沼气工程一体化方案

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1、大型沼气工程工艺技术方案建设单位：建设地点：编制单位：编制时间： / 目 录摘要11 项目概况11.1项目名称1公司大型沼气工程11.2项目承担单位11.3建设地点11.4建设年限11.5工程占地12 建设容1；错误！未定义书签。2.1 建设规模12.2 主要设施23 设计目标23.1 处理指标23.2 技术指标23.3 经济指标24 工艺流程25 资金筹措方式26 预算说明3第1章概述41.1标准化设备设计理念41.2工程背景41.3工程投资围41.4粪污处理后去向4第2章编制依据52.1 相关国家法律、法规和政策52.2 相关规与标准52.3.其他依据6第3章编制原则73.1技术先进性、可

2、靠性和适应性原则73.2经济效益最大化原则73.3环境和社会效益最大化原则7第4章工艺技术方案选择84.1国外发展现状84.2厌氧储气一体化发酵设备的优势94.3工艺技术选择10第5章结构设计12第6章建筑设计136.1 总体布置136.2平面布置146.3单元设计156.4 道路与绿化176.5 形象设计176.6 消防和安全设计17第7章电气设计197.1设计围197.2供电负荷197.3配电系统197.4电缆敷设197.5照明197.6防雷与接地20第8章控制设计21第9章投资估算22第10章效益分析2410.1运行成本2410.2效益分析24第11章安全生产与劳动保护2611.1 工程

3、设计措施2611.2 安全操作方案26第12章运行管理和劳动定员2812.1 运行管理2812.2 维护保养2812.3岗位定员2912.4人员培训2912.5使用与维修29第13章工程实施计划3013.1实施进度3013.2工作流程3013.3过程控制30第14章参考工程示例33摘 要1 项目概况 并存有少量种猪。虽然公司对产生的畜禽粪便和尿液有相应的处理措施，但是在堆放和处理过程中仍然会对当地的空气和水域产生一定的面源污染，影响当地生态环境和人民生活，给企业正常生产与安全生产带来隐患。而且原先的处理方式使得畜禽粪便等资源没有得到综合和高效利用，也制约了企业的进一步发展。该项目的实施可以变废

4、为宝，实现废弃物的利用最大化，将畜禽粪便转化成沼气、沼渣和沼液。沼气用于发电和户用，沼渣沼液作为生态有机肥施于农田。1.1项目名称1.2项目承担单位1.3建设地点1.4建设年限1.5工程占地2 建设容2.1 建设规模2.2 主要设施预处理单元：3 设计目标 3.1 处理指标 3.2 技术指标产气量：消化器有效容积单位产气率：0.8-1.2m3/m3发酵温度：3 停留时间：20-25天3.3 经济指标总投资： 年经济效益 年净收入： 4 工艺流程粪污处理采取以“预处理 中温发酵+贮气一体化”为核心的处理工艺。5 资金筹措方式中央投资+企业自筹6 预算说明土建工程由业主负责，其估算以国平均价格为依

5、据，土建不包括特殊地基处理，按常规地基处理做预算，建筑物包括配电、装修、安装等，具体土建预算以图纸为准。第1章 概 述1.1标准化设备设计理念该标准化设备是集物料调配、搅拌、产气、储气、储液于一体的大型沼气标准设备，由预处理系统、 反应器+储气一体化反应器、净化系统、换热系统、电控系统等组成。公司推出的标准化设备占地面积少、建设工期短、产气量高、投资回收期短，整个站区建设更美观大方。1.2工程背景企业简介沼气用于发电，可解决企业与周围生活区用能，沼液沼渣用于周围农田使用。在取得良好经济效益的同时，还可以取得生态、环境和社会等综合性效益。1.3工程投资围工程规划设计工艺设备采购安装工程工程调试与

6、培训售后服务1.4粪污处理后去向沼气：用于发电，年产沼气 万m3，满足企业与生活区用能。沼渣沼液：作为农田与有机蔬菜肥料。第2章 编制依据2.1 相关国家法律、法规和政策(1)中华人民国环境保护法(2)中华人民国水污染防治法(3)中华人民国水污染防治法实施细则(4)中华人民国可再生能源法(5)中华人民国畜牧法(6)畜禽养殖污染物防治管理办法(7)中华人民国农业技术推广法(8)中华人民国电力法(9)中华人民国节约能源法(10)中华人民国循环经济法(11)资源综合利用条例(12)中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议(13)中共中央 国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农

7、村建设的若干意见(14)全国生态环境保护纲要(15)可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法(16)关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见(17)可再生能源发展专项资金管理暂行办法(18)“十一五”资源综合利用指导意见(19)国家鼓励的资源综合利用认定管理办法2.2 相关规与标准(1)沼气工程技术规（NY/T 1220-2006）(2)室外排水设计规（GB50014-2006）(3)给水排水设计手册(4)环境工程设计手册（水污染防治卷）(5)建筑设计防火规（GB50016-2006）(6)中、小型集约化养猪场建设的国家标准（GBT17824.1-1999）(7)有机认证标准-畜牧生产

8、(8)畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）(9)建筑结构荷载规（GB50009-2001）(10)钢结构设计规（GB50017-2003）(11)混凝土结构设计规（GB50010-2002）(12)建筑抗震设计规（GB50011-2001）2.3.其他依据第3章 编制原则3.1技术先进性、可靠性和适应性原则(1) 根据厂区实际情况，选择最先进的工艺方案。(2) 根据当地的实际情况，选择有成功案例的工程方案，确保工程可以长期稳定运行。(3) 根据业主经济条件和操作人员技能水平，选择最适宜的方案，便于实际运行和维护。3.2经济效益最大化原则(1)在保证技术先进性的基础上，优化工艺和

