沼氣生產(chǎn)工藝素材.ppt

中節(jié)能綠碳 寶泉嶺農(nóng)墾 環(huán)保有限公司 2015年12月16日 工藝培訓(xùn)課件 名詞解釋 厭氧消化 在無氧條件下 微生物分解有機(jī)物并產(chǎn)生沼氣的過程 完全混合式厭氧消化器 簡(jiǎn)稱CSTR 內(nèi)設(shè)有攪拌器的厭氧消化裝置 沼氣供應(yīng)系統(tǒng) 沼氣的凈化 儲(chǔ)存 輸配和利用的系統(tǒng)工程 沼氣脫硫 采用物理化學(xué)方法或生物方法脫除沼氣中硫化氫氣體的過程 沼氣脫水 分離出沼氣中水蒸氣的過程 冷干法 通過降低溫度使沼氣中的飽和冷凝水析出的方法 居民生活用氣 居民住宅內(nèi)炊事 照明等生活用氣 公共建筑用氣 公共建筑內(nèi)生產(chǎn)和生活的用氣 月高峰系數(shù) 計(jì)算月的日平均用氣量和年的日平均用氣量之比 日高峰系數(shù) 計(jì)算月中的日最大用氣量和該月的日平均用氣量之比 時(shí)高峰系數(shù) 計(jì)算月中最大用氣量日的小時(shí)最大用氣量和該日平均小時(shí)用氣量之比 調(diào)壓器 沼氣壓力由高 中壓降至低壓的調(diào)整壓力設(shè)備 沼氣凝水器 在沼氣輸送管道中收集和排除沼氣中冷凝水的裝置 沼氣氣水分離器 分離沼氣中水分的裝置 沼氣引入管 指從室外沼氣支管引向用戶室內(nèi)沼氣總閥門之間的管道 沼氣放散管 在維護(hù)和檢修時(shí) 用于排除設(shè)備或管道內(nèi)剩余沼氣的管道 儲(chǔ)氣柜 用以儲(chǔ)存沼氣的密封容器 發(fā)酵微生物 發(fā)酵性細(xì)菌 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌 耗氫產(chǎn)乙酸菌 食氫產(chǎn)甲烷菌 食乙酸產(chǎn)甲烷菌 發(fā)酵是本項(xiàng)目的重點(diǎn) 不產(chǎn)甲烷菌 產(chǎn)甲烷菌 能將復(fù)雜的大分子有機(jī)物變成簡(jiǎn)單的小分子量的物 是沼氣發(fā)酵的主要成分 甲烷的產(chǎn)生者 產(chǎn)甲烷菌是沼氣發(fā)酵微生物的核心 它們嚴(yán)格厭氧 對(duì)氧和氧化劑非常敏感 最適宜的pH值范圍為中性或微堿性 它們依靠二氧化碳和氫生長(zhǎng) 并以廢物的形式排出甲烷 是要求生長(zhǎng)物質(zhì)最簡(jiǎn)單的微生物 不產(chǎn)甲烷菌可使有機(jī)物形成各種有機(jī)酸 五大類群細(xì)菌構(gòu)成一條食物鏈 從各群細(xì)菌的生理代謝產(chǎn)物或它們的活動(dòng)對(duì)發(fā)酵液pH值的影響來看 沼氣發(fā)酵過程可分為水解 產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷階段 復(fù)雜有機(jī)物 醇類和酸類 乙酸除外 H2 CO2 乙酸 CH4 CO2 發(fā)酵性細(xì)菌 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌 耗氫產(chǎn)乙酸菌 食乙酸產(chǎn)甲烷菌 食氫產(chǎn)甲烷菌 4 20 76 24 52 28 72 發(fā)酵中的食物鏈和能量分配圖 圖中 為該反應(yīng)的能量分配百分?jǐn)?shù) 一 項(xiàng)目規(guī)模 二 項(xiàng)目工藝簡(jiǎn)介 秸稈經(jīng)過收割 打包運(yùn)送到場(chǎng)內(nèi)儲(chǔ)存 畜禽糞便采用定點(diǎn)收運(yùn) 進(jìn)料采用濕式進(jìn)料方式 秸稈與畜禽糞便通過混料進(jìn)料一體式螺桿泵送入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng) 厭氧發(fā)酵工藝采用高濃度全混合 CSTR 中溫厭氧工藝 一級(jí)厭氧發(fā)酵之后的物料進(jìn)入二級(jí)厭氧發(fā)酵罐進(jìn)行深度中溫發(fā)酵 以減少發(fā)酵殘余物的產(chǎn)甲烷潛力 使其符合減排溫室氣體的要求 并且提高物料的沼氣生產(chǎn)能力 提高經(jīng)濟(jì)效益 厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過化學(xué)脫硫 變壓吸附脫碳 吸附脫水等工藝制成生物天然氣 經(jīng)過權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格后 可作為商品出售給CNG氣站銷售或者接入市政燃?xì)夤艿肋M(jìn)行銷售 厭氧發(fā)酵后的物料經(jīng)過螺旋擠壓機(jī)進(jìn)行固液分離 