1000立方果蔬垃圾沼气实施方案.docx
《1000立方果蔬垃圾沼气实施方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1000立方果蔬垃圾沼气实施方案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1000立方果蔬垃圾沼气实施方案
1000立方果蔬垃圾沼气工程
项目实施方案
第1章设计方案
1.1、产品方案
1.1.1、沼气的产生
农业废弃物果蔬垃圾是物质和能量的载体，是一种特殊形态的可再生资源，具有巨大的开发潜力。
作物果蔬垃圾含有丰富的营养成分，并且表面密度小，纤维含量丰富，完全可应用于沼气工程领域。
沼气产生原理是利用厌氧细菌的分解作用，将有机物（碳水化合物、蛋白质和脂肪）经过厌氧消化作用转化为沼气和二氧化碳，可用于发电或直接满足生活、照明用能。
1.1.2、沼渣、沼液
沼渣、沼液用于农田施肥，在保持和提高土壤肥力的效果上远远超过化肥。
其中的磷属有机磷，肥效优于磷酸钙，不易被固定，相对提高了磷肥肥效；其中含有大量腐殖质，可改良土壤并提高产量；能调节土壤水分、温度、空气和肥效，适时满足作物生长发育的需要；能调节土壤的酸碱度，形成土壤的团粒结构，刺激作物根系多吸收养分；能延长和增进肥效，提高土壤通透性，促进水分迅速进入植物体，并有催芽、促进根系发育等作用。
同时，沼液还是高效的叶面肥，具有较强的抗病虫害作用。
实践证明，沼肥可使农作物增产幅度10%--30%，还可以减轻农作物病虫害，降低成本，经济效益显著，这在农业生产中是很重要的一个增收环节。
1.2、方案编制依据
1、国家《能源中长期发展规划纲要（20XX－20XX）》（草案）
2、国家《“十五”能源发展重点专项规划》
3、《中华人民共和国农业行业标准》
1《沼气工程技术规范－第1部分：
工艺设计》NY/1220.1-20XX
2《沼气工程技术规范－第2部分：
供气设计》NY/1220.2-20XX
3《沼气工程技术规范－第3部分：
施工及验收》NY/1220.3-20XX
4《沼气工程技术规范－第5部分：
质量评价》NY/1220.5-20XX
4、本项目相关资料
1.3、设计方案
1.3.1、甲方提供基础数据
1．施工地点：
2．原料种植情况：
（1）周围种植大棚作物;
（2）每天果蔬垃圾用量50吨（参照，非技术统计数）；
（3）含固量：
7%左右；
3．沼气站建设规模
以果蔬垃圾为发酵原料，建设1000立方米发酵罐的沼气工程。
1.3.2、本公司设计方案
1.3.2.1、工程工艺
（1）预处理
果蔬垃圾要切碎，添加足够的优质接种物，添加适量氮源。
（2）工艺流程
结合果蔬垃圾的实际情况，将采用能源生态型的半全混气搅拌恒定中温厌氧发酵方式。
工艺流程如下图：
工艺流程图
（3）全年恒定中温（35～40℃）发酵，获得稳产、高产和高品位再生能源，其容积产气率可达0.8—1.2m3/m3d.
