啤酒廠污水處理所生沼氣的綜合利用

    啤酒廠的污水處理工藝中IC反應器(厭氧處理)會產生大量的沼氣,這種沼氣的主要成分是甲烷(體積分數為6500^7500)和二氧化碳(體積分
數為5%一1000),還有少量的硫化氫、氮及其他氣體,沼氣的熱值約為26. 20 MJ/m³。
    201。年三得利啤酒(上海)有限公司產沼氣60萬m³ ,所含的熱值高達15 838 GJ,相當于燃燒23.生萬m³的天然氣所產生的熱量(上海市的管道天然氣熱值約為36. 25 MJ/m³,但是這種沼氣含有大量具有腐蝕性的硫化氫,直接燃燒不僅影響周圍環境,而且會縮短相關設備的使用壽命。因此改造前,三得利啤酒廠污水處理產生的沼氣經過氣囊收集后,只能直接送火炬燃燒,造成很大浪費。為了充分利用這些沼氣,決定采用沼氣鍋爐燃燒沼氣,產生蒸汽供各生產車間使用。目前可以用于沼氣除硫的方法很多,本文將對這些方法進行技術經濟比較,根據項目的特點選擇脫硫工藝方案,并對所選分離式生物脫硫工藝方案的設備選型、運行方案以及改造效果進行說明。
1、改造方案
    改造前,三得利啤酒廠原污水處理工藝中,IC反應器(厭氧處理)產生的沼氣,經過氣囊收集后,直接送火炬燃燒(見圖I)。
三得利啤酒廠原污水處理工藝
 
    根據取樣送檢結果,三得利啤酒廠沼氣中硫化氫的體積分數為5 000 X 10,硫化氫燃燒所產生的二氧化硫的質量濃度高達2 000 mg/m³,必須先進行除硫。改造工作在原有沼氣處理流程中,增加了脫硫處理,再經沼氣鍋爐燃燒,產生蒸汽供各生產車間使用(見圖2)。
沼氣的收集和利用流程
    三得利啤酒(上海)有限公司脫硫項目的設計沼氣處理量為150m³/h,設計沼氣的壓力3 kPa;硫化氫含量的體積分數500 X 10。要求脫硫后沼氣含硫化氫量的體積分數不大于50X10,采用CZI一1000GH鍋爐要求的沼氣壓力為9 . 8~19. 6 kPa(采用CZI一1700GH型鍋爐要求的沼氣壓力為22. 5 kPa) o
2、沼氣脫硫工藝的比較
    目前,可以用于沼氣脫硫工藝有干法脫硫、濕法脫硫和生物脫硫工藝,其中生物脫硫工藝又可以分為一體式和分離式兩種。
2. 1三種沼氣脫硫工藝的比較
    1)干法脫硫干法脫硫常用于低含硫(硫化氫的體積分數小于2 000 X 10  0)沼氣的處理,其中以氧化鐵為脫硫劑的固定床吸附法適合做精細脫硫,但是效率不高(85%一95%),而且脫硫劑再生困難、需經常更換、勞動強度大、運行費用高,特別是塔體采用鑄鐵易產生腐蝕問題,采用高級不銹鋼則造價昂貴。
    2)濕法脫硫濕法脫硫是利用特定的溶劑與氣體逆流接觸而脫除其中的硫化氫,溶劑通過再生后重新進行吸收。其中常用的鈉堿法、氨水法和蔡醒法操作方便自動化程度高,脫硫效率高達99%,可處理硫化氫濃度范圍廣,但是藥劑的消耗費用巨大,運行成本高。
    3)生物脫硫生物脫硫是利用微生物的代謝作用將硫化物轉化為單質硫或硫酸鹽,脫硫過程污染少、能耗低、效率高,雖然目前的造價略高,但是作為一種新技術在國內外得到了廣泛應用。
    根據設計要求對濕法、濕法加干法和生物法的經濟性進行分析,結果見表1
三種工貧的經濟性指標
 
