chǎn)品量為,28t,，含水率約,35%,。,指標(biāo)名稱,參數(shù),指標(biāo)名稱,參數(shù),發(fā)酵原料量,配比,1,：豬糞,85t/d;,玉米秸稈,110t/d;,發(fā)酵原料量,配比,2,：豬糞,90t/d;,玉米秸

14、稈,130t/d,日產(chǎn)沼渣（對應(yīng)配比,1,）,115,噸,190,噸（含固率,25%40%,）,日產(chǎn)沼渣（對應(yīng)配比,2,）,日產(chǎn)沼渣,140,噸,210,噸（含固率,25%40%,）,沼液總產(chǎn)量（含固率,2%,計,）對應(yīng)配比,1,100t/d,沼液總產(chǎn)量（含固率,2%,計,）對應(yīng)配比,2,50t/d,CSTR,發(fā)酵料液濃度,8-10%,發(fā)酵原料有機質(zhì)含量（,VS/TS,）,豬糞,85%;,玉米秸稈,80%,發(fā)酵溫度,35,38,發(fā)酵原料干物質(zhì)含量,玉米秸稈（含固率,50%,），畜禽糞便（含固率,20%,）,四、主要工藝技術(shù)指標(biāo),指標(biāo)名稱,參數(shù),指標(biāo)名稱,參數(shù),年運行天數(shù),330,天,進料濃度,

15、10-12%,固體有機肥產(chǎn)量,3.24Wt/y,CSTR,水力滯留時間,40d,液體有機肥產(chǎn)量,1.5Wt/y,發(fā)酵物,pH,值,6.5,7.5,天然氣產(chǎn)量,452WNm3/y,四、主要工藝技術(shù)指標(biāo),物料平衡表,/kg.h-,1,原料,產(chǎn)品,名稱,數(shù)量,名稱,數(shù)量,沼氣,1299.34,天然氣,417.32,放空氣,856.74,廢水,25.28,合計,1299.34,合計,1299.34,五、物料平衡及消耗,催化劑、吸附劑和化學(xué)品等物料消耗量,序號,名稱,主要規(guī)格,年用量（,t,）,一次填充量（,m3,）,來源,備注,1,脫硫劑,(5-6)(5-15),0.60.85kg/L,機械強度：,4

16、0N/cm,36.0,54,2,吸附劑,HHG-114,0.014,4,3,吸附劑,HHG-115,0.036,36,六、產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),（,1,）生物天然氣,沼氣經(jīng)過提純后的生物天然氣應(yīng)達到,GB17802-2012,國家天然氣標(biāo)準(zhǔn)。,詳見下表,：,項目,技術(shù)指標(biāo),高位發(fā)熱量（,MJ/m,3,）,31.4,總硫（以硫計，,mg/m,3,）,200,硫化氫（,mg/m,3,）,20,二氧化碳（,yCO,2,，）,3.0,水露點（）,在交接點壓力下水露點應(yīng)比輸送條件下最低環(huán)境溫度低,5,注：本標(biāo)準(zhǔn)中氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是,101.325kPA,，,20,在輸送條件下，當(dāng)管道埋地溫度為,0,時，水露點應(yīng)不高于,-5,進入輸氣管道的天然氣，水露點的壓力應(yīng)是最高輸送壓力,（燃?xì)庵屑映魟┑淖钚×繎?yīng)符合,GB50028-2006,中的相關(guān)要求）,六、產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),（,2,）固體生物有機肥,指標(biāo)滿足,NY 884-2012,生物有機肥,要求。,詳見下表,：,項 目,技術(shù)指標(biāo),有效活菌數(shù)（,cfu,），億,/g,0.20,有機質(zhì)（以干基計），,%,40,水分，,%,30.0,pH,值,5.