沼气脱硫预处理方案

1、 90000m/d厌氧沼气脱硫预处理及火炬 3 技 术 文 件 北京时代桃源环境科技有限公司 月8年2015 目 录 1项目概况 . 错误!未定义书签。 项目概况 . 错误!未定义书签。 供货范围 . 错误!未定义书签。 执行规范 . 错误!未定义书签。 2项目整体工艺描述. 错误!未定义书签。 3.沼气净化系统技术描述 . 错误!未定义书签。 前置增压、过滤系统 . 错误!未定义书签。 生物脱硫系统 . 错误!未定义书签。 干法脱硫系统 . 错误!未定义书签。 脱水工艺 . 错误!未定义书签。 增压工艺 . 错误!未定义书签。 精过滤工艺 . 错误!未定义书签。 火炬系统 . 错误!未定义书

2、签。 电气及自控系统 . 错误!未定义书签。 4.主要设备一览表 . 错误!未定义书签。 5.运行费用 . 错误!未定义书签。 6.系统报价 . 错误!未定义书签。 1项目概况 项目概况 本方案是提供并安装全新的、性能完善、低运行成本、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。本方案的内容为沼气净化工程的成套设备。 表1-1 项目来气参数 参沼气进口参沼气出口参12KP1压 35 37 15温度 3750Nm3/h 3750 沼气流量 5860% 58甲烷 60 变化

3、量1% 氧气含量0 % CO3542% 2不含游离水 相对湿度 不含游离水 %150（发电）或10（CNG） 含量SH2000 ppmv 2 有机杂质 有 环境温度 10最低 年15 设计寿命 供货范围 本方案的供货范围为3750Nm3/h沼气生物脱硫项目的技术方案，供货范围的界定如下： 业主方把沼气管引入沼气净化区界响应位置内一米。我方将净化后沼气管道引出至沼气净化区界外一米。我方负责上述范围内的工艺设计、成套设备供货、运输、安装、调试及相关的监测、控制等，以及相关的质量保证及服务。 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

4、责全部低压供配电系统以及弱电控制设备的供货及安装，包括配电柜、现场操作箱、接线箱及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内一米，脱硫区内的水、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。 以上界限内的所有管道、阀门以及其他附件、材料均由我方提供；管道系统包括所有供货范围内管线的仪表、阀门、法兰、垫片、螺栓、螺母、管道、管件及安装材料等； 本方案将单独建立子项控制室，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及其敷设不属本方案范围。控制系统所有仪表及控制系统的供货、安装和调试等均在我方供货范围； 土建、防雷接地等由业主

5、负责。 业主方提供施工临时用电源（接至净化区内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范围内。 我方保证所供设备为全新的、先进的、成熟的、完整和安全可靠的，且设备符合性能要求，确保安全、可靠、经济的运行。若在安装和调试运行过程中发现缺项（属正常供货范围内），我方承诺无条件补齐。 执行规范 本项目涉及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及部颁标准，这些标准和规范至少包括（不限于）： 制冷装置用压力容器 JB/T4750-2003 压力容器无损检测 JB4730-94 压力容器安全技术监察规程 JB/T4750

6、-2003 低压开关设备和控制设备总则 GB/ 制冷设备通用技术规范 GB 9237-88 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范 GB50274-98 机械设备安装与验收规范 JB23-96 工业金属管道设计规范 GB50316-2000 GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范工业设备及管道绝热工程施工及验收规范 GBJ126-89 工业设备及管道绝热工程设计规范 GB50264-97 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准 GB50185-93 采暖通风和空气调节设计规范 GBJ19-87 供配电系统设计规范 GB50052-95 低压配电设计规范 GB50054-95

7、工业企业厂界噪声标准 GB12348-90 沼气工程技术规范1-5 部分 NYT 以及相关行业的国家规范及行业标准 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，兵分两路进行沼气脱 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

8、统维护检修时，启动焚烧火炬； 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。 前置增压、过滤系统 为了保护加压风机及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行过滤处理。过滤器为大过滤面积设计，具有脱除部分液态水、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3过滤器前后过滤精度为50m。，1875Nm台，了前置过滤器1过滤器的处理流量为/h 时，建议更换滤芯。2kPa端安装了压差表，当压差大于3/h，升压能过滤后的沼气进入增压风机进行升压，增压风机设计流量为1875 Nm力为10kPa，适配22kw电机，

9、1台，考虑旁路。 生物脱硫系统 生物脱硫工艺原理 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）在脱硫塔填料表面充分接触，硫化氢等硫化物与碱液发生化学反应，从而达到脱硫的目的，脱硫效果达到99%以上。反应后的循环水（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行回收利用。 生物脱硫工艺流程简图 本项目生物脱硫主要发生的反应是： 填料塔内：HS + 2NaOH NaS + 2HO 222再生池内：2NaS + O

