秸秆发酵制气标准化方案.docx

1、秸秆发酵制气标准化方案秸秆发酵制气标准化方案1背景秸秆发酵制气技术经过公司的研发，已经开始进入成长期和成熟期，技术的不断发展和项目建设的不断增大，迫切需要一个统一的、规范性的技术标准化方案的建立，从而实现秸秆发酵制气技术的可操作性和规范性。 2工艺流程图图1秸秆发酵制气工艺总体流程图3工艺说明3.1秸秆存储单元秸秆存储单元主要由露天堆场和秸秆粉末堆场组成，主要用于秸秆原料的储存和堆放，以便于生产利用3.2预处理单元秸秆在发酵过程总容易产生过量的有机酸，引起发酵物料的酸化，导致pH值下降，从而停止产生甲烷。发酵物料的酸化是大量有机酸积累的结果，实质是发酵性细菌将可溶性物质分解转化为乙酸、丙酸、丁

2、酸等的反应，与甲烷菌利用这些酸的反应的平衡被破坏，因此造成发酵物料的酸化。本工艺通过预处理单元对秸秆进行了加工，有效的避免的酸化现象的发生。预处理单元主要包括秸秆粉碎装置、秸秆堆沤池和预处理调节池组成。通过秸秆的物理粉碎处理、秸秆粉末的好氧堆沤以及接种物复配处理等工序，控制了进料浓度，提高了秸秆的产气率。3.3厌氧发酵系统厌氧发酵系统主要由厌氧发酵罐和CSTR专用搅拌机组成。在此单元内，秸秆通过中温厌氧发酵，生产含有二氧化碳和甲烷气的混合气。3.4沼渣沼液存储加工单元沼渣沼液存储加工单元主要由存储池或罐、固液分离机以及外送装置组成。储存在沼渣沼液池或者罐的沼渣沼液混合物通过渣浆泵送往固液分离机

3、进行固液分离，分离出的沼渣作为沼肥或有机肥原料直接装车外运入田间储存池或回田施肥，分离的沼液可以回流到调节池用于物料的调节复配，以便于调节内部高浓度沼液沼渣混合物料的输送。3.6沼气净化、储存及输配单元该单元主要由柔性储气柜、水封槽、汽水分离器、脱硫塔以及增压输送系统组成。一体化气柜中的沼气，经过水封槽、气水分离器、脱硫塔装置组成净化系统进行沼气脱硫处理，净化后的沼气经过燃气流量计计量后，一部分用于系统内部沼气锅炉的热源，另一部分通过增压机，经过输配系统调压和阻燃器装置输送到农户家中供气。3.7工艺指标进料浓度：5-10%（TS）； 发酵温度：38；容积产气率：0.6-1.2m3/m3d；停留

4、时间：45天； 燃气气体成分：CH4：50-60%、CO2：40-50%。4项目设计1000m3项目概况：日产1000m3沼气，供600户居民供气使用，日处理秸秆3.4吨，日产沼渣2.4吨，沼液无排放全部回流。原料：植物秸秆（玉米、水稻、油菜等）4.1主要构筑物及设备的设计参数4.1.1露天秸秆堆场露天秸秆堆场面积400m2，采用回填土垫高夯实，堆料场标高必须高出自然地面400mm以上，堆料场四周保持6m以上的消防通道，主要用来储存秸秆或者用于秸秆晾晒。4.1.2秸秆堆场秸秆堆场占地面积75m2，砖混水泥结构，高3m，主要用来储存粉碎后的秸秆粉末。4.1.3秸秆堆沤间秸秆堆沤间地上车库式结构，

5、三面是整体围墙，一面可设置伸缩门或者铁门，屋顶采用大棚覆膜增温设计。设计占地40m2，高3m，（铲车装卸物料的可设置高些）。4.1.4调节池调节池容积30m3，地下式砖混结构，内设桨式搅拌器，配备切割泵输送。4.1.5厌氧发酵罐一段厌氧发酵罐容积1000m3，地上式拼装罐结构；外敷保温层，内设加热盘管、CSTR专用搅拌机、液位计、温度计等，罐体配备正负压保护装置和溢流管道，罐壁设有观察孔，罐顶设有透光孔。出料方式采用电动阀控制，简化操作。二段厌氧发酵罐与柔性气柜合建成一体化气柜。二段厌氧发酵罐罐体容积为778m3，一体化气柜容积350m3。，罐体为地上式拼装罐结构；外敷保温层，内设加热盘管、C

