Ⅰ 如何维护和保养沼气工程设备
沼气工程设备的定期维护保养是发挥沼气工程效益的重要环节。有些沼气工程建成后,由于维护管理不当,造成沼气工程不能有效运行,因此应当加强设备的维护和保养。
(1)格栅
应定期检修、保养格栅,对于破损的要及时更换。机械格栅机运转结束后应及时清洗格栅机。
(2)泵房
①在每次停泵后,应检查填料或油封处的密封情况,进行必要的处理,并根据需要添加或更换填料、润滑油、润滑脂。
②应至少半年检查、调整、更换水泵进出水闸阀与填料1次。
③应定期检修集水池水标尺或液位计及其转换装置。
④备用泵应每月至少进行1次试运转。环境温度低于0℃时,必须放掉泵壳内的存水。
(3)调节池
①连接贮存池的管道应定期清理。
②调节池应每年放空、清理1次,及时排除沉渣及杂物。
③正常运转后,每年排泥1~2次,应经常检查排泥阀,并进行保养。
(4)厌氧反应器
①厌氧反应器的塔体、各种管道及闸阀应每年进行1次检查和维修。
②厌氧反应器的各种加热设备应经常除垢、清通。
③当采用热交换器加热时,管道和闸阀处的密封材料应每年更换。
④当采用螺旋桨等机械搅拌时,轴承应定期检查,添加润滑油,支承架的连接螺栓应经常检查和紧固。
⑤蒸气管道、沼气管道的冷凝水应按设计规定定期排放。
⑥寒冷地区冬季,对溢流管、防爆装置的水封应做好设备和管道保温防冻工作。
⑦厌氧反应器运行3~5年应彻底清理、检修1次。
(5)沼气贮气柜
①定期检查沼气贮气柜、沼气管道及闸阀是否漏气。
②沼气贮气柜外表的油漆或涂料应定期重新涂饰。
③沼气贮气柜的升降设施包括进出气阀应经常检查,添加润滑油(脂)。
④寒冷季节前应检修沼气贮气柜水封的防冻设施。
⑤贮气柜的贮存水每半年必须更换1次。
⑥沼气贮气柜运行3~5年应彻底维修1次,所有气阀,使用寿命到期必须强制更新。
⑦沼气报警装置应每年检修1次。
(6)沼气净化设备
①定期检查沼气净化系统的气密性,每周对旁路阀门和备用脱硫塔的阀门进行开、闭运转。
②定期排除沼气净化设备中的冷凝水。
③根据设备要求定期更换(再生)脱硫剂。
Ⅱ 沼气管里含有水分总么办
沼气成分检测的主要方法有奥氏气体分析方法、气相色谱GC分析方法、热催化元件检测方法和红外检测方法。
奥氏成分检测分析仪:采用氢氧化钠溶液吸收CO2,以焦性没食子酸碱性溶液吸收CO2,采用爆炸燃烧法后采用吸收法测量CH4,从而测出CH4、CO2、O2的含量。该方法结构简单,但是需要采集代表性的气体,且不能现场分析,此外每年都需要购置大量的药剂,人员需要培训且分析测试劳动强度较大。
气相色谱GC分析方法:采用将采样的气体利用其物理吸附能力差别在色谱柱中分离然后采用TCD传感器分析其CH4、CO2、O2,该方法测试简单,但是色谱价格相对较贵,需要采样,不能现场分析。
热催化检测方法:将热催化(黑白)元件—补偿元件和桥臂电阴构成惠斯顿电桥加一恒定电压,由于热催化元件的骨架是铂丝材料,电流流过时加热,使温度为500度左右,当遇到瓦斯气体时,瓦斯气体接触催化元件表面时会发生氯化反应,产生大量的热量,使催化元件温度升高,阻值增大,电桥输出不平衡电压,反映被测甲烷的浓度。该方法的优点是:价格低廉,适合煤矿测量甲烷是否超标,已经普遍使用在便携瓦斯分析仪以及固定式瓦斯传感器。缺点是:需要频繁标定,7天标定一次,只有一年使用寿命,精度差(10%),寿命短,只能测量0—4%以下的瓦斯。高浓度使得传感器中毒甚至报废,此外不能测量CO2。
红外检测方法:采用CH4、CO2气体会吸收款3.4um,4.26um的中外红外波长的特点,通过红外吸收率的变化得到CH4、CO2含量,同时可以配合电化学传感器得到O2、H2S含量。目前是国外从事沼气测量的首选测量仪器,目前我国在开展的情节发展机制CDM项目都要求采用红外沼气分析仪检测沼气的成份,其优点是可以在线实时测量,不需要气袋采样,没有耗材消耗,测量精度高,不需要频繁标定,测量量程0—100%,既可测量沼气池气体成分,也可测量沼气泄漏。
奥氏气体分析仪由于不能现场分析,且每年都需要购置大量的试剂(除非政府每年都有试剂费用的财政安排),分析测试复杂,劳动强度大,因此不适合农村沼气分析工作;气相色谱是目前我国农业领域测量沼气CH4、CO2的推荐实验室方法,需要采样后实验室分析,但是其购置价格昂贵,操作十分复杂,在沼气现场使用困难。
