【行业标准】 秸秆沼气工程工艺设计规范

ICS27.010
中华人民共和国农业行业标准
NY/T 2142-2012
秸秆沼气工程工艺设计规范
Process design code of crop straw anaerobic digestion engineering2012-03-01发布
2012-06-01实施
中华人民共和国农业部发布
本标准按照GB/T1.1—2009给山的规则起草。本标准由全国沼气标准化技术委员会（SAC/TC5157)提出并内口。NY/T2142—2012
本标准起草单位：农业部规划设叶研究院、农业部沼气科学研究所、中国农业人学、北京化大学、北京介白意生态能源科技开发有限公司、河北省新能源办公家、四川省农村能源办公笔，本标准主要起草人员：赵立欣、董保成、颜附、林聪、李秀金、颜开、李惠斌、方小春、向欣、尹勇、陈羚、高新屌，
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1范围
秸秆沼气工程工艺设计规范
NY/T 2142—2012
本标推规定了秸秆沼气工程工艺设计的·一般规定.设计内容、要技术参数和工程设计参数，本标痛适用！以农作物秸秆为工要原料（发酵原料中秸秆干物质含氧大下50%)沼气工程的工艺设计，不适用子农村户用秸秆沼气。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应川是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仪注口期的版本适用下本文件，凡是不注口期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用本文件GB14554恶臭污染物排放标准
GB15577粉尘防爆安全规程
GB/T15605）
粉尘爆炸泄压指南
GB/T 17919:
粉忆爆炸危险场所用收尘器防爆导则GB50016
建筑设计防火规范
GB 50057
建筑物防雷设计规范
GR 50058
爆炸和火灸危险环境电力装置设计规范CB50191
GB 50444
构筑物抗實设计规范
建筑灭火器配置验收及检查规范JBT7670
螺旋输机
NY/T509秸科探丝机
NY/T 1220.1
沼气工程技术规范第一部分：工艺设计NY/T 1220.2
沼气工程技术规范第二部分：供气设计NY/T1704沼气电站技术规范
Y/T2141秸秤沼气1程施工操作规程国家环境保护部第2号令（2008）建设项H环境保护分类管理目录》3一般规定
3.1总则
3.1.1秸杆沼气工程的工艺设计和工程建设，应遵守国家有关法律、法规，执行国家现行的资源利用、环境保护、土地节约、安全与消防等有关规定。3.1.2秸弃沼气工程的工艺设计和工程建设，应根据当地猎秆资源统筹规划，与城乡发愿相协调，做到近远期结合，以近期为，兼顾远期发展。3.1.3粘秆沼气程的工艺设计，应根据所选用的原料特性、招气用途，选择投资与运行成本低、占地少，运行稳定可靠、操作简便的工艺技术，并私极稳妥地采用新工艺、新技术、新设备、新材料。对子需要可进的先进技术和关键设备，小以提高沼气工程综介效益，推动技术进步为原则。3.1.4稽秆涩气T程的设计使用年限不低下25年。3.1.5秸秆沼气工程的工艺设计，除执行本规范外，还应符合国家班行有关经济和技术标准的规定。3.1.6粘籽沼气上程相关施［燥作，接NY/T2141.的规定执行.1
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3.2工程选址
3.2.1应对拟遵秸科沼气工程场址进行实地考察，选定的场址应符合当地有关能源和土地的规划：3.2.2选证应考虑秸杆原料的可获得过和收集半径，便于就近、就地利用沼气、沼液、沼渣，综合评估粘秆沼气工程的经济性.
