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1、环保餐厨沼气净化储存系统作业指导书3.1产气量计算3.1.1厌氧进料性质聊城市餐厨废弃物组份和成份预测表 序号类别项目平均范围1组份食物垃圾90.452 纸类（）0.253 金属（）0.104 骨类（）3.05 木头（）1.106 贝壳（）1.807 织物（）0.108 塑料（）1.09 油（）2.2010成份含水率（%）72.094.011 平均水份（%）83.012 干物质（%）18.0 26.013 粗蛋白（%）12.4914 粗纤维（%）3.1715 粗脂肪（%）6.027.016 含油量（mg/L）213.0 5100.017 饲料氨基酸（%）17.418 钙（%）0.8019 钠（
2、%）0.8320 沥水中 COD cr （mg/L）56534948193.1.2产气量计算1、以以VSS为依据计算由于餐厨废弃物有机成分中主要产甲烷原料为其中的挥发 性固体（VSS），因此，可以以VSS为测算依据计算餐厨 废弃物的理论产气量。聊城市餐厨废弃物的VSS约占可溶 性固体DS的70%左右，按DS含量4.8%计算，则VS的 每天理论产量为105.33 X4.8% X70%=3.54t/d。根据以往工 程对产物中VS含量的测算，VS的实际降解率在80%左 右，考虑预处理系统VS的实际损失量，本次设计以80% 为计算依据，则VS的实际消耗量为3.54X80%=2.83t/d。 按照甲烷含
3、量55%计算，则每天沼气产生量约为7721.65m 3/do2、以以COD Cr为计算依据根据厌氧消化器沼气产量理论数据，通常按照进水COD cr折算，理论产沼量为1KgCOD cr约产生0.35m 3 甲烷。进入厌氧段液相物料的COD cr根据国内已经运行的 经验数据， 约为100000150000mg/L，本项目取均值 140000mg/L核算。经过本系统后去除率约为80%，即去除 量为112000mg/L。根据物料平衡，厌氧系统物料进料量为 105.33t/d,艮口 113.26m 3 /d。沼气产生量 Q=112000X 113.26 X0.35/1000 m 3 /d=4439.79
4、m 3 /d,产生的沼气甲烷含量约为 55%，则每天沼气产生量约为8072.34m 3 /d。3、产气量上述均为理论计算值，两种方式计算结果基本吻合， 偏差 4.5%，结果可信。最终产气量以两种计算方式的平 均值为准。沼气产生量 Q= (7721.65+8072.34) /2=7897.00 本工程理论计算沼气量约为7900 m 3 /d，经净化处理后沼气 甲烷含量提升至60%左右，沼气量约为7500 m 3 /d。3.2设计参数本项目利用餐厨废弃物厌氧发酵产生沼气，沼气气量约 为7900 m 3 /d (500m 3 /h)， 其中甲烷含量约55%左右。 沼气净化系统的工程内容主要包括沼气储
5、柜、增压、脱硫及 脱水装置。沼气经净化储存后直接送垃圾焚烧发电厂助燃， 其余的沼气通过火炬安全燃烧。厌氧单元沼气产量为7900m 3 /d，沼气中甲烷含量N 55%，其余成分为二氧化碳及少量氮气和硫化氢(W 5000mg/m 3 )。沼气从厌氧发酵罐出来的温度约为35C、 压力约为1000Pa (微正压)、相对湿度100%，经脱水、脱 硫后沼气中硫化氢含量降至200ppm，脱硫后沼气进入沼气 储柜缓冲储存，增压后最终进入垃圾电厂焚烧炉焚烧助燃。3.3沼气净化单元3.3.1系统原理及设计说明本项目沼气用途为焚烧炉助燃，经沼气净化单元处理， 必须脱硫使H 2 S的含量小于200ppm，才能满足锅炉
