沼气净化工艺设计
沼气工程设计方案怎么写
沼气工程设计方案怎么写一、引言沼气工程是一种利用有机废弃物产生的沼气进行能源利用的环保工程，其优势在于能够将有机废弃物转化为可再生能源，同时减少环境污染。
本设计方案将对沼气工程的设计和实施进行详细介绍，包括工艺流程、设备配置、运行管理以及环境保护措施等方面的内容。
二、工艺流程1. 原料选择：沼气生产的原料主要是生活垃圾、农业废弃物、畜禽粪便等有机物质。
根据沼气生产的需求和原料的供应情况，选择合适的原料进行处理和利用。
2. 原料预处理：对选取的原料进行初步处理，包括破碎、均质、调整碳氮比等工序，以提高原料的可利用率和产气量。
3. 发酵产气：将预处理后的原料进行发酵处理，产生沼气和有机肥料。
发酵产气主要是通过微生物的分解作用，产生甲烷和二氧化碳等气体。
4. 沼气净化：对产生的沼气进行净化处理，去除其中的水分、硫化氢、二氧化碳等杂质，以提高沼气的燃烧效率和质量。
5. 沼气利用：将净化后的沼气用于供热、发电、煤气替代等多种用途，实现资源的循环利用。
三、设备配置1. 原料预处理设备：包括破碎机、混合机、搅拌机等设备，用于对选取的原料进行初步处理。
2. 发酵产气设备：包括发酵罐、气密罐、温度控制设备等，用于对原料进行发酵处理和产气。
3. 沼气净化设备：包括沼气净化器、除湿器、硫化氢吸收塔等设备，用于对产生的沼气进行净化处理。
4. 沼气利用设备：包括沼气发电机组、燃烧炉、供热设备等，用于将净化后的沼气用于供热、发电等用途。
四、运行管理1. 安全管理：要求严格遵守相关安全规定，加强对设备和作业人员的安全培训，建立安全管理制度，确保沼气工程的安全运行。
2. 质量管理：要求严格按照工艺流程和操作规程进行生产生活，建立质量管理体系，保证沼气的质量和稳定性。
3. 环境管理：要求严格遵守环保法规，加强对废水、废气的处理和排放，确保沼气工程的环保目标达标。
4. 维护管理：建立设备维护保养制度，定期对设备进行检修和维护，延长设备的使用寿命，提高生产效率。
沼气生产工艺流程
沼气生产工艺流程图7-1工艺流程简图二、工艺流程简述厌氧消化的主要粪源为项目所在地周边的养殖场的猪粪、秸秆、餐厨垃圾和园区及周边的蔬菜残余，猪粪有干清猪粪和水冲猪粪。
干清猪粪、秸秆和蔬菜残余这三种原料采用固体进料系统进料，水冲猪粪和餐厨垃圾采用液体进料系统进料。
秸秆经过X-Ripper破碎机破碎后，通过铲车输送至预混池中，预混池中装有潜水搅拌机，可将破碎的秸秆和水充分混匀（TS为7.5%），混匀后的物料采用螺杆进料泵泵送至生物预处理发酵罐，生物预处理后的秸秆溢流至出料池后用螺杆泵泵送至快速混合系统。
蔬菜残余经X-Ripper破碎机破碎后，用铲车输送至固体进料系统，干清猪粪也被加到固体进料系统中，然后通过无轴螺旋输送机输送至快速混合系统，从厌氧反应器泵出的出料也被输送到快速混合系统。
经预处理的秸秆、破碎的蔬菜残余、猪粪、工艺水和反应罐的出料在快速混合系统中混合并最终被输送到厌氧反应罐中。
水冲猪粪、破碎后的餐厨垃圾在混料池中混合均匀后经螺杆泵泵入厌氧反应罐中。
厌氧反应罐内设中轴搅拌装置，罐内物料呈全混状态，在适宜的碱度、温度条件下确保厌氧反应充分进行。
厌氧反应产生的沼气经净化系统净化后部分供居民用气，其余部分经由净化提纯、高压储气柜储存后运送至加气站；消化罐内出来的残渣由螺杆泵输送至换热器经热交换后流入缓冲池，再由污泥泵输送入卧螺式离心分离机进行固液分离，分离后的沼渣沼液作为有机肥厂的原料，根据市场需求生产有机肥。
出于安全因素的考虑，需要在变压吸附系统前设置一个沼气火炬。
设置换热器回收出料热量，进行余热利用，减少外加热量，进而减少能源消耗。
设置燃煤锅炉以补充余热回收热量的不足，在厌氧消化罐内设置加热盘管，维持厌氧反应稳定运行的温度。
1、预处理工艺秸秆单独收集，收集后先进行粉碎，然后采用生物预处理。
蔬菜残余单独收集，收集后进行破碎。
猪粪经过格栅，去除石块、塑料等大的无机物质。
干清猪粪、经过预处理的秸秆和蔬菜残余均被输送至快速混合系统，并在快速混合系统内充分混匀，然后泵入厌氧消化罐内。
沼气的工艺
沼气的工艺
沼气是一种由有机物质经过厌氧发酵产生的气体，其工艺一般包括以下几个步骤：
1. 污水或有机废料预处理：将污水或有机废料进行初步处理，去除杂质、固体物和过滤。
2. 施加菌剂：将预处理后的污水或有机废料添加适量的菌剂，促进有机物质的分解和发酵。
3. 厌氧发酵：将添加了菌剂的污水或有机废料置于气密的容器中进行厌氧发酵，一般采用连续搅拌式或固态发酵的方式。
在厌氧环境下，菌群分解有机物质产生二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4），并释放出热能。
4. 沼气提取和净化：从发酵池中收集产生的沼气，并通过一系列的分离、净化和处理工艺，去除杂质和杂气，使沼气中的甲烷浓度达到要求。
5. 沼渣处理：沼气发酵过程中产生的固态废物，称为沼渣。
沼渣可以进行压榨脱水，去除部分水分后可作为有机肥料，也可经过进一步处理，如堆肥、干化等，利用其有机质和养分价值。
6. 沼气利用：净化后的沼气可以作为燃料供应家庭、工业或农业用途，如煮饭、供暖、发电等。
同时，沼气还可以通过压缩、液化等工艺转化为可便于储存和运
输的液态或压缩气体。
以上是一般沼气工艺的基本步骤，具体的工艺流程和设备配置会因实际情况而有所不同。
在实际应用中，还需要考虑物料的进出、温度控制、气体收集和输送等方面的工程设计。
沼气净化工艺设计
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald46原生沼气有效成分C H 4含量为55％～65％，其余为CO 2(30％～45％)及少量的O 2、N 2、H 2S、氨气和N 2等不可利用的杂质和有害气体。
研究表明，沼气经深度净化后可得甲烷含量达90％以上的高纯沼气。
这种高纯沼气可直接供用户作为清洁燃料，也可并入天然气网供远程用户使用，或作为燃气汽车的燃料。
我国目前的沼气应用仍局限于一家一户的小型化。
随着化石能源的消耗和替代能源的开发需求，以及新农村建设的能源集中供应模式选择，沼气工程大型化和沼气净化处理的工业化势在必行。