10、+ 2HO 2S + 4NaOH 222这两步对沼气脱硫系统都非常重要。第一步反应为脱硫过程，HS等硫化物通过2第一步反应得到去除；第二步反应为再生过程，如果没有第二步反应，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。 各工艺系统介绍 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。塔内有防腐格栅及支撑梁，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。为了降低碱液的用量，脱硫系统采用循环水再生设计，设有生物再生池。碱

11、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内填料表面，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、营养及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，可将沉淀下来的硫泥排至集水井。硫泥是批

12、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。再生池内安装温度传感器，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。 营养液及碱液系统 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，加药量由计量泵进行精确控制。本方案营养液系统设置1套加药计量泵。 虽然反应条件严格控制，但再生池的反应过程仍有23%左右的单质硫被氧化成硫酸、亚硫酸等，使系统循环水的PH值下降，必须通过添加一

13、定量的碱液来维持系统的最佳PH范围。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行调整，使溶液的PH值稳定在最佳反应区间。碱液添加由计量泵控制。 废水排及补水系统 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，以达到系统自动补水的目的。 干法脱硫系统 餐厨厌氧沼气通过生物脱硫后硫化氢设计采用干法脱硫工艺作为精脱硫的方式，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。干法脱硫工艺采用高效成型脱硫剂塔式结构，待处理

14、的沼气从脱硫塔底部进入，与脱硫剂充分均匀接触，将内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内，从而达到从气体中脱硫的目的。 该工艺的有效化学反应如下： FeOHO+HS FeO+HO 2322322FeSHO+O FeOHO+S 2232232脱硫塔内部采用优化流道设计，确保气体在塔内的流通速度满足脱硫活性最优化要求，空塔线速度介于s，保证气体与脱硫剂充分接触，脱硫彻底，满足工艺需求。塔体内结构设计合理，气体在内部流通时阻力损失控制在3KPa以内。 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。 3) 制冷机组为一

15、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当冷却水温度达到设定值时，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给换热器，在保证沼气得以冷却的同时，也使制冷压缩机得到保护，避免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，只要使循环水泵处于运

16、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。换热器内部设置高效汽液分离装置，有效分离凝结水。 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。 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3/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量为1875Nm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，增加了不安全性。因此，在升压1520kPa时，投标选择罗茨风

17、机。 2) 风机为皮带传动，配逆止阀，不锈钢金属软连接，自然通风冷却。 3) 每台增压风机各配一套变频控制柜，控制方式为恒压变频变压器为ABB品牌。 4) 配套防爆电机等级exd BT3，防护等级IP44。 精过滤工艺 设置精密过滤装置，过滤器为微压差、大过滤面积设计，过滤精度3m，有效拦截细微杂质，满足燃气机组对气体品质要求，提高燃气利用效率。 过滤器壳体为碳钢防腐。过滤器滤芯为pp材质。在过滤器的进出口设置了压差计量装置。当过滤器的压差大于一定值时，业主可对过滤器滤芯进行更换。 3/h，共2过滤器的处理能力为1875Nm台，一用一备。 火炬系统 火炬系统采用落地封闭式焚烧火炬的形式，运行时

18、外部不见明火。整个单元包括排风扇、电源开关等均采取防爆措施，凡是与气体接触的材料均采用SS304材料或采取相应的防腐措施，系统入口设有阻火器以及火焰监测仪。 根据要求，火炬系统的额定处理量为3750Nm3/h。火炬入口由前置增压系统精脱硫出口母管连接。 最终火炬系统达到以下性能： 数值 单位 项目 编号1 火炬设计焚烧能力序号 名称 规格与参数 单位 数量 品牌 一 前置过滤增压系统3时代桃源 20um，1875Nm/h 2套前置过滤器 SS304SS304壳体，滤芯，1 无锡高商2 DN300对夹蝶阀，手动阀 ，阀板SS304 套 2 2套Q=1875Nm3/h前置增压风机 ，3 P=10k

19、Pa 无锡高商 4 ，阀板气动对夹蝶阀 对夹蝶阀，DN125SS304 2台 5 时代桃源前置增压撬体 2 台 二生物脱硫系统 2 FRP，?*15m时代桃源 脱硫塔本体 套1 时代桃源 2 套 PP鲍尔环， 脱硫系统滤料 23 压力表 4 5 6 7 8 910 11 12 13 14 15 台 2 16 变频器时代桃源 3个 2 时代桃源 V=1m，PE17 营养水箱 台 时代桃源2SS316转， 搅拌器N=， n=8218 套加药计量泵 P=12bar9L/h， 19 ， 时代桃源 23个时代桃源 2V=1m，水箱NaOH20 PE 台 21 2搅拌器 时代桃源 SS316N=n=82转

