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1、90000m3/d厌氧沼气脱硫预处理与火炬技 术 文 件时代桃源环境科技2015年8月目 录1项目概况31.1项目概况31.2供货围31.3执行规52项目整体工艺描述63.沼气净化系统技术描述63.1 前置增压、过滤系统63.2 生物脱硫系统73.3干法脱硫系统103.4 脱水工艺103.5 增压工艺113.6 精过滤工艺123.7火炬系统123.8电气与自控系统134.主要设备一览表145.运行费用176.系统报价171项目概况1.1项目概况本方案是提供并安装全新的、性能完善、低运行本钱、使用寿命长、维修方便并通过调试可以投入生产运行的完整设备。本项目通过处理厨余垃圾发酵产生的沼气，经过前置
2、增压过滤、生物脱硫系统、精脱硫备用、脱水、增压处理后综合利用。本方案的容为沼气净化工程的成套设备。表1-1 项目来气参数参数单 位沼气进口参数沼气出口参数压力KPa1101020温度153735沼气流量Nm/h37503750甲烷%58605860氧气含量%0变化量1%CO2%3542相对湿度%不含游离水不含游离水H2S含量ppmv2000150发电或10CNG有机杂质有环境温度最低 10设计寿命年151.2供货围本方案的供货围为3750Nm3/h沼气生物脱硫项目的技术方案，供货围的界定如下：业主方把沼气管引入沼气净化区界响应位置一米。我方将净化后沼气管道引出至沼气净化区界外一米。我方负责上述
3、围的工艺设计、成套设备供货、运输、安装、调试与相关的监测、控制等，以与相关的质量保证与效劳。主电力电缆一个回路进我方主配电柜；业主方提供AC380V电源，并将电缆接至我方配电进线柜进线开关上端。我方负责全部低压供配电系统以与弱电控制设备的供货与安装，包括配电柜、现场操作箱、接线箱与与所供工艺设备有关的按钮附属电气设备元件；业主方将水、汽等能源管线接到脱硫区相应位置一米，脱硫区的水、汽管线由我方负责；我方将废水含凝结水排放出脱硫区外1米。以上界限的所有管道、阀门以与其他附件、材料均由我方提供；管道系统包括所有供货围管线的仪表、阀门、法兰、垫片、螺栓、螺母、管道、管件与安装材料等；本方案将单独建立
4、子项控制室，通过工业以太网中央控制系统通讯。连接至中央控制系统的线缆与其敷设不属本方案围。控制系统所有仪表与控制系统的供货、安装和调试等均在我方供货围；土建、防雷接地等由业主负责。业主方提供施工临时用电源接至净化区1米，施工、调试期间的水、电、热等由业主方负责。初次调试所需的营养液、接种物包含在本次方案围。我方保证所供设备为全新的、先进的、成熟的、完整和平安可靠的，且设备符合性能要求，确保平安、可靠、经济的运行。假设在安装和调试运行过程中发现缺项属正常供货围，我方承诺无条件补齐。1.3执行规本项目涉与沼气净化系统的设计、制造、安装、调试标准，采用现行使用的有关国家标准以与部颁标准，这些标准和规
5、至少包括不限于：制冷装置用压力容器 /T4750-2003压力容器无损检测 4730-94压力容器平安技术监察规程 /T4750-2003低压开关设备和控制设备总那么 GB/T14048.1-2000制冷设备通用技术规 GB 9237-88 制冷设备、空气别离设备安装工程施工与验收规 GB50274-98机械设备安装与验收规 23-96工业金属管道设计规 GB50316-2000工业金属管道工程施工与验收规 GB50235-97工业设备与管道绝热工程施工与验收规 GBJ126-89工业设备与管道绝热工程设计规 GB50264-97工业设备与管道绝热工程质量检验评定标准 GB50185-93采暖