我们在前期沼气净化工艺参数研究的基础上，采用湿法—碱吸收技术，设计了沼气净化工艺。
一作为沼气工程建设的净化工艺设计方案。
1 设计依据和方案1.1 生产规模和产品指标本设计生产规模为日处理3000 m 3原生沼气（CH 4含量按60%计），获得高纯沼气（C H 4含量为90%以上）约1800 m 3，日工作时按10 h计算，采用间歇式操作程序，实际产期时间按8 h计算。
1.2 设计原理沼气中氨气易溶于水，经水洗后可除去氨气。
C O 2和H 2S 等酸性气体与石灰乳和NaOH等碱发生反应：C O 2(g )+C a (O H )2(a q )→CaCO 3(s)+H 2O(l)C O 2(g )+2N a O H (a q )→Na 2CO 3(aq)+H 2O(l)H 2S (g )+C a (O H )2(a q )→CaS(s)+2H 2O(l)H 2S (g )+2N a O H (a q )→Na 2S(aq)+2H 2O(l)沼气中有效成分C H 4不与碱反应而保留在气体中。
经上述碱吸收反应后，可是沼气中甲烷含量达到90%以上，从而达到净化沼气的作用。
1.3 沼气净化工艺路线沼气净化工艺分为五个阶段。
(1)水洗工段。
沼气脱硫工艺设计说明书
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 +2S2H2S +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。
沼气大型沼气工程初步设计
讷河市北方食品有限责任公司大型沼气工程项目初步设计哈尔滨广益农牧工程设计有限公司二〇〇九年七月设计单位：哈尔滨广益农牧工程设计有限公司（公章）资质等级：农林行业（农业综合全发生态工程、兽医/畜牧工程、渔港/渔业工程、设施农业工程）专业乙级资质编号：A223001953设计单位法人：张勋项目总负责人：魏兆凯技术总负责人：康海彦建筑设计负责人：黄文明张士立暧通设计负责人：刘凯电气设计负责人：谭海林给排水设计负责人：刘凯燃气设计负责人：朱启舫概预算负责人：黄文明朱启舫张士立目录第一部分：初步设计说明书第一章工程概况 (1)1.1项目概况 (1)1.2设计依据 (3)1.3设计指导思想 (4)1.4主要技术经济指标 (5)第二章总图设计说明 (6)2.1设计依据 (6)2.2项目区概述 (6)2.3总平面布置 (8)2.4竖向设计 (8)2.5交通组织 (8)第三章工艺设计说明 (9)3.1工艺确定原则 (9)3.2项目资源/产物计算 (9)3.3处理工艺选择 (10)3.4沼气净化与存储工艺选择 (12)3.5热电联供发电机配置选择 (13)3.6工艺流程设计 (15)3.7单项工程的工艺设计说明 (16)第四章沼气工程设计说明 (19)4.1建筑专业设计说明 (19)4.2暖通专业设计说明 (21)4.3电气专业设计说明 (22)4.4给排水专业设计说明 (23)4.5燃气专业设计说明 (24)第五章仪器设备选型说明 (31)5.1仪器设备选型的原则 (31)5.2仪器设备选型的主要依据 (31)第六章环境保护与安全生产 (33)6.1建设地区的环境现状 (33)6.2项目拟采用的环境保护标准 (33)6.3项目对环境的影响及治理对策 (33)6.4环境监测制度的建议 (34)6.5劳动保护与安全卫生 (34)第七章建设期限和进度安排 (36)7.1项目实施预备阶段 (36)7.2项目实施进度安排 (36)第八章项目组织管理 (37)8.1项目筹建时期的组织与管理 (37)8.2项目运行时期的组织与管理 (37)8.3劳动人员和人员培训 (37)第二部分：初步设计图纸1、图纸目录2、建筑专业图纸3、给排水、采暖工程专业图纸4、电气专业图纸5、燃气专业图纸第三部分：初步设计概算书1、总概算表2、土建工程概算表3、给排水、采暖工程概算表4、电气工程概算表5、仪器设备概算表6、仪器设备购置清单第四部分：初步设计附件1、农业部关于可行性研究报告的批复2、区域位置图3、企业营业执照4、法人组织机械代码证5、税务登记证6、供气协议7、土地使用证明材料第一部分：初步设计说明书第二部分：初步设计图纸第三部分：初步设计概算书第四部分：初步设计附件第一章工程概况第一章工程概况1.1 项目概况1.1.1 项目名称讷河市北方食品有限责任公司大型沼气工程项目1.1.2 项目建设单位讷河市北方食品有限责任公司1.1.3 项目建设地址讷河市六合镇灯塔村1.1.4 建设目标项目达产后日生产沼气864 m3，供气240 m3，发电936kwh，日处理鲜粪24t。
沼气的生产技术和工艺流程
沼气的生产技术和工艺流程沼气是一种具有重要意义的清洁能源，是通过发酵有机物而产生的混合气体。
它是一种可再生能源，因为可以通过有机物质的发酵而不断地产生，如农业废弃物、粪便、城市垃圾、食品加工废物等。
使用沼气作为能源不但可以摆脱对化石燃料的依赖，而且还能够防止甲烷等温室气体的排放，从而对环境友好。
接下来，本文将重点介绍沼气的生产技术和工艺流程。
一、沼气的生产技术1.温度沼气发酵需要在一定的温度范围内进行。
通常情况下，最适宜的温度是35℃～40℃，如果温度过低，发酵速度会减缓；如果温度过高，会破坏微生物的细胞，从而影响反应的进行。
因此，在沼气池的建设中，要保证污泥的温度稳定，可以通过机械控制温度或者利用太阳能进行加热。
2. pH值沼气的发酵还需要保持一定的pH值。
在最适生产沼气的 pH 值范围内，微生物数量最多，同时对各种有机物质也具有较高的降解能力。
通常情况下，pH 值控制在6.8~8.2之间，可使沼气的发酵反应达到最快速度和最高产气量。
3.微生物沼气的生产过程中，微生物也是至关重要的因素之一。
它们通过分解有机物质并反应产生气体，然后变成沼渣和沼液。
不同的微生物适宜的温度范围也不一样。
例如，酸性菌的温度最适宜在30℃~38℃之间，而且是无氧的。
在沼气生产过程中，要保证微生物数量的稳定和适宜的温度。
二、沼气的工艺流程沼气的生产过程相对来说是比较简单粗暴的。
主要包括以下的几个步骤。
1.原料处理在生产沼气前，需要将原材料先进行处理。
一般来讲，建议将原材料切成小块后，再加入到反应器中。
