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合作建设建议书
开封黄河空分集团有限公司
2014年8月
第一章 装置设计基础条件
项目概况
本沼气合作建设建议书是为利用公司年产50000吨酒精项目工业废水每天所产生40000方沼气的综合利用而编制的;利用开封黄河空分集团有限公司国内领先技术提纯加压制取CNG;旨在提高沼气综合利用价值;取得更可观的社会效益和经济效益..
由于原料气沼气组分、流量没有确定;暂按常规沼气设计技术方案..
、水费每吨2元参考计算..
本建议书中的技术参数、经济分析为参考值;实际数据待沼气组分、流量、水、电费确定后另行调整..
计量单位
除非另有说明;本技术文件的将按如下的国家法定计量单位:
温度 ℃
压力 、
流量 Nm3/h指0℃、
流量 Sm3/h指20℃、
功率 kw
组成 mol%
原料气
原料气参数预估值:
原料沼气每天的处理量
40000Nm3
原料气进厂压力
常压
原料气进厂温度
35—45℃
原料气组成
C02
H2S
CH4
含量V%
~40%
~800ppm
~60%
说明:
①、用户提供CH4组分取上限和下限的平均值;二氧化碳和H2S的组分取最大值..
②、上述分析数据不够完全;若原料气中的二氧化碳、硫化氢等的含量与设计值偏差过大;将对后续工艺流程组织有重要影响;进而对设备配置以及商务价格等有重大影响..
建设地自然条件
沼气纯化装置所在地的气象资料;用户需在初步设计两个月前提供以下资料:
绝对最高/低气温
历年来月平均最低气温
大气压力
海拔高度
年平均相对湿度
年主导风向
最大风速
年平均降雨量
日最大降雨量
地震烈度
年平均雷电天数
30年最大冻土层厚度
历年平均冻土持续时间
最大积雪厚度
公设施条件
装置用电
频率50HZ±
电压:低压380V/220V三相四线中性点直接接地系统
纯化装置的电力主要供沼气压缩机、仪控系统、冷水机组、脱水装置以及其他辅助机器和泵等使用..
装置用水
供水温度:32℃
供水压力:
回水温度:40℃
回水压力:
污垢系数:×10-4m2K/W
循环水水质要求按照国家标准GB50050-2007的水质要求
腐蚀速率:<;对于铜合金、不锈钢<
浓缩倍数:N≤5回用水水质应满足此要求
仪表空气
压力:
温度:常温
露点:<-40℃
含尘量;无尘
含油量:
第二章 产品方案和公用工程消耗
原料沼气处理量为40000Nm3/d..
年开工天数按300天..
-1 产品气指标
净化气量:
~1000Nm3/h
净化气温度:
≤35℃
CH4含量:
98%±1%
二氧化碳yCO2;%
≤
净化气高热值:
>
H2S含量
H2S≤15mg/m3
CH4收率:
98%±1%
水露点
-50℃
符合中华人民共和国国家标准GB18047-2000车用压缩天然气技术指标..
-2 国家车用天然气指标
项目
技术指标
高位发热量;MJ/m3
>
总硫以硫计;mg/m3
≤200
硫化氢;mg/m3
≤15
二氧化碳yCO2;%
≤
氧气yO2;%
≤
水露点;℃
在汽车驾驶的特定地理区域内在最高操作压力下水露点不应高于-13℃;当最低气温低于-8℃时;水露点应比最低气温低5℃..
本沼气纯化装置的提取能力的弹性范围:50%~105%..
类别
排放点
排放量
排放规律
二氧化碳/空气
二级解析塔
~
连续
-1..
-2..
工艺装置电消耗每方沼气
消耗项目
消耗量
备注
脱硫
~
按轴功率计算
脱碳
~
按轴功率计算
加气站
~
按轴功率计算
合计
~
日耗电量约660kw
:.
-2 每Nm3的产品气消耗一览表
消耗项目
消耗量
备注
原料气
原料气CH4含量对此项指标有重要影响
工艺性用电
按轴功率计算;以工程设计为准
补充新鲜水
12t/d
循环率按95%;以工程设计为准
消耗项目
消耗量
备注
纯碱
48吨
按每年计算
催化剂
按每年计算
脱硫剂
12吨
按每年计算
第三章 工艺技术方案及说明
本项目是以沼气为原料;经过脱硫、脱碳、脱水优化工艺和合理的流程安排;将沼气提纯制备为符合国家车用压缩天然气标准GB18047的CNG产品国家车用天然气标准见附表1;简称沼气提纯项目..本项目投入成本低;社会效益显着;产品效益好;符合国家产业政策;并具有较强的抵御市场风险的能力..
本方案的主要特征是:
采用干法、湿法结合脱硫工艺;
;达到国际领先水平;
产品收率、纯度“双高”;均达到97%以上;
:
;沼气中的硫成分可回收;如有经济效益;二氧化碳也可回收..
;造福当地百姓;经济效益可观..
本方案采用黄河公司独有领先技术;将生产酒精工业废水产生的沼气净化提纯加压成车用CNG..工艺装置主要有六大板块组成:
计量加压系统
脱硫系统
脱碳系统
脱水系统
加压贮存系统车用天然气母站
公用工程系统含循环水、电力供应、消防安全、环境监测等
本方案的主要工艺技术方法是:
沼气先通过气液分离器将游离水和机械杂质去除;然后进入湿法脱硫系统、干法脱硫系统除去H2S;防止H2S对设备和管道的腐蚀..
脱硫沼气经压缩机将气体压缩至一定压力;进入吸收塔下部;
工艺水与脱硫沼气逆流接触进行热质交换;吸收CO2气体;
吸收塔出塔气即为BNG;送入分子筛吸附器;除去气体中残余硫和水分;
合格的BNG产品经调压装置送入储存和运输系统供用户;
吸收塔内工艺水减压到一定压力后进入一级解吸塔闪蒸CH4;
闪蒸气送入沼气压缩机进口回收利用;CH4回收率约98%±1%;
出一级解吸塔的工艺水进一步减压进入二级解吸塔上塔;释放CO2;
二级解吸塔上塔溶液进入下塔;同时从吸收塔后引入产品BNG与该溶液逆流接触;充分解吸CO2;
下塔一部分水进入冷水机组形成制冷循环;另一部分水经水泵增压送入吸收塔进行;循环吸收CO2;
其主要设备为水分离器、沼气压缩机、缓冲罐、闪蒸气回收罐、脱硫塔、吸收塔、解析塔、冷水机组、工艺水泵、工艺循环水泵、循环水泵和脱水塔等..
参考平面布置图见附图2
工艺流程图见附图3
:本项目粗沼气气量比较大;对于硫含量没有进行检测;根据硫含量不同;采取不同的工艺选择..本方案假设含硫量高;预采用湿法脱硫与干法脱硫结合的工艺进行脱硫..在管路的布置上;干式脱硫塔在后;既可以与湿法脱硫系统串联;进一步脱除H2S;又可以与湿法脱硫系统并联操作;在湿法脱硫系统检修时或事故时作为备用系统;以保证系统的正常运行..脱硫后的沼气H2S含量小于15mg/Nm3..符合国家车用天然气标准..脱硫流程示意图:
湿式脱硫塔
风机加压
干脱硫塔
发酵罐
原料沼气
提纯系统
再生槽槽
反应槽
液封槽
脱硫原理:
脱硫过程的化学反应过程以Na2CO3为碱源
1对H2S吸收的化学反应
H2S+Na2CO3==NaHS+NaHCO3
2催化氧化析硫反应
催化剂
2NaHS+O2==2NaOH+2S
3副反应
Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3