一、项目基础参数

1. 

原料气规模 粗沼气进气：500Nm³/h，日运行 24h，日产原生沼气 12000Nm³ 原料：鸡粪 + 牛粪协同中温厌氧发酵



，高氨、高 H₂S 气源

2. 

粗沼气典型组分（鸡粪牛粪混合）CH₄



：55%～62%；CO₂



：36%～43%；H₂S



：300～800ppm；NH₃微量；饱和水蒸气



、粉尘、硅氧烷



微量

3. 

产品指标（执行 GB/T 34564-2017 生物天然气标准）甲烷



纯度≥96%，H₂S＜20mg/m³，露点≤-40℃，CO₂≤3%，可直接管网并网 / 25MPa CNG 车用 / 工业燃料



4. 

提纯产能测算 粗气 CH₄均值 58%，膜法甲烷回收率



 96% 日产生物天然气成品气量 = 12000×0.58×0.96=6681.6Nm³/d 小时成品气：≈278.4Nm³/h

二、鸡粪牛粪气源核心痛点与工艺选型

1. 粪污气源特有问题

• 

鸡粪高硫：H₂S 最高 800ppm，腐蚀压缩机



、膜组件、PSA 分子筛



，易造成不可逆中毒失效

• 

高氨氮：发酵气相带微量 NH₃，易中和脱硫药剂、堵塞滤芯

• 

产气波动大：昼夜产气 40%～110% 负荷波动

• 

含水、粉尘高，预处理



负荷大

2. 提纯工艺对比（500Nm³/h 中小规模优选膜分离）

表格

对比项

中空纤维膜分离



（推荐）

PSA 变压吸附



络合胺洗



适配气量

50～3000Nm³/h，完美匹配 500Nm³/h

≥1000Nm³/h 更经济

万吨级大型站

抗 H₂S / 氨

耐受波动杂质，前置脱硫保护后稳定运行

分子筛易硫中毒，需极致前置净化

药剂可中和，但药剂消耗大

综合电耗

0.3～0.45kWh/Nm³ 粗气，节能 30%+

0.45～0.6kWh/Nm³

0.7～0.9kWh，需蒸汽加热

运维成本

膜寿命 8～10 年，仅更换精密滤芯；无频繁阀门损耗

程控阀



 1.5 年更换，分子筛 2～5 年更换

持续采购胺液、加热能耗高

负荷弹性

40%～110%，适配养殖场产气波动

负荷低于 60% 效率大幅下滑

低负荷药剂再生不经济

占地 / 安装

集装箱撬装，占地小，72h 现场投产

多塔土建，施工周期长

配套药剂



储罐、再生加热系统

二次污染



无药剂、无废水危废

无废水，废分子筛危废

胺液废水、危废废液

结论：本项目 500Nm³/h 进气、畜禽高硫粪污气源，两级中空纤维膜分离提纯



为最优方案。

三、全流程完整工艺路线（分 6 大单元）

单元 1：前端厌氧发酵 + 储气（产沼气工段）

1. 

粪污预处理：格栅除杂→螺旋固液分离→秸秆调质调 C/N（牛粪 20:1，鸡粪 10:1，混合配比平衡氨抑制）

2. 

CSTR 中温厌氧罐



：32～35℃恒温，总有效容积匹配日产 12000 方产气，配套搅拌、换热、浮渣破除

3. 

双膜低压储气柜：1500Nm³ 缓冲储气，平抑昼夜产气波动，配套沼气应急火炬（安全放空燃烧）

单元 2：多级预处理净化（解决鸡粪高硫高氨核心）

流程：储气柜出气→旋风除尘→冷凝预脱水→络合铁湿法脱硫→干法精脱硫→活性炭脱硅氧烷→三级精密过滤

1. 

冷凝脱水：4℃冷干，脱饱和水汽，降低脱硫负荷

2. 

一级湿法脱硫（络合铁）：H₂S 由 800ppm 降至＜50ppm，产出单质硫



可回收，无二次废水，适配高硫鸡粪气源

3. 

二级干法氧化铁精脱硫：H₂S 降至＜10ppm，保护膜组件不中毒

4. 

活性炭吸附



：脱除微量硅氧烷、氨、有机杂质

5. 

三级滤芯：5μm/1μm/0.1μm 逐级除尘，杜绝膜丝堵塞

单元 3：增压压缩单元（膜法专用压力 1.0～1.2MPa）

• 

变频防爆螺杆沼气压缩机 2 台（1 用 1 备，单台 600Nm³/h，预留 10% 余量）

• 

配套缓冲罐、油气分离



、安全阀、压力联锁、防爆电气



• 

变频自动匹配产气负荷，低产气时段降低能耗

单元 4：深度干燥单元（膜系统



必备保护）

分子筛吸附式双塔深度干燥



，成品气露点稳定≤-40℃，杜绝高压下水汽冷凝腐蚀膜堆，同步截留微量残余水汽、酸性杂质。

单元 5：两级中空纤维膜分离提纯（核心工段）

1. 

