山东基旭环境工程有限公司
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造纸厂沼气脱硫污水处理工程方案案例
厌氧生化过程产生大量硫化氢，硫化氢是一种剧毒腐蚀性气体，对后续沼气再利用设备腐蚀较为严重，并且燃烧时会产生大量二氧化硫，所以必须在前期预处理过程中脱除。
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造纸厂沼气脱硫工程案例
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脱硫塔
酸碱中和塔
喷淋塔
产品描述
造纸厂沼气脱硫污水处理工程方案案例
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一、项目简介
沼气是污水处理厌氧反应过程中的副产物，由于该公司污水处理厂所处理废水中硫化合物含量较高，在厌氧生化过程产生大量硫化氢，硫化氢是一种剧毒腐蚀性气体，对后续沼气再利用设备腐蚀较为严重，并且燃烧时会产生大量二氧化硫，所以必须在前期预处理过程中脱除。
根据公司提供数据，详细如下：
原料气：含硫化氢沼气
流量：500Nm3/h，12000 Nm3/d
操作负荷：60%~110%
硫化氢含量： 931mg/Nm3
沼气进口压力：≤4Kpa
沼气出口压力：≤20Kpa
运行时间：24h运行
温度：常温
净化度要求：要求将原料气中硫化氢脱除至低于200mg/Nm3
二、工艺流程确定
硫化氢是一种剧毒腐蚀性气体，对后续传输、存储、使用设备腐蚀较为严重，所以必须在前期预处理过程中脱除。
本方案拟采用碱液吸收工艺脱除煤气中的H2S，该工艺投资省，流程简单，脱除率高（最高可达100%），运行费用低。
碱液循环泵←碱液调制槽←碱液贮存槽
↓
厌氧罐→沼气气柜→水封阻火罐→凝水脱水罐→脱硫塔→（含硫废水）现有污水系统
↓
篮式除尘罐
↓
增压风机（防爆）
↓
稳压分配罐（带阻火器）
↓
锅炉房、发电机、燃烧火炬、排空、备用（共5个分配口）
注：
泄漏报警点：贮气柜4个点，净化设备间4个点，发电机2个点，火炬防护桶1个点，控制柜采用防爆控制柜。
1、沼气气柜
根据客户提供数据及要求，气柜将采用落地式双模气柜，气柜主要用于稳定厌氧过程所产沼气的压力和气量，对沼气压力和气量的波动进行缓冲，保证其外出管路气量、压力的稳定。
落地式双膜沼气柜外型为3/4球体，由钢轨固定于水泥基座上。主体由聚酯纤维涂覆聚氯乙烯（PVC），为改善其性能，在其表面涂层聚偏四氟乙烯（PVDF）涂层，提高其抗老化和自洁能力。柜体由外膜、内膜、底膜及附属设备组成，具有抗紫外线及各种微生物的能力，高度防火并符合国家标准。内膜与底膜之间形成一个容量可变的气密空间用作储存沼气，外膜构成储存柜的球状外型。利用外膜进气鼓风机恒压，当内膜沼气量减少时，外膜通过鼓风机进气，保持内膜沼气的设计压力，当沼气量增加时，内膜正常伸张，通过安全阀将外膜多余空气排出，使沼气压力始终恒定在一个需要的设计压力。
双膜式沼气柜主要优点：
1）、适用温度，-30℃至+70℃，抗风，抗雪，抗地震。
2）、气罐无水封/油封/弹簧，不怕结冰，不需加温，不需调整。
3）、没有导轨，没有升降活塞，无须配重。
4）、施工周期短：只需基本水泥基座。
5）、自重轻，整体气罐重量不大于5吨，大大简化及节省基座土建费用。
6）、出口沼气压力恒定，进/出口沼气流量大，适用范围广。
7）、最高沼气压力50mbar（50cm水柱）。
8）、整体寿命10年以上。
膜体部分材料采用沼气专用膜材，由外膜、内膜、底膜三部分共同构成，膜材焊接缝为HF焊接5.5cm并经5道工艺完成；其中外膜、内膜、底膜均采用优质膜材，膜材选用聚酯纤维涂覆聚氯乙烯（PVC），表面涂层聚偏四氟乙烯（PVDF）涂层,。
人工老化测试：
褪色测试符合DIN EN ISO 105-B04标准；
日光坚牢度优于7；
重复弯曲试验符合DIN 53359，0级标准;
耐寒测试符合DIN 53361，0级标准；
高度防火并符合DIN4102，B1标准；
沼气渗透率小于900cm3/m2.d.bar并符合DIN53380-2标准；
