【正文】 集成多樣化原料利用技術(shù)、高效沼氣發(fā)酵技術(shù)、沼氣提純凈化技術(shù)以及沼氣高質(zhì)利用技術(shù)，建設(shè)符合中國國情且具完整產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)沼氣工程示范基地，為我國高效產(chǎn)業(yè)化沼氣工程的發(fā)展提供強有力的科技支撐和示范樣板，為農(nóng)村沼氣事業(yè)上新臺階提供技術(shù)服務(wù)和技術(shù)儲備。本項目建設(shè)包括產(chǎn)業(yè)沼氣專題實驗室和產(chǎn)業(yè)沼氣工程中試基地。（1）產(chǎn)業(yè)沼氣工程中試基地產(chǎn)業(yè)沼氣工程中試基地以批量中試發(fā)酵罐群、規(guī)模高效產(chǎn)沼氣和先進凈化壓縮設(shè)備建設(shè)為主，通過沼氣快速、高效發(fā)生，沼氣凈化和凈化后的沼氣（生物天然氣）用于驅(qū)動汽車等系統(tǒng)，集中示范沼氣的高效產(chǎn)生和高值利用，建設(shè)內(nèi)容包括如下內(nèi)容及配套設(shè)施：1）680 m3高效發(fā)酵罐系統(tǒng)1套；2）每天2000 m3沼氣生產(chǎn)及凈化裝置1套；3）每小時80100 m3純化沼氣壓縮機及儲氣裝置1套；4）每年1500噸青貯原料池1個；5）自動化沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)1個；中試工程利用所在實驗場的每年2500噸（干重）農(nóng)作物秸稈和動物糞便為原料，按照含固率25%計，每年所處理原料10000噸，日均產(chǎn)沼氣2000m3，每年合73萬m3。同時該工程還建成一條批式發(fā)酵中試線。（3）項目產(chǎn)品和推廣計劃本項目建成產(chǎn)業(yè)沼氣中試基地1個，產(chǎn)業(yè)沼氣專題試驗室1個，沼渣和沼液利用實驗場現(xiàn)有設(shè)備制作有機肥用于改良實驗場土壤。按照國內(nèi)一般規(guī)律，燃?xì)怛?qū)動汽車每公里油耗費用僅占燃油的60%，具有很強的市場推廣能力。5年內(nèi)每年進行高級人才培訓(xùn)30人次以上，通過培訓(xùn)、推介會議、合作伙伴、行業(yè)主管單位等途徑將產(chǎn)業(yè)沼氣技術(shù)體系推廣到10家以上養(yǎng)殖業(yè)企業(yè)和10家以上淀粉/酒精企業(yè)，直接推動形成1億方產(chǎn)業(yè)沼氣生產(chǎn)。（4）利用平臺開展的研究工作著眼于未來我國產(chǎn)業(yè)沼氣大規(guī)模發(fā)展的需求，突破目前我國大中型沼氣原料利用單一、沼氣發(fā)酵技術(shù)粗放、缺乏高質(zhì)利用技術(shù)的局限，集成多樣化原料利用技術(shù)、高效沼氣發(fā)酵技術(shù)、沼氣提純凈化技術(shù)以及沼氣高質(zhì)利用技術(shù)，建設(shè)符合中國國情且具完整產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)沼氣工程示范基地，為我國高效產(chǎn)業(yè)化沼氣工程的發(fā)展提供強有力的科技支撐和示范樣板，為農(nóng)村沼氣事業(yè)上新臺階提供技術(shù)服務(wù)和技術(shù)儲備。3）沼氣提純、商品化利用的技術(shù)和途徑。5）沼氣工程零排放和沼渣沼液綜合利用。站內(nèi)道路、供電、供水、通訊、雨水管網(wǎng)，污水管網(wǎng)等條件都十分完善。（1）原輔材料本示范工程生產(chǎn)所需原料供應(yīng)充足，原料來自涿州實驗場試驗田的農(nóng)作物秸稈和實驗場鄰近村民養(yǎng)殖的動物糞便。由于當(dāng)前這兩種資源都存在較大的環(huán)保處理壓力，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶和實驗場都急于為這些廢棄物找到出路，非常愿意供應(yīng)給中試基地用作沼氣發(fā)酵原料。