1、90000m 3/d 厭氧沼氣脫硫預處理及火炬技術文件北京時代桃源環境科技有限公司2015 年 8 月1 項目概況錯誤!未定義書簽。項目概況錯誤!未定義書簽。供貨范圍錯誤!未定義書簽。執行規范錯誤!未定義書簽。2 項目整體工藝描述錯誤!未定義書簽。3. 沼氣凈化系統技術描述 錯誤 !前置增壓、過濾系統 錯誤 !生物脫硫系統干法脫硫系統脫水工藝 增壓工藝 精過濾工藝火炬系統 電氣及自控系統4. 主要設備一覽表5. 運行費用 錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。6.系統報價

2、 錯誤!未定義書簽。1項目概況項目概況本方案是提供并安裝全新的、性能完善、低運行成本、使用壽命長、維修方便并 通過調試可以投入生產運行的完整設備。本項目通過處理廚余垃圾發酵產生的沼氣， 經過前置增壓過濾、生物脫硫系統、精脫硫（備用）、脫水、增壓處理后綜合利用 本方案的內容為沼氣凈化工程的成套設備。表1-1項目來氣參數參數單位沼氣進口參數沼氣出口參數壓力KPa11010 20溫度C1537<35沼氣流量Nr3 /h37503750甲烷%58 6058 60氧氣含量%0變化量0 1%CO%35- 42相對濕度%不含游離水不含游離水H2S含量ppmv<2000<150 （發電）或

3、10 （CNG有機雜質有環境溫度C最低10設計壽命年15供貨范圍本方案的供貨范圍為3750Nm3/h沼氣生物脫硫項目的技術方案，供貨范圍的界定 如下：業主方把沼氣管引入沼氣凈化區界響應位置內一米。我方將凈化后沼氣管道引出 至沼氣凈化區界外一米。我方負責上述范圍內的工藝設計、成套設備供貨、運輸、安 裝、調試及相關的監測、控制等，以及相關的質量保證及服務。主電力電纜一個回路進我方主配電柜；業主方提供AC380V電源，并將電纜接至我方配電進線柜進線開關上端。我方負責全部低壓供配電系統以及弱電控制設備的供 貨及安裝，包括配電柜、現場操作箱、接線箱及與所供工藝設備有關的按鈕附屬電氣設備元件；業主方將水、

4、汽等能源管線接到脫硫區相應位置內一米，脫硫區內的水、汽管線由我方負責；我方將廢水（含凝結水排放）出脫硫區外1 米。以上界限內的所有管道、閥門以及其他附件、材料均由我方提供；管道系統包括所有供貨范圍內管線的儀表、閥門、法蘭、墊片、螺栓、螺母、管道、管件及安裝材料等；本方案將單獨建立子項控制室，通過工業以太網中央控制系統通訊。連接至中央控制系統的線纜及其敷設不屬本方案范圍。控制系統所有儀表及控制系統的供貨、安裝和調試等均在我方供貨范圍；土建、防雷接地等由業主負責。業主方提供施工臨時用電源（接至凈化區內 1 米） ，施工、調試期間的水、電、熱等由業主方負責。初次調試所需的營養液、接種物包含在本次方案

5、范圍內。我方保證所供設備為全新的、先進的、成熟的、完整和安全可靠的，且設備符合性能要求，確保安全、可靠、經濟的運行。若在安裝和調試運行過程中發現缺項（屬正常供貨范圍內） ，我方承諾無條件補齊。執行規范本項目涉及沼氣凈化系統的設計、制造、安裝、調試標準，采用現行使用的有關國家標準以及部頒標準，這些標準和規范至少包括（不限于） ：制冷裝置用壓力容器 JB/T4750-2003壓力容器無損檢測 JB4730-94壓力容器安全技術監察規程 JB/T4750-2003低壓開關設備和控制設備總則 GB/制冷設備通用技術規范 GB 9237-88制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規范 GB50274-