一级膜堆：截留 CH₄至 88%～92%，渗透侧 CO₂混合气



（含少量甲烷）回流至压缩机入口回收，降低甲烷损耗

2. 

二级精制膜堆：成品甲烷提升至 96%～98%，满足国标生物天然气

3. 

膜材质：聚酰亚胺



 PI 耐腐中空纤维膜，抗微量酸性气体



，使用寿命 8～10 年

4. 

自动气路切换，离线在线气质分析仪



实时监测 CH₄、H₂S、CO₂，不合格气体自动回流火炬 / 前端储气柜

单元 6：后处理



外输单元（按需选配）

1. 

管网直供：加臭装置、调压计量撬，接入市政天然气管网

2. 

CNG 车用路线：25MPa 高压压缩机、储气瓶组、加气机（销售车用生物天然气）

3. 

配套：PLC 全自动中控 + 远程物联网监控



、厂区防爆配电、消防、除臭系统

四、成套设备配置清单（500Nm³/h 粗沼气撬装膜法提纯）

1. 

预处理净化撬（一体化集装箱） 冷凝脱水机组、络合铁湿法脱硫塔、干法脱硫罐、活性炭吸附塔、三级精密过滤器、循环药剂泵、仪表阀门



2. 

压缩机组撬 600Nm³/h 防爆变频螺杆压缩机



 ×2 台（1 用 1 备）、缓冲罐、油气分离器、冷却系统

3. 

深度干燥撬 分子筛双塔干燥机、再生风机、冷却过滤



4. 

两级膜分离主机撬（核心） 一级膜组件、二级精制膜组件、渗透气回流管路、气质在线监测系统、自动调节阀



组

5. 

成品气处理撬 加臭系统、调压计量、放空火炬联锁

6. 

自控系统 PLC 触摸屏中控、远程 4G 物联网、可燃气体



 / 硫化氢



报警、防爆电气整套

7. 

公用配套：防腐不锈钢管路、撬装底座、保温伴热、消防、防雷接地



五、投资与运行成本测算（参考市场 2026 报价）

1. 提纯系统设备投资



（不含前端厌氧发酵罐、粪污收储）

全套 500Nm³/h 膜法沼气提纯撬装设备：165～190 万元（13% 增值税



专票） 质保约定：设备整机 1 年质保，膜组件 5 年质保，提供终身技术运维

2. 日运行成本（日产 12000Nm³ 粗气）

1. 

电费：综合电耗 0.4kWh/Nm³ 粗气，电价 0.7 元 /kWh 日电费 = 12000×0.4×0.7=3360 元 / 天

2. 

耗材：滤芯、脱硫药剂、活性炭日均≈320 元

3. 

人工：1 名值守运维，日均人工成本



 280 元

4. 

日总运行成本≈3960 元

5. 

单位成品气成本：3960÷6681.6≈0.59 元 / Nm³ 生物天然气

3. 收益测算（管网收购价 3.2 元 / Nm³）

日营收 = 6681.6×3.2=21381.1 元 日毛利 = 21381.1-3960=17421.1 元 仅提纯工段静态回本周期：约 295 天（不含厌氧发酵土建投资）

六、鸡粪牛粪混合发酵专项设计避坑要点

1. 

发酵氨抑制防控 鸡粪高氨，牛粪碳源充足，混合配比控制鸡粪：牛粪 = 3:7～4:6，C/N 维持 15～22，罐内氨氮＜3000mg/L，防止产甲烷菌



失活、产气暴跌。

2. 

高硫分级脱硫，杜绝膜中毒 严禁仅单级干法脱硫，鸡粪气源 H₂S 波动大，必须湿法 + 干法两级脱硫，H₂S 稳定控制 10ppm 以内，否则膜丝永久损坏、更换成本高。

3. 

粉尘多级过滤保护 粪污发酵气相带细微有机质



粉尘，仅前端除尘不足，必须三级精密滤芯，滤芯定期自动吹扫，避免膜堆堵塞、系统压降升高。

4. 

负荷弹性适配 养殖场冬季原料少、产气下降，膜系统 40% 低负荷稳定运行；压缩机变频调节，避免空载能耗浪费。

5. 

防腐材质要求 所有接触粗沼气管路、阀门、分离器全部采用 304/316L 不锈钢，杜绝碳钢



腐蚀泄漏；厂区全部防爆电气，满足沼气甲类防爆规范。

七、项目产出综合收益（循环经济



）

1. 

主产品：生物天然气 6681Nm³/ 天，管网销售 / 车用 CNG 售卖核心收益

2. 

副产物 1：脱硫副产单质硫，可外售化工原料



3. 

副产物 2：沼渣板框脱水后高温堆肥，商品有机肥



销售

4. 

副产物 3：沼液还田，配套农田消纳，减少化肥采购

5. 

政策收益：生物质



天然气补贴、碳减排 CCER 收益、畜禽粪污资源化专项补贴