6、STR专用搅拌机、液位计、温度计以及正负压保护装置等。气柜采用进口膜材加工制得，气柜设有观察窗、膜压力表、风机以及沼气泄露报警器等装置，为了防止气柜无气时下垂落入沼液中被搅拌装置破坏，通常在装置上部罐体和气柜连接处设置防护网。二段厌氧发酵罐物料浓度较高，故采用渣浆泵进行输运。输送的物料直接送入固液分离机进行固液分离。4.1.6沼气净化、储存及输配系统来自一体化气柜的沼气，压力在800-2000Pa之间，不经过加压直接送入气水分离器、脱硫器进行净化处理，含硫化氢小于100ppm的沼气经燃气流量计计量后分流使用，一部分送往沼气锅炉用于发酵升温，大部分通过增压机经过输配系统调压供应农户用气。对于大型

7、的沼气工程可以设置沼气储罐作为缓冲罐来调节沼气输送流量。4.2工艺流程说明图2秸秆发酵制气1000m3工艺流程图4.2.1露天堆场秸秆经过业主收集或者农户定期交付，被存储在露天秸秆堆场通风晾晒，码垛堆放，堆场的秸秆可堆放6层。露天堆场应配备防雨篷布，以防止雨水淋湿秸秆不利于后期加工。露天堆场的作用就是要保证原料供应的持续性，以利于系统的稳定，满负荷运转，提高设备的处理率。4.2.2秸秆堆场将露天秸秆堆场的秸秆经过秸秆粉碎机进行加工粉碎，秸秆粒度8mm，通过皮带输送机或者运输车运输到秸秆堆场存储，根据堆场的设计要求业主可以一次加工出多天的原料使用量进行储备。4.2.3秸秆堆沤间秸秆粉末在输送到调

8、节池前，需经秸秆堆沤间好氧处理。处理的方法是：将经粉碎的秸秆粉末运往秸秆堆沤间，按照一定的比例混合并用适量回流沼液或者石灰水喷施至浸透，堆沤发酵。尽量堆大堆以加快发酵速度，一般堆高1.5m较佳。堆沤时间为5-7天。堆沤的原料比例见下表：表1原料堆沤比例配方原料A原料B混合比例（质量比）原料A原料B混合比例猪粪水稻秸秆2：1猪粪小麦、玉米秸秆4：1牛粪水稻秸秆1：1牛粪小麦、玉米秸秆3：1羊粪水稻秸秆1：1羊粪小麦、玉米秸秆3：14.2.4调节池调节池主要用于进厌氧发酵罐体原料的复配和预处理。将来自秸秆堆沤间的秸秆粉末和粪便混合物投入调节池内，按照一定的比例添加回流沼液（初次可以使用新鲜水），在

9、桨式搅拌机的搅拌混合下，物料进行充分接触。出调节池的物料通过切割泵输送到厌氧发酵罐，进料浓度控制在3-8%（TS）4.2.5厌氧发酵系统厌氧发酵系统主要由一段厌氧发酵罐和二段一体化厌氧发酵罐组成。一段厌氧发酵系统采用沉降式高浓度干发酵核心工艺使秸秆厌氧发酵更充分。经过调节池复配加工的物料混合物从罐体上部进入厌氧发酵系统，在内置的专用搅拌器多叶片复层搅拌作用下，罐体物料充分混合消除了传统物料的分层状态，增加了物料和微生物的接触机会，有助于发酵罐内部温度分布均匀，促使厌氧发酵的进行，并避免了浮渣、结壳、堵塞、气体溢流不畅和短流现象。内置搅拌器可选用1立式搅拌装置或者2个侧搅拌装置，罐体四周采用多层