鄰近村莊豬存欄2000多頭，牛存欄300多頭，每年可收集干糞600噸以上。（2）供水條件項目年需水1500噸，擬建在實驗場內(nèi)，沼液進入實驗場農(nóng)灌系統(tǒng)用作有機肥，排水不需要增加建設(shè)額外設(shè)施，僅有少量（每天幾百升）含機物廢水可直接排入污水口。本項目所需的電力，由實驗場供給，不需要另設(shè)變電所。（4）建設(shè)地點本項目建設(shè)地點位于河北省涿州市東城坊鎮(zhèn)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)涿州實驗場內(nèi)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)涿州實驗場位于東城坊鎮(zhèn)南，總占地面積21600畝，交通非常便捷，京廣公路、京廣鐵路、京珠高速、京石高速和已經(jīng)開工修建的京石高鐵貫穿而過，917公交開通后，40分鐘直通北京六里橋。三、設(shè)計范圍本初步設(shè)計包括沼氣工程平臺工藝設(shè)計、建筑設(shè)計、水電和設(shè)備的初步設(shè)計以及概算。規(guī)定及甲方提供的設(shè)計要求。同時與周邊建筑和諧、統(tǒng)一。六、初設(shè)概算編制結(jié)果工程總概算為：，壹仟壹佰伍拾叁萬肆仟柒佰元整。“資源化、減量化、無害化、生態(tài)化”的原則。適應(yīng)新工藝、新設(shè)備中試需求，設(shè)備更加便捷。沼渣用作有機肥，沼液供附近大田作物以及果園溫棚施用。60m3 發(fā)酵罐體+ 164。60m3 發(fā)酵罐體+ 164。60m3 發(fā)酵罐體+ 164。60m3 發(fā)酵罐體1+ 164。100m3 發(fā)酵罐體1+ 164。利用新型高效固定相厭氧生物反應(yīng)器，提高發(fā)酵系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、耐酸性和抗沖擊性等。關(guān)鍵指標(biāo)：各種中試發(fā)酵罐體平均容積產(chǎn)氣率達到3m3/m3；停留期2周以內(nèi)。沼氣凈化工藝與天然氣凈化工藝類似，主要包括脫硫技術(shù)、脫碳技術(shù)和干燥等。當(dāng)原料沼氣工藝參數(shù)，組分特點及凈化氣質(zhì)量等已知時，通?？稍诙喾N工藝中進行比選，從中找出最優(yōu)化適合本項目特點的工藝路線。本項目的產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)如下：1）沼氣生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)——甲烷含量：達5665％；——硫化氫含量：1％以下；——CO2含量：3342％。凈化達標(biāo)的生物天然氣經(jīng)加壓到200個大氣壓，就可以執(zhí)行壓縮天然氣標(biāo)準(zhǔn)，適用于CNG汽車燃料和CNG罐裝燃?xì)?。干法脫硫技術(shù)效率高、投資省與操作簡便，運行穩(wěn)定適合于低含硫氣處理。本工程采用生物脫硫法與化學(xué)脫硫?qū)φ託膺M行脫硫處理，可將硫化氫含量降至20mg/m3，滿足高壓水洗提純凈化設(shè)備的進氣要求，可以達到沼氣凈化國標(biāo)要求。（3）高壓水洗技術(shù)要點和特征為了重點開發(fā)和展示多樣化原料沼氣高效生產(chǎn)技術(shù)和沼氣高質(zhì)化利用技術(shù)，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)沼氣的整套新技術(shù)體系，本項目在沼氣凈化技術(shù)上特申請采用國際先進的成熟技術(shù)。其工藝為粗制沼氣在89個大氣壓力下，經(jīng)水洗，H2S，CO2，硅氧烷等被水吸收，CH4氣體經(jīng)干燥進入壓縮機，加壓到250大氣壓，灌裝儲存。