Ⅲ 大中型沼气工程常用的沼气脱水方法有哪些
沼气从厌氧发酵装置产出时含有大量水分,特别是高温发酵与中温发酵含水量更大,在管路输配过程中由于温度、压力变化,露点降低,沼气中水分析出,造成输配系统内两相流动,使系统的阻力增大,甚至使管道堵塞,水与沼气中的硫化氢共同作用,还会加速管道及阀门、流量计的腐蚀,因此沼气必须进行脱水处理,常见的脱水方法有以下三种。
(1)冷分离法
冷分离法是利用压力能变化能引起温度变化,使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。对于高、中温沼气为脱除部分水蒸气可进行初步冷却,可采用管式间接冷却、塔式直接冷却和间—直混合冷却。对于上述装置需要冷却源和热交换器。
塔式脱水器是在塔内设置各种形式的塔盘、填料等,把气、液两相分散成许多细小的气泡、液滴或液膜,以扩大相接触面积。某种塔式脱水器如图8-15所示。
图8-15 塔式脱水器
按气、液接触基本构件的特点分类,脱水器分为填料塔和板式塔。填料塔属于气、液连续接触式塔器,它是在塔内装有一定数量的填料,液体沿填料表面向下流,形成一层薄膜;气体沿填料上升,在填料表面的液层与气体的界面上进行传质。板式塔属于气、液阶段接触式塔器,它是在塔内按照一定距离设置许多塔盘,气体以鼓泡或喷射的方式穿过塔盘上的液层,进行传质和传热。
为了避免沼气在管道输送过程中所析出的凝结水对金属管路的腐蚀或堵塞阀门,常采用在管路的最低处安装凝水器的方法,将沼气中冷凝下来的水蒸气聚积起来定期排除,以使其后的沼气内所含水分减少。管路上的冷凝脱水器如图8-16所示。
图8-16 冷凝脱水器
(a)自动排水装置 (b)手动排水装置
(2)溶剂吸收法
溶剂吸收法是利用氯化钙、氯化锂及甘醇类等脱水溶剂实现对水的吸收。
(3)固体物理吸水法
固体物理吸水法是通过固体表面力作用实现水分的脱除,吸附是在固体表面力作用下产生的,根据表面力的性质分为化学吸附(脱水后不能再生)和物理吸附(脱水后可以再生)。能用于沼气脱水的干燥剂有硅胶、活性氧化铝、分子筛以及复式固定干燥剂,后者综合了多种干燥剂的优点。
Ⅳ 如何确认和排除沼气灯的故障
(1)若纱罩外层出现蓝色飘火经久不消失,是带进的空气不足,应将灯盘顺时针方向旋转逐渐加大空气进气量,调至不见明火发出白光亮度最佳为止。调节后如仍出现飘火这是喷嘴孔径过大,应更换孔径小的喷嘴。
(2)若纱罩不发白光而呈红色时,是因为沼气太少或空气太多,应将灯盘反时针方向旋转逐渐减少空气进气量,调至灯发白光亮度最佳为止,调节后仍出现红火,应更换孔径大的喷嘴。
(3)灯不发火或灯光不稳,是喷嘴堵塞,应取下喷嘴用缝衣小针扎通,灯光一亮一暗,是输气管中积水较多或管道不畅通,可打开排冷凝水的阀门排除管道内的冷凝水或疏通管道。
(4)有时燃烧处于良好状态而灯不发白光,这是纱罩质量不佳或收藏时间过长而受潮的缘故。
(5)纱罩外燃烧灯光发红调节无效,属沼气灯结构不合理,如引射器太短、喷嘴孔过大或不同心、烟气排除不良、泥头破损或纱罩未扎牢,应选用结构合理的沼气灯。
Ⅳ 沼气提纯的方法
沼气提纯有四种方法可以实现,分别是吸收法、变压吸附法、低温冷凝法和膜分离方法。
吸收提纯法是利用有机胺溶液(一级胺、二级胺、三级胺、空间位阻胺等)与二氧化碳的物理化学吸收特性来实现的,即在吸收塔内的加压、常温条件下与沼气中的二氧化碳发生吸收反应进行脱碳提纯甲烷,吸收富液在再生塔内的减压、加热条件下发生逆向解析反应,释放出高纯度的二氧化碳气体,同时富液得到再生具备重新吸收二氧化碳的能力,从而实现沼气在吸收塔内的连续脱碳提纯甲烷过程,并使得脱碳液进行连续的吸收、再生循环工作。
变压吸附提纯法是利用吸附剂(如分子筛等)对二氧化碳的选择性吸附特点, 即在吸附剂上二氧化碳相对其他气态组分有较高的分离系数, 来达到对沼气中二氧化碳进行脱除的目的。在吸附过程中,原料气在加压条件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔内,甲烷等其他弱吸附性气体作为净化气排出,当吸附饱和后将吸附柱减压甚至抽成真空使被吸附的二氧化碳释放出来。为了保证对气体的连续处理要求,变压吸附法至少需要两个吸附塔, 也可是三塔、四塔或更多。
