ICS27.010CCSF13DB22吉林省地方標準DB22/T3397—2022嚴寒地區秸稈沼氣工程工藝設計規范Processdesignspecificationofcropstrawbiogasengineeringinseverecoldzones吉林省市場監督管理廳發布DB22/T3397—2022前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件中的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由吉林省農業農村廳提出并歸口。本文件起草單位：吉林東晟生物質能工程研究院（有限合伙）、云南師范大學（能源與環境科學學院）、云南省沼氣工程技術研究中心、通化縣東明農牧業發展（集團）有限公司、吉林奇星生物質能科技開發有限公司、中國市政工程東北設計研究總院有限公司、吉林省科企技術轉移轉化研究院有限責任公司、東科禾能控股有限公司、吉林省產品質量監督檢驗院。本文件主要起草人：劉健峰、張無敵、樸明國、尹芳、李政、王昌梅、趙興玲、吳凱、王樹貴、董良杰、王寒冰、楊震、張健、穆啟東、孫景偉。IDB22/T3397—2022嚴寒地區秸稈沼氣工程工藝設計規范1范圍本文件規定了嚴寒地區秸稈沼氣工程工藝設計的一般規定、設計內容、主要技術參數和工程設計參數等要求，描述了對應的證實方法。本文件適用于嚴寒地區秸稈類原料濕發酵（發酵總固體含量小于10%）沼氣工程的工藝設計。2規范性引用文件下列文件中的內容通過中文的規范性引用而構成本文件的必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅注日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB15577粉塵防爆安全規程粉塵爆炸泄壓指南GB/T15605GB/T17919粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導則GB/T18713GB50016GB50028太陽能熱水系統設計、安裝及工程驗收技術規范建筑設計防火規范NY/T2141秸稈沼氣工程施工操作規程NY/T2142秸稈沼氣工程工藝設計規范NY/T2372秸稈沼氣工程運行管理規范NY/T2854沼氣工程發酵裝置下列術語和定義適用于本文件。東北、內蒙古和新疆北部、西藏北部、青海等地區，累年最冷月平均溫度≤-10℃或日平均溫1DB22/T3397—2022沼氣工程增溫biogasengineeringinsulationtechnology對厭氧消化器、預混池及相關設備進行熱量補充的技術。3.3沼氣工程保溫biogasengineeringheatingtechnology使用保溫材料對厭氧消化器、工藝管道、閥門及池體等設施進行保溫處理或者采用溫室保溫、挖環形溝保溫等技術措施。4基本要求4.1總則4.1.1工藝設計和工程建設，應遵守國家有關法律、法規，執行國家現行的資源利用、環境保護、土地節約、安全與消防等有關規定。4.1.2工藝設計和工程建設，應能保證在冬季最差工況下（-40℃）穩定運行且經濟合理。4.1.3工藝設計和工程建設，應根據當地秸稈資源統籌規劃，與城鄉發展相協調，做到近遠期結合，以近期為主，兼顧遠期發展。4.1.4應根據沼氣工程規劃年限、工程規模和建設目標，選擇投資省、占地少、工期短、運行穩定、操作簡單的技術路線，做到技術先進，經濟合理，安全適用，應盡可能地降低工程造價和運行成本。4.1.5在經濟合理的原則下，對經常操作且穩定性要求較高的設備、管道及監控部位，應盡可能采用機械化、自動化控制，以方便運行管理，降低勞動強度。4.1.6應根據所選用的原料特性、沼氣用途，積極穩妥地采用新工藝、新技術、新設備、新材料，做到技術先進，經濟可行。4.1.7所設計的工藝流程、建（構）筑物、主要設備、設施等應能最大限度地滿足生產和使用的需要，以保證沼氣工程功能的實現。4.1.8嚴寒地區秸稈沼氣工程工藝設計，除執行本規范外，還應符合國家現行有關經濟和技術標準規定。4.1.9嚴寒地區秸稈沼氣工程相關施工操作按NY/T2141規定執行；運行管理按NY/T2372的規定執行。4.2.1工程選址應符合城鄉建設的總體規劃，并應符合下列規定：a)應考慮秸稈原料的可獲得量和收集半徑，便于就近、就地利用沼氣、沼液、沼渣，綜合評估秸稈沼氣工程的經濟性；d)盡量減少土方量的開挖與回填，宜選擇巖土堅實、抗滲性能好的工程地質條件，且應避開有架空電力線跨越的地區；4.3.1工程總平面布置應根據各建（構）筑物的功能和工藝要求，結合地形、地質、氣象等因素進行合理設計，并應便于施工、運行、維護和管理。2DB22/T3397—20224.3.2工程總平面應按生產區和輔助生產區分開布置，并分別設置出入口，生產區應布置預處理設施、厭氧消化器、凈化增壓設施、儲氣設施、有機肥加工儲存車間、發電機房和泵房等；輔助生產區應布置管理和生活用房、配電間、監控室、維修車間、化驗室及其他輔助設施等。4.3.3各類設施之間的防火間距要求應符合GB/T51063的規定。