凈化壓縮氣體用高壓氣柜貯存，同時支持車用小型罐和壓縮氣罐車罐裝。因此該系列設(shè)備在全世界沼氣技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展均領(lǐng)先的歐洲市場上所占的份額超過一半以上，并廣為日本、韓國、加拿大、美國、澳大利亞、新加坡等國家采用。（2）工藝和設(shè)備可靠。（3）管理簡便，運行成本低。（4）甲烷回收率高，沒有二次污染物排放。（6）設(shè)備折舊期限長，一般長達二十年以上。但迄今為止，國內(nèi)尚沒有一臺FLOTECH高壓水洗沼氣凈化設(shè)備。本中試工程擬采用該設(shè)備和技術(shù)，預(yù)計可將沼氣經(jīng)濟價值提高3倍以上，且保證整個工程的可持續(xù)運行。擬采購設(shè)備情況名稱：Greenlane Manuka+沼氣凈化監(jiān)測系統(tǒng)工作能力：每小時處理0130m3粗沼氣組分清單：編號名稱規(guī)格單位數(shù)量1集裝箱式控制柜（定制的）1200 x 800 x 500mm150kg ea個12洗氣塔（定制的）12236 x 400NB1136 kg個13水冷器（Greenbox MR25）1900 x 920 x 1890mm510 kg個14閃蒸塔（定制的）Flashing vessel Integrated with stripping vessel個15剝離塔（定制的）12264 x 400NB1200 kg個16壓縮機（定制的）561 x 308 x 246mm100 kg個17管線套18儀表套1圖21 設(shè)備示意圖產(chǎn)氣參數(shù)中試工程利用所在實驗場的每年2500噸（干重）農(nóng)作物秸稈和動物糞便為原料，按照含固率25%計，每年所處理原料10000噸，經(jīng)過高效厭氧發(fā)酵后，混合原料的單位產(chǎn)氣量高于73 m3/t鮮料，各種中試發(fā)酵罐體平均容積產(chǎn)氣率達到3m3/m3，日均產(chǎn)沼氣2000m3，每年合73萬m3。三、工藝流程說明工藝流程圖圖22 工藝流程圖工藝說明（1）每年1500噸（干重）青綠秸稈經(jīng)切碎處理后存貯在青貯窖中。（3）按需要采用適量的豬糞與酸化池中的青綠秸稈混合后送入?yún)捬豕迌?nèi)。（4）厭氧罐產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化處理提純處理后經(jīng)貯氣柜送至壓縮車間壓縮后裝瓶，送至車用燃料加氣站。（6）厭氧罐發(fā)酵所需的溫度由場內(nèi)設(shè)置的沼氣熱水鍋爐提供。具體詳見表41沼氣制沼消化器工藝比較。固體有機物的分解率與SRT呈正相關(guān)，固體滯留期（SRT）越長，消化效率就越高，厭氧反應(yīng)器應(yīng)盡可能將厭氧微生物在重力的作用下沉淀至反應(yīng)器中下部，使反應(yīng)器微生物滯留期（MRT）加長，既提高處理效率，又降低微生物對外加營養(yǎng)物質(zhì)的需求。工藝類型為產(chǎn)氣貯氣脫硫一體化全混工藝。10個發(fā)酵罐采用并聯(lián)的方式運行?？?cè)莘e約100立方米罐體上部設(shè)干式進料裝置，內(nèi)部不設(shè)攪拌器。采用泵出料（底部出料）。罐頂設(shè)正負(fù)壓保護器。主要附屬設(shè)備：厭氧進料泵：往復(fù)式真空泵；流量：3m3/h；壓力：10MPa；功率：11KW厭氧循環(huán)泵（兼厭氧出料泵）：轉(zhuǎn)子泵；流量：10m3/h；揚程：20m；功率：3KW運行指標(biāo)：原料采用不同比例的玉米青貯與糞便的混合原料，進料濃度在20%30%之間，發(fā)酵溫度為中溫38℃42℃范圍，罐體容積產(chǎn)氣率大于3m3/m3?？?cè)莘e約100立方米罐頂中心設(shè)攪拌機，電機與減速機在罐外，漿葉在罐內(nèi)部，由不銹鋼材料制作。罐頂設(shè)正負(fù)壓保護器。