20、， 台时代桃源 22 NaOH计量泵 P=10bar，2 50L/h个 混凝土结构，防腐处理 23 废水集水井及废水泵坑 时代桃源 2个 2、防腐，带液位报警PE 时代桃源 24平衡水箱 台4罗斯蒙特 压力传感器 -1010kPa020kPa、 253套 /h2 沼气流量计26 Floword 02000m3套 27 空气流量计 /h0200m 2Floword 台，防爆，E+H 28温度传感器 420mA输出2 0100套，防爆，0100%420mAAdos 29 甲烷浓度仪 输出 2 套 05000ppmv 浓度仪SH，手持式30 克诺尔 2 2套 PH 计在线 31PH监控再生池 时代桃

21、源 2套 罗斯蒙特 420mA输出，控制曝气量 在溶解氧测定仪 32 2 七干法脱硫个FRP，*? 1脱硫罐时代桃源 4套时代桃源 氧化铁精脱硫剂 4吸附剂 2 八制冷脱水输入功率140kw.风冷，制冷功率AC-50(D), 制冷机组 2 1套 安格斯 50KW，壳程材质为碳钢，换热SS304换热管材质为时代桃源台 2 换热器2 132kW功率E+H SS316个 温度传感器 3 2 时代桃源 截至阀 8 SS304DN65， 4 个布莱迪 5 SS316 压力表2个 布莱迪 SS316 个 6 2 温度表 增压系统 九1 罗茨风机 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 布莱迪套

22、8 13SS316 压力表 十 过滤装置时代桃源 套43过滤精度： 精密过滤器3m，处理能力：1875Nm/h 1 Dwyer4 压差表 过滤器压差套 2 火炬 十一时代桃源 火炬塔体及点火系统套1 12500*12000，碳钢防腐 无锡高商 气动调节蝶阀 1 2 SS304DN300对夹蝶阀，阀板 个无锡高商个 3 ，阀板对夹蝶阀，DN300SS304 手动阀1 上海易鼎 个304CS壳体 阻火器芯体 1 4布莱迪 套 压力表SS316 2 5 控制系统 十四 气体预处理控制系统控制软件 1 套 1时代桃源 生物脱硫控制软件时代桃源8003 2 2200800 进线变频柜台时代桃源2200

23、3800800，台1 控制柜 S7-300 研华 1 17 4触摸显示器 套时代桃源 3套 5 现场控制箱防爆箱 1 2 3 45 二 010kPa，防腐Q=3500Nm3/hNm3/h ，P=30kPa， 2 火炬最小稳定焚烧能力顶部喷淋系统 电机前置过滤增压系统 FRP55kw，4级，防爆Fairyland/ChinaNm3/h 3/h 2 套/1875m 防腐栅板 变频器 FRP ，恒转矩55kw 火炬最大焚烧能力3 再分布器 手动阀生物脱硫系统 FRP 对夹蝶阀，阀板Fairyland/ChinaNm3/h SS3043/h 套2/1875m 点火成功率4 循环水泵 气动对夹蝶阀 干法

24、脱硫系统 3、H=30m90m/h对夹蝶阀，阀板Fairyland/China%、N=11kW SS304 3 2套/1875m/h 变频器 曝气风机 阻火器11kW 3120m/h、P=50kPa壳体CS芯体、N=4kW 304 火炬系统本体电耗5 变频器压力传感器 脱水增压精过滤系统 4kW SS316 Fairyland/ChinakW3/h套2 /1875m 6 燃烧气体停留时间橡胶模曝气管 温度传感器 ABS工程塑料管道、三元乙丙等防爆、防腐S 再生池 甲烷浓度仪 火炬系统 *4m，PE、钢质加强0100%，防爆，在线，Fairyland/China 输出420mA 3 /h/375

25、0m1套 7 火炬外型尺寸硫泥泵 流量传感器 3、Q=5m/hH=10m V锥合计（含运输安装调试税费等）M 、N=1kW 8 火炬燃尽率 电加热 贫液回流泵湿度传感器 温度表 25kW 3、H=15m/hQ=20m防爆、防腐，SS3160% 、N=、变频电机 100 37530375913k19 电气及自控系统 电气自控装置用于给设备供电及系统的自动运行控制。自控装置通常包括PLC系统及各种仪表，就地仪表也可给PLC系统的程序设计提供依据。本项目自控程度可达到自动运行、故障报警等控制要求。考虑到项目的整体性与经济性，生物脱硫与沼气除湿增压系统电控系统合并。 配电系统 1) 项目配电系统基于单回路供电设计。本项目范围仅限于低压配电。用户负责将AC380V电源接至我方进线柜的上端头。 2) 该系统总装机功率为210kW，考虑裕量，建议配电220kW，AC380V； 3) 配电系统由进线柜、断路器、配电柜、变频器（ABB）、UPS等组成。 4) 低压电力电缆采用ZR-YJV-1KV 铜芯，变频器出线电缆采用ZR-YJV22-1KV 铜芯；控制回路采用ZR-RVV电缆；信号回路电缆采用ZR-KVVP铜芯电缆；电缆干线在电缆桥架敷设，支线穿镀锌管。 5) 室内配电柜为GGD型，柜体钢板厚