2000头猪沼气工程技术方案

养猪场甲烷工程方案(2000只)青岛三色源环保科技工程有限公司2013年11月青岛三色源环保科技工程有限公司第一章甲烷工程项目的设计条件和技术方案第一节工程规模生猪饲养场2000头，设计了每天处理混合粪污9t的甲烷集中供气工程，供斜里村村民生活。 项目年产甲烷70956m米。第二节可用资源量一、资源量由于项目细节不完整，根据过去项目的经验和理论数据计算，猪场运营时保管栏的2000只都是基于养猪来考虑的。根据猪粪排放量数据的统计，猪猪粪排放量为2 kg/d。 本项目每天的粪便资源量如下在保存栏培育猪粪： 2000头2 kg/头d=4 t/d猪粪TS为18%，每天的粪便TS为：4 t/d18%=0.72 t/d因为养猪场现在的清粪模式不清楚，所以根据暂时干燥的清粪来考虑设计。考虑到发酵浓度、温度和停留时间的影响，TS猪粪气体发生剂每吨270 m3，每天的沼气发生量如下0.72 t/d 270 m3/t=194.4 m3二、处理后的沼液、沼渣的去向粪污通过厌氧消化，可以作为有机肥料当场消化或运输。第三节沼泽地产量的估计原材料全天进口总量为0.72t/d，厌氧阶段消耗量为0.432 t/d，该部分TS消费是生物量转换沼气生产的主体。 厌氧阶段TS的输出量为0.288t/d。 项目(TS )的平衡计算如表1-1所示。表1-1项目(TS )平衡表过程的阶段处理单元投入量(t/d )分解系数TS量(t/d )厌氧阶段厌氧反应器0.7260%0.432固液分离阶段干燥床0.28830%0.0864保存阶段沼液8.28沼泽地渣滓0.288根据表1-1计算结果，每天沼泽地干燥物质的产量为0.0864 t/d，参见图1-1的材料(TS )的平衡图。甲烷0.432 t/d(194.4m3)(2475m3/d )0.72吨/d0.288吨/d0.0864t/d0.72吨/d厌氧罐均质池干燥床沼泽地渣滓0.2t/d粪污沼液池图1-1项目(TS )平衡图沼泽地含水率在70 %左右，沼泽地干燥物质产量为0.0864 t/d，沼泽地产量为0.288t/d。一年生物量105.12吨，一年生物量3022.2吨。19第二章工艺流程设计第一节甲烷工程工艺选择一、沼气工程的工序本沼气工程的工程路径如图2-1所示。农民家庭用脱水助推器风扇脱硫锅炉锅炉的温度上升上清沼液贮存池厌氧排放池一体厌氧反应器收拾池塘污水池污水沼泽地渣滓猪粪干燥床固体有机肥料农作物、果园等图2-1养猪场甲烷工程工艺流程二、流程说明本沼气工程项目实施雨污分流，防止雨水进入沼气工程。 混合粪污经过厌氧发酵后，产生的甲烷经过净化增压后，通过管道用于村里的农家。 锅炉用厌氧罐升温的厌氧发酵产生的沼液作为有机肥料当场消化或输送。1 .预处理过程预处理的一部分由集污池和调合池构成。(1)集污池收集养猪场的污水。(2)安排游泳池将干燥的粪便在调合池中调整到8%浓度均匀混合后，放入厌氧罐中。2 .厌氧消化技术厌氧消化过程由进料单元、厌氧消化单元、保温单元等组成。(1)供给方式调合池内的粪污由供料泵供给厌氧消化单元。(2)厌氧反应器工艺本甲烷工程厌氧反应器采用完全混合厌氧反应器。完全混合厌氧反应器(CSTR )适合家畜粪的发酵工艺。 在甲烷发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是甲烷发酵工艺中的重要技术突破。 搅拌和加热大大提高了甲烷发酵速度，完全混合式厌氧反应器又称为高速甲烷发酵槽。 其特点是固体浓度高，牲畜粪污水都能进行甲烷发酵处理。 具有处理量多、沼气产量多、管理容易、启动容易、运行成本低的优点。 一般适合生产沼气，有些地区使用液态有机肥料。 该技术适合处理含有浮游物的家畜粪和有机废弃物，因此具有其他高效甲烷发酵技术无与伦比的优点，目前被欧洲等甲烷工程发达地区广泛采用。