秸秆沼气联户供气工程解析

秸秆沼气联户供气工程设计方案1、设计原则及依据1.1设计原则（1）按照减量化、资源化、无害化与生态化的原则，将污染治理、能源开发、资源回收有机结合；（2）遵循技术先进、工艺成熟、质量可靠的原则，采用国内成熟先进的工艺技术及配套设备，工程整体水平达到国内先进水平；（3）本着投资省，操作简便，运行费用低的原则，选用成熟的、可靠的、先进的设备，实现沼气综合利用工程经济、稳定运行。1.2设计依据（1）项目单位提供的基础资料；（2）《建设工程勘察设计管理条例》；（3）《沼气工程技术规范》（NY/T1220-2006）；（4）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY/T1222-2006）；（5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；（7）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；（8）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）；（9）《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001）；（10）《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81-2001）；（11）《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）；（12）《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2003（13）2010年《河北省建设工程工程量清单计价定额》；（14）《河北省建筑工程造价信息网》2010年12月材料价格信息及当地人工费；（15）当地材料费、人工费资料及当地类似工程造价；（16）设备厂家2010年12月报价；（17）国家现行的有关设计规范、标准及规程。2、工程投资范围本工程投资范围包括：土建工程、工艺设备采购、安装工程及工程设计和调试等。3、建设规模本工程总占地10亩左右，主要利用当地秸秆生产沼气和有机肥料，实现沼气集中供气。项目建成后可年处理青贮秸秆6083.3t，年产沼气73万m3。项目的建设可促进当地的生态农业发展，所选择的沼气生产工艺能保证工程全过程清洁生产，达到有机废弃物循环利用。4、建设目标达产后，日处理青秸秆16.67t，日产沼气2000m3，日产沼渣有机肥16t。5、建设内容搪瓷钢板厌氧发酵罐2个，总容积2×600=1200m3（罐体规格为Φ9.17*9.6m）；双膜储气柜1个，容积600m3；青贮窖2个，总容积为50×15×6×2=9000m3；打浆池1个，10m3；调节池1个，55m3，内径4m，深4.38m；沼渣沼液暂存池1个，55m3，内径4m，深4.38m；沼渣棚1个，25×5=125m2；门卫室、办公用房、控制室及净化间等总建筑面积272m2，以及打浆机、耦合泵、循环泵、双层桨式搅拌器、沼气输配系统等设备。6、工艺技术方案（1）主要技术特点收集后的秸秆先经粉碎机粉碎后置入青贮窖进行堆呕，然后经打浆池掺水碾碎投入至调节池，调节原料浓度为10%，再通过自动耦合泵泵入厌氧反应发酵罐中进行中温厌氧发酵。本次工艺设计采用上进料和下进料两种方式供选择，进行比较，找出更高效的处理工艺，为青贮秸秆沼气集中供气工程的设计提供现实依据。发酵产生的沼气经净化系统的脱水脱硫后存储在柔性储气膜中，经增压供居民炊用；厌氧发酵罐出料采用依靠自压从上部溢流和底部螺旋出料配合，配有沼液回流喷淋系统和底部冲泥管，排出的沼液流至沼渣沼液暂存池，泵入固液分离间进行固液分离，分离后40%的沼液回流至调节池内调节进料浓度，剩余的沼渣沼液作为有机肥施用。为保证厌氧反应器的发酵效率，对厌氧反应器的发酵温度、压力和储气膜压力实现了自动监控及过压保护控制；冬季采用地暖进行辅助增温。