城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术规范-征求意见稿

T/GDIECXXXX—20261城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术规范本标准规定了城市生活垃圾热转化技术制备车用燃料氢的工艺过程及设备要求、技术要求、安全及节能环保要求，并描述了相应的证实方法。本标准适用于带有以城市生活垃圾为主要原料，通过热转化工艺制备车用燃料氢的过程。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T37244-2018质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气GB14554-1993恶臭污染物排放标准GB16297大气污染物综合排放标准GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准GB8978-1996污水综合排放标准GB/T29729-2013氢系统安全的基本要求GB50177-2005氢气站设计规范GB4962-2008氢气使用安全技术规程GB/T30727-2014固体生物质燃料发热量测定方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1热转化ThermalConversion通过热化学过程将生物质转化为可用能源或化学品的技术，包括气化（Gasification）、热解（Py3.2车用燃料氢AutomotiveFuelHydrogen用于燃料电池汽车的氢气产品，氢气品质应优于GB/T37244-2018要求。4工艺流程及设备要求4.1工艺原理及流程4.1.1城市垃圾经脱水、干燥等预处理后，对其进行烘焙，经热分拣系统分拣后将其送入汽化炉气化。4.1.2气化部分采用氧气气化，在气化炉内与O2发生部分氧化反应，制取合成气。4.1.3合成气再经水煤气变换反应得到H2，送入酸性气体脱除单元，进行脱碳、脱硫得到粗氢气；粗氢气经变压吸附分离后，得到高纯度H2，进入气体存储系统。4.1.4城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术流程示意图见附录A。4.2主要设备及要求4.2.1城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术应配备的主要设备及其功能应满足表1的要求。T/GDIECXXXX—20262表1城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术主要设备及其功能要求123对城市垃圾进行加热干燥，并对产生的可燃气456784.2.2垃圾储坑内应设有垃圾渗滤液收集系统，工程产生的垃圾渗滤液等应通过渗滤液输送泵用管道排入渗滤液处理站进行处理。4.2.3干燥机应设置干燥温度控制，设置相应的高温防火消防措施。4.2.4烘焙机应设置工况温度控制，确保有效检测到烘焙温度，烘焙反应器内腔压力应为正压工况条件下，确保运行过程中的的密封性，有效保证烘焙反应器内腔绝氧工况。4.2.5气化装置需采用集散控制系统（DCS）对气化装置进行集中监控，安全联锁由安全仪表系统（SIS)完成，确保系统安全。4.2.6城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术应配备的主要设备应实现设备控制系统（DCS、PLC）的集成与数据交换，确保信息互通与操作协调。5技术要求5.1过程要求5.1.1在城市生活垃圾破碎阶段粒径应控制在30cm以内。5.1.2城市生活垃圾干燥后水分应为10~20%。5.1.3城市生活垃圾进入低温烘焙装置反应温度约为250℃,反应器内腔压力控制在微正压状下，一般压力为50~200Pa。5.2技术指标5.2.1生物碳粉能量回收率应不低于92%。5.2.2合成气产量应不低于650Nm3/吨垃圾。5.2.3单位标方氢气生产电耗应不高于0.4kW.h。6安全及节能环保要求6.1安全要求6.1.1氢设施安全应符合GB/T29729-2013规定，制氢设施应涵盖平面布置和建筑物。6.1.2相关场地安全、建筑安全、设备安全应符合GB50177-2005中的规定，防火间距应从氢气站、供氢站建筑物、构筑物的外缘及氢气罐外壁计算。6.1.3工程中氢气灌瓶间、氢气汇流排间、空瓶和实瓶的布置应符合GB4962-2008中4.1.15的规定。6.2节能环保要求6.2.1项目的设计、建设与运行应遵循能量梯级利用、资源循环及清洁生产原则，采用先进高效的工艺与设备，以降低综合能耗，提高资源回收率。6.2.2燃烧后产物应符合GB16297要求的新污染源大气污染物限值、二级标准。6.2.3脱硫单元硫化氢排放量应符合GB14554-1993的要求并在放空筒内增设专用活性炭，经吸附后经再生槽放空筒高空排放，减少现场异味、改善操作环境。6.2.4废气排放应符合GB13271-2014表3中大气污染物特别排放限值要求。6.2.5废水应经厂区内渗滤液处理站处理后排入园区的污水处理厂进行集中处理，污水预处理指标达T/GDIECXXXX—20263到应达到GB8978-1996中的三级标准后再纳入市政管网。6.2.6水系统应遵循节水原则，提高水的重复利用率与中水回用率。6.2.7电气系统应合理选用高效节能电气设备及技术以达到节能的目的。6.2.8工艺设计应充分利用垃圾的能源与资源属性，实现节约原煤使用与节能减排的效益。7证实方法7.1试验条件7.1.1试验用仪器、仪表和量具应按有关规定校验合格，并在有效使用期内。指标测定7.1.2试验过程中的仪器、设备操作和检验均由具备能力的人员进行操作。7.2指标测定7.2.1生物碳粉能量回收率测定在同一连续运行周期内分别记录入料的城市生活垃圾以及产出的生物碳粉重量，并按照GB/T30727-2014对周期内具有代表性的生活垃圾和生物碳粉样品进行低位发热量测定，测定所得数据按附录B中公式B.1计算。7.2.2合成气产量测定在同一连续运行周期内记录加入气化炉生物碳粉对应的干垃圾质量，记录运行周期内生成的H2与CO的体积，将所得数据按附录B中公式B.2计算。7.2.3单位标方氢气生产电耗测定分别读取或远程采集各电能表在统计期内膜分离装置、变压吸附（PSA）装置、制氢系统界区内其他主要工艺设备的起始读数和结束读数，计算差值获得其电能消耗量，记录统计期内累积产出的合格车用燃料电池氢的体积，将所得数据按附录B中公式B.3计算。T/GDIECXXXX—20264（资料性）城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术流程城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术流程示意图见图A.1。图A.1城市生活垃圾热转化制备车用燃料氢技术流程示意图T/GDIECXXXX—20265（规范性）技术指标计算公式B.1生物碳粉能量回收率生物碳粉能量回收率按公式B.1计算。式中：η1——生物碳粉能量回收率，以百分数（%）表示；LHVchar——生物碳粉低位热值，单位为(MJ/kg)；Wchar——生物碳粉产量，单位为吨；LHVMSW——生活垃圾低位热值，单位为每千克物质所蕴含的兆焦耳数(MJ/kg)；WMSW——生活垃圾给料量，单位为吨。B.2生物碳粉合成气产量生物碳粉合成气产量按公式B.2计算。式中：Ys——合成气产量，单位为每吨垃圾产生标准立方米气体(Nm3/吨垃圾)；VH2——生成H2体积，单位为标准立方米(Nm3)；VCO——生成CO体积，单位为标准立方米(Nm3)；