6、燃料 气的要求，沼气经过粗过滤器和精密过滤器后经罗茨风机加 压后送入脱硫塔中。由于本项目产生的沼气气量为330Nm 3 /hr，其中 H 2 S 的含量为 3000ppm (4500mg/Nm 3)左右， 脱硫塔将H 2 S从3000ppm脱至200ppm以下。3.3.2主要设备技术参数及特性1、汽水分离器根据水和汽(气)的介质密度不同及流体旋流重力流动 状态原理，充分应用倾斜管壁、弧形叶片、伞形折波板、带 钩波纹脱水板、波纹聚结板等分离元件的优势，将水雾、水 滴汇集于底部积水罐并自动排除，确保沼气干燥度。汽水分 离器由进汽管、出汽管、筒体、内部不锈钢波纹填料或波纹 聚结板等分离构件、排空、排
7、污系统及吊耳组成。排污阀采 用不锈钢浮子液位排净自控装置。名称：汽水分离器型号：DN800材质：不锈钢数量：1套维护：(1) 保证溢水管顺通，不能堵塞。需要经常进行清理维护， 保证多余的水分能够及时排出。(2) 6个月左右将罐体底部溢水管卸掉，排空内部杂质。(3) 不能用尖锐性物体接触罐体表面，以免破坏表面防腐 层。2、化学脱硫罐脱硫塔内装填氧化铁固体脱硫剂。该脱硫剂具有很高的 脱硫活性和硫容，其中在常温下具有脱硫活性的主要成分 为：a-Fe 2 O 3 .H 2 O 和 Y-Fe 2 O 3 .H 2 O。当厌氧发酵 沼气通过床层时，气体中的硫化氢与脱硫剂接触反应生成硫 化铁：Fe 2 O
8、3 .H 2 O+3H 2 S= Fe 2 S 3 .H 2 O+3H 2 O。当厌 氧发酵沼气中有氧气存在的条件下，生成的硫化铁又与氧气 反应生成氧化铁并析出硫磺。反应为：Fe 2 S 3 .H 2 O+3/2O 2 =Fe 2 O 3 .H 2 O+3S。当厌氧发酵沼气中的O 2/H 2 S N3 时，这一脱硫一一再生过程将不断进行，直到脱硫剂空隙被 堵塞而失效。在此过程中，具有活性的氧化铁水合物固体脱 硫剂实际上相当于催化剂的作用。(1) 脱硫塔为提高脱硫剂的利用效率，本工程设计两台脱硫塔，两 塔之间可以并联也可以串联操作。当第1塔出口净化厌氧 发酵沼气的H 2 S含量超过200mg/N
9、m 3时，与第二塔串 联操作，直到第1塔的出口 H 2 S浓度接近原料气浓度时， 认为第1组的脱硫剂已失效，将第1塔切除出流程，只用 第2台操作，第1塔脱硫塔更换脱硫剂。然后切换到第2 塔在前第1塔在后串联操作。同理，可在线更换第2塔脱 硫塔中的脱硫剂。(2) 脱硫剂外形及粒度：6(4.55.5)X(515) mm； 外观颜色：红(黄)褐的园柱形条状；堆密度：0.80.9Kg/L；孑L 容：0.4mL/g；侧压破碎强度：N35N/cm；工 作硫容：N20%。(3) 功能：对沼气进行化学脱硫(4) 维护：当检测净化后H2S超过150PPm时应及时安排更换脱硫 剂，更换后将脱硫罐底部阀门打开，将脱
10、落于罐体底部的细 小脱硫剂放出。(5) 安全：1) 不允许脱硫剂在脱硫器内再生；2) 更换脱硫剂时，保证进、出气孔关闭，尽量减少空 气进去罐体，打开卸料孔时做好防护，以免烫伤。打开卸料 口时，应往脱硫剂上喷撒少量清水，以最快速度将脱硫剂卸 除；再生脱硫剂采用阳光暴晒的方式，一般可重复使用2-3 次。3) 定期检测罐体栓接处是否漏气，如有应紧固或检修。3.6沼气储存单元9.6.1系统原理及设计说 明为保证厌氧发酵产气和沼气利用设备之间的供需平衡， 连续稳定地向用气设备供气，厌氧产生的沼气在净化利用 前首先通过沼气柜进行储存。由厌氧发酵罐出来的沼气通 过DN125, 1.0MPa的不锈钢管道进过粗
