**市生活垃圾卫生填埋场填埋气制燃气项目技术方案编制：校对：审核：目录1. 项目概述 (3)1.1. 项目名称 (3)1.2. 装置名称 (3)1.3. 项目基本情况 (3)1.4. 原料气条件 (3)1.5. 产品气指标《城镇燃气分类和基本特性GB/T13611-2006》 (4)1.6. 设计规程、规范和标准 (4)2. 工艺方案选型 (5)2.1. 工艺流程简图 (5)2.2. 工艺流程简图 (5)2.3. 系统简介 (6)2.3.1. 罗茨风机 (6)2.3.2. 干式脱硫 (6)2.3.3. 双皮膜储气柜 (6)2.3.4. 原料气压缩机 (8)2.3.5. PSA 脱碳系统 (9)2.3.6. 吸附剂 (11)2.3.7. 控制系统及控制软件 (12)3. 装置配置清单及价格 (16)1. 项目概述1.1. 项目名称浏阳市生活垃圾卫生填埋场填埋气提纯制城镇燃气项目1.2. 装置名称沼气变压吸附回收甲烷装置（5-1-3 VPSA）1.3. 项目基本情况本装置是以浏阳市生活垃圾填埋场产生的填埋气为原料，采用变压吸附技术，通过利用吸附剂的选择吸附，一次将原料气中的除CH4、N2、O2 以外的杂质吸附掉，直接分离出CH4，其质量要求达到《城镇燃气分类和基本特性-GB/T13611-2006》天然气12T 3 号试验气技术指标要求的燃气产品气，经储气柜缓冲后送出界区。

1.4. 原料气条件本装置以垃圾填埋气为原料，采用5-1-3 VPSA 流程变压吸附CH4 提纯技术，从垃圾填埋气中提纯分离出满足《城镇燃气分类和基本特性-GB/T13611-2006》天然气12T 3 号试验气的合格生物质燃气，然后经管道输送至用气终端。

解析气主要成分为CO2，直接高点放空。

原料气性能指标CH4：≥50%CO2：≤46.71%N2：≤2.59%O2：≤0.7%H2S：≤500ppm气体流量：≤12000m3/d（标态）温度：30～40℃1.5. 产品气指标《城镇燃气分类和基本特性GB/T13611-2006》CH4 ≥91%H2S ≤6mg/m3CO2 ≤3%水露点≤-20℃压力0.35MPa温度：20～40℃1.6. 设计规程、规范和标准符合现行使用的有关国家标准以及部颁标准，使用标准和规范包括（不限于）：《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）Ⅱ类标准《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）《原油和天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）《天然气集输管道施工及验收规范》（SY/T0466-2010）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2000）《爆炸性气体环境用电气设备第1 部分：通用要求》（GB 3836.1-2000）《爆炸性气体环境用电气设备第2 部分：隔爆型》（GB3836.2-2000）《爆炸性气体环境用电气设备第3 部分：增安型》（GB3836.3-2000）《电气设备安装工程施工及验收规范》（GB50258—96）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）《钢制压力容器》GB150-2011《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384-92《运输包装收发货标志》GB6388-86《石油化工企业工艺装置设备平面布置设计通则》SHJ11-2000《石油化工企业建筑设计规范》SHJ17-2000《石油化工企业设计防火规范》(1999 年局部修订GB50160-92)2. 工艺方案选型2.1. 工艺流程简图来自垃圾填埋场→罗茨风机升压→水洗除尘→干式脱硫系统→双皮膜储气柜→原料气压缩机→气液分离罐→PSA 脱碳系统→水环真空泵→排空。

→产品气缓冲罐。

2.2. 工艺流程简图垃圾填埋场产生的垃圾填埋气首先通过罗茨风机的抽采主动收集，收集来的填埋气通过罗茨风机升压至20kPa 后；通入水雾除尘系统将填埋气中的粉尘除去；然后将填埋气通入干式脱硫系统将H2S 脱至3ppm 以下；脱硫后的填埋气储存在2500m3 的双皮膜储气柜中均氧并储存；填埋气通过原料气压缩至0.8MPa，并经过后端的原料气分液罐缓冲分液；升压后的填埋气通过5-1-3 VPSA 变压吸附系统将除CH4、N2、O2 以外的杂质气体除去；提纯后的产品气经过两个100m3 的钢制储气罐储存；最后通过产品气通过调压后送出界区。

PSA 吸附装置的解析气通过逆放、抽真空排空处理。

2.3. 系统简介2.3.1. 罗茨风机型号：ARD-125；系统数量：2 套，一用一备；吸入风量：≥500Nm3/hr；升压能力：29.4 kPa；配套电机：11 Kw材质：铸钢设备配置说明：罗茨风机为国产知名品牌（国内排名前 5 位），配防爆电机，适用于爆炸性气体环境使用。