1.3.2.2、工程依据参数
（1）、果蔬垃圾含水量：
约13%。
（2）、果蔬垃圾在罐内滞留期：
20天
（3）、沼气罐中发酵料液：
浓度7%，投料体积比90%
（4）、设计有效容积产气率：
0.5—0.8m3/m3.d。
（5）、我们选择容积为500m3的发酵罐（2个）。
第2章项目实施方案
2.1、工艺概述
本项目综合利用系统包括了以下内容：
果蔬垃圾前期处理技术
SMSTR厌氧发酵生物技术
太阳能加热技术
沼气净化和利用技术
2.2、主要构筑物
2.2.1、粉碎机
果蔬垃圾粉碎机2台，功率为5.5KW，其工作量为：
每小时粉碎3吨果蔬垃圾
2.2.2、上料机
上料机2台，功率为4KW，运送物料为每小25吨。
2.2.3、预处理池
罐容60立方米，有恒温监测与控制系统，单罐D=4m,H=3m。
共2个罐。
2.2.4、预混池
池容20m3，钢混防渗结构。
入口处装有隔栅，兼顾料液成分配比和拦截水中悬浮物的双重作用，以保护后续动力设备的正常运行，如水泵等。
栅渣由人工定期清除。
格栅栅宽1m
栅隙5mm
2.2.5、厌氧发酵罐
总罐容1000m3，单罐尺寸D=8.5m,H=9m，固定顶式，共2个罐，全钢体结构做防腐处理，兼顾美观、实用、耐用。
该工程采用具有国际领先的半全混气搅拌恒定中温发酵技术。
该技术在黑龙江农垦、河北固安、黑龙江齐齐哈尔、内蒙古塞飞亚等沼气工程中得到应用。
实践证明，它与现有沼气发酵工艺及其立式沼气池相比，具有投资省、耗能低、产气率高、操作方便和有利综合利用（沼液排量少、浓度高）等特点。
2.2.6、柔性贮气罐
罐容为500m3。
2.2.7、净化装置
包括气水分离器、脱硫净化塔。
（1）冷凝水及杂质的去除
沼气是高湿度的混合气。
沼气自发酵罐进入管道时，温度逐渐降低，管道中会产生大量含杂质的冷凝水。
如果不从系统中除去，容易堵塞、破坏管道设备。
沼气管道最靠近消化池的位置，沼气温降值最大，产生的冷凝水最多，在此点设置了冷凝水去除罐。
在沼气系统中，管线一般都设计为1％左右或更大的坡度，低点设置冷凝水去除罐。
较长的管线特别考虑一定的距离设置了一个去除罐。
另外，在重要设备如沼气压缩机、沼气锅炉、沼气发电机、废气燃烧器、脱硫塔等设备沼气管线入口，在干式气柜的进口和湿式气柜的进出口处都设置冷凝水去除罐。
有时在某些设备如沼气压缩机出口处还需要设置高压水去除罐。
（2）硫化氢的去除
发酵过程中原料消化产生的沼气中H2S约占总体积的0.5～1.0％。
一般沼气利用设备要求沼气中H2S的含量低于0.009％，所以，沼气利用系统必须设置脱硫装置。
2.2.8、沼气利用装置
净化后的沼气从贮气柜进入后续沼气利用系统，一般有三个分支：
（1）沼气搅拌系统
沼气由沼气压缩机送回消化池用以对消化污泥进行搅拌。
（2）沼气利用系统
沼气直接发电，余热为发酵罐或其他建筑物提供热能。
（3）废气燃烧系统
当沼气利用设备不能完全消耗消化池产生的沼气时，为防止沼气量不断增加致使系统压力超出正常范围，多余的沼气将被废气燃烧器烧掉。
本系统在稳定的工作运行状况下，每天可产沼气600m3，沼气经加压、气水分离器、脱硫净化塔、净化处理、阻止回火处理后进入输气管道。
2.2.9、太阳能加热系统
在气温较低，发酵料温度低于35度时，太阳能加热系统可提供75度左右的热水，用循环泵给发酵罐内料液加热。
2.3、建筑结构设计与保温
2.3.1、设计依据
《砌体结构设计规范》GBJ3－88
《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89
《建筑结构荷载规范》GBJ9—87
《混凝土结构设计规范》GBJ10－89
《建筑抗震设计规范》GBJ11—89
《给水排水工程结构设计规范》GBJ69—84
《构筑物抗震设计规范》GB50191—93
2.3.2、结构设计
结构选型及措施
水池一律采用C25抗渗混凝土加膨胀剂UEA，采用钢制止水带进行止水处理。
辅助生产建筑物均采用砖混结构形式，砖墙承重，适当设置构造柱和圈梁，加强建筑物的刚度以利抗震，基础采用钢筋混凝土或砖条形基础，屋面采用预制钢混凝土空心板。
2.3.3、罐体保温
罐体保温：
采用聚苯乙烯泡沫保温板保温，外加彩钢板。
寒冷季节采用太阳能加热系统。
2.3.4、建筑设计
内部装修:
机房外墙作涂料装修，其颜色与周围建筑物协调一致，内墙及顶棚除仪表控制室为乳胶漆外，其余为抹灰喷大白，地面均为水泥地面。
