沼气脱硫工艺设计说明书

工艺设计说明1、沼气管道与前部接口依据PURAC的总体设计，考虑到二期工程的总沼气量需要，从厌氧罐接出的沼DN450管径的沼气输送管，在进入沼气进化系统前设三通，一端DN300沼气管至沼气火炬，另一端接手动阀门后至沼气净化系统。本方案起始位DN450阀门始。详见场内沼气管网平面布置图及工艺系统图。2、沼气脱硫工艺设计24 2 2 CHCOHs和悬浮的颗粒状杂质。Hs不仅有毒，而且遇水蒸汽HS含量会危及发电24 2 2 本工艺拟承受生物脱硫法对沼气进展脱硫处理。22HS氧化成单质硫或亚硫酸效率稳定，HS90%0.0370%以上。22当沼气中进入了确定数量的氧气时，特地的好氧嗜硫细菌〔如：丝硫细菌属或硫杆菌属等〕2535℃的温度环境下，好氧嗜硫菌群的生长与活动是最快的，因而在此温度下脱硫效果最高。反响方程式如下：2HS+O-2HO+2S2 2 22HS+3O -2Hso2 2 2 3氧气进入沼气中的方式有二种，一是将确定数量的压缩空气直接进入沼气管道内与沼气混合，在喷淋反响器内在特定的环境下与沼气中的硫化氢气体反响。二是将压缩空气通过曝气器进入培育液中，使培育液成为含有饱和氧分子的水，并在喷淋反响塔内与沼气中的硫化氢气体反响。这二种方式各有优缺点，在此不做论述。在本案中，我们将二种方式并用，通过沼气成分的监测，把握脱硫后沼气中的氧含量并将信号输出至把握室，当沼气中氧含量超过设定值时停顿一切与沼气有关的设备。脱硫系统工艺流程：图二：沼气生物脱硫系统工艺流程框图沼气生物脱硫系统说明沼气生物脱硫喷淋塔内的填料为微生物菌群供给了生存附着的场所与适宜的温度与湿度环境。通过反响器内的微孔曝气器通入空气，使培育液到达含饱和氧的程度。不断循环的喷淋培育液将溶解氧带入喷淋塔中，在微生物的作用下与沼气中的硫化氢行成生物化学反响。生物化学反响后所形成的物质与多余的脱硫细菌将从随喷淋养分液回流至生物菌培育液反响器内。，以把握在±2的形式，用于保证培育液的温度维持稳定在确定范围内。正常运行时，培育液始终呈中性，并不需要加碱调整。当生物菌培育液中的pHpH值，以保证沼气脱硫的效果。生物脱硫系统的运行与把握在沼气管道上应设有流量计，以随时监测管道内的沼气流量，此外，在沼气管道上还喷淋培育液从曝气反响器泵出经换热器后至喷淋反响塔上部进入，在实现喷淋循环的同时，通过换热器使系统中培育液维持在确定的温度环境下。培育液的温度变化随进入脱硫系统的沼气温度、沼气流量、环境温度、补充液温状况，因此，培育液的温度只能通过换热器来保证其具有较小的波动。在调试运行时，首先确定一个适宜的温度值，假设温度下降，则开启换热器热水端的管道泵进展增温，而当温度增高到设定值时，则停管道泵。罗茨风机承受变频把握，通过培育液曝气反响器壁面上安装的ORP〔氧化复原电位计〕培育液中的含氧量把握在适当的范围。这种把握方式的最终目的是把握进入沼气中的氧浓度，如上所述，沼气中混有不稀硫酸，最有可能的是二者的混合物。依据业主的意见，可通过供氧量来调整最终生成物。业主期望能够生成单质硫，但可能不完全是，过程把握需随时调整，最有可能的生成物是二者的混合物。pH中不需要加碱，当最终生成物为稀硫酸时，培育液中需要加碱以维持培育液的中性需要。最抱负的运行方式是每天更换一局部培育液。培育液的来源可通过沼液过滤稀释后调制，调制的方式需经过试验后确定。由于沼液原料不同，更换的数量也需要经过1/201/30需经过沉淀，以使在排出多余培育液的同时，从系统中带走可能存在的单质硫等固体物质。不的沼同液可能不一样，使用何种养分液，具体要求和数量最好是在调试时解12而言，排放量与参与的培育液量相等。(5)生物脱硫系统的型号与特点系统功能：承受生物方法去除沼气中的H2S；型号：STS-800系统，非标设备系统；系统数量：一期时二套，二期时再增加二套；1500m3/h3000m3/h；进入系统的沼气中的硫化氢含量：W5000ppm；进入系统的沼气中甲烷含量：50~70丫01%,平均60%；进入系统的沼气温度：＜37℃。处理力气：单套系统最大处理量：800m3/h脱硫效率：在沼气量不大于本文件其次项其次款商定流量、硫化氢含量大于2023Ppm并小于5000Ppm时，去除率始终到达90%或以上；在硫化氢含量小于2023Ppm200ppm。”0.03元/m3沼气。100pa。脱硫喷淋塔内填料：拉尔环填料或立体弹性填料。安全性能：由于氧主要是通过培育液溶解氧的形式进入沼气系统内，因而本系统具有极好的安全性能，这是由于通过溶解氧形式进入沼气系统内的氧气，无论如何也达不到沼气的爆炸极限所要求的氧浓度。沼气性质：由于氧主要是通过培育液溶解氧的形式进入沼气系统内，因而本系统降低。〔6〕所用设备功率与运行费用估算喷淋水泵：N=11Kw/264度；加碱泵系统：N=0.37Kw/套；很少使用，用电量可不计；加液泵系统：N=0.55Kw/套；每日最多一小时，日最大用电量1度；罗茨鼓风机：N=5.5kw/132度。增温循环管道泵：N=0.55Kw/套；较少使用，用电量可不计；排渣管道泵：N=0.37Kw/套；较少使用，用电量可不计；每套脱硫系统日最大可能的电力消耗量为：3971397750x24=18000立方米计算，每立方米的处理费用约0.022元。0.001元。加上其它如人工费等运行费用，处理每立方米沼气的直接费用将小于0.03元。3、沼气脱水本工艺拟承受冷凝法尽可能地去除沼气中的水蒸汽含量。沼气脱水原理：当沼气温度在短时间内急剧降低时，沼气中的饱和水蒸汽就会冷凝成水，通过自排水方式从沼气管道中排放出来，当沼气经过贮气柜和沼气升压风机后，沼气的温度的上升幅度将可能受环境温度、沼气生压风机的运行状态等因素的影响。由于业主方预备有空调机组，可以制备冷水，因此，此时的沼气冷凝系统将设立一组换热器，通过管道泵将冷水泵入换热器内达至使沼气降温冷凝脱水的目的。脱水目标：使沼气中的相对湿度降至80%以下。冷水端条件：57m3/h712℃。换热器要求：3000m3/h阀门，调整需用冷凝水的数量。因此，换热器的计算将按二期的沼气流量进展设计计算。换热量计算：沼气需换热量35℃，二期建设完成后的沼气总量为3000m3/h；沼气的比重：1.22kg/m3；沼气的比热：1.0kJ/〔Kg.℃〕；3000m3/h1℃所需要的换热量：1Q =3000x1.22x1x1=3660kJ/〔h.℃〕1℃冷却水端可供换热量10℃，则冷却水端最大可供换热量：maxQ =57x1000x4.1868x〔10-7〕=716000kJ/hmax冷由于可供冷却的总能量远大于需要的换热量，因此可以确定，在任何状况下也不需要全部冷却水流量来参与沼气降温。需用冷却水数量10℃时：G =3660x10/〔4.1868x3〕=2914kg/h冷却水15℃时：G =3660x15/〔4.1868x3〕=4371kg/h冷却水20℃时：