10、盘管加热装置，控制罐体温度在38。加热装置采用沼气热水锅炉循环供热，可在冬季低温时加温提高产气效率，也可以在夏季高温时进行隔热处理，使罐体厌氧反应维持一个稳定高效的状态。罐内温度采用自动化控制，通过电脑可以对发酵温度进行远程监控。罐体顶部设置溢流装置，可以将超负荷的物料及浮渣溢流至二段一体化发酵系统继续发酵制气，通过沼液排放阀门，可以控制罐体发酵浓度控制在20%以上。二段厌氧发酵系统采用一体化设置，即柔性气柜为顶和二段发酵系统相连，可以大大降低了业主投资的成本，提高了设备的利用效率。二段厌氧发酵系统内置专用侧侧搅拌机和盘管加热装置，加热温度控制在38。来自一段厌氧发酵系统顶部溢流的沼液或浮壳和

11、底部电动出料装置排放的沼液沼渣在这里进行储存和发酵制气，所产生的沼气和一段厌氧发酵系统的沼气混合进入一体化柔性气柜存储。4.2.6沼渣沼液利用二段厌氧发酵系统的沼渣沼液混合物通过渣浆泵送往固液分离机进行固液分离，分离出的沼渣作为沼肥或有机肥原料直接装车外运入田间储存池或回田施肥，分离的沼液可以回流到调节池用于物料的调节复配，也可以回流到二段厌氧发酵系统，以便于调节内部高浓度沼液沼渣混合物料的输送。4.2.7沼气净化、储存及输配存储于二段厌氧发酵系统的一体化气柜中的沼气，经过水封槽、气水分离器、脱硫塔装置进行沼气脱硫处理，通过沼气净化单元的处理，沼气混合气中硫化氢成分可以降低到100ppm以下，

12、净化后的沼气经过燃气流量计计量后，一部分用于系统内部沼气锅炉的热源，另一部分通过增压机，经过输配系统调压和阻燃器装置输送到农户家中供气。4.3项目造价表表2土建工程造价表序号项目名称规模数量结构估价（万元）1露天堆场20m20m1砖混10.42秸秆堆场15m5m0.3m1砖混10.1283秸秆堆沤间10m4m3m1砖混3.6954调节池4m3m2.5m1砖混2.175一段厌氧发酵罐基础12.5m0.7m1钢筋12.8796二段厌氧发酵罐基础13.3m0.7m1钢筋14.587设备间10m5m3.3m1砖混7.5328值班室、配电室10m5m3.3m1砖混7.5329锅炉房5m4m5m1砖混4.

13、98610场内排水沟200m砖混311围墙200m砖混412绿化213场内道路200m2.5m砖混1.514大门10.2表3标准和非标设备造价表序号产品名称规格型号单位数量估价（万元）1秸秆粉碎机TRFSJ-5台16.52切割泵AS16-2CB-2/QG台21.8333桨式搅拌机及支架台12.2874气液分离器台10.4165水封罐TRSF-600台11.956渣浆泵GMZ65-27-60台22.1947脱硫塔RETS-800台22.088沼气锅炉台5.29增压风机LSR50-0.75台2.0810计量表G10个0.59211阻火器LZH-5-Dn50个20.07412电控柜个13.2513电

14、动出料装置套17.1514固液分离机及配套LJF-台15.9815工艺管道及阀门1316仪器仪表套1317电气（避雷接地电缆）套16.518凝水器个20.52表4核心设备造价表序号项目内容型号数量单位估计（万元）1一段厌氧发酵罐（侧搅拌机两个）1052m3（11.46.5m10.2m）1套99.1182二段厌氧发酵罐（配备一体化柔性气柜）778m3（12.22m6.6m）一体化气柜350m31套66.49表5项目总体估价项目估价（万元）项目估价（万元）设计费6.388指导调试费6.388安装工程32.271税金11.671总金额368.315项目设计500m3项目概况：日产500m3沼气，供3

15、00户居民供气使用，日处理秸秆1.7吨，日产沼渣1.2吨，沼液无排放全部回流。原料：植物秸秆（玉米、水稻、油菜等）5.1主要构筑物及设备的设计参数5.1.1露天秸秆堆场露天秸秆堆场面积400m2，采用回填土垫高夯实，堆料场标高必须高出自然地面400mm以上，堆料场四周保持6m以上的消防通道，主要用来储存秸秆或者用于秸秆晾晒。5.1.2秸秆堆场秸秆堆场占地面积75m2，砖混水泥结构，高0.3m，主要用来储存粉碎后的秸秆粉末。5.1.3秸秆堆沤间秸秆堆沤间地上车库式结构，三面是整体围墙，一面可设置伸缩门或者铁门，屋顶采用大棚覆膜增温设计。设计占地30m2，高3m，（铲车装卸物料的可设置高些）。5.