高效的增温、保温措施，只对补充的新水和沼气发酵罐的昼夜温降的热损失部分进行增温，确保发酵温度控制在30℃-35℃，达到常年高效、稳定产气。为了保证系统温度的恒定，各管道及阀门等均采用5cm聚氨酯发泡保温，保证隔热保温效果。（2）发酵工艺参数：发酵温度：30-35℃进料浓度：10%秸秆的粉碎度：10-20mm容积产气率：≥1.67m3/m3.d原料产气率：0.40m3/kgTS（玉米秸秆）沼气中CH4的含量52%-56%沼渣含水率70%左右（3）工艺设计说明①秸秆的前处理收获后秸秆储存在秸秆堆场，粉碎后放入青贮窖，经打浆池打浆后待用。技术参数为：青贮窖，2×4500，钢混结构；打浆池，10m3。配套设备：打浆机，型号：DJJ-45，打浆量300~400kg/h，电机功率45kW，1台。②调节池打浆后的秸秆自流进入调节池与回流沼液进行混合，同时补充一定量生活水，搅拌均匀，进行增温后利用自动耦合泵泵入高效厌氧消化罐。池体为钢混结构，内部作防水处理，池内设桨式立轴搅拌器，使原料混合均匀，避免秸秆上浮。技术参数为：钢混结构，地下式。有效容积：50m3，1座。配套设备：a自动耦合泵，型号：WQ65-15-5.5，1台。b立轴搅拌器，型号：JBJ-7.5，1台。③厌氧消化罐反应器设置混料循环泵，使反应器底部的菌种回流至反应器顶部，利用喷淋技术使得发酵菌种同新进的物料充分接触混合，提高发酵启动效率；利用沼气回流泵将沼气回流至反应器中下部分布器中，使得反应器内物料混合均匀，并使反应器内料液温度均匀，保证高效稳定产气。采用中温发酵，利用市政地暖供热系统进行原料预热和增温，以维持中温厌氧消化的条件，并使昼夜温差不超过1℃。罐内有换热系统，罐体采用聚氨酯发泡加彩钢板进行保温，最大可能的减少厌氧消化温度的降低。罐体为搪瓷钢板结构，数量2个，总有效容积1200m3。技术参数为：有效容积：2×600m3，产气率：1.67m3/m3·d，产气量：2000m3/d，原料产气率：0.4m3/kg，厌氧消化进料浓度：10%，厌氧消化温度：30℃-35℃，2座。主要设备：a循环泵，型号：ISWH100-120A，功率：7.5kw，2台。b正负压保护器，型号：BH-500Pa，2套。c螺旋出料设备，功率：5.5kw，2套。d换热器，2套。④沼渣沼液暂存池用于沼渣、沼液的储存。技术参数为：钢混结构，地下式。有效容积：50m3，数量：1座。配套设备：a自动耦合泵，型号：WQ65-15-5.5，数量：1台。b立轴搅拌器，型号：JBJ-7.5，数量：1台。⑤沼气的净化与利用在稳定的工作状况下，每天可产沼气2000m3。沼气经脱水、脱硫，计量后进入集中供气系统。沼气的净化包括沼气的脱水、脱硫。沼气的脱水采用重力方法，并在输送沼气管路的最低点将管路中水蒸气排除。沼气脱硫采用干式脱硫剂脱硫。脱硫后沼气中H2S浓度应低于20mg/m3。沼气通过低压输送管道输送至农户作为生活用气。沼气供气管网采用枝状供气管网，主管道采用100mmPE管，支管采用50mm和40mmPE管，入户管道采用15mm镀锌钢管。主要设备：a水封器，型号：BSF-35，数量：1套。b化学脱硫罐，型号：BTL-1100，数量：2套，脱硫效率：99%。b脱水器，型号：BTS-500，数量：2套。c沼气流量表，型号：LMQ-80，数量：1套。eCH4、H2S、CO2检测器各1套，型号均为：YE-100B。f凝水器，型号：C-400F，数量：1台。⑥沼气的储存由于产气量和用气量不平衡，及受用户与沼气站距离影响，所以必须设置储气膜进行调节，在稳定的工作状况下，本工程每天可产沼气2000m3。本项目采用双膜储气柜，储气容积600m3，储气压力：4000Pa。主要设备：a罗茨鼓风机，型号：125，功率：5.5Kw，2套（一备一用）。b阻火器，型号：ZHQ-De90，1套。型号：c调压箱，型号：TYX-200，1台。⑦沼肥的综合利用厌氧消化残余物沼渣直接施用在周围蔬菜大棚和果树地以及农田。沼渣的综合利用实现了整个生产过程无废弃物排放，实现了物质循环合理利用的生态系统。主要设备：a固液分离机，型号：LX-280，功率：5.5Kw，1套。b皮带传送机，型号：LYSS001，功率：12Kw，1套。