其中，如粪便之类的原材料可能会带有一些杂质，需要进行筛选处理，同时杂质也会影响生产的效果。
2.填充沼气池沼气池规模的大小可以根据需求进行设计，然后进行池的填充。
在填充时，建议将材料分层次、分批次地加入，避免过度积累和压缩，保持氧气的顺畅通道和微生物的充分接触。
3.密封为避免空气进入池内，影响发酵效果，需要对池进行密封处理。
这也是沼气生产中的一个非常重要的步骤。
污水处理沼气生产工艺流程
污水处理沼气生产工艺流程一、引言污水处理沼气生产工艺是一种将污水处理和沼气生产结合起来的环保技术。
通过对污水进行处理，除去污染物，同时产生可再生能源沼气，实现资源的循环利用。
本文将详细介绍污水处理沼气生产工艺的流程。
二、工艺流程污水处理沼气生产工艺流程主要包括污水预处理、沼气发酵、沼渣处理和沼气利用四个步骤。
1. 污水预处理污水预处理是为了去除污水中的杂质、悬浮物和有机物，以减少后续处理过程中的负担。
具体步骤如下：（1）初沉池：将污水放置在初沉池中，使悬浮物沉淀到池底，形成污泥。
（2）格栅过滤：通过格栅过滤器去除污水中的大颗粒杂质和固体物。
（3）调节池：对污水进行调节，平衡水质和水量。
2. 沼气发酵沼气发酵是利用厌氧发酵的原理，将污水中的有机物转化为沼气的过程。
具体步骤如下：（1）进料池：将预处理后的污水引入进料池，与沼渣混合。
（2）厌氧发酵池：在厌氧发酵池中，有机物被厌氧菌分解产生沼气。
（3）沼气收集：将产生的沼气收集起来，用于后续的利用。
3. 沼渣处理沼渣是沼气发酵过程中产生的固体废物，需要进行处理以减少对环境的影响。
具体步骤如下：（1）沼渣分离：将沼渣与沼气分离，得到固体废物。
（2）沼渣脱水：对沼渣进行脱水处理，减少水分含量。
（3）沼渣处理：对脱水后的沼渣进行处理，如焚烧、堆肥等。
4. 沼气利用沼气是一种可再生能源，可以用于发电、供热、燃料等多种用途。
具体步骤如下：（1）沼气净化：对沼气进行净化处理，去除其中的杂质和硫化物等。
（2）沼气储存：将净化后的沼气储存起来，以备后续使用。
（3）沼气利用：根据需要，将沼气用于发电、供热等领域。
三、数据示例以下是一个示例的污水处理沼气生产工艺流程的数据：（1）处理规模：每天处理污水量为1000立方米。
（2）沼气产量：每天产生沼气量为500立方米。
（3）沼渣处理：每天产生沼渣量为200千克，经过堆肥处理后可用于农田施肥。
（4）沼气利用：沼气可用于供热，每天可供应热能5000千焦。
大型车用沼气净化工艺的选择
大型车用沼气净化工艺的选择摘要沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，要达到车用天然气质量要求的产品，必须设置脱硫和脱碳系统。
本文介绍了几种主流和实用的沼气脱硫、脱碳工艺。
关键词车用沼气；沼气净化；脱硫；脱碳中图分类号 s216.4 文献标识码 a 文章编号 1673-9671-（2013）012-0152-02由生物质发酵产生的沼气一般含甲烷50～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。
其特性与天然气相似。
经过提纯处理去除其中的硫化氢、二氧化碳及其他成份后，可获得和天然气品质相同或高于天然气品质的优质燃料气体。
1 沼气净化提纯方案选择1.1 沼气提纯工艺概述沼气是由微生物产生的一种可燃性混合气体，其主要成分是甲烷，甲烷在沼气中的含量大约占60%；其次是二氧化碳，大约占35%；由于发酵原料是养殖场的粪便所以沼气中含硫化氢的量较高约为0.5%，水蒸汽占1.5%，其余氮、氢和一氧化碳气体占到2%左右。
结合本工程的气体情况，要达到车用天然气质量要求的产品，必须设置脱硫和脱碳系统。
气体中的含水量也较大，所以要设置脱水系统进行气体干燥处理。
1.2 脱硫工艺选择根据投料的成份不同，沼气中的h2s含量略有差异，对于以养殖场粪便为原料的沼气工程，在恒温情况下发酵浓度对沼气中的硫化氢含量有很大影响，根据研究表明各浓度处理的发酵液所产沼气中h2s含量随着发酵时间的延长，均出现下降的变化趋势，这是由于发酵时间越长，有机物分解越完全，则所产沼气中ch4，co2含量越来越多，h2s含量就会越来越少。
对比三种发酵浓度（6%；8%；10%）又能看出，h2s含量大小次序为：试验处理3 > 处理2>处理1，说明浓度越大，所产沼气中h2s含量越高。
其原因可能是高浓度的发酵液在发酵过程中更易产生较多的硫醇、吲哚和硫化氢。
本工程发酵工艺是按照10%的进料浓度，hrt为20d，根据上图可以看出，按照这种发酵方式硫化氢浓度可能大于7g/m3，而车用天然气的要求是20mg/ m3。
沼气净化工艺设计
摘 要： 该文针对原生沼气 中主要杂质ｃ Ｏ Ｈ 。 ｓ 为酸性 气 体的原因， 采用湿法—碱吸 收技 术， 设计了 沼气净化 工艺。 所设计的沼气净化工艺流程 简单、 操作方便 ． 设备投资少 ， 能耗低 ． 沼气净化纯度高及无二次污染等优 点。 关键词 ： 沼气工程 沼气净化 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ０ ９ 碱吸收 工艺 设计 文献标识码 ： Ａ 文章编 号： １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ （ ａ ） － ０ ０ ４ ７ － ０ ２
工 程 大 型 化 和 沼 气净 化 处 理 的 工业化 势在 气中 甲烷 含 量达 到 ９ ０ ％ 以上， 从而 达 到净 化 促 使 沼气通 过 净 化设 备， 压 缩 机 出口接 净 化
必 行。 沼气 的作用 。
沼气储 罐 ， 再经 管 道输 送 到用 户。
我 们 在前 期 沼气 净 化 工 艺 参 数 研 究 的 １ ． ３ 沼气 净 化工 艺路 线
Ｈ ２ Ｓ（ ｇ） ＋Ｃ ａ（ Ｏ Ｈ） ２ （ ａ ｑ） 一
净 化 后 可得 甲烷 含 量达 ９ ０ ％ 以上 的 高纯 沼 Ｎａ ２ Ｃ Ｏ ３ （ ａ ｑ ） ＋ Ｈ ２ ｏ（ １ ） 气。 这 种 高纯 沼 气可 直 接 供 用 户 作为 清 洁 燃 料， 也可并入 天 然气 网供远 程 用户使 用 ， Ｃ ａ Ｓ （ ｓ ） ＋ ２ Ｈ ２ Ｏ（ １ ）