16、1.4调节池调节池容积22.5m3，地下式砖混结构，内设桨式搅拌器，配备切割泵输送。5.1.5厌氧发酵罐厌氧发酵罐容积500m3，地上式拼装罐结构与柔性气柜合建成一体化气柜，一体化气柜容积250m3；外敷保温层，内设加热盘管、CSTR专用搅拌机、液位计、温度计等，罐体配备正负压保护装置和溢流管道，罐壁设有观察孔，罐顶设有透光孔。出料方式采用电动阀控制，简化操作。5.1.6沼渣沼液储存来自厌氧发酵罐的物料直接进入沼渣沼液储池存储，沼渣沼液储池75m3。沼渣沼液通过渣浆泵送入固液分离机进行固液分离。5.1.7沼气净化、储存及输配系统来自一体化气柜的沼气，压力在800-2000Pa之间，不经过加压直

17、接送入气水分离器、脱硫器进行净化处理，含硫化氢小于100ppm的沼气经燃气流量计计量后分流使用，一部分送往沼气锅炉用于发酵升温，大部分通过增压机经过输配系统调压供应农户用气。5.2工艺流程说明 表3秸秆发酵制取沼气500m3工艺流程图5.2.1露天堆场秸秆经过业主收集或者农户定期交付，被存储在露天秸秆堆场通风晾晒，码垛堆放，堆场的秸秆可堆放6层。露天堆场应配备防雨篷布，以防止雨水淋湿秸秆不利于后期加工。露天堆场的作用就是要保证原料供应的持续性，以利于系统的稳定，满负荷运转，提高设备的处理率。5.2.2秸秆堆场将露天秸秆堆场的秸秆经过秸秆粉碎机进行加工粉碎，秸秆粒度8mm，通过皮带输送机或者运输

18、车运输到秸秆堆场存储，根据堆场的设计要求业主可以一次加工出多天的原料使用量进行储备。5.2.3秸秆堆沤间秸秆粉末在输送到调节池前，需经秸秆堆沤间好氧处理。处理的方法是：将经粉碎的秸秆粉末运往秸秆堆沤间，按照一定的比例混合并用适量回流沼液或者石灰水喷施至浸透，堆沤发酵。尽量堆大堆以加快发酵速度，一般堆高1.5m较佳。堆沤时间为5-7天。堆沤的原料比例见表1。5.2.4调节池调节池主要用于进厌氧发酵罐体原料的复配和预处理。将来自秸秆堆沤间的秸秆粉末和粪便混合物投入调节池内，按照一定的比例添加回流沼液（初次使用新鲜水），在桨式搅拌机的搅拌混合下，物料进行充分接触。出调节池的物料通过切割泵输送到厌氧发

19、酵罐，进料浓度控制在3-8%（TS）5.2.5厌氧发酵系统厌氧发酵系统主要由一体化厌氧发酵罐组成。一体化厌氧发酵系统采用组合设置，即柔性气柜为顶和二段发酵系统相连，可以大大降低了业主投资的成本，提高了设备的利用效率。经过调节池复配加工的物料混合物从罐体上部进入厌氧发酵系统，在内置的专用搅拌器多叶片复层搅拌作用下，罐体物料充分混合消除了传统物料的分层状态，增加了物料和微生物的接触机会，有助于发酵罐内部温度分布均匀，促使厌氧发酵的进行，并避免了浮渣、结壳、堵塞、气体溢流不畅和短流现象。罐体四周采用多层盘管加热装置，控制罐体温度在38。加热装置采用沼气热水锅炉循环供热，可在冬季低温时加温提高产气效率