⑧罐体增温装置a．换热器（热水加热盘管），2套。⑨附属设施根据工艺要求，附属设施有控制室、地磅房、净化间、增压风机间、固液分离间和沼渣沼液棚等257m2，，门卫室、办公用房、库房、开水间及厕所等140m2。具体设计参数如下：门卫室：5×3m，砖混结构，1间；办公用房：6×5m，砖混结构，2间；库房：6×5m，砖混结构，1间；开水间：5×3m，砖混结构，1间；厕所：5×4m，砖混结构，1间；控制室：6×5m，砖混结构，1间；地磅房：4×3m，砖混结构，1间；增压风机间：6×5m，砖混结构，1间；净化间：6×5m，砖混结构，1间；固液分离间：6×5m，砖混结构，1间；沼渣沼液棚：25×5m，钢结构，1座。⑩安全消防沼气站内设固定式消火栓2个，自然处理系统兼做消防水池。7、安全与消防（1）消防方案本项目是以生产沼气为核心，沼气主要成分为甲烷，含量50-70%，是易燃、易爆的气体，其生产的产品均具有易燃、易爆的性质。主要危险物料类别、特征及其灭火剂种类如下表所示。物料名称爆炸极限V％火灾危险类别闪点℃自燃点℃灭火剂种类沼气5.0－15.0甲气体—干粉主要火灾源还包括：电气设备的短路、过载、接触不良等有可能引发的火灾。因此，根据大型沼气综合利用工程的建设和生产特点，沼气站应设为二级防火单位，建（构）筑物间距及道路布置必须满足消防要求，在配电房、发酵罐、储气膜等建（构）筑物旁，按要求配置干粉泡沫灭火器，主车道两旁设地上式消防栓2个。沼气站应在明显位置配备防护救生设施及用品，包括：1）消防器材；2）保护性安全器具；3）呼吸设备；4）急救设施。应制定火警、易燃及有害气体泄漏、爆炸、自然灾害等意外事件的紧急应变程序和方法。沼气站内严禁烟火，在醒目位置设置“严禁烟火”标志。严禁违章明火作业，动火操作必须采取安全防护措施，并经过安全部门审批；禁止石器、铁器过激碰撞。该沼气站周边没有高压电线，距民用建筑物25米以上，距人员密集区100米，完全满足安全要求。另外，公司制定消防预案，配备消防救护设备。一旦发生事故可及时救护。（2）安全生产方案沼气站应在明显位置配备防护救生设施及用品，包括：消防器材、保护性安全器具、呼吸设备、急救设施；敞口池体设防护栏杆；电气操作、维护严格按照电工安全操作规范进行；各岗位操作人员应穿戴齐全劳保用品，做好安全防范工作，并应熟悉使用灭火装置；沼气站应根据GB12801，结合生产特点制定相应安全防护措施和安全操作规程。组织施工前，由施工方制定切实可行的工程施工应急预案。①沼气站严禁烟火，并在醒目位置设置“严禁烟火”标志；严禁违章明火作业，动火操作必须采取安全防护措施，并经过安全部门审批；禁止石器、铁器过激碰撞。②应制定火警、易燃及有害气体泄漏、爆炸、自然灾害等意外事件的紧急应变程序和方法。③运行管理人员和安全监督人员必须熟悉沼气站存在的各种危险、有害因素和由于操作不当所带来的危害。④启动设备应在做好启动准备工作后进行。电源电压波幅大于或小于额定电压5%时，不宜启动大型电机，电气设备必须可靠接地。⑤严禁非本岗位人员启、闭机电设备。维修机械设备时，不得随意搭接临时动力线。设备旋转部位应加装防护罩，在运转中清理机电设备及周围环境卫生时，严禁擦拭设备运转部位，不得将冲洗水溅到电缆头和电机上。各种设备维修时必须断电，并应在开关处悬挂维修警示牌后，方可操作。⑥操作电器开关时，应按电工安全用电操作规程进行。控制信号电源必须采用安全电压36V以下。⑦清捞浮渣、杂物及清扫堰口时，应有安全及监护措施；上下爬梯，以及在构筑物上、敞开池、井边巡视和操作时，应注意安全、防止滑倒或坠落，雨天或冰雪天气应特别注意防滑。⑧严禁随便进入具有有毒、有害气体的厌氧消化罐、沟渠、管道及地下井(室)，如：调节池、厌氧消化罐、储气柜、储气柜旁阀门井等。凡在这类构筑物或容器进行放空清理、维修和拆除时，必须采取安全措施保证易燃气体和有毒、气体含量控制在安全规定值以下，同时防止缺氧。首先，清理干净产生气体的原料，打开这类装置的盖板或人孔盖板，然后向装置内鼓风或向外抽风，待可燃气体与有害气体含量符合规定时(甲烷含量控制在5%以下，有害气体H2S含量、HCN含