低温冷凝提纯法是利用二氧化碳液化温度高的特点,通过低温作用使沼气中的二氧化碳被液化,甲烷组分作为不凝气以提纯产品气排出。为了降低运行能耗,通常采用回热技术将剩余冷量进行回收。
膜分离提纯法是利用不同气体组分在压力驱动下通过膜的渗透性作用的不同来实现的,通常情况下二氧化碳的渗透速度快,作为快气以透过气排出,甲烷的渗透速度慢,作为慢气以透余气形式获得提纯产品气。在工程中,为了提高甲烷气的浓度,常采用多级膜分离工艺。
沼气提纯工程主要采用的是吸收、变压吸附以及膜分离法,低温冷凝法由于技术成熟度和经济性等原因应用得还很少。
Ⅵ 沼气中冷凝水会对不锈钢管材产生腐蚀吗
沼气中腐蚀介质是硫化氢,对普通钢材具有腐蚀作用,对不锈钢不会产生反应。特别是沼气使用中一般在前端就进行脱硫处理,使用采用不锈钢材料完全可以。
Ⅶ 沼气净化与提纯的概念
沼气提纯有四种方法可以实现,分别是吸收法、变压吸附法、低温冷凝法和膜分离方法。
吸收提纯法是利用有机胺溶液(一级胺、二级胺、三级胺、空间位阻胺等)与二氧化碳的物理化学吸收特性来实现的,即在吸收塔内的加压、常温条件下与沼气中的二氧化碳发生吸收反应进行脱碳提纯甲烷,吸收富液在再生塔内的减压、加热条件下发生逆向解析反应,释放出高纯度的二氧化碳气体,同时富液得到再生具备重新吸收二氧化碳的能力,从而实现沼气在吸收塔内的连续脱碳提纯甲烷过程,并使得脱碳液进行连续的吸收、再生循环工作。
变压吸附提纯法是利用吸附剂(如分子筛等)对二氧化碳的选择性吸附特点, 即在吸附剂上二氧化碳相对其他气态组分有较高的分离系数, 来达到对沼气中二氧化碳进行脱除的目的。在吸附过程中,原料气在加压条件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔内,甲烷等其他弱吸附性气体作为净化气排出,当吸附饱和后将吸附柱减压甚至抽成真空使被吸附的二氧化碳释放出来。为了保证对气体的连续处理要求,变压吸附法至少需要两个吸附塔, 也可是三塔、四塔或更多。
Ⅷ 沼气池储气罐进气管总是进水的原因
水汽凝结成似,沼气发酵池里是有水的,当沼气产生后冒出来时,湿度大水份多,在进入到储气罐后,水汽就冷凝成水了
Ⅸ 沼气脱硫的脱硫原理
干发脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式,一般适合用于沼气量小,硫化氢浓度低的沼气脱硫。干法脱除沼气气体中硫化氢(H2S)的设备基本原理是以O2使H2S 氧化成硫或硫氧化物的一种方法,也可称为干式氧化法。干法设备的构成是,在一个容器内放入填料,填料层有活性炭、氧化铁等。气体以低流速从一端经过容器内填料层,硫化氢(H2S)氧化成硫或硫氧化物后,余留在填料层中,净化后气体从容器另一端排出。
干式脱硫主要包括主体钢结构、脱硫剂填料、观察窗、压力表、温度表等组件。脱硫塔通常设计为一用一备,交替使用,即一个脱硫,一个再生。含有硫化氢(H2S)的沼气进入脱硫塔底部,在穿过脱硫填料层到达顶端的过程中,H2S与脱硫剂发生以下的化学反应:
第一步: Fe2O3 · H2O + 3 H2S = Fe2S3 + 4 H2O (脱硫)
第二步: Fe2S3 + 3/2 O2 + 3 H2O = Fe2O3 · H2O + 2 H2O + 3 S(再生)
含有硫化氢的沼气首先与底部入口处荷载相对高的脱硫剂反应,反应器上部是负载低的脱硫剂层,通过设计良好的沼气空速和线速,干式脱硫能到达良好的精脱硫效果。
在沼气进入干式脱硫塔之前,应设置有冷凝水罐或沼气颗粒过滤器。该装置可以消除沼气中夹杂的颗粒杂志,并使得沼气在进入脱硫前含有一定湿度。
当观察到脱硫剂变色,或系统压力损失过大时,应交替使用另一个脱硫塔。当前的脱硫塔在沼气放空后,进行自然通风,对脱硫剂进行再生。当再生效果不佳时,应从塔体底部将废弃的脱硫剂排除,在底部排放废弃填料的同时,相同体积的新鲜脱硫填料加入反应器中。 湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理和化学方法存在硫化氢再处理问题,氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中,液体进入设备,与沼气混合,沼气中的硫化氢(H2S)与液体产生氧化反应,生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。成熟的氧化脱硫法,脱硫效率可达99.5%以上。