G =3660x20/〔4.1868x3〕=5828kg/h冷却水2020℃以上或难于实现。考虑换热器的效率及沿程吸热损失等因素，实际使用冷却水量可能比以上计算的数据要多一些。3000m3/h的沼气流量设计的冷却换热器，由于流速、换热系数等缘由1500m3/h2那么简洁，实际需用冷却水量需现场测定后调整。而且，这个流量数值很可能会随着环境温度的变化而有一些小的变化〔取决于设备的绝热状况〕。3m3/h6m3/h，在系统调试时依据出口端温度调整。冷却水的供给由厂区内现有冷却水循环管道供给，在换热器热水进口管前前加装调整阀，以依据沼气降温的状况把握进入换热器的冷却水流量。冷却换热器冷却换热器设计：略冷却换热器材质：SS304不锈钢材料制作；冷却换热器沼气端进出口管径：DN450；冷却换热器冷却水端进出口管径：DN80；614吨。换热器宜放置在建筑物内，并实行保温措施。冷凝水拟排入场内排水系统。冷却换热器温度监测：在冷却换热器进口端设现场温度计，在冷却换热器出口端设在线温度计，现场可观看，依据冷却换热器出口端测得的温度值调整冷却水的流4~20mA电流信号至把握室显示。4、沼气贮存本方案中承受适用于较冷地区〔冬季冰冻较严峻地区〕的双层膜式干式贮气柜。型号尺寸2023m3；外型：球型；尺寸：016.89xH12.9；1座进口管道尺寸：DN450；SS304不锈钢管出口管道尺寸：DN300；SS304不锈钢管1200Pa,可在1000Pa2023Pa之间调整。12所示。原理与主要材料双膜干式贮气柜由外膜、内膜、底膜和混凝土根底组成，内膜与底膜围成的内腔用于贮存沼气，外膜和内膜之间气密。外层膜充气为球体形状。贮气柜设防爆鼓风机，风机可自动调整气体的进/出量，以保持气柜内气压稳定。内外膜和底膜均承受德国MehlerHF熔接工序熔接而成，材料经外表特别处理加高强度聚酯纤维和丙烯酸脂清漆。贮气柜可抗紫外线、防泄漏，膜不与沼气