6、98機械設備安裝與驗收規范 JB23-96工業金屬管道設計規范 GB50316-2000工業金屬管道工程施工及驗收規范 GB50235-97工業設備及管道絕熱工程施工及驗收規范GBJ126-89工業設備及管道絕熱工程設計規范 GB50264-97工業設備及管道絕熱工程質量檢驗評定標準 GB50185-93采暖通風和空氣調節設計規范 GBJ19-87供配電系統設計規范 GB50052-95低壓配電設計規范GB50054-95工業企業廠界噪聲標準 GB12348-90沼氣工程技術規范1-5 部分 NYT以及相關行業的國家規范及行業標準2 項目整體工藝描述厭氧發酵出來最大沼氣量為3750m3/h，

7、結合后期利用方式， 兵分兩路進行沼氣脫硫和預處理；兩套系統同樣配置，每套系統處理量 1875m3/h,首先進入粗過濾、前置增壓、生物脫硫塔、干法精脫硫（預留） 、制冷脫水、后置增壓、精過濾，凈化后的沼氣滿足發電需求，此時沼氣中的硫化氫含量從2000Ppm降至小于150Ppm其中干法脫硫作為預留，當系統沼氣利用方式為CNG寸，增加或啟動干法脫硫，使硫化氫含量從150Ppm至小于10ppm;當系統產氣量大于用氣量或系統維護檢修時，啟動焚燒火炬；工藝流程3 . 沼氣凈化系統技術描述由于兩套系統配置項目，以下只描述單套系統。前置增壓、過濾系統為了保護加壓風機及防止厭氧沼氣攜帶粉塵、有機物、液態水、油脂

8、等進入生物脫硫系統，必須采用過濾器對沼氣進行過濾處理。過濾器為大過濾面積設計，具有脫除部分液態水、較大顆粒物的作用，脫水過濾器濾芯采用不銹鋼材質制作。項目設置了前置過濾器1臺，過濾器的處理流量為1875Nm/h ,過濾精度為50過濾器前后端安裝了壓差表，當壓差大于 2kPa 時，建議更換濾芯。過濾后的沼氣進入增壓風機進行升壓，增壓風機設計流量為 1875 Nm3/h ，升壓能力為10kPa,適配22kw電機，1臺，考慮旁路。生物脫硫系統生物脫硫工藝原理脫硫塔為氣液逆向接觸的填料吸收塔。 含硫沼氣從填料塔底部進入與從塔頂進入的堿性循環水（貧液）在脫硫塔填料表面充分接觸，硫化氫等硫化物與堿液發生化

9、學反應，從而達到脫硫的目的，脫硫效果達到99%以上。反應后的循環水（富液）經脫硫塔底部進入到再生池。 富液中的含硫化合物在再生池中經脫硫菌和氧氣的作用下轉變為單質硫，完成貧液再生。再生池產生的單質硫混濁液進入沉淀池沉淀，最終通過定期排放排出生物脫硫系統進行回收利用。生物脫硫工藝流程簡圖本項目生物脫硫主要發生的反應是：填料塔內：H2S + 2NaOH - Na2s + 2H2O再生池內：2Na2S + O2 + 2H 2O - 2S + 4NaOH這兩步對沼氣脫硫系統都非常重要。第一步反應為脫硫過程，H2S 等硫化物通過第一步反應得到去除；第二步反應為再生過程，如果沒有第二步反應，循環水就不能再

10、生，造成系統脫硫能力下降，無法滿足沼氣脫硫的需求。各工藝系統介紹脫硫塔與循環水系統從洗滌塔出來的沼氣進入生物脫硫塔。生物脫硫塔主體由玻璃鋼制造。塔內有防腐格柵及支撐梁，可承受填料的重量。現場安裝由甲方完成。要求脫硫塔外層有聚胺脂或氈類保溫層，保溫外面再有彩鋼板保護層，彩鋼板保護層外再刷UV防護漆。系統采用堿性溶液來脫除沼氣中H2s為了降低堿液的用量，脫硫系統采用循環水再生設計，設有生物再生池。堿性循環水由循環泵送到脫硫塔上部噴淋，在重力的作用下流經塔內填料表面，增加循環水的停留時間，充分吸收沼氣中的H2§然后從脫硫塔底部回流到再生池，再生后進入下一次循環。脫硫塔上下設有壓力表，指示脫