Ｑ ： 垫
Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｅ ｒ ａ ｌ ｄ
工 业 技 术
沼气 净化 工 艺设 计 ① ②
刘传芳 （ 安徽省皖西学院材料 与化工学院 安徽六安 ２ ３ ７ ０ １ ２ ）
餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺设计完整版
设计配置图纸ATUOCAD下载地址：餐厨垃圾厌氧沼气发电工艺设计设计总说明随着国民经济的增长和餐饮行业的持续发展，我国每年的餐厨垃圾产量也在不断增加。
目前，广州市日产生活垃圾超过17000 t，其中餐厨垃圾达4000～5000 t，占生活垃圾的～。
按此计算，广州市餐厨垃圾的年产量不低于×106 t。
如果将餐厨垃圾直接收集后运至养猪场喂猪，餐厨垃圾中的各种病菌会经过生物链传播，从而影响人体健康。
将餐厨垃圾经简单处理后排至下水管道，则易造成较大的污染，导致细菌和病毒的滋生。
将餐厨垃圾直接填埋的成本低，但会占用大量土地，且伴随而来的大量潲水威胁着水资源安全，而排放出来的沼气也会加重大气污染。
而目前较为有效的餐厨垃圾处理方法是以发酵制沼气和用于发电工艺的综合处理法。
本设计的餐厨垃圾采用厌氧发酵沼气发电的工艺。
餐厨垃圾经过预处理后经厌氧发酵产生沼气和沼渣，沼气利用于发电使用，沼渣和沼液便用于生产肥料出售，解决了处理后副产品对于环境的污染，且有回收效益。
其中部分沼液可回流用于厌氧发酵前的接种处理，已达到回收利用的效果。
主要设备有厌氧发酵罐、沼气净化系统、沼气储气罐和沼气发电设备等。
关键词：餐厨垃圾，厌氧发酵，沼气净化，沼气发电，工艺设计General Specification of DesignWith the national economic growth and sustainable development of the catering industry, China's annual food waste production is also increasing. At present, Nissan’s domestic waste in Guangzhou over 17000 t, where food waste up to 4000 ~ 5000 t, accounting for ~ garbage. On this basis, the annual production of Guangzhou City, food waste is not less than × 106 t.If the food waste collected and transported directly to the pig farm pigs, food waste in a variety of bacteria can spread through the food chain, thus affecting human health. Will simply prepared food waste discharged to sewer, could easily lead to greater pollution, leading to the breeding of bacteria and viruses. The low cost of food waste directly to the landfill, but it will take up a lot of land, and is accompanied by a large number of Shaoshui threaten water security, and will increase methane emissions from air pollution. At present, more effective method is based on the fermentation of food waste treatment biogas for power generation technology and integrated approach.The design of the kitchen waste biogas using anaerobic fermentation process. After pretreatment of food waste by anaerobic fermentation to produce biogas and biogas, biogas utilization in electricity generation, biogas and biogas will be sold for the production of fertilizers, to solve the processing byproducts for pollution of the environment, and there is recovery efficiency. Some of them may return for anaerobic fermentation slurry prior to inoculation, the effect of recycling has been reached. Major equipment anaerobic fermentation tank, gas purification system, gas tank and biogas power generation equipment.Key words: Food waste, anaerobic fermentation, biogas purification, biogas power generation, process design目录1文献综述餐厨垃圾的概述1.1.1餐厨垃圾的定义餐厨垃圾（restaurant garbage），俗称泔脚，即残羹剩饭，是城市日常生活中产生的最为普遍的废弃物。
沼气净化技术.