1双膜干式贮气柜外观发生反响或受影响，抗拉伸强度强，适用温度为-30~70℃。

2双膜干式贮气柜构造原理图在进出管道上设置冷凝水器，以收集气柜中可能存在的冷凝水。承受防爆电机的鼓内机，用于支撑贮气柜外膜。鼓风机后串连一座空气压力保护器，用于恒定内外膜之间的空气压力，排出多余空气，保证贮气柜安全。在进口管道上设沼气压力安全保护器，以保证贮气柜的运行安全。PLC系统内将长度信号换算成容积信号，用于实时监测贮气柜内的沼气贮存状况，并输出信号供如下其它把握：当贮气量到达98%时，开启沼气火炬。当贮气量削减到70%时，关闭沼气火炬。当贮气量削减至40%时，关闭沼气输送升压风机。行调试后确定。5、粗过滤沼气进入发电机组前的初级过滤器，设置在沼气增压风机前。过滤精度：10〃m；进出口管径：DN300；数量：二套安装方式：并联安装在沼气管道上，交替使用，以备清理。6、沼气增压风机沼气增压风机承受罗茨风机，防爆型，承受天津市鼓风机总厂生产的产品。出口风压：14.7kPa；额定流量：13m3/min；可用多级变频把握器调整输送沼气量。,可以自动承受故障信号并启动备用风机。的需求，保证进入沼气发电机组时的沼气压力波动在±10%以内。信号，由电动调整阀把握阀门的开启度，与风机的变频把握系统联合把握出口管道内的沼气压力，起到双保险的作用。7、细过滤沼气进入发电机组前的周密过滤器，设置在沼气增压风机后。过滤精度：1〃m进出口管径：DN300；数量：二套安装方式：并联安装在沼气管道上，交替使用，以备清理。8、阻火器用于阻挡回火的设备。进出口管径：DN300数量：二只安装位置：在沼气贮气柜后和周密过滤器后各设置一只。安装方式：并联安装在沼气管道上9、CDM工程要求仪表为了CDMCDM作为考察与计费的依据，CDM工程机构的认可或鉴定。也可以考虑选用CDM工程执行机构认定的产品。依据CDM要求在脱硫系统前安装的沼气成分、温度、湿度与压力等检测PLC把握系统内，并可输出至总把握室。沼气计量PURAC的设计全都，本方案设计中沼气计量承受热质式气体流量计，安装在进入沼气发电机以前的沼气总管上。型号：65I-20AA0AD1A3AABA生产厂商：ENDRESS+HAUSER4~20mA电流信号输送至集中把握室显示；数量：一套安装方式：安装在进入沼气发电机以前的沼气管道上，并设有旁通管路。沼气成分检测仪沼气成分检测仪为德国进口设备，从沼气总管上设取样管通入检测仪内。型号：ADOS沼气成份检测工程：CH4、H2S、O2；2套信号输出：4~20mA电流信号输送至集中把握室显示。以前的沼气总管上。温度、湿度与压力检测工程：进入发电机组前的沼气温度、湿度与沼气压力；信号输出：4~20mA电流信号输送至集中把握室显示。以前的沼气总管上。9、沼气管道系统沼气管道材质PURACSS316不锈钢管，并需保温处理，生物脱硫塔至贮气柜的沼气管道承受SS304不SS304不锈钢管。具体管道材料见沼气管道系统平面布置图。沼气管道系统的阻力损失贮气柜前的沼气管道阻力损失：小于400pa生物脱硫系统喷淋塔的阻力损失：小于100pa200pa因此，从界限始至贮气柜前的沼气管道系统总阻力损失小于700pa。由于：厌氧罐的运行压力=贮气柜的贮存压力+管道系统沿程阻力因而，贮气柜后的沼气压力与厌氧罐的运行压力无关，而且承受升压风机抽气，因此，其管道系统损失可不作估算。沼气管道界限本方案沼气管道自为沼气火炬〔不含沼气火炬〕与主管道连接处的三通法兰接口处起始，至发电机房外的手动阀门为止。参见沼气管道系统平面布置图。10PLC把握系统总把握柜的用电设备运行状况均能在此把握柜上把握并在电脑显示器上显示。把握系统PLCPLC承受到分析检测、监测仪表及发电机组的运行信号后，将快速作出推断并信号。PLC把握系统的电脑显示器上显示。ORP风机变频器把握培育液曝气反响池内曝气量。依据贮气柜顶的测距仪测得的沼气贮量信号，用于如下把握：98%时，开启沼气火炬。当贮气量削减到70%时，关闭沼气火炬。当贮气量削减至40%时，关闭沼气输送升压风机。时的沼气压力波动在±10%以内。数据协议与垃圾生物发电厂厂内全部的把握系统相协作，全部把握系统的硬件设备均采用西门子电气公司的产品。其它把握pH值把握，换热器冷却水量的把握等。五、要求与协作1、系统供水本方案中涉及到的场内用水，包括自来水、冷却水、热水等，全部只计算到用水设备的接口位置，场内的供水管道布置由总平设计单位统一设计。2、系统排水3、系统供电的供电线路由总平设计单位统一设计。4、系统避雷沼气管道系统的如下设备处需进展避雷系统设计：生物脱硫喷淋塔顶部；一设计。六、供货明细1、沼气脱硫系统〔一期〕单系统名称位套