11、硫塔壓損變化。再生系統從脫硫塔重力流入再生池中。在再生池底部設有曝氣裝置。提供循環水再生所需適當的氧氣。曝氣系統設有在線計量檢測裝置，控制曝氣風機的流量，嚴格控制溶解氧的含量。在適宜的溫度、溶解氧、營養及pH 等環境下，脫硫菌將循環水中的硫化物氧化成單質硫，再生池與沉淀池有連通管路，單質硫隨管路進入沉淀池。沉淀后的循環水經對流泵打入再生池。沉淀池底部有排污口，可將沉淀下來的硫泥排至集水井。硫泥是批次出料，每天排一二次。生物脫硫菌的生長和脫硫過程需要適宜的溫度， 項目采用熱水加熱的方式為生物脫硫菌提供適宜的溫度環境。再生池內安裝溫度傳感器，經PLC自動控制再生池中水的溫度。加熱熱水來自厭氧發酵加

12、熱系統的尾水，進水溫度為 51，直通式。流量不超過ho在夏季時，熱水會少用或者不用（用自來水補水），冬季時，熱水直通。營養液及堿液系統微生物生長需要一定的營養元素，營養物質添加系統可自動將營養液加到再生池，加藥量由計量泵進行精確控制。本方案營養液系統設置1 套加藥計量泵。雖然反應條件嚴格控制， 但再生池的反應過程仍有23%左右的單質硫被氧化成硫酸、亞硫酸等，使系統循環水的PH值下降，必須通過添加一定量的堿液來維持系統的最佳PH®圍。本技術方案的堿液添加系統可根據循環水PH值的變化自動增加堿液進行調整，使溶液的PH值穩定在最佳反應區間。堿液添加由計量泵控制。廢水排及補水系統定期的硫泥排

13、放會導致循環水量減少，每次隨著硫泥排出的水約 5t 左右。循環水的減少可以通過自動補水的方式來保持再生池、沉淀池的水位平衡，以達到系統自動補水的目的。干法脫硫系統設計采用干法脫硫工藝作為精脫硫的方式， 餐廚厭氧沼氣通過生物脫硫后硫化氫濃度從5000PPrm1到150Ppm當系統后端利用為提純方式時，啟動干法脫硫系統。通過干法脫硫方式將硫化氫濃度降至10Ppm干法脫硫工藝采用高效成型脫硫劑塔式結構，待處理的沼氣從脫硫塔底部進入，與脫硫劑充分均勻接觸，將內部攜帶的氣態硫化氫有效轉化為固態硫化物，附著于脫硫劑多孔結構內，從而達到從氣體中脫硫的目的。該工藝的有效化學反應如下：FeQ - HO+HS -

14、 FezO+HOFe4 - HO+O - FezQ HO+S脫硫塔內部采用優化流道設計， 確保氣體在塔內的流通速度滿足脫硫活性最優化要求，空塔線速度介于s,保證氣體與脫硫劑充分接觸，脫硫徹底，滿足工藝需求。塔體內結構設計合理，氣體在內部流通時阻力損失控制在3KPa以內。脫水工藝制冷脫水系統的技術描述如下：1) 制冷機組為風冷式閉式冷卻循環。2) 制冷機組室外露天放置。3) 制冷機組為一體化設計、撬塊式安裝。配置冷水箱做為蓄冷器。4) 冷水機組采用知名品牌，可根據冷媒液回水溫度自動控制機組啟停，最大限度地節省能源。5) 在冷卻系統中加裝蓄能水箱， 介質為20%的乙二酵溶液，設計冰點是零下15當冷

15、卻水溫度達到設定值時，制冷壓縮機停止工作，為了保護制冷壓縮機，一般制冷壓縮機再次啟動需要5 分鐘左右，此時，蓄能水箱將冷量持續提供給換熱器，在保證沼氣得以冷卻的同時，也使制冷壓縮機得到保護，避免制冷壓縮機頻繁啟停。6) 冷水機組保證環境溫度在 -38 以上能正常啟動。7) 機組配置風冷器與制冷機串聯，當環境溫度低時以節省能源，當環境溫度低于-10， 冷水機組將不工作， 只要使循環水泵處于運行狀態， 可利用冬季自然冷源對沼氣實現降溫除濕。8）換熱器管程采用不銹鋼304制作。換熱器內部設置高效汽液分離裝置，有效分離凝結水。9）換熱器底部帶有排水閥，接至業主的排水系統。排水壓力為0kPa,最大排水量