从沼气发酵罐内导出的气体进入生物脱硫塔, 同时从发酵罐内抽出部分发酵液,用泵将发酵液从 生物脱硫塔的底部抽到顶部进行淋洒,发酵液的作 用有两个: (1)发酵液当中含有很多微生物,与沼气 中的H2 S作用后,能够生成含有S单质的细菌,存在 于生物脱硫塔内部的填充层里,这种细菌是好氧性 细菌,因此,在进行生物脱硫前,沼气应预先通过鼓 风机注入微量的空气(O2 ) ,使其处于好氧状态。 如果没有与H2 S 相遇, 可以消耗自身成为H2 SO4 ,通过发酵液的循环而排放出去;
（3）生物脱硫技术 生物脱硫是利用发酵液中的各种微生物如:脱 氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排 硫硫杆菌、丝状硫细菌、氏硫菌属、辨硫菌属、 发硫菌属等,在微氧条件下将H2S氧化成单质S和 H2SO4 ,其反应式如下: 2H2 S +O2 2S + 2H2O 2S + 3O2 + 2H2O 2H2 SO4 硫磺氧化细菌 亦可以简单写为:H2 S + 2O2 H2SO4
对于吸附硫量较小的情况，一般采用空气再生， 当床层温度升高过快时，则用关小空气进气阀来 控制温度。对于含硫量大的情况，则要采取强制 通气再生。 再生过程所需时间取决于吸硫量的多少，吸硫 量多，再生过程长；否则再生过程短。再生一般 为2-3次。待床层温度不再上升，而进口和出口空 气中的含氧量基本相等时，则表明再生过程结束。
为了使沼气的气液两 相达到工艺指的分离要求， 常在塔内安装水平及竖直 滤网，当沼气以一定的压 力从装置上部以切线方式 进入后，沼气在离心力作 用下进行旋转，然后依次 经过水平滤网及竖直滤网， 促使沼气中的水蒸气与沼 气分离，而后器内的水滴， 沿内壁向下流动，而积存 于装置底部并定期排除。
（2）吸附法 吸附干燥是指通过硅胶,氧化铝或氧化镁等干燥 剂来吸收气体中的水分,待干燥的气体通过吸附床 中的干燥剂被干燥。通常使用两套装置,当一个工 作的时候,另外一个可以再生。干燥剂的再生可以 通过两种途,一种是可以用一部分(3% ～8% )的高 压干燥气体再生干燥剂,这部分气体可以重新回流 至压缩机入口。另外一种是在常压下,用空气和真 空泵来再生干燥剂,此法会把空气混入沼气中,一般 不会用。
第七章-沼气工程实例
钢结构罐体的增温管一般安
装在罐壁外侧。
☞ 杭州正兴牧业有限公司沼气工程
• 地理位置 杭州正兴牧业公司位于全国生态示范市——临安市 西南部的板桥乡，单面环山，有着良好的自然环境 和生态环境，正兴牧业公司是一家以畜牧业为主的 生产企业，生产过程中产生大量的有机废气物，而 公司又处于国家级深林公园青山水库水源保护区的 上游，地理位置十分敏感。 • 饲养规模 目前饲养奶牛1000头，生猪存栏5000头
☞ 典型工艺设计
• 发酵工艺——厌氧发酵罐 完全混合厌氧反应器（CSTR） 高浓度发酵原料：TS 8-12% 有搅拌装置 发酵原料和微生物完全混合 处理量大，停留时间长，产沼气多 大中型沼气工程进料TS浓度较高， 在8%-12%之间
☞ 典型工艺设计
• 沼气脱硫——生物脱硫塔 采用生物脱硫工艺，可使沼气 中的H2S含量降至200ppm以下， 脱硫效率95%。脱硫成本0.03 元/m3，比传统化学脱硫降低 70%。 生物脱硫原理 H2S+1/2O2S+H2O H2S+3/2O2H2SO3
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• 污染物排放量及水质
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• 废水处理工艺流程 废水处理工艺采用“废水厌氧消化生产沼气”和“厌 氧发酵出水综合利用”的处理方法，以达到开发能源、 治理污染、净化环境、综合利用的绿色生态环境治理 工程的目的。 工程设计处理水量150t/d，厌氧发酵罐单体容积150m3， 共计2座，总容积为600m3，日产沼气160m3，采用湿 式储气方式。沼气工程配套设备有汽水分离器1台、 脱硫塔2台、沼气凝水器2台、阻火器1台、沼气流量 计2台、锅炉1台，另有自控、电气、消防等。
为建造发酵罐 进行挖掘
污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计
污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计是一项关键性的工作，该系统被广泛应用于市政污水处理厂、工业生产厂、农业养殖场等污染源。
它可以有效地减轻环境污染的程度，节约能源资源，同时还为经济发展做出一定的贡献。
本文将从系统设计的整体框架、污泥消化过程、沼气生成的利用和系统安全管理方面进行详细阐述。
1.系统设计框架污泥厌氧消化沼气安全系统包括污泥消化池、消化池进气控制系统、沼气净化系统、沼气发电系统和废水处理系统五个部分。
其中，污泥消化池是整个系统的核心部分，是实现有机物的“消化-发酵”的地方。
消化池进气控制系统通过放气调节进气量和进气时间，从而使进入污泥消化池的空气含氧量控制在2%以内。
沼气净化系统主要是对产生的沼气进行净化，去除其中的CO2、H2S，保证发电机的正常运行。
沼气发电系统负责对沼气进行能源转换，通过发电机产生电能并输出。
废水处理系统对处理后的污水进行处理，以达到可排放的标准。
2.污泥消化过程污泥消化是指有机物在厌氧条件下，通过微生物作用逐步分解生成沼气过程。
在污泥消化池中，消化细菌能分解有机质成为氨、硫化氢和二氧化碳等物质，同时，还能发生一系列氧化还原反应，最终生成沼气。
消化池内消化细菌主要有放线菌、乳酸菌、酪酸菌等。
为了使消化池的反应达到最优效果，一般采用高温条件下的消化。
在这种条件下，各种消化细菌的繁殖和代谢速度都加快，同时也可以消除病菌，加速消化池内有机物的降解速度。
3.沼气的利用沼气主要组成成分是甲烷(Methane)和二氧化碳(Carbon dioxide)。
沼气可以作为能源进行利用，采用沼气发电技术，将沼气转化为电能。
在沼气发电的过程中，需要进行沼气净化，去除其中的杂质和水分。
净化后的沼气可以通过发电机进行能量转换，转化为电能并输送到外部用电设备中。
4.系统安全管理污泥厌氧消化沼气安全系统的工艺设计中，安全管理是非常重要的一环。