罗茨风机所配电机采用变频调速，每台电动机配单独的ABB/西门子变频器。

具有从最大负荷到允许最低负荷范围安全连续运行的能力，以满足发电机组负荷变化的要求。

罗茨风机采用风冷方式，配有逆止阀、柔性连接、进出口设检修用阀门。

2.3.2. 干式脱硫将含有500ppm H2S，原料气经过干式脱硫塔脱脱硫至3ppm。

本装置精脱硫工序由两台脱硫塔组成。

脱硫塔内装填氧化铁固体脱硫剂。

该脱硫剂具有很高的脱硫活性和硫容，其中在常温下具有脱硫活性的主要成分为：α-Fe2O3.H2O 和γ-Fe2O3.H2O。

当沼气通过床层时，沼气中的硫化氢与脱硫剂接触反应生成硫化铁：Fe2O3.H2O+3H2S= Fe2S3.H2O+3H2O。

2.3.3. 双皮膜储气柜（1）设备介绍双膜干式贮气柜由外膜、内膜、底膜和混凝土基础组成，内膜与底膜围成的内腔用于贮存沼气，外膜和内膜之间气密。

外层膜充气为球体形状。

贮气柜设防爆鼓风机，风机可自动调节气体的进/出量，以保持气柜内气压稳定。

内外膜和底膜均由HF 熔接工序熔接而成，材料经表面特殊处理加高强度聚酯纤维和丙烯酸脂清漆。

贮气柜可抗紫外线、防泄漏，膜不与沼气发生反应或受影响，抗拉伸强度强，适用温度为-30~70℃。

（1）附属设备与控制要求（a）在进出管道上设置冷凝水器，以收集贮气柜中可能存在的冷凝水。

（b）采用防爆电机的鼓风机，用于支撑贮气柜外膜。

鼓风机后串连一座空气压力保护器，用于恒定内外膜之间的空气压力，排出多余空气，保证贮气柜安全。

（c）在进口管道上设沼气压力安全保护器，以保证贮气柜的运行安全。

（d）在球顶设测距仪，在PLC 系统内将长度信号换算成容积信号，用于实时监测贮气柜内的沼气贮存情况，并输出信号供其它控制。

（e）在空气压力保护器后的空气管道上设压力计，以测量二层膜之间的空气压力。

图4 双膜干式贮气柜结构原理图（2）技术参数序号项目技术参数单位1 气柜容积 2000 m32 外膜拉力强的≥5500 N/5cm3 内膜拉力强的≥4000 N/5cm4 抗H2S 腐蚀＞5000 ppm5 内膜抗折叠次数≥100000 次6 日光坚牢度优于77 温度 -40 至70 ℃8 气柜运行压力≥1000，≤2000 Pa9 气柜外观平整、光滑、有弹性 ---10 透气率≤400 cm3/m2 ·24h·0.1MPa11 焊接缝≥80 mm12 沼气使用率≥95 %13 抗雪载能力≥0.6 KN/m214 抗风载能力≥0.6 KN/m215 颜色灰白色16 底边固边咬合完整、无渗漏 ---17 固边螺栓 M16x50，底部满焊,热镀锌 ---18 预埋件 10#槽钢,热镀锌 ---19 表面电阻≤１０９Ω20 防爆风机 D 级防爆保温、恒压'21 观测孔 8mm 有机玻璃板，密闭，无渗漏---22 密封胶条专用胶条 ---23 连接螺栓高强螺栓 ---24 外形尺寸 D=17220；H=12100 mm2.3.4. 原料气压缩机原理气压缩机采用国产的 V 型、无油润滑、水冷、两级压缩机；电机的一端有一台压缩机。

压缩机设有级间冷却器及后冷却器。

整个机组布置在底座上，该机组结构紧凑、运转平稳、维修方便、噪音低、振动小、安全可靠、自控水平高，设计升压能力0.8MPa，排气量9m3/min，出口温度40℃。

技术参数表序号名称量纲参数值备注1 型号和名称 VW‐9.8/0.1‐8 型混合气压缩机2 结构型式 V 型、水冷、二级二列压缩、无油润滑、往复活塞机组3 工作介质混合气，二氧化碳50%，甲烷50%，无液态水4 容积流量(进气状态) m3/min 9.85 压缩机供气量 Nm3/h 当进气压力为0.01MPa（G）:5806 吸气压力（表压） MPa 0.017 排气压力（表压） MPa 0.88 进气温度℃＜459 排气温度℃≤16010 输气温度℃≤4011 轴功率 kW 65.912 冷却方式水冷13 冷却水耗量 m3/h 1014 润滑方式运动部件压力润滑气缸填料无油润滑15 压缩机电机传动方式弹性联轴器直联16 行程 mm 9217 转速 r/min 74018 压缩机噪音分贝≤8519 主机外形尺寸 mm 3513×2000×1820（长、宽、高）20 重量 kg 300021 压缩机使用寿命 30 年22 配用电机型号及名称 YB315M‐823 额定功率 kW 7524 额定电压 V 38025 现场防爆等级 dⅡBT42.3.5. PSA脱碳系统本装置是将原料沼气（CH4：50%,CO2：46.71%）提纯CH4 使其产品气甲烷大于91%。

PSA 沼气提纯工序采用5-1-3V PSA 工艺流程，即：装置的五个吸附塔中有一个吸附塔始终处于进料吸附的状态。

其吸附和再生工艺过程由吸附、连续三次均压降压、逆放、抽真空、连续三次均压升压和产品气升压等步骤组成。

具体过程简述如下：a. 吸附过程来自原料气压缩机的压力为～0.6MPa(G)左右，温度40℃的沼气，自塔底进入正处于吸附状态的吸附塔（始终有1 个吸附塔处于吸附状态）内。

在多种吸附剂的依次选择吸附下，其中的CO2 等杂质被吸附下来，未被吸附的CH4 作为产品从塔顶流出送出界区去后工段。

其中CH4纯度控制大于92%（高位热值：＞31.4MJ/Nm3），压力大于0.45MPa。

当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。

吸附床开始转入再生过程。

b. 均压降压过程这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的甲烷放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，该过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间甲烷的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压过程，因而可保证CH4 的充分回收。