11、过滤器通向双皮膜 恒压气柜。3.6.2主要设备技术参数及特性1、沼气储柜本项目沼气产量为7900m 3 /d，经净化暂存在沼气储柜 中供焚烧炉助燃，根据此用途，设置1500 m 3的柔性双模 沼气储柜1座。配套气柜风机、安全阀、单向阀、物位仪、 气体泄漏探测仪、沼气分析仪、沼气流量计等。沼气储柜选 择干式双膜柔性气柜，气柜由外、内膜、底膜及附属设备组 成，具有抗紫外线及各种生物的能力，高度防火。内膜与 底膜之间形成一个容量可变的气密空间用作储存沼气，外 膜构成储存柜的球状外型。利用外膜进气鼓风机保持气柜 恒压，当内膜气体减少时，外膜通过鼓风机进气，保持内膜 气柜的设计压力；当内膜气体量增加时，
12、内膜正常伸张，通 过调压阀将外膜多余空气排出，使沼气压力始终恒定在一个 恒定的设计压力。气柜坐落在混凝土基础上，钢制柜壳与 混凝土基础中的预埋铁焊接固定。双膜沼气储气柜外型为3/4球体，由钢轨固定于水泥基座或厌氧罐罐顶上。气柜采 用欧洲进口膜材，经过高频热合制作而成。工作压力可达2000Pa，能承受0.3kN/m 2的雪压和0.4kN/m 2的风压， 工作温度-30C+70C，无需保温和防腐，具有抗紫外线及 各种微生物的能力。沼气储柜（1 ）双皮膜恒压气柜参数有效储气容积：1500 m 3数量：1座占地面积：613.8mX11m 工作压力：3Kpa电源：AC380V 50HZ装机功率：5KW工
13、作外界温度：-40C70C（2 ）双膜式恒压沼气储气柜技术性能双膜气柜容积1500m 3，气柜工作压力800-2000Pa，气柜 耐压3KPa。气柜所有膜材均采用耐腐蚀的环保专用进口膜。 具有防腐、抗老化、抗微生物及紫外线等功能，并且防火 级别达到B1级，膜的抗拉强度为6000N/5cm。气柜内膜为 防腐产品，能耐受沼气内H 2 S的长期腐蚀，使用寿命达到25年； 气柜出口沼气压力恒定，罐内气体使用率可以达到99%； 气柜内膜内都设置有排水装置，排水装置能确保在气柜 工作压力下，能排出冷凝水； 气柜沼气进出口管道设置有水封隔爆装置。 气柜设置有相应监测仪表，可以监测内膜压力、外膜压力、 气柜容
14、积等。气柜采用全自动控制，能根据膜内外压差，自 动注入或排出内外膜间的空气，平衡内外膜压力，并能将相 关监测信号、系统运行状态信号、报警信号等上传到上一级 控制单元； 气柜加压装置的防爆鼓风机为D级防爆，外膜通过鼓风 机进气，保持内膜的设计压力。 气柜外膜上设有检视窗口，使得能够随时了解气柜内部情 况。检视窗由8mmPC透明板加法兰组成，密闭，无渗漏， 通过观测孔可观察气柜内部工作状态，使得能够随时了解气 柜内部情况。（3）安全措施 储气柜与站内的建、构筑物的防火间距储气柜与站内的 建、构筑物的防火间距（m）表；储气柜防火间距表储气柜总容积（m 3 ） 1000 100010000明火、散发火
15、花地点30 35调压室、压缩机室、计量室10 12控制室、变配电室、汽车库等辅助建筑12 15机修间、燃气锅炉房15 20办公、生活建筑18 20消防泵房、消防水池取水口 20 20站内道路（路边）10 10围墙 15 15 门站和储配站内建筑物灭火器的配置应符合现行国家标准建筑灭火器配置设计规范GB 50140-2005的有关规 定。储配站内储罐区应配置干粉灭火器，配置数量按储罐台 数每台设置2个；每组相对独立的调压计量等工艺装置区 应配置干粉灭火器，数量不少于2个。注：a. 干粉灭火器指8kg手提式干粉灭火器；b根据场所 危险程度可设置部分35kg手推式干粉灭火器； 避雷：沼气储气柜的防雷设计应符合建筑物防雷设计规 范GB50057-2010 “第二类”设计的规定。防雷范围应保护 到气柜的最高点，防雷接地装置的冲击接地电阻应小于 10 Q。2、气柜风机型号：DG7.5A功率：0.75kW风压：850Pa风量：660m 3 /h数量：2台（1用1备）3、凝水器尺寸：DN600数 量：2 台4、增压风机增压风机，风机内部进行了特殊处理，以满足防腐、防爆、 防泄漏等安全性要求，保证整个脱硫净化系统运