3.2.3秸科沼气工程应满足安全生产要求，其场址在符合国家有关防尘、防爆.防火的规定外，还与生产或贮存易燃易爆及其他危险物的场所居民牛沥区、铁格、高速公路以及重要公共建筑保持人50m的距离：
3.2.4场址应有较好的地质，具备供电和给排水的基础条件，交通方便4工艺设计
4.1设计依据及基础资料
4.1.1秸杆沼气工程项可行性研究报告，设计合同书、树关管理部门的要求、委托单位提供的技术基研资料：
4.1.2秸杠原料的种类、叫利用的秸和资源量以及收集运输、贮存方式，秸秤资源供应的可持续年限。4.1.3沼气、沼液、沼渣的用途：4.1.4项口建设点的气象、地质、水文等资料，4.2设计内客
4.2.1应包拆秸贮存，预处埋，招气生产，沼气的疗化、贮存，输配和利用，沼气、沼液.渣综合利用，安全消防、络排水.供电等系统工艺设计及单元工艺设计。4.2.2T艺设计文件包括设计总说明、总平m布置图、工艺流程图、工艺管道总图等。4.2.3单元工艺设计文件包括各处理单元的工艺设计及说明、设备选型，设备布置图、各单元的」艺管道布置图等。
4.3原料贮存
4.3.1秸秤贮存设施的容积应根据原料特性、收获次数、消耗量等因紊确定，通常以粘秆收获周期内需要消耗的源料量设计和贮存，以保证原料的供应量4.3.2秸秆沼气1程场区内或附近应设置短期堆放秸秆的场所，秸秆贮行童应与粘杆沿气.厂程的秸和消耗能力桐匹配，并能满足工程连续运行的原料需求。4.3.3粘杆长期堆放场所应选择四荒地或由间等空地，远离电线、变电站等设施，并应有防霉变，防雨、雪渗漏和防火措施；秸秤雄放场地面宜采用防潮混凝土地面，场地标高应高于周边地面，且有排水设施。4.3.4青贮池（率）宜采用耐腐仙砖混结构或预制混凝十结构：青些秸杯的含水率应65%，密度大于500kg/m
4.3.5执行秸科原料的存记录制度。4.4原料预处理
4.4.1秸科原料的预处理有物理、化学和生物等方法。4.4.2秸杆预处理设施包括集料池勾浆池，粉碎车问等，每个工程可根据实际需求合理延用。4.4.3集料池和匀浆池底部应有坡度.并设排泥设施，同时须设有扩栏等资全防护措施。4.4.4液你发酵工艺的进料池容积-般按一次进料设计.按式1)算。 三
式中：
\一—进料池有效容积.单位为立方米（m）：2
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q一进料量，单位为立方米每天（m/a)t一一原料滞留时问，单位为:天(d)，以发酵原料量变化一个周期的时间设计为宜。4.4.5秸秆预处理设备包括粉碎机、切划摔机、揉丝机、输送机等。易损机电设备应有备用。4.4.6秸秤操丝机、粉碎机接NY/T509的规定执行：4.4.7秸杆原料输送机按JBT7679的规定执行，4.4.8泵按NY/T1222的规定执热行，4.4.9秸秤粉碎场所除执行CB15377的规定外，还应设置阳爆和泄爆设备或设施。除牛器的防爆要求按GB/T17910的规定执行，粉摔机和风机的防爆要求按（GB/T15605的规定执行，4.5沼气生产
4.5.1一般规定
4.5.1.1应根据秸秆原料的持性和上程建设目标选择适合的厌氧消化T艺。4.5.1.2所选择的厌氧消化工去应能适应两种或两种以上粘秤的物料特性及其发酵要求。4.5.1.3厌氧消化器应采用抗渗筋混凝上或抗离碗钢结构，成设置增温保温措施；宜采用太阳能、风能、生物质能等多能互补的方式增温保温。4.5.1.4厌氧消化器内的加热燃管，宜采用多管路平行布置。加热管路固定支架和罐壁连接时，不应破坏厌氧消化器的防腐层。
4.5.1.5用于集中供气的大型工程，厌氧消化器的个数不宜少了2个。4.5.1.6氧消化器应闭、耐腐蚀。4.5.1.7厌氧消化器上部应设置正负压保护装置.底部应设置排泥装置和检修观察口。4.5.1.8厌氧消化器应设有2个以上取样口和测温点。4.5.1.9内部物料高度随时间变化的厌氨消化器，颈设置物料高度检测装置。4.5.1.10庆氧消化器的有效容积计算见式(2)。武中；