9、各个单元设计，降低一次性投资，确保最佳性价比和最短的投资回收期。(2)遵循循环经济理念，对整个场区进行能流物流分析和设计，确保沼气工程为企业带来整体最大效益。3.3环境和社会效益最大化原则(1)对产品（沼气、沼渣沼液）进行充分利用，并注重外观设计和绿化美化，使站区与场区总体环境协调统一。(2)设计和实施过程中遵守国家与地方有关法律法规和产业政策，保证工程符合地方环境、经济和社会发展规划，工程建成后可改善餐饮等用能，并发挥示作用，带动地方经济和社会发展。第4章 工艺技术方案选择4.1国外发展现状德国、丹麦、荷兰等发达国家的沼气工程装备已达到设计标准化、产品系列化、生产工业化，质量得到有效控制。工

10、程装备的组装技术也达到模块化、规化。其大型厌氧消化装置（容积为2000-5000m3）为圆柱型立式罐，多为钢结构（ECPC拼装罐居多），小型厌氧消化装置（容积在200-1500m3）多为圆柱型立式罐、钢结构。二级厌氧消化装置（立式罐）顶部常常装有双膜储气罩，构成了发酵、储气一体化装置，既节省了单独设计储气装置的费用（比分体式降低15%左右）和占地面积，又解决了在寒冷地区冬季储气装置水封防冻的问题，丹麦一体化设备如图4-1。在德国，建设沼气工程以获取能源为主要目的。这种采用作物和粪便两种原料进行混合发酵的沼气工程在德国得到快速发展。由于混合发酵原料SS含量和TS浓度都比较高，适合采用全混合厌氧反

11、应器。从采用的反应器类型看，约90%为立式全混合反应器，少数采用卧式反应器，主要用于含沙和纤维量高的原料，而且受结构限制，此类反应器的容积一般不低于300m3，还有不到10%的工程采用两种反应器联合应用的方式。随着材料技术的发展，一些工程采用了将发酵罐和储气柜一体化的设计，即在反应器的上部安装双层膜用以储存沼气，见图4-2和图4-3。丹麦NIRAS公司在此基础上对工艺进行改进，开发了沼气发酵和沼气储存为一体的罐体。图4-1 丹麦一体化设备图4-2 双层膜顶反应器结构示意图图4-3 双层膜顶反应器照片受结构的局限，这种反应器的容积最大不宜超过1200m3，如果建造更大容积的反应器，则多采用立式大

12、型全混合反应器，即我公司现在用的CSTR工艺。4.2厌氧储气一体化发酵设备的优势将自有技术普通碳钢厌氧拼装罐与柔性气柜相结合，对其优点从结构、经济性和推广度三方面进行分析。1、结构厌氧拼装罐，罐体由一样尺寸的带孔钢板通过螺栓连接而成，经电泳处理，现场拼装后无需作防腐处理，罐壁板设计较简单，加工也较容易，加工精度高，配合误差小。普通钢板厌氧拼装罐的设计、施工难点在罐顶。顶部换作柔性气柜后，搅拌机可改为侧入式搅拌，使罐顶不再是承重构件。柔性气柜的优势在于可增强发酵池有效容积，提高产气率；保证供气压力平衡，有利于沼气使用和厌氧罐结构稳定；碳钢导热系数29W/(m)，PVC膜材导热系数0.42W/(m

13、)，PVC膜材导热系数远低于碳钢，无需保温，重量小，可折叠，运输方便。2、经济性采用厌氧储气一体化发酵设备比现有技术节省成本18.6%左右，占地节省9%，且工期可节省一半。3、推广度目前的小型沼气工程普遍存在投资高，收益低的问题，导致小型沼气工程很难建设和发展，基本靠国家资金扶持或直接被放弃。若将设备标准化、规化、成套化，其中的关键设备沼气产生与收集设备产品化，批量化生产可使设备成本降低，设备一体化可使土建费用减少，标准化可使工期缩短。可将厌氧发酵与储气一体化设备、预处理粉碎机、搅拌机、脱硫罐、水封罐、气水分离器等均设备化，施工时只需按定好的位置布管布线，大大提高了施工速度，降低了施工难度。工

14、程完成后，业主可通过简单的操作完成沼气工程的运行与维护，不需投入过多的人力物力，也不需很高的技能水平。此外，由于此设备可进行拆卸和再安装，很容易回收利用，减少垃圾，实现资源循环。4.3工艺技术选择4.3.1工艺确定原则(1) 业主的经济条件和投资目的；(2) 养殖场的地理位置、处理规模和粪污特点；(3) 工艺路线的能量和物料衡算，地方政府的要求和业主的实际操作水平，创建“示工程”、“样板工程”或“放心工程”。4.3.2 粪污量计算4.3.3 工艺选择(1) 工艺流程图粪污沼渣沼液站外集污池沼气粪污热水调配池进料池余热回收利用装置脱硫系统阻火器增压风机CSTR一体化反应器供户/发电农田机肥沼液储池图4-4 工艺流程图(2) 工艺流程说明沼气站场区配备站外集污池，集污池用于收集养殖场的冲洗废水，新鲜粪污经进料斗投入调配池，加入一定量的沼液或污水稀释，调配池设置桨式搅拌机，搅拌一定时间使物料混合均匀后自流入进料池，通过格栅拦截后去除杂草等较大杂物。经液下渣浆泵泵入CSTR一体化反应器进行厌氧发酵，反应器设侧搅拌机，使物料处于全混状态，在适宜的碱度、温度条件下确保厌氧反应充分进行。反应罐出来的沼渣沼液进入沼液池暂存，或由