16、約 15kg/h。增壓工藝脫硫后的沼氣進入一組增壓風機，經增壓過濾后進入后端使用，增壓風機設計流 量為1875Nr3/h0考慮到換熱器、過濾器、管道等的壓力損失，通往發電機組的風機 升壓能力為30kPa,適配55kw電機。風機2臺，一用一備。1）因為離心風機的噪音較大，而且高速旋轉時，葉輪如果和殼體發生摩擦，容易產生火花，增加了不安全性。因此，在升壓 1520kPa時，投標選擇羅茨風機。2）風機為皮帶傳動，配逆止閥，不銹鋼金屬軟連接，自然通風冷卻。3）每臺增壓風機各配一套變頻控制柜，控制方式為恒壓變頻變壓器為ABB品牌。4）配套防爆電機等級exd n BT3,防護等級IP44。精過濾工藝設置精

17、密過濾裝置，過濾器為微壓差、大過濾面積設計，過濾精度3小田有效攔截細微雜質，滿足燃氣機組對氣體品質要求，提高燃氣利用效率。過濾器殼體為碳鋼防腐。過濾器濾芯為 pp材質。在過濾器的進出口設置了壓差 計量裝置。當過濾器的壓差大于一定值時，業主可對過濾器濾芯進行更換。過濾器的處理能力為1875Nm/h，共2臺，一用一備。火炬系統火炬系統采用落地封閉式焚燒火炬的形式，運行時外部不見明火。整個單元包括排風扇、電源開關等均采取防爆措施，凡是與氣體接觸的材料均采用SS30綱料或采取相應的防腐措施，系統入口設有阻火器以及火焰監測儀。根據要求，火炬系統的額定處理量為 3750Nm3/h火炬入口由前置增壓系統精脫

18、 硫出口母管連接。最終火炬系統達到以下性能:編號項目單位數值1火炬設計焚燒能力Nm3/h37502火炬:最小穩定焚燒能力Nm3/h3003火炬最大焚燒能力Nm3/h37504點火成功率%>985火炬系統本體電耗kW<13kW6燃燒氣體停留時間S>7火炬外型尺寸MX 128火炬燃盡率%>99電氣及自控系統電氣自控裝置用于給設備供電及系統的自動運行控制。自控裝置通常包括PLC系統及各種儀表，就地儀表也可給 PLC系統的程序設計提供依據。本項目自控程度可達 到自動運行、故障報警等控制要求。考慮到項目的整體性與經濟性，生物脫硫與沼氣 除濕增壓系統電控系統合并。配電系統1）項目配

19、電系統基于單回路供電設計。本項目范圍僅限于低壓配電。用戶負責 將AC380Vt源接至我方進線柜的上端頭。2）該系統總裝機功率為210kW考慮裕量，建議配電220kW AC380V3）配電系統由進線柜、斷路器、配電柜、變頻器（ABB、UPS?組成。4）低壓電力電纜采用ZR-YJV-1KV銅芯，變頻器出線電纜采用ZR-YJV22-1KV銅 芯；控制回路采用ZR-RVV電纜；信號回路電纜采用 ZR-KVVP1同芯電纜；電纜干線在 電纜橋架敷設，支線穿鍍鋅管。5）室內配電柜為GG勰，柜體鋼板厚度不小于2mm優質冷扎鋼板經先進的沖壓 開孔工藝，全部結構除以內六角螺釘裝配成型外，實現無螺母化裝配。母排外部

20、加有 絕緣并標明相色。6）所有低壓電氣元件采用 ABB或西門子品牌，上位機組態軟件采用捷控，PLC控制柜內加裝山特UPSt源，采用研華工業光纖交換機。電線電纜采用符合國家標準 的品牌電纜。7）室外儀表、配電設備、線纜接頭防護等級IP678）動力部分主要電器元件采用 ABB西門子等進口名牌品牌。變頻器采用 ABB自控系統我方控制系統采用PLC控制，所有元件適應PLC檢測控制的要求。控制系統具 有數據采集、在線檢測、報警和自動停機等功能。a）生物脫硫系統可以采用就地控制方式。b）實現運行參數的在線監測；c）當運行參數超限時，視需要分別產生報警或停機信號；d）根據運行參數的變化，實時調整設備的運行狀