在系统的运行过程中，需要定期进行检查和维护，以保证系统的正常运行和安全。
沼气工艺
❖ 优点：①该反应器可以进入高悬浮固体（SS）含量 的原料；②消化器内底物均匀分布，增加了底物与 微生物的接触机会；③消化器内温度分布均匀；④ 进入消化器内的任何一点的抑制物质，会迅速分散 保持在最低水平；⑤避免了堵塞、沟流和气体逸出 不畅现象；
❖ 缺点：①由于该消化器无法做到使SRT（固体滞留 期）和MRT（微生物滞留期）在大于HRT（水力滞 留期）的情况下运行，所需消化器体积较大；②要 有足够的搅拌，所以能量消耗较高；③生产用大型 消化器难以做到完全混合；④出水底物浓度与反应 器内底物浓度相等，底物流出该系统时未完全消化 ，微生物随出料而流失。
❖ ②厌氧消化单元。是工艺的核心组成部分，如CSTR、USR 等消化装置已被广泛应用，决定了系统的产气性能和运行方 式。
❖ ③沼气收集、贮存及输配单元。它包括气水分离、净化脱硫 、贮气输气和沼气燃烧等设备。
❖ ④沼气利用单元。结合实地需要，沼气可用于发电、户用、 大棚增温以及深加工作为车用燃气等。
❖ ⑤沼渣沼液处理单元。包括沼渣沼液储存、固液分离和深加 工作有机肥等的设备设施，有利于改善整个工程的经济性和 实现资源的综合利用。
国内外沼气工程主要工艺应用调查表
沼气规模 原料种类 原料浓度 设计温度
小型：≤50m3/d 中型：50～300m3/d 大型：≥300m3/d 猪粪 牛粪 鸡粪 3-6% 8-12% 常温 （25～30℃） 中温 （ 35℃左右） 高温 （55℃左右）
USR USR、CSTR CSTR 、USR CSTR、USR CSTR USR USR CSTR USR USR、CSTR CSTR
（4）沼气工程沼气净化单元
生物脱硫装置
小型干式脱硫塔
（5）沼气工程沼气发电单元
沼气净化池设计规范
NYXXX-200X 2.1.2 生活污水水质生活污水水质应按实测值确定。
当无实测值时，BOD5可按2.1.2.1和2.1.2.2取值。
2.1.2.1小城镇及村镇住宅生活污水BOD5可在160～600mg/l之间取值。
2.1.2.2 公共建筑生活污水水质小城镇医院生活污水BOD5可在200～400mg/l之间取值小城镇旅馆生活污水BOD5可在150～400mg/l之间取值。
小城镇餐饮店生活污水BOD5可在250～700mg/l之间取值。
2.2 基本设计参数2.2.1 工艺设计参数2.2.1.1 工艺设计分类A型：主要适用于经济落后、环境容量较大，容易发生肠道传染病的村镇。
主要处理高浓度生活污水和公共厕所的粪便污水。
B型：适用于经济欠发达，有一定环境容量的城镇。
主要处理居民住宅、其它公共建筑生活污水及水冲式公共厕所的粪便污水。
C型：适用于无污水处理厂的小城市及大城市未设排水管网的郊区。
主要处理城市住宅及其它公共建筑物的生活污水。
2.2.1.2 出水水质。
A型工艺净化池：处理后的污水水质达到GB7959的要求。
B型工艺净化池：处理后的污水水质达到GB18918三级要求。
C型工艺净化池：处理后的污水达到GB18918一、二级。
2.2.1.3 工艺流程A型工艺净化池：采用多级折流厌氧消化工艺，一般HRT为8-40d。
采用多级串联组成。
B型工艺净化池：采用多级折流、逐段（分前处理和后处理）降解消化工艺，一般HRT 为3-8d。
一般前处理段设置少量填料，后处理段设置滤料。
C型工艺净化池：一般由沉砂除渣、折流厌氧消化、厌氧滤池、兼氧过滤或接触氧化、消毒等单元过程组成。
若出水需再生利用时, 工艺按GB50335 污水再生利用工程设计规范设计。
2.2.2 结构设计参数2.2.2.1 结构可靠度a). 净化池正常使用年限50年。
b). 钢筋混凝土结构安全等级2级，砖石结构3级。
2.2.2.2 荷载a）地面均布活荷载标准值4.5kN/m2。
某生物质天然气（沼气）提纯项目工艺选择
某生物质天然气（沼气）提纯项目工艺选择摘要：沼气是一种可持续发展的、洁净新能源，它在解决资源紧张、环保等方面具有重要意义。
由于生物质资源丰富，可以采用厌氧法将其转化为甲烷含量50%~65%的生物质天然气（沼气），没有提纯过的沼气其燃烧效果较差，因此需要对生物质天然气（沼气）进行提纯，使其甲烷含量达90%或以上，改善其燃烧特性。
本文对不同类型的沼气提纯技术进行了较为详尽的阐述。
关键词：沼气；提纯；CH4；生物质天然气引言沼气是一种由各种不同的气体组成的混合物，其中大部分是由CO2和CH4组成，CO2和CH4的比例约为40%和60%。
沼气则是有机物、有机废水等通过厌氧发酵来产生沼气，经过脱硫、脱碳、脱水、加压等工艺得以提纯作为天然气使用。
沼气经过提纯净化后，达到国家二类天然气标准，直接输送至市政天然气管网，作为天然气气源供应。
如果附近没有市政天然气管网，可以进一步将天然气进行压缩，通常是20MPa（压缩天然气）便于贮存和运送。
我国的沼气资源十分充裕，然而其利用模式却不尽如人意，因此，在这一领域还有很大的发展余地。
目前，国内外沼气提纯工艺已相当完善，并且已基本达到了工业化的水平。
在我国，虽然有大量的沼气，但其利用的方法都是传统的。
近几年，我国大量的高产出的沼气项目层出不穷，每天产生的甲烷数量远远超出了当下需求，而过剩的甲烷则通过锅炉进入锅炉进行不彻底的焚烧，或者是经火炬燃烧，甚至有些是直接排出，造成了巨大的浪费和环境问题。
随着我国能源结构日益优化，采用沼气提纯生物质能源（天然气）已成为今后能源开发的一个主要方向。
1沼气提纯生物天然气的必要性1.1重视度提高及政策指导规范化目前，我国的能耗很高，为了解决能源和环保问题，在日常的生产和经营中都有相应的对策。
随着臭氧层、酸雨及日益严重的全球变暖，国内对甲烷提纯技术的利用程度有所提升。
近几年，我们制定了一系列旨在推动可持续发展和可再生资源使用方式的国家经济转型，并将清洁发展作为重点。
沼气提纯工艺比选
沼气提纯工艺比选目前国内主要用到的几种膜法沼气净化提纯技术有：膜法、醇胺法、PSA（变压吸附法）、压力水洗等。