门窗:
门采用木门，窗采用双层钢窗。
2.4、电气与自控设计
2.4.1、设计依据
《低压配电设计规范》GB50054—95
《建筑电气通用图集》92DQ
2.4.2、设计范围
本工程电气设计包括工程区域内的动力、照明设计、主要内容如下：
用电设备的电气负荷计算；
低压供、配电系统设计；
用电设备的电气控制；
动力电缆和照明电缆（线）的敷设；
全场防雷及接地
2.4.3、供配电系统
由于果蔬垃圾发酵采用生物处理方式，长时间停电将造成供电中断，导致微生物处理系统代谢失常，影响沼气站的正常运行。
因此，本能环工程的供电等级确定为二类。
由于本工程用电负荷较低，所以确定其供电电压为1.5kv等级，电源采用三相五线制。
2.4.4、电缆敷设
来自变电站的1.5kv电源电缆接入中控室低压配电柜，通过输出电缆（电线）给用电设备。
全场配电采用树干式与放射式相结合的方法，根据建、构筑物结构情况及用电设备的布置情况，采用架空或直埋的敷设方法，室内电缆采用穿钢管或电缆桥架敷设方式。
整个场区照明电源亦来自电控室低压配电箱。
2.5、工程技术创新点
1、建立全新的观念，视果蔬垃圾为资源，不再认为是废弃物，并以系统工程的观点，全方位、多层次、多功能、快速率的开发环保廉价资源。
2、系统以种殖业为龙头，以沼气能源开发为纽带，以沼渣沼液制取生物有机商品肥为驱动，实施农业生产的无废弃物过程（零排放），使一个生产过程的排泄物变为另一个生产过程的原料资源，从而达到环境保护与资源综合利用两大目标。
技术开发路线是建立和实现能源和肥料共生体系。
3、工程的技术特色是集成式，并不断开发出高新产品。
4、我们建立的果蔬垃圾处理系统，积极面对入世后的挑战，以市场经济为导向，具有生态、环保、无害化、资源化、商品化和经济回报率高的特色。
第3章项目建设内容
3.1、土建工程
3.1.1、设计依据
（1）《建筑设计规范》；
（2）《建筑设计防火规范》；
（3）建筑及各专业提供的设计条件。
3.1.2、设计范围
土建工程范围：
预混池基础、格栅渠、调节池、厌氧反应器基础、贮气罐、锅炉房、办公室、配电室等各种建筑、构筑物。
以上建筑物的耐火等级均为一、二级。
表3-1土建工程估算
序号
项目名称
规模
预算价格（万元）
备注
1
厂房
460.2m2
41.5
砖砼结构
2
储存库
500m2
40.0
砖砼结构
3
下料池
容积3m3
0.30
钢混结构
4
预处理池
60m3
5.8
5
预混调节池
直径D=3.6m，池深H=3m，容积30m3
4
钢混结构
6
贮气柜基础
直径13m
4.2
钢混结构
7
发酵罐基础
直径12m，2座
24
钢筋混凝土结构
8
发酵后沼液贮存池
10×8×5,容积400m3
14
下为混凝土结构，池壁为砖混
（含防水处理）
9
防雷接地系统接地网土建
3.50
10
阀门井
2m3
0.8
钢混结构
11
水封井
2m3
0.8
12
工艺地下管道沟、电线电缆沟的挖填
3
13
其他机械设备基础
3
14
厂区围墙、道路、绿化
及大门
12
小计
156.9
3.2、主要配套设备
3.2.1项目设备主要有进料系统、厌氧反应器系统、内搅拌系统、沼气净化设备等。
具体设备型号、数量见表3-2。
表3-2设备工程估算（含电气、消防安全等）
序号
名称
规格型号
数量
总价
（万元）
1
粉碎机
MSB1004
2
12.00
2
上料机
2
8.00
3
排料泵
WQK45-20
2
5.00
4
搅拌泵
BLD-29
1
4.12
5
输送机
1
3.50
6
潜水搅拌器
QJB2.2/8-320/3-740/C/S
4
20.80
7
循环泵
LW250-22-30
2
3.96
8
脱硫罐
XW-SX
2
8.50
9
脱水罐
XW-LS
2
5.40
10
沼气压缩机
zw-1.5/8
2
6.38
11
储气柜
直径D=11.16m
500m3
1
48.00
12
增压装置
1
25.00
13
防腐钢板发酵罐
单体500m3
V总=1000m3
2
104.48
14
发酵罐的保温
苯板
1
9.75
15
发酵罐外挂采钢板
1
8.43
16
一二次调压阀
2
3.94
17
各种阀门
国标
1
7.45
18
控制柜
非标
1
3.82
19
涡轮流量计
1
1.48
20
生物质固化燃料锅炉
1
8.0
21
生物质固化燃料生产线
1
25.0
22
管道及管道保温
国标
1