双模气柜结构示意图：
2、脱硫系统
1）、处理气量：12000m3/d，500m3/h
2）、进气硫化氢含量：≤960 mg/Nm3，
3）、排放口硫化氢含量：≤200 mg/Nm³
脱硫流程简介：
沼气自沼气气柜经罗茨风机送入脱硫塔底部，与塔顶喷淋而下的脱硫液（碱液）在填料表面逆流接触，以脱除气体中的H2S，除掉H2S的净化沼气自塔顶引出。
脱硫塔底部出来的含硫化钠净循环利用饱和后排放至现有污水处理站进行处理。脱硫反应方程式如下：
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O
沼气中含有硫化氢，与碱液反应后生成硫化钠，硫化钠同步水解为硫氢化钠，反应分子式为：Na2S+H2O=NaHS+NaOH 或者S2- +H2O=HS- +OH-；（可逆），受空气中氧气的氧化作用，缓慢生成硫代硫酸钠，回用次数较多时，会造成脱硫效率下降，废水污染负荷增加，需及时更换脱硫碱液。
根据化学方程式计算，每小时去除（由含量960mg/Nm3降低至160 mg/Nm3）400g硫化氢，需要使用942g氢氧化钠，换算成30%氢氧化钠浓溶液，需要30%氢氧化钠浓溶液3140g/h。
3、脱水装置：
净化后的沼气主要用于发电，沼气中含水量过高，会造成发电机汽缸及排气管腐蚀，影响发电机使用寿命，需要将找其中的水分去掉。
厌氧装置产出来的含水汽气体首先进入双膜储气柜储存，在贮存过程中，水汽会在气柜底部蓄积并派出，通过双膜储气柜排出的沼气中不含有游离水珠，所以采用滤料脱水装置即可。
脱水罐规格：
规格型号：TS-1500-L
罐体总高：4200mm
罐体有效高度：3000mm
水汽凝结剂：组合填料（304不锈钢+鹅卵石）
罐体材质：304不锈钢
数量：1座
4、增压、测量、控制系统：
1）、增压风机：
规格型号：LSR125-1390-5.5kw
型式：防爆变频罗茨增压风机
最大流量：500m3/h
数量：2台，1用1备
2）、沼气流量计
规格型号：WJ-65
型式：涡街气体流量计
测量范围：40-1000m³/h
通讯：支持数据485RTU通讯远传
数量：1台
3）、气体成分检测：
甲烷浓度、硫化氢浓度、二氧化碳浓度、脱硫罐体温度，其中硫化氢传感器设
计2组，一组在净化前，一组在净化后，检测气体中硫化氢的去处效果。
4）、安全防护报警：
储气柜、净化设备、发电机房、火炬防护桶内等场所设置可燃气体泄漏监测报
警器和有毒气体（硫化氢）泄漏报警器；现场安装的在线监测检测数据箱内的数据
通过485通讯系统传输到厂区主控平台。
5）、概况说明：
现场所有独立控制系统均预留连接DCS控制系统接口；沼气净化设施自动、联
动控制，配备手动控制，设施处理单元可调节手动单独控制；设施各单元异常报警
提示；气柜内膜高度显示，沼气系统欠压、超压保护；沼气系统超压火炬自动运行
燃烧沼气；现场电器、仪表、电机、配电柜均采用防爆型；传输风机电机采用防爆
变频电机。
5、沼气发电系统：
略
6、火炬
火炬燃烧能力500m3/h；火炬运行时根据沼气量变化情况，PLC及触屏系统自动控制火炬的启动与停止。当储气柜内的沼气压力大于设定值时，火炬自动点燃，当储气柜内的沼气压力小于设定下限时，火炬停止运行。燃烧器材质为耐高温310S不锈钢，其他为304不锈钢，高压高能脉冲点火；系统配置有助燃和吹扫风机，火炬外防护桶和燃烧室之间有硅酸铝保温材料，火炬运行时，手触摸防护护筒无高温烫手感，确保气体燃烧完全和安全运行。
火炬为地面式内燃火炬，外部无明火出现。防护桶高度9米，防护桶直径1.4米，燃烧量50-500m³/h，主管道直径DN150。
火炬防护桶为厚度6毫米的Q235碳钢材质制作，防护桶外壁敷设一层0.3毫米厚的304材质板，防护桶内侧装填硅酸铝保温材料，燃烧室材质和燃烧器材质为耐高温的310S；确保火炬的强度和美观，达到最佳的性价比和长时间的可靠运行。
火炬安装在钢筋混凝土基座上，用M28预埋螺栓帽固定。火炬远离储气柜设施25米以上，自动控制箱采用防爆防雨钢制控制箱。
数量：1套。
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