几种提纯工艺对比见下表：表沼气净化提纯技术对比分析与其他脱碳技术相比，膜法脱碳技术主要有以下突出优势：1.工艺流程简洁、操作管理简便，劳动定员减少50%以上；2.膜组本身不消耗能量，运行费用低，较化学吸收法和加压水洗法低15-25%；3.占地面积小，采用标准集装箱集成，并可实现模块化扩展；4.相比其他物理法沼气提纯技术，产品纯度高、回收率高，CH4纯度≥95%，回收率≥98%；5.具有同步脱水功能，无需前端脱水。
6.环保节能，不产生污水，无需化学添加药剂。
根据以上对比数据，本项目沼气处理规模为25000m3/d，选用膜法净化技术脱碳。
沼气提纯单元沼气净化采用膜法脱碳技术，膜分离脱碳装置采用先进的中空纤维膜分离技术把二氧化碳从沼气中去除（沼气主要含有二氧化碳和甲烷）。
中空纤维膜的工作原理是通过不同气体在高分子材料中空纤维膜内的渗透速率不同，将不同气体分子进行分离。
其中，渗透速率快的气体称为“快气”，渗透速率慢的气体称为“慢气”。
沼气中的水、硫化氢、二氧化碳和氧气均为“快气”，而氮气、甲烷则为“慢气”。
所以，膜组的这种选择性渗透吸附特性，决定了膜法沼气提纯不仅可以脱去大量二氧化碳，同时可以除去部分硫化氢和氧气杂质。
图5-13 气体渗透速率 图5-14气体膜分离示意图5-15 膜组件工作原理图H 2OH 2He CO 2O 2Ar CO N 2CH 4C 2H 6易透过难 透 过图5-16 膜材结构图沼气的成分主要是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），沼气净化提纯主要就是将沼气中的二氧化碳气体去除，提纯后的甲烷气体含量大于97%即可，从图中可以看出沼气中主要气体CO2渗透速率要高于CH4气体，利用气体膜的该特性对沼气中的CH4气体和CO2气体进行快速分离，实现CH4气体含量大于97%的目的。
本工艺沼气净化压缩系统按每天24h运行设计。
沼气净化技术解读
名 称:沼气净化技术（脱硫、脱水、过11 年 01 月 18 日
技术交流内容
1、沼气脱硫部分 2、沼气脱水部分
3、沼气过滤部分
4、结论
沼气净化技术背景
目前污泥厌氧消化产沼气发电技术将成为未 来污泥处理的发展趋势。沼气是一种混合气体, 主要含CH4 和CO2 ,但还有少量的水汽、H2S和 NH3 ,痕量的H2、N2、O2、CO和卤化烃等杂质,这 些杂质影响了沼气的回收利用。 沼气中的H2S是一种可燃性无色气体,常温下 为无色有臭鸡蛋气味的气体,有毒,密度比空气大, 能溶于水(1：2.6) ,其水溶液叫氢硫酸,具有腐 蚀性，会腐蚀压缩机、金属管道、气体储柜和发 电机等设备,严重影响沼气发电利用率。
（3）生物脱硫技术 生物脱硫是利用发酵液中的各种微生物如:脱 氮硫杆菌、氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排 硫硫杆菌、丝状硫细菌、氏硫菌属、辨硫菌属、 发硫菌属等,在微氧条件下将H2S氧化成单质S和 H2SO4 ,其反应式如下: 2H2 S +O2 2S + 2H2O 2S + 3O2 + 2H2O 2H2 SO4 硫磺氧化细菌 亦可以简单写为:H2 S + 2O2 H2SO4
（2）湿式脱硫法 湿法脱硫的流程复杂，投资大，适合于气体处
理量大和硫化氢含量高的工程。
在湿式脱硫法中一般使用碱性液体来吸收硫化 氢。消化的沼气从底部进入塔中,与吸收剂逆流接 触反应,然后从塔顶部排除,反应如下: 2NaOH +H2 S Na2 S + 2H2O NaOH +H2 S NaHS +H2O 实际运行中,湿法脱硫碱液的吸收受到流速、 流量、温度等因素的影响, H2 S的溶解度很可能 达不到100% ,脱硫时易形成NaHS,而非Na2S。 NaHS再生时会与O2 反应生成硫酸盐和硫代硫酸 盐,有害物质在吸收液中富集,并使溶液的吸收能力 降低,从而需不定期的排除脱硫循环液,浪费了大量 的原辅材料,也可能带来二次环境污染。
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沼气净化工艺设计
摘要：该文针对原生沼气中主要杂质CO2、H2S为酸性气体的原因，采用湿法—碱吸收技术，设计了沼气净化工艺。
所设计的沼气净化工艺流程简单、操作方便、设备投资少、能耗低、沼气净化纯度高及无二次污染等优点。
关键词：沼气工程沼气净化碱吸收工艺设计
原生沼气有效成分CH4含量为55％～65％，其余为CO2(30％～45％)及少量的O2、N2、H2S、氨气和N2等不可利用的杂质和有害气体。
研究表明，沼气经深度净化后可得甲烷含量达90％以上的高纯沼气。
这种高纯沼气可直接供用户作为清洁燃料，也可并入天然气网供远程用户使用，或作为燃气汽车的燃料。
我国目前的沼气应用仍局限于一家一户的小型化。
随着化石能源的消耗和替代能源的开发需求，以及新农村建设的能源集中供应模式选择，沼气工程大型化和沼气净化处理的工业化势在必行。
我们在前期沼气净化工艺参数研究的基础上，采用湿法—碱吸收技术，设计了沼气净化工艺。
一作为沼气工程建设的净化工艺设计方案。
1 设计依据和方案
1.1 生产规模和产品指标
本设计生产规模为日处理3000m3原生沼气（CH4含量按60%计），获得高纯沼气（CH4含量为90%以上）约1800m3，日工作时按10h计算，采用间歇式操作程序，实际产期时间按8h计算。
1.2 设计原理
沼气中氨气易溶于水，经水洗后可除去氨气。
CO2和H2S等酸性气体与石灰乳和NaOH等碱发生反应：
CO2(g)+Ca(OH)2(aq)→CaCO3(s)+H2O(l)
CO2(g)+2NaOH(aq)→Na2CO3(aq)+H2O(l)
H2S(g)+Ca(OH)2(aq)→CaS(s)+2H2O(l)
H2S(g)+2NaOH(aq)→Na2S(aq)+2H2O(l)
沼气中有效成分CH4不与碱反应而保留在气体中。
经上述碱吸收反应后，可是沼气中甲烷含量达到90%以上，从而达到净化沼气的作用。
1.3 沼气净化工艺路线
沼气净化工艺分为五个阶段。
(1)水洗工段。
该工段通过水洗除去原声沼气中的氨气、粉尘科里及部分H2S。
(2)一段石灰乳吸收。
该工段通过石灰乳中Ca(OH)2对原生沼气中的部分CO2和H2S吸收反应，达到初步净化。
(3)二段石灰乳吸收。
该工段使初步净化的沼气再次通过Ca(OH)2吸收反应，除去H2S和绝大部分CO2气体，使得沼气中CH4的纯度达到近85%～90%。