4.3.4嚴寒地區秸稈沼氣工程總平面布置，除執行本規范外，還應符合GB/T51063的規定。5工藝設計5.1設計依據及基礎資料5.1.1嚴寒地區秸稈沼氣工程項目可行性研究報告、設計合同書、立項批文、相關法律法規和管理部門的要求、委托單位提供的技術基礎資料。5.1.2秸稈類發酵原料的種類、總量、可利用的秸稈資源量以及收集、運輸、貯存方式，秸稈原料供應的穩定性及可持續年限，同時還應當收集企業擴大生產以后的發酵原料的相關資料。5.1.3氣象資料：嚴寒地區項目點的冬季最低氣溫、風力、風向、降水量、降雪量、冬季日照及霜凍期等。5.1.4水文地質資料：項目建設地點的水文地質、地震烈度、凍土層厚度及地下水位等。5.1.5區域規劃資料：區域現狀圖和區域總體規劃平面圖及說明書。如果沼氣用于區域居民集中供氣，還應有區域地下管網布置圖。5.1.6沼液回流使用的可能性，沼肥加工有機肥的可能性與途徑，沼氣的用途及使用要求。5.1.7當地或企業能提供的給排水、供電、供熱量等情況。5.1.8擬建沼氣工程附近及其周圍有無可以利用的池塘、山谷、洼地、沼澤地與舊河道等廢棄不用的土地資料及其他自然資源等。工藝設計應包括秸稈原料的貯存、預處理，沼氣生產，沼氣的凈化、貯存、輸配與利用，沼氣、沼液、沼渣綜合利用，安全消防、給排水、供電等系統工藝設計及單元工藝設計。主要設計內容有：工藝技術流程的選擇、確定及設計；e)各處理構筑物、建筑物、設施及設備的單元工藝設計。5.2.2工藝設計文件應包括設計總說明、總平面布置圖、工藝流程圖、工藝管道總圖等。5.2.3單元工藝設計文件包括各處理單元的工藝設計及說明、設備選型、設備布置圖、各單元的工藝管道布置圖等。5.3.1秸稈貯存設施的容積應根據原料特性、收獲次數、消耗量等因素確定，通常以秸稈收獲周期內需要消耗的原料量設計和貯存，以保證原料的供應量。5.3.2應在沼氣站內或者附近設置短期堆放秸稈的場所，秸稈貯存量應與消耗能力相匹配，并能滿足工程連續運行的原料需求。3DB22/T3397—20225.3.3秸稈長期堆放場所應選擇四荒地或田間等空地，遠離電線、變電站等設施，并應有防霉變，防雨、雪滲漏和防火措施；秸稈堆放場地面宜采用防潮混凝土地面，場地標高應高于周邊地面，且有排水設施。5.3.4嚴寒地區秸稈沼氣工程原料貯存，除執行本規范外，還應符合NY/T2142的規定。5.4原料預處理5.4.1秸稈原料的預處理有物理、化學和生物等方法。5.4.2秸稈預處理設施包括粉碎車間、集料池、預混池等，每個工程根據實際需求合理選用。5.4.3干秸稈應在粉碎間進行粉碎，粉碎粒徑宜小于10mm。5.4.4鮮秸稈應經粉碎后進入青貯池儲存，粉碎粒徑宜為20mm～30mm。5.4.5秸稈粉碎車間除執行GB15577的規定外，還應設置阻爆和泄爆設備或設施。除塵器的防爆要求按GB/T17919的規定執行；粉碎機和風機的防爆要求按GB/T15605的規定執行。5.4.6嚴寒地區秸稈沼氣工程原料預處理，除執行本規范外，還應符合GB/T51063的規定。5.5沼氣工程增溫保溫措施5.5.1厭氧消化器和預混池應設置增溫保溫措施，管路應設置保溫措施。5.5.25.5.35.5.4厭氧消化器增溫方式宜采用進料液直接補溫和發酵罐體底部、側部換熱增溫相結合的措施。預混池增溫方式宜采用蒸汽直接增溫或換熱增溫，蒸汽直接增溫按NY/T1222的規定執行。換熱增溫熱源宜以太陽能集熱器、沼氣鍋爐、沼氣發電余熱、地源熱泵及生物質顆粒燃料等清潔能源為主，以常規能源為輔，形成多能互補方式。5.5.5太陽能集熱器導熱介質宜采用導熱油、防凍液和自來水等，每個工程根據實際需求合理選用介質。5.5.8發酵罐體宜采用半地下模式，罐體底部基礎建設在防凍層以下。4DB22/T3397—20225.6.1應根據秸稈原料的特性和工程建設目標選擇適合的厭氧消化工藝，厭氧消化器按NY/T2854規定執行。5.6.2沼氣工程宜采用全混合反應器（CSTR），高徑比宜為0.8～1.2:1。5.6.3沼氣工程發酵原料總固體含量宜在(6±2)%。5.6.4秸稈沼氣工程工藝的主要技術參數見表1。表1秸稈沼氣工程工藝的主要技術參數溫度范圍℃TS產氣率水力滯留時間d容積產氣率參數m3/kg(TS)m/(m·d)33中低溫發酵中溫發酵20～2530～37≥0.18≥0.3035～4030～35≥0.3≥0.65.6.5厭氧消化器宜采用料液循環攪拌方式，在罐體頂部設置射流器，可對料液進行破殼。5.6.6嚴寒地區秸稈沼氣工程的沼氣生產，除執行本規范外，還應符合NY/T2142的規定。5.7沼氣凈化、貯存、輸配和利用5.7.1沼氣用于集中供氣工程按照NY/T1220.2的規定執行，宜可提純為生物天然氣利用，應符合GB50028的規定。5.8.1沼氣工程的發酵剩余物宜先固液分離，沼液回流稀釋原料，宜可加工成液態有機肥，沼渣加工成固體有機肥。5.8.2沼液沼渣利用按照NY/T1220.1的規定執行。6.1每天應對厭氧消化器的物料pH、沼氣壓力、溫度、液位、沼氣產量和成分等參數進行檢測，對進料量和料液濃度進行記錄，對各項設施及設備的運行狀況進行觀測。6.2自動化控制程度較高的秸稈沼氣工程，宜設置遠程在線監控系統，通過數據實時采集，實現對沼氣泄漏、過壓、溫度異常等情況進