21、態；e）記錄數據，并生成用戶所需的日報表、月報表、實時趨勢和歷史趨勢；f）具備現場手動操作，系統急停裝置，聲光報警功能；g）具備啟動系統自檢功能；h）具備用戶管理權限，操作等級區分i）提供的控制系統具備依據授權修改系統參數的功能，并能監控其它設備相關 參數，具體工作參數由雙方協商確定。并提供終身維護升級。系統裝置運行監測、顯示和控制點如下：系統的啟動、停止開關；復位、控制開關風機、水泵啟動、停止開關沼氣流量（含瞬時流量和累積流量）空氣流量甲烷含量，氧氣含量4 .主要設備一覽表序號名稱規格與參數單位數量品牌一前置過濾增壓系統1前置過濾器SS304 殼體，SS304 濾芯，20um 1875Nrj

22、Vh套2時代桃源2手動閥對夾蝶閥，DN30Q閥板SS304套2無錫高商3前置增壓風機Q=1875Nm3/h P=10kPa套24氣動對夾蝶閥對夾蝶閥，DN125,閥板SS304臺2無錫高商5前置增壓撬體臺2時代桃源二生物脫硫系統1脫硫塔本體? *15m, FRP套2時代桃源2脫硫系統濾料鮑爾環，PP套2時代桃源3壓力表010kPa,防腐個4時代桃源4頂部噴淋系統FRP套2時代桃源5防腐柵板FRP2m2時代桃源6再分布器FRP套2時代桃源7循環水泵90m3/h、H=30m N=11kW臺4時代桃源8變頻器11kW臺4時代桃源9曝氣風機120m7h、P=50kPa N=4kW臺4時代桃源10變頻器

23、4kW臺4時代桃源11橡膠模曝氣管ABS工程塑料管道、三元乙丙等個2時代桃源12再生池*4m, PR鋼質加強個2米頓羅或同等1314硫泥泵 電加熱Q=5n3/h、H=10m N=1kW25kW臺套22時代桃源ABB15貧液回流泵Q=20r3yh、H=15m N=> 變頻電機臺2時代桃源16變頻器臺2時代桃源17營養水箱V=1n3, PE個2時代桃源18攪拌器n=82 轉，N= SS316臺2時代桃源19加藥計量泵9L/h , P=12bar,套2時代桃源20NaOHK箱3V=1m, PE個2時代桃源21攪拌器n=82 轉，N= SS316臺2時代桃源22NaOHf量泵50L/h , P=

24、10bar,臺2時代桃源23廢水集水井及廢水泵坑混凝土結構，防腐處理個2時代桃源24平衡水箱PE、防腐，帶液位報警個2時代桃源25壓力傳感器020kPa、-1010kPa臺4羅斯蒙特26沼氣流量計02000m7h套2Floword27空氣流量計0200n3/h套2Floword28溫度傳感器0100 C,防爆，420mAa 出臺2E+H29甲烷濃度儀0100%防爆，420mAB出套2Ados30H2S濃度儀05000ppmv,手持式套2克諾爾31 在線PH計監控再生池PH套2時代桃源32在溶解氧測定儀420mA輸出，控制曝氣量套2羅斯蒙特七干法脫硫1脫硫罐? * , FRP個4時代桃源2吸附劑氧化鐵精脫硫劑套4時代桃源八制冷脫水1制冷機組AC-50(D),風冷，制冷功率 140kw.輸入功率 50KW2套安格斯2換熱器換熱管材質為SS304,殼程材質為碳鋼，換熱功率132kW2臺時代桃源3溫度傳感器SS3162個E+H4截至閥DN6§ SS3048個1時代桃源5壓力表SS3162個布萊迪6溫度表SS3162個I布萊迪九增壓系統1羅茨風機Q=3500Nm3/h P=30kPa,4臺臺灣環鑫2電機55kw, 4級，防爆4臺錫安達3變頻器55kw,恒轉矩4臺ABB4手動閥對夾蝶閥，閥板 SS3042套無錫高商5氣動對夾蝶閥對夾蝶閥，閥板 SS3042套無錫