本工序的发酵温度优选中温发酵33-35。本工序厌氧消化罐预计采用电泳组装结构的产气贮藏一体化厌氧消化罐。(3)厌氧消化罐和储气箱的结构形式本工程采用产气、气藏一体化结构厌氧罐。 新型、高效、实用的一体化沼气工程由于其可靠性、安全性、低成本和适合北方冬季正常运行的优势，推进程度已经大大超过了其他结构形式的沼气工程。结构特征：一体化的甲烷发酵装置的下部是发酵部分，罐内设置侧混合器，罐壁设置升温管，用锅炉对厌氧罐进行升温。罐体上部是双膜式柔性储气箱，用于甲烷的收集、储藏和输送。 其中外膜保护和维持储气箱的结构，内膜收集和储藏甲烷。 通过支撑鼓风机的空气，调整并维持内外膜间的层间空气压力，将内膜内的甲烷输送到送气管道，提供给村民。主要优点：(1)高浓度粪草混合发酵原料： TS 8%-12%(2)安全可靠：低压产气剂、低压储气、防止沼气泄漏。(3)低成本：减少分体式气罐，降低厌氧罐和储气装置的成本15%(4)设置面积小：减小装置规模，节省30%的设置面积(5)工期短：建设周期缩短50%(6)即使在寒冷地区，冬天也能正常工作。图1 :一体化的甲烷发酵外形装置(4)厌氧罐配置在厌氧反应器内设置了侧混合器，使供给均匀分布在罐底部，与厌氧微生物充分接触。 使厌氧罐内的原料液的温度均匀，有助于提高气体发生率。在反应器上部设置材料系统，溢出进入下一个处理单元。图2 :一体化甲烷发酵装置(5)保温和升温厌氧消化反应的过程如图22所示受温度的影响很大。 本项目厌氧处理机组设计在中温，其最佳温度范围为35-38。 为了保证厌氧反应在冬季也能正常工作，必须对系统提高温度，实施整体保温措施。图2-2温度对厌氧中温发酵气体发生率的影响a .保温整个系统的保温包括管道、阀门的保温；厌氧消化罐的保温。厌氧消化罐采用聚苯乙烯材料进行强化保温。b .增温厌氧系统的增温主要通过厌氧罐的增温来实现。升温的热源在从锅炉燃烧的厌氧罐外设置升温线圈，使罐升温。3、沼液、沼渣贮藏技术厌氧原料在厌氧原料池中沉淀后，沼地在干燥床上自然干燥，上清液储存在沼地液池中，沼地液、沼地的渣可作为有机肥料当场吸收或运输。第二节甲烷净化和储藏工艺一、甲烷净化工艺厌氧罐排出的甲烷经过冷凝器、脱硫塔等专用设备的净化处理后，会降低甲烷中的相对湿度，去除H2S的一部分，有利于后续气体供给。二、甲烷储藏技术本工序选择产气剂储存气体一体化的厌氧性消化器，消化器上部空间能够实现甲烷的储存。 甲烷被净化后用于村子的集中供气。第三章工艺单元设计和设备选定第一节预处理一、收集污水池功能：收集养猪场的污水容积： 30m3备注：不要新设，利用猪场原人工晶格数量：一套材质：碳钢的防腐二、安排游泳池功能：均匀混合粪便、猪尿、冲洗水等尺寸：3m 2.5m容积： 17.6m3调混音机功能：均匀混合池内的粪便污垢电力： 1.5千瓦数量： 1台第二节厌氧消化及后处理部分一、进给泵功能：供给厌氧消化系统进料泵类型：潜水淤泥泵流量： 15 m3/h扬程： 20m电力： 3千瓦数量： 2台(1用1台)二、厌氧消化储气一体罐功能：厌氧消化反应器，上部储气数量： 1台尺寸：7.63m5.43m 7.63m3.43m储气袋容积： 248m3 93 m3储气袋停留时间： 25发酵温度：接近中温33-35装置气体发生率： 0.85 m3/m3d结构形式：用电泳组装钢结构。 罐子的顶部是德国进口材料的双膜储气袋。 厌氧罐有排出口、过压保护器和负压保护装置、检查井和除砂系统、温度监视等设施。厌氧混合器功能：搅拌发酵液，加强和提高发酵液与微生物的充分接触气体发生率；电力： 5.5千瓦数量： 1台储气罐鼓风机功能：用于支撑上部的气囊。电力： 0.11kW千瓦数量： 1台厌氧罐增温方式增温热源：锅炉增温方式：使用增温盘管对厌氧罐进行增温。