分離后的沼渣經(jīng)翻拋 添加營(yíng)養(yǎng)元素和輔料等過程生產(chǎn)固態(tài)有機(jī)肥 分離后的沼液根據(jù)市場(chǎng)銷售情況部分經(jīng)凈化 添加營(yíng)養(yǎng)元素和輔料等過程生產(chǎn)液體有機(jī)肥 其余部分則全部回流至調(diào)配池作為工藝用水 工藝流程圖 三 工藝流程說明 三 工藝流程說明 以玉米秸稈 畜禽糞便為主要原料的有機(jī)廢棄物循環(huán)利用項(xiàng)目 其工藝流程 主要包括1 原料預(yù)處理 2 厭氧發(fā)酵 3 沼氣凈化提純 4 固液分離 5 有機(jī)肥生產(chǎn)等部分 3 1預(yù)處理單元預(yù)處理單元運(yùn)行時(shí)間為12小時(shí) 天連續(xù)運(yùn)行 預(yù)留12小時(shí)作為工藝調(diào)整及事故處理 秸稈堆積密度按0 5t m3計(jì)算 儲(chǔ)存周期為330d 畜禽糞便由專用運(yùn)輸車輛運(yùn)至場(chǎng)區(qū)內(nèi) 卸入卸料池 堆積密度1 0t m3 儲(chǔ)存周期為7d 預(yù)處理單元分為地下地上兩層結(jié)構(gòu) 地下為鋼筋混凝土剪力墻 地上為磚混結(jié)構(gòu) 地下部分為卸料池 消化液緩沖池 事故池及地下泵房 地上為中控室 配電室 中控室配電室 地上部分 地下部分 卸料池 消化液緩沖池 事故池 地下泵房 三 工藝流程說明 1 卸料池卸料池為豬糞 尿及沖洗水進(jìn)場(chǎng)接收池 該池采用地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 內(nèi)置潛水?dāng)嚢铏C(jī) 用于均質(zhì)物料 卸料池 3座 10m 8m 5m 每座有效容積360m3 座 鋼筋混凝土 2 消化液緩沖池由于本項(xiàng)目物料綜合含固率較高 預(yù)計(jì)達(dá)到30 以上 需大量消化液進(jìn)行回流 通過消化液作為載體輸送物料 因厭氧反應(yīng)器需要定期攪拌 無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)回流 所以本方案設(shè)消化液緩沖池一座 回流消化液自流進(jìn)入消化液緩沖池暫存 再由潛污泵送入調(diào)配池中 參與物料調(diào)配 消化液緩沖池 1座 15m 10m 5m 每座有效容積675m3 座 鋼筋混凝土 三 工藝流程說明 4 地下泵房1座 18m 15m 5m 鋼筋混凝土 5 中控室 配電室預(yù)處理 罐區(qū)工藝控制 受配電 1座 15m 12m 4m 鋼筋混凝土 3 事故池事故池用于生產(chǎn)過程中事故的應(yīng)急處理 暫存物料以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的非常措施 事故池設(shè)攪拌系統(tǒng) 及輸送泵 事故池中的物料由事故泵送入調(diào)配池中參與物料調(diào)配 若物料不適宜參與生產(chǎn) 則由事故泵泵入運(yùn)輸車輛 另行處置 事故池 1座 15m 6m 5m 有效容積400m3 座 鋼筋混凝土 三 工藝流程說明 3 2厭氧消化單元調(diào)配均質(zhì) 含固率8 左右 的混合物料 通過螺桿泵輸送至利浦高效厭氧反應(yīng)器內(nèi) 進(jìn)行厭氧發(fā)酵 為了保證中溫厭氧發(fā)酵的穩(wěn)定運(yùn)行 將反應(yīng)器內(nèi)部物料的溫度維持在37 2 左右 厭氧反應(yīng)器外部采用熱水伴熱裝置對(duì)罐體進(jìn)行保溫 內(nèi)部采用機(jī)械攪拌與水力攪拌相結(jié)合的方式對(duì)混合物料進(jìn)行攪拌 先發(fā)酵罐上部為厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣留有一定空間 設(shè)置沼氣儲(chǔ)氣氣囊 發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣儲(chǔ)存于氣囊中 用于生產(chǎn)壓縮天然氣 消化液由罐設(shè)置的單獨(dú)管路排出送入后發(fā)酵裝置進(jìn)行二次厭氧發(fā)酵 后發(fā)酵裝置采用平頂利浦厭氧反應(yīng)器 與一級(jí)厭氧發(fā)酵裝置的溫控與攪拌形式基本相同 罐頂不含沼氣儲(chǔ)氣氣囊 頂部沼氣通過沼氣管道與一級(jí)厭氧發(fā)酵裝置的氣囊聯(lián)通 后發(fā)酵罐循環(huán)泵設(shè)支路 經(jīng)發(fā)酵后的物料經(jīng)循環(huán)泵送入固液分離系統(tǒng) 