V=W.Is.k+p/
V厌氧消化器的有效容积，单位为立方来(mr)：W—物料消耗量，单位为千克每犬(kg/d)；—进料！物质浓度，单位为百分率（%）一总厨体消化率，单位为百分率（%）；(2)
P一单位质量产气量（常用原料的粘秆产气量参数参见附录A)，单位为立方米每下克（干物质）Lm°/kg(TS)];
3一-设计容积产气率，单位为立方米每立方米·天[m/（m.d)]。4.5.2主要上艺技术参数
4.5.2.1秸秆沼气工程工艺的主妻技术数见表1。表1秸秆沼气工程工艺主要技术参数廖数
中温发酵
温胺范围
高温发酵
注：集中代气工程准荐使用中温或高湿发醛。单位质量产气量
n/kg(TS)
0.3~-0.35
G. $~0.33
4.5.2.2不同规模秸秆沼气工程各类秸秆消耗量折算见表2。容积产汽率
/(rt· d)
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秸秆种类
表2不同规模秸杆沼气工程各类秸秆日消耗量折算表原料H消耗量，W(kg(TS)）
小型沼气工程
玉米轩
显「特大型沼气工.强
中些沼气二程
学大型沼气工程
3800>Wa2500
450-W-15
1 E002+W150
1700W500200W1700
500W18
600W475
39501600
47h-W15
注：该数据为33℃±22条件下的实验数据，4.5.2.3典型秸科沼气工艺炎型及工程设计参数参见附录3,4.6沼气的净化、胆存、输配和利用4 203
22:3 950
4.6.1沼气用于集中供气工程按照VY/T1220.2的规定执行。4.6.2沿气用于发电上程按照NY/T1704的规定执行。4.7沼沼液处理与利用
单位十剃质产气
量,m/ kg(Ts)
0. 33-~0. 35
0.30.-0.31
0. 32~-0.33
4.7.1大中型秸科沼气工程的发酵剩余物宜先固液分高，沼液回流利用，沼泄做固体爬料：场区内发酵线余物贮存调节设施的有效容积应不小于5d半均出料量。4.7.2料液沼渣利用按照NY/T1220.1的规定热行。4.7.3应制定紧急排空情说下沼液贮存的成急预案。5附属设施
5.1一般规定
5.1.1稽秆沼气上程场区内附属设施应与上么要求杆适应：改建扩建工程应充分利用原有的设施。5.1.2电万装置成符合G350058的规定。5.1.3须有可靠的供水设施。生产用水、消防用水及生活用水成符合国家现行有关标准的规定。5.1.4须有防需装置，其防雷接地装置的冲击接地电阻应小于102秸料堆放场利粉碎叫、沼气贮气柜分别属10区和0区爆炸危险境，其防雷妥求成符合GB50057-94中第一类防需建筑物的规定；进料间、发电机房、锅炉房、厌氧消化器、沼气净化叫分别漏于11区利1区爆炸危险环境，共防雷要求应符合CB50057-91中第二类防雷建筑物的要求：其他建（构）筑物应符合GB50057-—91中第一类防建筑物的要求，
5.1.5厌氨消化器髓体、贮气柜等构筑物的抗应箱合GB50191的规定：5.1.6通信设施应充分考虑所在地区现有的通信条件，并满足各生产岗位之问的通信联系和外部通信的需耍，
5.1.7控制室、化验室、锅炉房、值班室泵房、沼气发电桃房、沼气疗化间、秸秆粉碎问、进料间等应设置通风装置：根据GB50016中相关规定，发电机房、锅灿房、沼气净化间，秸秤粉碎间、进料问等易燃易爆场所的换气次数不小于每小时12次，其他不小于每小时3次。5.1.8应设置可燃气体监测报警装置和沼气应急燃烧器5.1.9应配备常规维修和紧急故障抢修的设备设施。5.1.10应设置围墙（用栏），其高度不得低于2m：高压气相和秸秆堆放场的周边围墙高度不宜低于2.5 m.
