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啤酒废水处理厂沼气发电与余热利用系统[1]

来源: 2009-05-03 04:34:00
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[导读] 编者按:2008年10月20日,国际啤酒饮料展在首都北京举行。这是一次热闹非凡的展会,有近20个国家和地区...

    编者按:2008年10月20日,国际啤酒饮料展在首都北京举行。这是一次热闹非凡的展会,有近20个国家和地区的超过600家参展商参展,展出面积近50,000平方米。在这次展会上,许多企业推出了他们的新产品,新技术。南京顺风就是其中的一家。其在展会上推出的沼气发电与预热利用系统,顺应现今节能环保的大环境,吸引了不少的企业与游客。

    在展会上,本网编辑与南京顺风的黄经理进行了简短的交流,并对所推出的啤酒废水处理厂沼气发电与余热利用系统做了初步的了解。

    系统项目介绍:

    一:背景介绍

    啤酒废水主要来源为制麦废水、糖化废水、过滤废水、发酵洗罐水、洗瓶水和杀菌水,综合排水浓度范围一般为:pH=5.5~12.0,水温为20~45℃,CODCr=1200~4500mg/L,BOD5=700~2500mg/L,SS=300~600mg/L,TN=30~100mg/L,每生产1t啤酒废水排放量为5~15m3,平均废水量约10m3。啤酒废水的主要特点之一是浓度较高,BOD5/CODCr值高,一般在0.5以上,非常有利于生物处理。

    国内20世纪80年代主要采用好氧处理工艺或水解+好氧工艺处理啤酒废水。此类工艺处理总的说来效果较好,主要缺点是能耗较高。随着能源危机和能源价格的上涨,在废水处理工艺的选择上,能耗成为重要的考虑因素,节能甚至可回收能量的废水处理技术成为发展的方向。在此背景下,厌氧处理法由于具有不需要氧气、产生的细胞物质比较少,能够产生可利用的CH4气体,而且处理成本相对较低,并把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来等优点,成为处理啤酒废水的一种切实有效的办法。

    污水在厌氧处理过程中产生大量的沼气,沼气是富含甲烷的生物质气体,甲烷含量高达60%-70%,热值比城市煤气略高,是非常好的气体燃料,具有很好的利用价值。同时沼气也是污染性气体,含有硫化物气体(硫化氢、硫醇、硫醚、噻吩等有机硫化物)、氨气、卤素类气体等恶臭或刺激性气体,严重影响大气环境质量。另外沼气中的甲烷还是强温室效应气体,其当量质量是二氧化碳的21倍。因此资源化利用沼气具有多重经济和社会价值。

    沼气发电及余热回收利用,是最大限度回收利用沼气技术的发展方向。针对与此,本公司基于多年来在生物质气体利用方面的技术研发和工程应用方面的经验,以沼气发电利用为主要技术环节,以多种余热回收并形成热能输出为辅助环节,以最大限度地燃烧利用沼气并获得可供碳交易的温室气体减排量为目的,开发出了整套的包含气体收集、净化处理、发电与余热利用在内的系统化技术,可以为沼气发电及余热利用工程全方位地提供产品或工程建设服务。

    二:沼气发电系统组成

    完整的沼气发电系统及工程包含五大部分,分别是:沼气收集管路系统、沼气净化及预处理装置、发电机组及余热利用装置、电力控制输出装置、系统监测与控制设备,见流程图。本公司可以提供整套的设备供应和工程建设,也可以分项提供部件设备,产品的结构组成与功能特点如下所示。

    2.1沼气收集管路系统

    沼气收集系统包含了从厌氧反应器(UASB、IC等装置)排气管到气体净化设备之间的管路和功能设备,主要有气液分离器、水封、浮顶稳压柜和管道。

    (1)气液分离器:气液分离器用于将从厌氧反应器中随沼气一起带出的泡沫等液体物质从沼气中分离出来,内部带消泡装置,分离后液体自动排污。采用碳钢材料,内部采用树脂涂层防腐,外部采用镀锌防腐。

    (2)水封:用于控制厌氧反应器集气室内的压力,同时防止管路中出现负压现象。水封装置采用镀锌碳钢制罐状水封,带液位显示装置。

    (3)浮顶稳压柜:采用水封式浮顶稳压柜,用于控制沼气输送压力处于稳定数值,使整个系统运行稳定。浮顶稳压柜容积为10立方米,输出压力和位置信号作为整个系统的一组控制信号。

    (4)管道:采用镀锌无缝钢管,外包聚胺酯保温材料,以避免沼气在管道内温度发生大的改变。

    2.2沼气净化及预处理装置

    沼气净化及预处理装置实现对沼气进行脱硫、脱水、过滤等净化处理,同时对沼气进行抽取、加压输出、稳压、稳流控制,并实现沼气计量以及系统的安全保护功能,主要有沼气脱硫装置、火炬和预处理装置。

    (1)沼气脱硫装置:采用先进的湿法脱硫工艺,对沼气进行连续脱硫处理,能够在浓度在5000mg/m3以下的进气硫化氢脱除到出气浓度为20mg/m3的,满足燃气中硫化氢的浓度要求。该装置中包含洗涤脱硫塔、再生塔、计量加药泵、富液罐、贫液罐等部件,将硫化氢氧化为单质硫,可以实现对硫的资源化回收。脱硫装置主要设备采用玻璃钢或不锈钢制造,具有良好的耐腐性,具备自动加药和排污功能,满足连续运行的要求。

    (2)沼气封闭式火炬:采用封闭式地面火炬,无明火外露,安全可靠,用于将系统中多余的沼气燃烧处理排放,减少沼气的大气污染。火炬包含火炬筒体和阀组箱,火炬进气由阀组箱控制,当沼气管路中压力偏高后,自动启动火炬,实现自动电子点火、火焰监测和熄火保护功能。沼气火炬的燃烧负荷调节比为10:1,可以满足对较大气量范围的沼气燃烧处理。

    (3)沼气预处理装置:沼气预处理装置为翘装结构设备,包含了罗茨风机、水冷机组、换热器、气水分离器、过滤器、测量仪表等部件,通过变频控制,实现对沼气的抽取、加压输出、稳压、稳流等控制功能,并对沼气供给状态(流量、压力、温度、甲烷含量)和计量数值(累积消耗甲烷量)进行测量。预处理装置还接收发电机组信号和沼气管路内的状态信号,对整个系统进行自动调节控制和安全保护。

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