6、通风和空气调节设计规 GBJ19-87供配电系统设计规 GB50052-95低压配电设计规 GB50054-95工业企业厂界噪声标准 GB12348-90沼气工程技术规1-5 局部 NYT 1220.1-2006 以与相关行业的国家规与行业标准2项目整体工艺描述 厌氧发酵出来最大沼气量为3750m3/h，结合后期利用方式，兵分两路进展沼气脱硫和预处理； 两套系统同样配置，每套系统处理量1875m3/h，首先进入粗过滤、前置增压、生物脱硫塔、干法精脱硫预留、制冷脱水、后置增压、精过滤，净化后的沼气满足发电需求，此时沼气中的硫化氢含量从2000ppm降至小于150ppm；其中干法脱硫作为预留，当系
7、统沼气利用方式为CNG时，增加或启动干法脱硫，使硫化氢含量从150ppm降至小于10ppm;当系统产气量大于用气量或系统维护检修时，启动燃烧火炬；工艺流程3.沼气净化系统技术描述由于两套系统配置项目，以下只描述单套系统。3.1前置增压、过滤系统为了保护加压风机与防止厌氧沼气携带粉尘、有机物、液态水、油脂等进入生物脱硫系统，必须采用过滤器对沼气进展过滤处理。过滤器为大过滤面积设计，具有脱除局部液态水、较大颗粒物的作用，脱水过滤器滤芯采用不锈钢材质制作。项目设置了前置过滤器1台，过滤器的处理流量为1875Nm3/h，过滤精度为50m。过滤器前后端安装了压差表，当压差大于2kPa时，建议更换滤芯。过
8、滤后的沼气进入增压风机进展升压，增压风机设计流量为1875 Nm3/h，升压能力为10kPa，适配22kw电机，1台，考虑旁路。3.2生物脱硫系统脱硫塔为气液逆向接触的填料吸收塔。含硫沼气从填料塔底部进入与从塔顶进入的碱性循环水贫液在脱硫塔填料外表充分接触，硫化氢等硫化物与碱液发生化学反响，从而到达脱硫的目的，脱硫效果到达99%以上。反响后的循环水富液经脱硫塔底部进入到再生池。富液中的含硫化合物在再生池中经脱硫菌和氧气的作用下转变为单质硫，完成贫液再生。再生池产生的单质硫混浊液进入沉淀池沉淀，最终通过定期排放排出生物脱硫系统进展回收利用。 生物脱硫工艺流程简图本项目生物脱硫主要发生的反响是：填
9、料塔：H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O 再生池：2Na2S + O2 + 2H2O 2S + 4NaOH这两步对沼气脱硫系统都非常重要。第一步反响为脱硫过程，H2S等硫化物通过第一步反响得到去除；第二步反响为再生过程，如果没有第二步反响，循环水就不能再生，造成系统脱硫能力下降，无法满足沼气脱硫的需求。脱硫塔与循环水系统从洗涤塔出来的沼气进入生物脱硫塔。生物脱硫塔主体由玻璃钢制造。塔有防腐格栅与支撑梁，可承受填料的重量。现场安装由甲方完成。要求脱硫塔外层有聚胺脂或毡类保温层，保温外面再有彩钢板保护层，彩钢板保护层外再刷UV防护漆。系统采用碱性溶液来脱除沼气中H2S。为了降低碱液的用
10、量，脱硫系统采用循环水再生设计，设有生物再生池。碱性循环水由循环泵送到脱硫塔上部喷淋，在重力的作用下流经塔填料外表，增加循环水的停留时间，充分吸收沼气中的H2S，然后从脱硫塔底部回流到再生池，再生后进入下一次循环。脱硫塔上下设有压力表，指示脱硫塔压损变化。再生系统从脱硫塔重力流入再生池中。在再生池底部设有曝气装置。提供循环水再生所需适当的氧气。曝气系统设有在线计量检测装置，控制曝气风机的流量，严格控制溶解氧的含量。在适宜的温度、溶解氧、营养与pH等环境下，脱硫菌将循环水中的硫化物氧化成单质硫，再生池与沉淀池有连通管路，单质硫随管路进入沉淀池。沉淀后的循环水经对流泵打入再生池。沉淀池底部有排污口