20、，也可以在夏季高温时进行隔热处理，使罐体厌氧反应维持一个稳定高效的状态。罐内温度采用自动化控制，通过电脑可以对发酵温度进行远程监控。罐体顶部设置溢流装置，可以将超负荷的物料及浮渣溢流至沼渣沼液储池中，通过沼液排放阀门，可以控制罐体发酵浓度控制在20%以上。所产生的沼气进入一体化柔性气柜存储。5.2.6沼渣沼液利用厌氧发酵系统的沼渣沼液混合物储存在沼渣沼液储池，可通过渣浆泵送往固液分离机进行固液分离，分离出的沼渣作为沼肥或有机肥原料直接装车外运入田间储存池或回田施肥，分离的沼液可以回流到预处理单元用于物料的堆沤和复配，也可以回流到沼渣沼液储池，以便于调节内部高浓度沼液沼渣混合物料的输送。5.2.

21、7沼气净化、储存及输配存储于厌氧发酵系统的一体化气柜中的沼气，经过水封槽、气水分离器、脱硫塔装置进行沼气脱硫处理，通过沼气净化单元的处理，沼气混合气中硫化氢成分可以降低到100ppm以下，净化后的沼气经过燃气流量计计量后，一部分用于系统内部沼气锅炉的热源，另一部分通过增压机，经过输配系统调压和阻燃器装置输送到农户家中供气。5.3项目造价表表6土建工程造价表序号项目名称规模数量结构估价（万元）1露天堆场20m20m1砖混10.42秸秆堆场15m5m0.3m1砖混10.1283秸秆堆沤间10m3m3m砖混4.74调节池3m3m2.5m1砖混1.8215厌氧发酵罐基础11m0.7m1钢筋9.9736

22、沼渣沼液储池5m5m3m1钢筋4.3167设备间10m5m3.3m1砖混7.5328值班室、配电室10m5m3.3m1砖混7.5329锅炉房5m4m5m1砖混4.98610场内排水沟200m砖混311围墙150m砖混312绿化213场内道路200m2.5m砖混1.514大门10.2表7标准和非标设备造价表序号产品名称规格型号单位数量估价（万元）1秸秆粉碎机TRFSJ-5台16.52切割泵AS16-2CB-2/QG台21.8333桨式搅拌机及支架台12.2874气液分离器台10.4165水封罐TRSF-600台11.956渣浆泵GMZ65-27-60台22.1947脱硫塔RETS-800台22.

23、088沼气锅炉台5.29增压风机LSR50-0.75台2.0810计量表G10个0.59211阻火器LZH-5-Dn50个20.07412电控柜个13.2513电动出料装置套17.1514固液分离机及配套LJF-台15.9815工艺管道及阀门11.516仪器仪表套11.517电气（避雷接地电缆）套13.918凝水器个20.52表8核心设备造价表序号项目内容型号数量单位估计（万元）1厌氧发酵罐（含侧搅拌机一个，配备一体化柔性气柜）561m3（9.93m7.2m）一体化气柜250m31套57.208表9项目总体估价项目估价（万元）项目估价（万元）设计费3.595指导调试费3.595安装工程9.97

24、1税金6.568总金额207.265.46项目规模投资估算表10项目规模投资估算项目规模（m3）项目配置项目总投资（万元）日消耗秸秆量（吨）日产沼渣量（吨）500一体化气柜，侧搅拌机1台207.261.71.2独立气柜，发酵罐配备1立式搅拌机236.03独立气柜，发酵罐配备1台侧搅拌机229.931000一段厌氧发酵罐配备侧搅拌机2台，二段厌氧罐一体化配备侧搅拌机1台368.313.42.4一段厌氧发酵罐配备立式搅拌机1台，二段厌氧一体化配备侧搅拌机1台。374.72一段厌氧发酵罐配备侧搅拌机2台，二段厌氧罐侧搅拌1台，独立气柜390.14一段厌氧发酵罐配备立式搅拌机1台，二段厌氧罐侧搅拌1台，独立气柜396.551500一段厌氧发酵罐配备侧搅拌机2台，导流筒1台，二段厌氧罐一体化配备侧搅拌机1台5155.13.62000一段厌氧发酵罐配备侧搅拌机2台，导流筒1台，二段厌氧罐一体化配备侧搅拌机1台7176.84.8备注：本项目投资估算仅为参考值，具体投资额要参考询价时所处的市场状况。