污水处理厂常用的沼气储存设备一般为螺旋
低压湿式气柜,由于水和H2S的腐蚀作用,致使沼
气柜一般每隔三年就需
大修防腐一次。沼气的主要成分是甲烷,属易燃易爆气体,根据安全规程,
大修前须用惰性气体(一般用氮气)
置换沼
气柜中的沼气,大修后须用惰性气体将
气柜中的空气
置换出来,然后投入运行。由于液态的惰性气体须用专用运输槽车运输,比较困难,且费用较高,淄博市污水处理公司经反复论证,沼
气柜大修前采用空气置换沼气,大修防腐后采用沼气置换空气,经1997年7月和2000年10月两次大修防腐前后置换的实践,证明该方案是比较安全可行的。
1 置换方案
淄博市污水处理公司的沼
气柜为
低压湿式气柜,如图1。容积为3 000 m3,工作压力为4400 Pa,
钟罩直径2115 m,高度10m,经计算,当
钟罩降到最低位置时,钟罩顶部尚有近300 m3沼气,沼气的甲烷含量为60 %左右,CO2的含量为38 %左右,并含有微量的CO,H2,H2S。
1.1 大修前置换-----用空气置换沼气
(1)开沼气锅炉或燃烧火炬将沼气烧尽,使
气柜钟罩降至最低点,直到沼气锅炉或燃烧火炬停止燃烧,使沼
气柜中的沼气压力降至最低。
(2)关闭沼气的进出气阀门,并将沼
气柜的进出气水封槽注满水,使沼
气柜和污泥消化池之间彻底隔绝。
(4)沼气放空完毕,打开钟罩顶部两个人孔盖板。
(6)自然置换,用沼气检测仪器检测直到
气柜中甲烷和H2S的含量达到0(48小时即可达到)后,进入
气柜进行大修。
1.2 大修后置换--------用沼气置换空气
(1)将沼
气柜水槽注满水,把钟罩顶部人孔盖板封闭好,并关闭放空阀。
(2)将沼
气柜的进气水封槽中的水放掉,打开进气阀向
气柜充沼气。
(3)待钟罩升至1 m时,将
气柜进气阀关闭,并将进气封槽注满水,使沼
气柜和消化池之间的气路彻底隔绝。
(4)打开钟罩顶部放空阀,缓慢放空,使钟罩缓慢下降,钟罩降到最低点,放空阀不出气时,将放空阀关闭。
(5)取
气柜中的气样检测,看甲烷含量是否大于15 %,氧含量是否小于12 %,若达到
2 置换方案的可行性
2.1 沼气爆炸的条件及其影响因素
沼气爆炸必须具备三个条件:一定的甲烷浓度,一定的引火温度和足够的氧浓度,三者缺一即不可能发生爆炸。
(1)甲烷浓度。在新鲜空气中甲烷的爆炸极限一般为5 %~15 %,5 %称为爆炸下限,15%称为爆炸上限,当甲烷浓度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层。浓度高于15 %时,在混合气体内遇有火源,不爆炸也不燃烧。甲烷的爆炸极限并不是固定不变的,它受许多因素的影响。
沼气混合气体中,混入惰性气体,可能降低沼气爆炸的危险性,增加1%的CO2时,甲烷的爆炸下限提高01033 %,上限降低0126%;当达到2218 %时,即失去爆炸性,污水处理厂污泥消化池产生的沼气,CO2含量可高达38 %,可使甲烷的爆炸极限范围大大缩小。
(2)引火温度。沼气爆炸的第二个条件是高温火源的存在。点燃沼气所需要的最低温度叫引火温度。沼气的引火温度一般在650~750e,明火、电气火花、吸烟,甚至撞击或磨擦产生的火花等,都足以引燃沼气。沼气浓度不同,引火温度也不同,沼气浓度在615 %~8 %时最易引燃,不同沼气浓度的引火温度如表1。
(3)氧浓度。甲烷的爆炸极限与氧浓度有密切关系,这种关系如图2所示,由图可
(4)置换期间,沼
气柜周围严禁动用明火,现场人员禁止铁器敲击,防止产生火花,现场人员不准带手机、传呼机。
(5)检查沼
气柜的防静电接地电阻是否达到要求([4欧姆)。
(6)置换应安排在春秋季节,避开雷雨季节。
(7)沼
气柜水槽放水前一定要打开
气柜钟罩上部入孔,防止放水时将钟罩抽瘪。
(8)置换完毕时,要通过仪器检查、分析,看是否达到规定要求。
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