11、，可将沉淀下来的硫泥排至集水井。硫泥是批次出料，每天排一二次。生物脱硫菌的生长和脱硫过程需要适宜的温度，项目采用热水加热的方式为生物脱硫菌提供适宜的温度环境。再生池安装温度传感器，经PLC自动控制再生池中水的温度。加热热水来自厌氧发酵加热系统的尾水，进水温度为51，直通式。流量不超过0.5t/h。在夏季时，热水会少用或者不用用自来水补水，冬季时，热水直通。营养液与碱液系统微生物生长需要一定的营养元素，营养物质添加系统可自动将营养液加到再生池，加药量由计量泵进展准确控制。本方案营养液系统设置1套加药计量泵。虽然反响条件严格控制，但再生池的反响过程仍有23%左右的单质硫被氧化成硫酸、亚硫酸等，使系
12、统循环水的PH值下降，必须通过添加一定量的碱液来维持系统的最正确PH围。本技术方案的碱液添加系统可根据循环水PH值的变化自动增加碱液进展调整，使溶液的PH值稳定在最正确反响区间。碱液添加由计量泵控制。与补水系统定期的硫泥排放会导致循环水量减少，每次随着硫泥排出的水约5t左右。循环水的减少可以通过自动补水的方式来保持再生池、沉淀池的水位平衡，以到达系统自动补水的目的。3.3干法脱硫系统设计采用干法脱硫工艺作为精脱硫的方式，餐厨厌氧沼气通过生物脱硫后硫化氢浓度从5000PPm降到150PPm，当系统后端利用为提纯方式时，启动干法脱硫系统。通过干法脱硫方式将硫化氢浓度降至10PPm。干法脱硫工艺采用
13、高效成型脱硫剂塔式结构，待处理的沼气从脱硫塔底部进入，与脱硫剂充分均匀接触，将部携带的气态硫化氢有效转化为固态硫化物，附着于脱硫剂多孔结构，从而到达从气体中脱硫的目的。该工艺的有效化学反响如下：Fe2O3H2O+H2S Fe2O3+H2OFe2S3H2O+O2 Fe2O3H2O+S脱硫塔部采用优化流道设计，确保气体在塔的流通速度满足脱硫活性最优化要求，空塔线速度介于0.10.3m/s，保证气体与脱硫剂充分接触，脱硫彻底，满足工艺需求。塔体结构设计合理，气体在部流通时阻力损失控制在3KPa以。3.4脱水工艺制冷脱水系统的技术描述如下：1) 制冷机组为风冷式闭式冷却循环。2) 制冷机组室外露天放置
14、。3) 制冷机组为一体化设计、撬块式安装。配置冷水箱做为蓄冷器。4) 冷水机组采用知名品牌，可根据冷媒液回水温度自动控制机组启停，最大限度地节省能源。5) 在冷却系统中加装蓄能水箱，介质为20%的乙二酵溶液，设计冰点是零下15当冷却水温度到达设定值时，制冷压缩机停止工作，为了保护制冷压缩机，一般制冷压缩机再次启动需要5分钟左右，此时，蓄能水箱将冷量持续提供应换热器，在保证沼气得以冷却的同时，也使制冷压缩机得到保护，防止制冷压缩机频繁启停。6) 冷水机组保证环境温度在-38以上能正常启动。7) 机组配置风冷器与制冷机串联，当环境温度低时以节省能源，当环境温度低于-10，冷水机组将不工作，只要使循
15、环水泵处于运行状态，可利用冬季自然冷源对沼气实现降温除湿。8) 换热器管程采用不锈钢304制作。换热器部设置高效汽液别离装置，有效别离凝结水。9) 换热器底部带有排水阀，接至业主的排水系统。排水压力为0kPa，最大排水量约15kg/h。3.5增压工艺脱硫后的沼气进入一组增压风机，经增压过滤后进入后端使用，增压风机设计流量为1875Nm3/h。考虑到换热器、过滤器、管道等的压力损失，通往发电机组的风机升压能力为30kPa，适配55kw电机。风机2台，一用一备。1) 因为离心风机的噪音较大，而且高速旋转时，叶轮如果和壳体发生摩擦，容易产生火花，增加了不平安性。因此，在升压1520kPa时，投标选择罗茨风机。2) 风机为皮带传动，配逆止阀，不锈钢金