5.1.11厌氧消化器和各类此气装置距帮端的安全距离不立小于5划。5.2监测与数据采集
5.2.1衔天应对质氧消化馨的物料m1、沼气压力、温度、液位.沼气产量和成分等参数逊行检测，对迹HYT KAONT KAca
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料量和料液浓度进行录，对各项设施及设睿的运行状祝逛行观测。5.2.2自动化控制程度较高的秸新沼气下程，宜设置远程在线监控系统，通过数据实时采集，实现对沼气泄漏、过压，温度异常等情况进行监控和及时报警。5.2.3采用白动控制时，应同时设置于动控制系统6消防下载标准就来标准下载网
6.1秸秆消气工程内的消防设施的设置应符合国家现行有关标准的要求。6.2秸秆沼气下程场区内建（构)筑物间距应符合GB50016的规定。6.3猎秤剂气工程古地而积大于3000m时，设置环形消防车道，消防车道应符合GB50016的规定
6.4猎秆沼气工程场区内供水管网的水量和压力不能满足消防耍求时，须设置消防水池，消防水池设计应符合GB50045的规定。
6.5秸秤堆放场、粉碎间、发电机房、锅炉房、沼气净化间、进料间、贮气柜等爆炸危险环境应设置消防器材，消防要求应符合GB50016的规定。6.6秸秆沼气工程场区与环境敏感点之间的安全矩离按建设项月环境保护分类管趣目录》和（鄂阝14554的规定执行：
6.7厌氧消化器和贮气拆应设臀安全阀6.8其他应按GB50元44的规定执行，NY/T2142—2012
原料种类
玉米料
附录A
(资料性附录】
几种常见原料的秸秆产气量参数消化瀛度，
产气.1/kg(Is)
消化时间.d
ISBN7-53641763-2/S270)
数据来源：润气技本手册2（四川科学技术山版社，1995年9月第一版、HYIKANYKAca
附录B
（资料性附录）
典型秸杆沼气工艺类型及工程设计参数B.1全混合厌氧消化工艺(CSTR）a）采用立式筒形或卧式厌氧消化器，内设搅拌装胃，附有循坏回流接种系统；b）立式厌氧消化器宜设置为上部进料、下部出料；NY/T 2142—2012
c）十秸秆粒径不大于10mm、青见秸粒径20mm~30mm，进料涨度1%~6%。消化激度宜为38℃=2℃，消化时间10d~50，容积产气率0.8m/m，d)；d）中温发酵条件下，每生产1m沼气消耗十秸秆(以含水率10%计)3.0kg~3.5kg。B.2全混合自载体生物膜厌氧消化工艺（CSBF)a）采用立式圆筒弹或卧式长方型反应器，内设强化搅拌装置，配有环境友好的固态化学预处理工序，
b）采用秸弃与调节水分路进料的方式，秸秆通过可白密封的绞龙进料，调的水通过普通的离心泵进水，逊料含水率通过调节池调节；秸杆粒径小于20mm，进料浓度7%~8%，消化温度35℃～38℃，消化时间小于5d，容积产气率大丁0.8m/;
d）中温条件下，每生产1m沼气消耗于粘秤2.8kg～3.0kg..B.3竖向推流式厌氧消化工艺（YPF)α）采用立式圆筒形厌氧消化器，内设沼液回流喷淋装置和回流接种系统，；b）立式厌氧消化器设置为上部进料、下部出科；c）本工艺适用于于粘秆原料，秸杆粒径不大干10T1m.进料浓厘3%-5%，消化温度宜为40℃±2℃，消化时间小于90d，容积产气率含0.8m／（m+)，d）中激发酵条件下，每尘产1m*沼气消耗+猎秆（以含水率10兴计>2.8kg-3.5kgB.4一体化两相厌氧消化工艺(CTP)a）来用文式快氧消化器，内部的顶部设置布料和消化液喷淋装置，底部设置渗滤液收集设施，反应解内部产峻相和产甲烷相的相对分区；6）立式厌氧消化器采用顶部进料、中下部出料，不外排沼凝；c）秸秆粒径为5mm~-15mm，消化温度宜为40℃上2℃，消化时问90d，积产气率20.8m/(md);
d）中温发酵条件下，每生产1m沼气消耗T秸秤(以含水率10%计)2.5kg~-3.5kg：B.5膜槽厌氧消化工艺(MCT)
a）采用顶部及至少一侧面由密过膜密封的知形槽忧氧消化器，密封膜可方便地开闭，消化器内部可有循环回流接种系统：
b）采用批量式投料发酵，宜采用装载机作为进山料工具：c）《一采用秸杆和攀使混合原料发酵，其中秸秤径不大于60m11，进料TS浓度为15%~NX/T 2142-2012
40%，消化温度宜为37~42℃，消化时间2)d~40d，容积产气率0.8m/(m2d)：中温条件下，每生产1m沼气消耗干秸秤（以含水率10%计)9.0k~11kg，厌氧消化后的剩c
余物可全部转化为有机肥。
YYKAONr KAca
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