    三種方法的脫硫效率雖然都可以達到99%,但是濕法加干法方案的脫硫效果會不斷下降,填料更換的工作量大,必須需要增加管道建設、占用綠地。濕法方案必須補充堿液,維護較難。
    生物脫硫的設備投資費用雖然較高,達到170--200萬元,但是全年的運行費用很少,只有2. 5萬元,而且運行過程全自動化,維護非常方便,非常適合用于啤酒工藝污水沼氣的除硫。
2. 2兩種生物脫硫方式的比較
    經過綜合比較,決定選用生物脫硫方案,生物脫硫又分為一體式和分離式。
    1)一體式生物脫硫一體式生物脫硫是將一定量的空氣導人含有硫化氫的沼氣中,混合氣體通過生物濾池以去除硫化氫。該方式在反應器內部安裝塑料填料,營養液循環使填料保持潮濕狀態,并補充脫硫細菌生長所需的營養。一體式脫硫效率高,可達96%~99%,運行成本低(約4. 5萬元/年),自動化程度高,操作簡便,造價較低(約170萬元)。但是一體式脫硫方法的填料易堵,不僅影響處理效果、增加勞動強度,而且空氣直接與沼氣混合,一旦控制儀表發生故障,沼氣極易達到爆炸極限,安全風險高。另外,運行控制精度過高(溫度3 0~31°C ),系統易失控。
    2)分離式生物脫硫采用分離式生物脫硫方式含硫化氫的沼氣氣體首先進人生物洗滌塔,在塔內與混合液中堿反應從沼氣中脫除絕大部分硫化氫。生物洗滌塔吸收液流至塔底,進人生物反應器。在反應器底部有空氣分布系統,給微生物提供氧氣,將反應器中的硫化物轉化為單質硫。同時堿得到再生。其中單質硫在分離器中分離,從生物反應器出來的含有生物再生堿的混合液循環回流至生物洗滌塔。分離式生物脫硫方案的脫硫效率高(可達99%),年運行成本低(約2. 5萬元),自動化程度高操作簡便,沼氣不與空氣直接混合運行安全,但造價略高(約200萬元)。
    3)兩種方法的比較兩種方法的經濟性比較見表2。另外,一體式生物脫硫技術應用項目較少,我國只有天津污水廠有幾個項目采用這個方案,在啤酒廠的應用還沒有實例;分離式方案在我國應用得比較多,例如珠江啤酒廠已經應用成功,可以借鑒已經取得的經驗。
兩種生物脫硫方案經濟比較
3、除硫方案的確定
    根據多種除硫工藝的比較,改造工作決定采用分離式生物除硫方案,方案的流程見圖3。
分離式方案的流程
    生物除硫系統的主要設備包括一臺直徑0. 8 m,高8. 0 m的洗滌塔,一臺直徑2. 2 m,高3. 7 m的生物反應器,二臺(一備一用)1. 68 mX1 m的增壓風機和流量為100m³/h的鼓風機,方案的流程見圖生。
生物脫硫方案的流程
    其中沼氣脫硫塔,按IC產沼氣量150m³/h,脫硫的日負荷26 kg設計,選用ECO型脫硫塔。該型脫硫塔處理流量100一500m³/h,最大脫硫日負荷85 kg。
    沼氣的產量隨季節變化:生月到10月是旺季,沼氣產量為140m³/h;ll月到次年3月是淡季,沼氣產量為60m³/h。因此采用2臺CZI -1000GH型沼氣鍋爐,并根據不同季節采用不同的運行方法,見表3和表4。
旺季運行方式
淡季運行方式
4改造效果
    改造后生物脫硫效果達99.9%,有害氣體實現了零排,脫硫后的沼氣送沼氣鍋爐燃燒,產生的蒸汽供全廠用熱工序使用,既節約天然氣用量,又改善了全廠能源供應結構。綜合2009-2011年數據,污水系統IC厭氧反應器年產生沼氣約70萬m³,按熱值折天然氣約50萬m³,天然氣價格按3.32元/m³計算,全年經濟產出約167萬元。該系統的年運行成本約生.5萬元,年收益約162. 5萬元;設備投資 330萬元,投資回收期約2年。另外,可年減少二氧化硫排放量2.生t,徹底消除了污水處理區域的大氣污染問題,改善了廠區的工作環境。
5結論
    1)沼氣是一種含有大量熱值的經濟氣體,直接燃燒排放是非常可惜的,如何有效利用其熱值,經濟性好壞決定了沼氣回收利用推廣的前景。
    2)該項目的環保效果顯著,脫硫效率高達99.9%,年減少二氧化硫排放量2.4t,值得在各制造企業污水處理工序中推廣。
    3)沼氣回收利用后,可以節約公司天然氣用量2600,總能耗下降1900,取得了良好的效果。
 
 
 


本文地址為:http://www.652492.live/tech/feiqichuchen/13724.html 轉載請注明出處...
Tags:
上一篇:淺談PM2. 5污染監測現狀及控制治理
下一篇:印染廠鍋爐煙氣余熱回收
江苏时时彩诈骗案 深圳风采开奖查询 大闹天宫万佛朝宗捕鱼下载 红中麻将规则 四肖四码期期中 南京恩腿子麻将安卓下载 实时评论股市 万州麻将换三张手机 股票历史走势 扑克牌游戏填大坑 天津11选5中奖预测号码