在大型的脱硫工程中,一般采用先用湿法进行粗脱硫,之后再通过干法进行精脱硫。
湿法脱硫塔主体包括洗涤塔、硫化氢采样与监测系统、碱液配置槽、供水软水装置、液位控制系统、支撑件和连接件。脱硫系统通过对出气硫化氢浓度的监控以及PH值监控,实现全自动运行。
运行时,沼气由下至上通过脱硫塔,Na2CO3溶液(或NaOH溶液)从顶部向下喷淋,使得H2S气体与碱液发生了充分的化学反应。
碱液存储在脱硫塔的下方,通过计量泵自动添加,计量泵的添加控制通过对出气H2S浓度的监控自动运行。
当采用碳酸钠(Na2CO3)试剂脱硫时,主要发生如下反应:
H2S + Na2CO3 = NaHS + NaHCO3 ( 1 )CO2 + Na2CO3 + H2O = 2 NaHCO3 ( 2 )
由于沼气中含有的大量CO2成分,同样会消耗碱液。 系统应能对反应条件(包括反应温度、PH值)等进行控制,设置最优反应条件,尽可能地减少碱液的消耗量。 生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法,三种系统均属开放系统,其微生物种群随环境改变而变化。在生物脱硫过程中,氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S然后再经生物氧化过程生成单质硫,才能去除。在大多数生物反应器中,微生物种类以细菌为主,真菌为次,极少有酵母菌。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌,脱氮硫杆菌及排硫杆菌。最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌,其生长的最佳pH值为2.0~2.2。
沼气生物脱硫是20世纪90年代发展起来的新技术,在国外已得到了广泛研究,在应用方面也取得了很大进展。国外已有较成熟的沼气生物脱硫集成技术,主要包括荷兰帕克公司的壳牌-帕克工艺(shell-PAQ工艺)、奥地利英环(EnvironTec)生物滤池脱硫工艺等,这些工艺在国内也得到了较广泛应用。国内的生物脱硫技术目前还处于研究阶段。下面以奥地利英环EnvironTec 生物脱硫技术为例,介绍一下沼气生物脱硫工艺。EnvironTec生物脱硫在全球迄今已完成400多个工程案例,在国内也有不少工程案例,该技术被证明是沼气脱硫的最佳实践技术,一个典型的案例表明,生物脱硫的综合运行成本低于每立方沼气2分钱。
工艺描述:
将一定量的空气导入含有硫化氢的沼气中,混合气体通过EnvironTec生物脱硫塔去除硫化氢。在反应器内部安装有特殊的塑料填料,它们为脱硫细菌繁殖提供充分的空间。营养液的循环使填料保持潮湿状态,并且补充脱硫细菌生长繁殖所需的营养。专属菌种(如丝硫菌属或者硫杆菌属),借助营养液在填料中繁殖。在这种情况下,他们从混合沼气中吸收硫化氢,并将他们转化为单质硫,进而转化为稀硫酸,
化学反应式如下:H2S + 2O2=H2SO42
H2S + O2 =2 S + 2H2OS + H2O + 1.5 O2=H2SO4生成的稀硫酸在营养液和自来水的缓冲中和作用下,一起排出系统,
此过程周而复始。
1 反应塔 5 营养液供应 9 热交换器 13 营养液液位控制器2 填料 6 稀释用水 10 气分析仪 14 空气流量计
3 沼气入口 7 循环液 11 pH 控制仪 15 营养液废液排出口
4 空气供应 8营养液泵 12 温度计 16安全流量控制开关
沼气(3)进入反应器(1)底端,并从底端穿过填料层到达顶部。空气(4)通过变频控制精确添加。尾气成分分析仪(10)对余氧浓度监控并与空气风机连锁。 循环液通过循环泵(8)循环喷淋。液位开关(13)控制整体的液位平衡。为了保证细菌的最佳活性,采用热交换器(9)和温度监测(12)对系统温度调节控制。PH仪(11)用于控制营养液的质量(酸碱度),例如当PH低于设定值时,新鲜的营养液(5)和稀释用水(6)自动加入脱硫塔中,在此同时,废液(15)自动排出,并保持液位平衡。