工艺设计说明 1、沼气管道与前部接口 根据 PURAC 的总体设计,考虑到二期工程的总沼气量需要,从厌氧罐接出的沼气管汇总后将采用 DN450 管径的沼气输送管,在进入沼气进化系统前设三通,一端接 DN300 沼气管至沼气火炬,另一端接手动阀门后至沼气净化系统。本方案起始位置自此 DN450 阀门始。详见场内沼气管网平面布置图及工艺系统图。 2、沼气脱硫工艺设计 厌氧发酵罐刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体,其组成绝大部分为气体燃料 CH4 与 CO2 外,还含有 H2S 和悬浮的颗粒状杂质。H2S 不仅有毒,而且遇水蒸汽反应后极容易生成有很强腐蚀性的稀硫酸。因此,沼气中过量的 H2S含量会危及发电机组的寿命,因此需进行脱硫净化处理。 本工艺拟采用生物脱硫法对沼气进行脱硫处理。 生物脱硫法是利用微生物的作用,在微氧条件下将 H2S 氧化成单质硫或亚硫酸的脱硫过程。这种脱硫方法已在欧洲广泛使用,在国内某些工程已有采用,其优点是:不需要催化剂、不需处理化学污泥,产生很少生物污泥、耗能低、去除效率高。脱硫效率稳定,H2S 去除率可达90%以上,脱硫成本低,每立方米沼气处理费用小于0.03 元,比化学脱硫法成本降低70%以上。 当沼气中进入了一定数量的氧气时,专门的好氧嗜硫细菌(如:丝硫细菌属或硫杆菌属等)可以将沼气中的硫化氢成分氧化成硫元素,并根据环境条件的不同,将其进一步氧化成硫酸。这种反应需要的条件为:氧气、营养液、温度、湿度与生长区域。 在不同的温度下会产生不同的好氧嗜硫菌群,一般认为,在 25℃至 35℃的温度环境下,好氧嗜硫菌群的生长与活动是最快的,因而在此温度下脱硫效果最高。 反应方程式如下: 2H2S + O2 → 2H2O +2S 2H2S +3O2 → 2H2SO3 氧气进入沼气中的方式有二种,一是将一定数量的压缩空气直接进入沼气管道内与沼气混合,在喷淋反应器内在特定的环境下与沼气中的硫化氢气体反应。二是将压缩空气通过曝气器进入培养液中,使培养液成为含有饱和氧分子的水,并在喷淋反应塔内与沼气中的硫化氢气体反应。 这二种方式各有优缺点,在此不做论述。在本案中,我们将二种方式并用,通过沼气成分分析仪的监测,控制脱硫后沼气中的氧含量并将信号输出至控制室,当沼气中氧含量超过设定值时停止一切与沼气有关的设备。 (2)脱硫系统工艺流程: 图二:沼气生物脱硫系统工艺流程框图 (3)沼气生物脱硫系统说明 (a)沼气生物脱硫喷淋塔内的填料为微生物菌群提...