经此步净化后的沼气已经达到天然气燃气标准。
(4)NaOH溶液吸收。
该工段的目的是得到纯度更高的沼气，这种沼气经加压后，可作为燃气汽车的燃料。
(5)脱水干燥工段。
该工段把经净化的高纯沼气，通过筛板型冷凝塔冷凝除水蒸气而得到干燥的沼气产品。
工艺流程如下：
原生沼气水洗一段石灰乳吸收二段石灰乳吸收NaOH碱洗干燥高纯沼气。
进口气压力100kPa，温度298K。
气体经吸收塔的底部进入吸收塔，从顶部引出并就从下一吸收塔底部进入。
在净化设备的尾端安装一台1.5MPa的空气压缩机，净化沼气接压缩机进气口，以通过抽吸力促使沼气通过净化设备，压缩机出口接净化沼气储罐，再经管道输送到用户。
2 工艺参数设计与计算
2.1 水洗工段物料衡算和设备选型
消耗水量：按2.5kg/m3(沼气)计算，日处理3000m3原生沼气需7500kg，约合7.5m3/d。
水洗塔选型：水洗采用间歇式，水洗塔为一个。
按0.5h一个周期，塔盛水量为7.5/(8/0.5)=0.47m3。
塔内水位为塔的2/3处，水洗塔体积为0.71m3。
选圆柱形水洗塔，内径为0.5m，塔高为：0.71/（0.252×3.14）=3.6m。
进口气流量：3000m3/8h=375m3/h=0.104m3/s。
出口气流量：出口气流量按进口气流量的98%计算(损耗2%)，为368m3/h=0.102m3/s，出口气总量为2940m3/d。
气体流动方式：气体从塔底部流入，顶部流出，后面各段吸收塔的气体流动方式均与此相同。
2.2 石灰乳吸收工段物料衡算与设备选型
石灰乳吸收采用两段喷淋逆流吸收方式，主要是吸收沼气中的CO2气体（H2S气体含量极少，计算中予以忽略）。
2.2.1 一段石灰乳吸收
进口气组成：CH4(61%)、CO2(37.5%)、N2(1.5%)；出口气组成为CH4(80%)、CO2(18%)、N2(2%)；混合气总量：2242 m3。
进口气CO2总量：2940×0.375=1103 m3；出口气CO2总量：404 m3，CO2吸收量：699m3；吸收率：63.4%。
石灰乳用量计算：氢氧化钙与二氧化碳的反应率按80%计算，吸收CO2体积为699m3，n(CO2)≈28213mol,根据反应式Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，需消耗CaO的摩尔数为n(CaO)=28213/0.8= 35266mol，合1975kg。
设备选型：石灰乳配制比例为生石灰：水=1：5(质量比)，用水量为1975×5=9875kg，合9.875m3。
石灰乳总质量为11850kg，按密度1050kg·m3计算得石灰乳总体积为11.29m3。
设0.5h进行一个周期的操作，石灰乳占吸收塔体积2/3，吸收塔总体积为1.06m3，去内径为0.6m，塔高为1.06/（0.32×3.14）=3.75m。
喷淋接触时间设计为10s，喷淋流速为0.39dm3/s。
2.2.2 二段石灰乳吸收
进口气组成：CH4(80%)、CO2(18%)、N2(2%)，混合气总量为2242m3；进口气CO2总量：404m3。
出口气组成：CH4(90%)、CO2(8.8%)、N2(2.2%)；出口混合气总量：1993m3；出口气CO2总量：175m3；CO2吸收量：229m3，吸收率：56.7%。
石灰乳用量计算：氢氧化钙与二氧化碳的反应率按80%计算，吸
收CO2体积为299m3，n(CO2)≈12326mol，需消耗CaO的摩尔数为n(CaO)=12326/0.8= 15407mol，合863kg。
石灰乳配制比例为生石灰：水=1∶5(质量比)，用水量为863×5=4315kg，合4.315m3。
石灰乳总质量为5176kg，按密度1050kg·m3计算得石灰乳总体积为4.93m3。
设备选型：设石灰乳占吸收塔体积2/3，吸收塔总体积为4.93×3/2/16= 0.46m3，取内径为0.4m，塔高为0.46/(0.22×3.14)=3.66m。
喷淋接触时间设计为10s，喷淋流速为0.317dm3/s。
2.3 NaOH碱吸收工段物料衡算与设备选型
为进一步提高净化沼气的纯度，我们增加了NaOH碱吸收工段，出口气CH4含量可达95%以上。
进口混合气组成：CH4(90%)、CO2(8.8%)、N2(2.2%)；混合气总量：1993m3；CO2总量：175m3。
出口高纯沼气组成：CH4(95%)、CO2(2.9%)、N2(2.1%)；高纯沼气总量：1888m3；吸收CO2体积120m3，吸收率=68.7%。
NaOH溶液用量计算：反应率按90%计，NaOH溶液配比按NaOH：水=1:6计，吸收CO2摩尔数n(CO2)=4843mol，根据反应式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，需消耗NaOH的摩尔数为n(NaOH)=9686mol，合426.2kg，用水量为2557kg，和2.557m3。
溶液总量2983.2kg，体积为（按水的密度计）2.983m3。
NaOH碱吸收塔设备选型：该吸收段吸收方式与水洗攻读相同，即气体冲击鼓泡搅拌吸收。
设NaOH溶液占吸收塔体积2/3，吸收塔总体积为 2.983×3/2/16)=0.28m3，取内径为0.4m，塔高为0.28/（0.22×3.14）=2.22m。
2.4 干燥塔设计
设计原理是冷凝法去除水蒸气，采用斜塔板冷凝器技术。
原理为：将净化后的高纯沼气从干燥塔底部通入塔内，高纯沼气与塔内的斜塔板接触，随着气体的不断上升，气体的温度逐渐降低，以至最后水蒸气经过凝结成为液体而与气体分离，从而达到干燥的目的。
为提高干燥效率和效果，设计塔径为0.5m，塔高为8～10m。
3 沼气净化工艺简图
沼气净化工艺简图如图1所示。
4 结语
本设计按照日处理3000m3原生沼气及最终净化沼气纯度达95%的规模，初步设计了三段净化（含NaOH碱吸收）工艺流程，以及及各步净化的物料衡算和设备选型等。
若要建设一个完整的相应规模的净化沼气能源工程项目，还需进行沼气池、储气柜、沼气输送及环保方案等方面的设计等工作。
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