主要附屬設(shè)備厭氧進料泵：轉(zhuǎn)子泵；流量：10m3/h；揚程：20m；功率：3KW厭氧罐頂中心攪拌機：轉(zhuǎn)速：18rpm；功率：：運行指標(biāo)：原料采用不同比例的玉米青貯與糞便的混合原料，進料濃度在20%30%之間，發(fā)酵溫度為中溫38℃42℃范圍，罐體容積產(chǎn)氣率大于3m3/m3?？?cè)莘e約60立方米罐頂中心設(shè)攪拌機，電機與減速機在罐外，漿葉在罐內(nèi)部，由不銹鋼材料制作。罐外壁面設(shè)壁面增溫系統(tǒng)與保溫層，以保證厭氧發(fā)酵的溫度。罐周邊設(shè)欄桿，罐體邊設(shè)爬梯。（4）60立方米二相一體式厭氧罐；數(shù)量：2座；其中一座為雙層膜頂性能描述：，總?cè)莘e約60立方米其中一座設(shè)錐頂，；另一座在罐頂設(shè)雙膜球型貯氣柜。上部進料，中下部（）出料口，底部排泥罐外壁面設(shè)壁面增溫系統(tǒng)與保溫層，以保證厭氧發(fā)酵的溫度。罐周邊設(shè)欄桿，罐體邊設(shè)爬梯。運行指標(biāo)：原料采用不同比例的玉米青貯與糞便的混合原料，進料濃度在20%30%之間，發(fā)酵溫度為中溫38℃42℃范圍，罐體容積產(chǎn)氣率大于3m3/m3。總?cè)莘e約60立方米中部設(shè)立式螺旋提升攪拌器，上部帶漿葉，將底部污泥提升至上部表面。上部進料，上部防堵塞出水器出水，底部排泥罐外壁面設(shè)壁面增溫系統(tǒng)與保溫層，以保證厭氧發(fā)酵的溫度。罐周邊設(shè)欄桿，罐體邊設(shè)爬梯。運行指標(biāo)：原料采用玉米青貯酸化料液，發(fā)酵溫度為中溫38℃42℃范圍，罐體容積產(chǎn)氣率大于3m3/m3?？?cè)莘e約60立方米。中部設(shè)橫軸攪拌器，慢速攪動。罐頂設(shè)三個人孔和沼氣正負(fù)壓力安全保護器。罐外壁面設(shè)增溫管與保溫層，以保證厭氧發(fā)酵的溫度。圓罐上部設(shè)欄桿，罐體邊設(shè)爬梯。運行指標(biāo)：原料采用不同比例的玉米青貯與糞便的混合原料，進料濃度在20%30%之間，發(fā)酵溫度為中溫38℃42℃范圍，罐體容積產(chǎn)氣率大于3m3/m3。罐頂設(shè)雙膜球型貯氣柜。罐頂設(shè)正負(fù)壓保護器。主要附屬設(shè)備厭氧進料泵：轉(zhuǎn)子泵；流量：10m3/h；壓力：20m；功率：3 kW罐頂雙膜球型貯氣柜：1套，含附屬設(shè)備。第三章 總平面設(shè)計一、概述本項目建設(shè)地點位于河北省涿州市東城坊鎮(zhèn)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)涿州實驗場內(nèi)。本工程在園區(qū)內(nèi)建設(shè)，不需征用土地。該建設(shè)項目為新建項目，新建的設(shè)施主要有酸化勻漿池、青貯發(fā)酵池、厭氧反應(yīng)器、貯氣柜、沼氣凈化裝置等沼氣工程設(shè)施，以及泵房、控制室等附屬設(shè)施。根據(jù)沼氣工程生產(chǎn)工藝要求，將酸化勻漿池、青貯發(fā)酵池、厭氧消化器、貯氣柜、沼氣凈化裝置按其沼氣生產(chǎn)流程合理布局，結(jié)構(gòu)緊湊，便利沼氣工程操作管理，產(chǎn)品及廢物運輸符合沼氣生產(chǎn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。新建泵房30 m控制室60 m配電間50 m2，凈化室50 m2布置于沼氣生產(chǎn)區(qū)北側(cè)。廠區(qū)綠化面積9052 m2。進口設(shè)備，含凈化塔、恢復(fù)塔、干燥塔、壓縮機、控制室。新建青貯發(fā)酵池1200m3，在沼氣工程東南側(cè)，2m高鋼筋混凝土地上結(jié)構(gòu)。三、道路布置在沼氣工程南北向和東西向各有一條4米寬的主干道，可以滿足工藝、運輸和消防的要求。四、沼氣工程雨水排放沼氣工程將利用農(nóng)場現(xiàn)有的雨水排