8.44
23
各种仪表
国标
1
2.56
24
排污格兰
非标
1
0.85
25
脱硫剂
1
1.50
26
进料格兰
非标
1
0.85
27
防雷接地系统
2
4.60
28
气柜控制系统
1
7.00
29
温度传感器
PT100
8
1.40
30
压力传感器
PC
2
0.70
31
阻火器
QZW-125-1
2
0.90
32
过滤器
1
0.70
33
中央电脑控制系统
1
13.98
34
太阳能增温系统
1
28.23
35
吊链
1
0.50
36
供气管道系统
1
18.00
37
沼渣沼液输送系统
1
25.00
合计
438.22
3.2.2沼气发电工程：
序号
名称
规格型号
单位
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
热电联产机组
65KW
台
1
30
30
2
发电机房
m²
80
0.08
6.4
3
配电系统
套
1
5.5
5.5
工程费用合计
41.9
3.2.3固体有机肥工程
序号
名称
规格型号
单位
数量
单价（万元）
总价（万元）
1
德国固液分离机
Pss1。
2
台
1
31
31.00
2
烘干设备
套
1
15
15.00
3
输送机
套
3
2.2
6.60
4
泵
套
2
1.5
3.00
5
厂房
m³
100
0.08
8.00
合计
63.60
3.2.4工程投资总额
序号
项目名称
费用（万元）
备注
1
沼气工程土建
156.9
2
沼气工程构件与设备
438.22
3
固体有机肥工程
63.60
4
沼气发电工程
41.90
工程费用合计
700.62
4、效益分析
4.1收入部分
利用果蔬垃圾为原料生产沼气，既解决了能源紧张状况，同时生产的沼渣沼液可生产高效有机固、液肥用以农业生产，减少农药、化肥用量，提高农作物产品质量。
（1）沼气提纯：
年产沼气21.90万m3，可发电32.85万度，获得经济效益18.06万。
（2）沼渣液肥：
产生高效固体生物有机肥1277.5吨/年，每吨按1200元计，年产值153.3万元；产生沼液生物有机肥1.01万吨，每吨按60元计，年产值60.6万元。
预计高效有机肥、沼液可实现产值213.9万元。
年总收入231.96万元
4.1.2支出部分
年总支出：
139.22万元
厂房及设备折旧：
设备残值5%543.72万元×（1-5%）/15年＝34.43万元
运行动力费：
日用电量：
200kw.h单价：
0.55元/kw.h
4.02万元/年
运行人工费：
2.40万元/年×8=19.2万元
设备维护费：
543.72万元×2%=10.87万元
固体有机肥加工成本：
200元/吨×1277.5吨=25.55万元
液体有机肥加工成本：
15元/吨×1.01万吨=15.15万元
管理费用：
10.00万元
销售费用：
20.00万元
4.1.3年收益：
231.96-139.22=92.74万元
4.1.4回收期：
700.62÷92.74≈7.5年
4.1.5投资利润率：
92.74÷700.62≈13.2%
4.2效益分析：
（1）社会效益：
该项目符合国家提倡的“发展循环经济，建设节约型社会”的产业政策。
项目完成后，将成为垃圾区的能源环境示范工程，有效遏制由于果蔬垃圾而造成的生态环境的破坏，提高广大公众保护生态环境意识，促进废弃物资源综合利用，具有积极作用。
（2）生态效益：
项目建设后，生态效益明显。
通过对有机垃圾的无害化处理，建立以沼气为核心的良性循环生态系统，大量消减污染物，解决了畜禽粪便污染治理问题，减少了对环境的危害，使当地生态环境得到有效保护。
避免了污染物的无序排放，净化了地表水和地下水，同时，封闭式处理也减少了空气污染，有利于生活条件的改善，达到源头治理良好的生态环境.
4.3结论：
该技术具有处理周期段、卫生效果好、产品肥效高、环境效益好、投资少、占地面积小、节约水资源等特点，是一项适合我国果蔬垃圾的实用技术。
该技术的核心部分是厌氧杀菌、半混气搅拌发酵方式。
该技术通过除臭、杀菌、絮凝、脱水、干燥、制肥形成的处理系统，工艺流程合理。
整个技术在原理上是可行的，具有创新性和技术突破，是一种有机垃圾处理的新技术。
该技术的总体技术水平大国内领先水平，其中杀菌和发酵技术达国际先进水平。
本项目实施后，可产生巨大的经济、社会、生态、环境效益，为畜禽粪便的处理建设起到很好的示范作用。
升级会员 