数设备内容包括 备注量2 喷淋反响塔：非标设备,包括内部填料 1、系统设备，在套 2 与沉淀箱：非标设备套 2 喷淋循环泵：N=11Kw/台

施工现场安装。2、喷淋反响塔和曝气反响器与沉套 2生物脱硫系统STS-800 套 2

加碱泵系统：N=0.37Kw/套 淀箱需设钢筋混加液泵系统：N=0.55Kw/套 凝土根底。非标设备系统数量：套 2二套 套 2套 2套 2台 2套 2

罗茨鼓风机：二台；N=5.5kw/3反响池内曝气系统小型换热器系统；N=0.55Kw/台排渣管道泵；N=0.37Kw/台粗滤过滤器；进出管径DN50管道系统、排渣管道系统等

3、加碱泵系统、加液泵系统和配电柜与现场把握柜需放置在室内。4、全部电动机均承受防爆电机。、喷淋塔和反响套 1 配电柜〔含火炬系统5kw和2.5kw开关〕；防爆型

水池及系统内管道均具有保温套 1 现场把握柜；防爆型 层。2、沼气冷却系统〔二期合建〕系统名称系统名称单数设备内容包括备注位 量沼气冷却换热器非标设备系统数量：一套套1沼气冷却换热器：非标设备非标设备3、贮气柜系统〔二期合建〕系统名称系统名称单数设备内容包括备注位 量套 膜：非标设备套套套式贮气柜系统套11111121111球型内膜：非标设备平面底膜：非标设备套2023立方米双层膜干防爆鼓风机：N=1.5Kw沼气压力保护器：非标设备空气压力保护器：非标设备016.89xH12.9数量：套进出管道上的凝水器：非标设备一套套外膜上视镜：套根底上预埋件及安装用压条：套球顶部超声波测距