1 总论

1.1 项目概况

本项目依托现有餐厨 + 垃圾渗滤液混合厌氧发酵系统，日产粗沼气 30000Nm³。原有沼气处置方式：大部分送入沼气锅炉燃烧产蒸汽，剩余波动、过剩沼气直接火炬放空燃烧。

本次改造新建沼气预处理净化 + 膜分离脱碳提纯成套设备，以生物天然气管网入网销售替代原有锅炉燃烧 + 火炬放空模式。

设备配置特点：预处理、压缩‑深度脱水设置 1 套公共共用单元；膜脱碳系统拆分为 2 套 15000Nm³/d 粗沼气处理撬装系统并联，实现 1 用 1 备运行；原有锅炉、火炬系统完整保留，作为检修、故障、气质超标工况下安全旁路；本报告书投资为设备出厂供货价，不含土建、现场安装、运输及现场调试培训。

气源特殊性：餐厨垃圾与渗滤液协同厌氧，属于高 H₂S、含硅氧烷、气量气质波动气源，预处理是保护膜组件寿命的关键工序，不得删减简化。

1.2 编制依据

1. GB/T 41328‑2022《生物天然气》
2. NB/T11925‑2025《生物天然气工程设计导则》
3. GB50028《城镇燃气设计规范》
4. GB 50493《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》
5. 业主现场现有锅炉‑火炬系统资料、络合铁脱硫技术参考文档
6. 国家发改委生物天然气、CCER 碳减排相关政策文件

1.3 建设目标

1. 粗沼气处理规模：30000Nm³/d（1250Nm³/h），24h 连续运行；膜单元配置 2 套 15000Nm³/d 撬，可双套满负荷运行，单套故障时维持 50% 负荷生产；
2. 产出合格一类生物天然气接入市政中压管网；甲烷回收率≥96%；
3. 原有沼气锅炉、应急火炬完整保留作为安全旁路；公共段故障、气质超标装置自动切回锅炉 / 火炬；单套膜撬故障仅停运该撬，另一套继续半负荷运行；
4. 装置操作弹性 40%‑110%，适配厌氧产气波动；
5. PLC 集中自动控制，实现新‑老系统自动联锁切换。

2 项目背景与现有系统概况

2.1 现有沼气处置工艺现状（改造前）

厌氧罐产出粗沼气→简易除尘预处理→分两路：

• 一路进入沼气锅炉燃烧，生产厂区自用蒸汽；
• 当厌氧产气量大于锅炉消耗负荷、锅炉检修停机时，多余沼气直接进入火炬放空燃烧。

2.2 原 “锅炉 + 火炬放空” 模式主要弊端

1. 能源利用效率低，资源浪费大粗沼气甲烷 50‑56%，锅炉实际热效率约 75‑78%；当厂区蒸汽需求不足时，大量甲烷直接火炬烧掉，化学能完全浪费。
2. 设备腐蚀严重，运维成本高混合厌氧沼气 H₂S 高、含硅氧烷；简易预处理条件下，H₂S 腐蚀锅炉炉膛、换热管束；硅氧烷燃烧生成 SiO₂硬质结垢，锅炉需要高频清垢检修，缩短锅炉寿命；烟气 SO₂排放压力大，需要配套烟气脱硫设施，环保运维成本高。
3. 收益有限，属于成本消耗型模式仅替代部分燃煤，只有节约燃料成本；大量沼气放空无任何收益；火炬系统本身存在风机、点火系统日常维护成本。
4. 碳减排价值没有释放火炬仅破坏甲烷温室气体，沼气化学能未转化为商品化绿色能源，无法参与 CCER 碳资产核算，碳价值无法变现。
5. 气量‑蒸汽需求错配矛盾突出厌氧沼气 24h 不间断产气，但厂区蒸汽负荷昼夜波动；蒸汽低负荷时段大量沼气只能放空，无法消纳。

2.3 改造思路

不废除原有锅炉、火炬，将其降级为安全应急旁路；正常工况沼气走 “公共预处理‑公共压缩‑双膜撬提纯‑生物天然气入网”；公共系统故障工况自动切回锅炉 + 火炬；单套膜撬故障可维持半负荷运行，不整套停机。本方案仅提供成套设备供货，土建基础、现场管道安装、钢结构、运输、现场调试由甲方另行委托实施。

3 气质指标

3.1 进料粗沼气（厌氧罐出口）设计参数

表格

3.2 产品生物天然气（管网入网，GB/T41328‑2022 一类）

表格

4 改造总体工艺技术方案

4.1 总体工艺路线

厌氧粗沼气→利旧低压沼气缓冲气柜 →三通故障‑安全气动切换阀（新旧系统联锁） →【正常工况】水洗洗涤塔→络合铁湿法脱硫单元→干法精脱硫塔→活性炭脱硅氧烷→公共前置过滤器→公共多级防爆压缩机组→公共冷干深度脱水单元→公共精密过滤器→沼气分为两路分别进入1# 膜撬（15000Nm³/d）、2# 膜撬（15000Nm³/d）；两套膜撬产品气汇合→调压‑加臭‑贸易计量撬→市政天然气管网；两套膜撬渗透气分别高空放空。