三 工藝流程說明 3 3固液分離單元混合物料經(jīng)過充分的厭氧反應(yīng) 大部分有機(jī)物得到了降解消化 消化后的消化液利用后發(fā)酵罐循環(huán)泵泵送至固液分離單元進(jìn)行固液分離 沼液一部分返回預(yù)處理單元參與物料稀釋 一部分送入沼液儲(chǔ)池待進(jìn)一步加工制成有機(jī)液肥 沼渣送入沼渣堆場(chǎng)待進(jìn)一步加工制成有機(jī)顆粒固肥 固液分離單元分兩層 上層放置螺旋壓榨機(jī)設(shè)備 下層為沼液回收池 經(jīng)螺旋擠壓后的清液進(jìn)入沼液回收池暫存 再由沼液回收泵送入預(yù)處理單元參與調(diào)配物料 固液分離單元位于固液分離車間內(nèi) 沼液回收池為半地下混凝土水池 地上部分高2 1m 螺旋擠壓設(shè)備安裝于沼液回收池池頂上部 消化液經(jīng)螺旋擠壓實(shí)現(xiàn)固液分離 清液落入沼液回收池 沼渣經(jīng)滑道滑至固液分離車間地面 再由小型裝載機(jī)等轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)至有機(jī)肥生產(chǎn)設(shè)施 沼液回收池內(nèi)配備攪拌設(shè)備防止清液沉淀 配置沼液回收泵 用于向預(yù)處理單元回流沼液 多余沼液由沼液回收泵送入沼液儲(chǔ)池或有機(jī)液肥生產(chǎn)單元進(jìn)行精品有機(jī)液肥的生產(chǎn) 三 工藝流程說明 3 4沼氣凈化提純單元沼氣凈化提純單元主要包括脫水 脫硫 脫碳三部分 原料沼氣從儲(chǔ)氣罐來 經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)增壓到0 04MPa 冷卻降溫至常溫 冷干法脫水 進(jìn)入脫硫裝置 把H2S脫到 20mg m3以下 流進(jìn)入壓縮機(jī)加壓到P 0 9MPa 再進(jìn)入變壓吸附脫碳脫水裝置 在此裝置進(jìn)行分離CH4 CO2 H2O 制得合格二類天然氣 1 干法脫硫流程沼氣經(jīng)過羅茨風(fēng)機(jī)增加至49Kpa G 后進(jìn)入干法脫硫槽 脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 兩個(gè)脫硫槽為串聯(lián)使用 當(dāng)前面一槽硫化物穿透需更換時(shí) 將穿透槽切除 進(jìn)行脫硫劑更換 同時(shí)另一槽單獨(dú)運(yùn)行 且不影響全系統(tǒng)正常生產(chǎn) 2 變壓吸附脫碳脫水流程本項(xiàng)目變壓吸附提濃甲烷裝置采用6 2 3 V流程 共設(shè)置6個(gè)吸附塔 2塔同時(shí)吸附 常溫干法脫硫后的沼氣經(jīng)壓縮機(jī)增壓至 0 9Mpa G 后進(jìn)入氣水分離器除去游離水和油 再進(jìn)入處于吸附狀態(tài)的兩個(gè)塔 由下而上通過床層 出塔產(chǎn)品氣CO2 3 V 送出界區(qū) 三 工藝流程說明 3 5有機(jī)肥生產(chǎn)單元本工程擬采用 高溫好氧快速發(fā)酵技術(shù) 處理沼渣 使經(jīng)過擠壓脫水后的沼渣進(jìn)行好氧發(fā)酵 達(dá)到無害化和資源化利用的目標(biāo) 發(fā)酵后的產(chǎn)物混配無機(jī)肥料生產(chǎn)復(fù)混肥 設(shè)計(jì)處理沼渣能力為50t d 含水率小于60 比重0 7t m3 發(fā)酵周期為15天 陳化腐熟周期15 30天 發(fā)酵腐熟后 產(chǎn)品量為28t 含水率約35 四 主要工藝技術(shù)指標(biāo) 四 主要工藝技術(shù)指標(biāo) 物料平衡表 kg h 1 五 物料平衡及消耗 催化劑 吸附劑和化學(xué)品等物料消耗量 六 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1 生物天然氣沼氣經(jīng)過提純后的生物天然氣應(yīng)達(dá)到GB17802 2012國(guó)家天然氣標(biāo)準(zhǔn) 詳見下表 燃?xì)庵屑映魟┑淖钚×繎?yīng)符合GB50028 2006中的相關(guān)要求 六 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 2 固體生物有機(jī)肥指標(biāo)滿足NY884 2012 生物有機(jī)肥 要求 詳見下表 六 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 3 液體有機(jī)肥指標(biāo)滿足NY1