厌氧罐保温方式本设计的烘箱保温采用石棉保温，将狭缝设置在厌氧箱的外部，能够稳定烘箱内的温度。 保温层的最外部被彩色钢板复盖。三、厌氧排放池功能：用厌氧原料进行沉淀分离尺寸：3m3m容积： 21m3数量： 1台四、干燥床功能：自然干燥在厌氧排放池沉淀的沼泽地容积： 10 m3数量： 1台五、沼液储池功能：储存固液分离的沼液容积： 400 m3；停留时间： 40 d游泳池数： 1台结构形式：计划利用现有水池进行改造，或利用HDPE膜铺设防渗池第三节甲烷脱硫净化和集中供气一、甲烷净化系统功能：甲烷净化设计参数和主要设备参数：(1)冷凝器型号： NS-300数量： 1台(2)干式断路器形式： ZHQ数量： 1台(3)甲烷流量计格式： jqd数量： 1台(4)脱硫塔型号： TL-600数量： 2台(5)增压器风扇流量： 1.02m/min压力： 9.8kpa电力： 0.75kw千瓦数量： 1台第四节附属设施附属设施包括综合管理室、洁净室、锅炉室等，预定采用轻钢结构。第四章建筑结构电气设计第一节设计原则1 .按照工艺流程要求，在满足车站内工艺要求、交通运输、环保、防火等的基础上，有机地将建筑物、构筑物、道路、绿化结合。2、重视环境保护，把养殖场处理猪粪沼气生态项目作为环境优美的示范项目。第二节建筑和结构设计一、工程地质情况本甲烷生态项目的主要构筑物厌氧发酵槽体积大，对不均匀沉降极为敏感，必须在地基处理中选择适当的把持层(150 kPa )。 同时避免不均匀沉降和其他不利因素。 最终是以挖掘地质报告为基础的。当场空间宽的情况下，坑可以以一定的梯度挖分级。 结构距离近、埋深不同时，可采用几种措施进行临时保护。 对于深孔，施工中还应考虑对降水和坡面的处理。二、主要构建建筑物的结构设计(一)构筑物主要构筑物：包括集污池、调合池等。a .集污池地下钢的混凝土结构b .游泳池的安排地下钢的混凝土结构c .厌氧罐的基础地下钢的混凝土结构d .厌氧排水池的基础地下钢的混凝土结构所有构筑物的耐浸问题，以混凝土自身的致密性满足耐浸要求。 根据建筑物的重要性和水力坡度决定抗渗标签，混凝土强度等级一般在C25以上，抗渗等级在S6以上，灰比在0.55以下。 应该采用普通硅酸盐水泥，骨料要选择良好的梯度，严格控制水泥用量。 为了提高混凝土的抗张力，满足技术使用的要求，尽量减少伸缩缝。 建议在混凝土中加入适量的添加剂，补偿混凝土的收缩变形，提高混凝土的密实度和抗张力。(2)建筑物主要建筑物有综合管理室、净化室、锅炉室等。a .洁净室功能：放置供水泵等。面积： 24 m2结构：轻钢结构数量： 1间结构形式：地面b .锅炉室功能：放置锅炉面积： 16 m2结构：轻钢结构数量： 1台结构形式：地面c .综合管理室功能：电气控制，办公室面积： 16 m2结构：轻钢结构数量： 1间结构形式：地面三、抗震设计遵守国家建筑抗震设计规范(GBJ11-89 )和构筑物抗震设计规范(GB50191-93 )的有关规定。第三节电设计一、设计依据(1) 低压配电设计规范 GB50054-95(2) 室外排水设计规范 GBJ14-87(3) 建筑物防雷设计规范 GB50057-94 2001版(4) 建筑设计防火规范 GBJ16-87 2001版二、设计范围本沼气工程的电气设计包括电气设备上的电力供给和控制设计和厌氧发酵罐的防雷设计等。三、供电电源甲烷站的供电电源由这个养殖基地内的总电源配电箱连接。四、负荷计算沼气站所有电气设备的电压水平为380/220V，总设备容量为19.11kW，运行功率为39.6kW，主要电气设备的总设备容量和计算负荷如表4-1所示表4-1甲烷站用电荷计算表项目设备名称安装机的电力常开电力间歇工作功率开车。电力备用电力数量单体电力安装机电力数量