ICS27.010

CCSF13

DB22

吉林省地方標準

DB22/T3397—2022

嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程工藝設(shè)計規(guī)范

Processdesignspecificationofcropstrawbiogasengineeringinseverecoldzones

2022-09-16發(fā)布2022-10-30實施

吉林省市場監(jiān)督管理廳發(fā)布

DB22/T3397—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的

規(guī)定起草。

請注意本文件中的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由吉林省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳提出并歸口。

本文件起草單位：吉林東晟生物質(zhì)能工程研究院（有限合伙）、云南師范大學(xué)（能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)

院）、云南省沼氣工程技術(shù)研究中心、通化縣東明農(nóng)牧業(yè)發(fā)展（集團）有限公司、吉林奇星生物質(zhì)能科

技開發(fā)有限公司、中國市政工程東北設(shè)計研究總院有限公司、吉林省科企技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化研究院有限責任

公司、東科禾能控股有限公司、吉林省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院。

本文件主要起草人：劉健峰、張無敵、樸明國、尹芳、李政、王昌梅、趙興玲、吳凱、王樹貴、董

良杰、王寒冰、楊震、張健、穆啟東、孫景偉。

I

DB22/T3397—2022

嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程工藝設(shè)計規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程工藝設(shè)計的一般規(guī)定、設(shè)計內(nèi)容、主要技術(shù)參數(shù)和工程設(shè)計參

數(shù)等要求，描述了對應(yīng)的證實方法。

本文件適用于嚴寒地區(qū)秸稈類原料濕發(fā)酵（發(fā)酵總固體含量小于10%）沼氣工程的工藝設(shè)計。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過中文的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件的必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅注日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用

于本文件。

GB15577粉塵防爆安全規(guī)程

GB/T15605粉塵爆炸泄壓指南

GB/T17919粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導(dǎo)則

GB/T18713太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范

GB50016建筑設(shè)計防火規(guī)范

GB50028城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范

GB/T51063大中型沼氣工程技術(shù)規(guī)范

NY/T1220.l沼氣工程技術(shù)規(guī)范第一部分：工藝設(shè)計

NY/T1220.2沼氣工程技術(shù)規(guī)范第二部分：輸配系統(tǒng)設(shè)計

NY/T1222規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范

NY/T1704沼氣電站技術(shù)規(guī)范

NY/T2141秸稈沼氣工程施工操作規(guī)程

NY/T2142秸稈沼氣工程工藝設(shè)計規(guī)范

NY/T2372秸稈沼氣工程運行管理規(guī)范

NY/T2854沼氣工程發(fā)酵裝置

NY/T3239沼氣工程遠程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

DB22/T2363戶用沼氣池及沼氣工程增、保溫技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

嚴寒地區(qū)severecoldzones

東北、內(nèi)蒙古和新疆北部、西藏北部、青海等地區(qū)，累年最冷月平均溫度≤-10℃或日平均溫

度≤5℃的天數(shù)，一般在145天以上地區(qū)。

3.2

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沼氣工程增溫biogasengineeringinsulationtechnology

對厭氧消化器、預(yù)混池及相關(guān)設(shè)備進行熱量補充的技術(shù)。

3.3

沼氣工程保溫biogasengineeringheatingtechnology

使用保溫材料對厭氧消化器、工藝管道、閥門及池體等設(shè)施進行保溫處理或者采用溫室保溫、挖環(huán)

形溝保溫等技術(shù)措施。

4基本要求

4.1總則

4.1.1工藝設(shè)計和工程建設(shè)，應(yīng)遵守國家有關(guān)法律、法規(guī)，執(zhí)行國家現(xiàn)行的資源利用、環(huán)境保護、土

地節(jié)約、安全與消防等有關(guān)規(guī)定。

4.1.2工藝設(shè)計和工程建設(shè)，應(yīng)能保證在冬季最差工況下（-40℃）穩(wěn)定運行且經(jīng)濟合理。

4.1.3工藝設(shè)計和工程建設(shè)，應(yīng)根據(jù)當?shù)亟斩捹Y源統(tǒng)籌規(guī)劃，與城鄉(xiāng)發(fā)展相協(xié)調(diào)，做到近遠期結(jié)合，

以近期為主，兼顧遠期發(fā)展。

4.1.4應(yīng)根據(jù)沼氣工程規(guī)劃年限、工程規(guī)模和建設(shè)目標，選擇投資省、占地少、工期短、運行穩(wěn)定、

操作簡單的技術(shù)路線，做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全適用，應(yīng)盡可能地降低工程造價和運行成本。

4.1.5在經(jīng)濟合理的原則下，對經(jīng)常操作且穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備、管道及監(jiān)控部位，應(yīng)盡可能采用

機械化、自動化控制，以方便運行管理，降低勞動強度。

4.1.6應(yīng)根據(jù)所選用的原料特性、沼氣用途，積極穩(wěn)妥地采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，做

到技術(shù)先進，經(jīng)濟可行。

4.1.7所設(shè)計的工藝流程、建（構(gòu)）筑物、主要設(shè)備、設(shè)施等應(yīng)能最大限度地滿足生產(chǎn)和使用的需要，

以保證沼氣工程功能的實現(xiàn)。

4.1.8嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程工藝設(shè)計，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)經(jīng)濟和技術(shù)標準規(guī)

定。

4.1.9嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程相關(guān)施工操作按NY/T2141規(guī)定執(zhí)行；運行管理按NY/T2372的規(guī)定

執(zhí)行。

4.2工程選址

4.2.1工程選址應(yīng)符合城鄉(xiāng)建設(shè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

a)應(yīng)考慮秸稈原料的可獲得量和收集半徑，便于就近、就地利用沼氣、沼液、沼渣，綜合評估秸

稈沼氣工程的經(jīng)濟性；

b)在居民區(qū)全年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，并遠離居民區(qū)，且應(yīng)滿足安全生產(chǎn)和衛(wèi)生防疫的要求；

c)便于處理后產(chǎn)生的沼肥就地利用或加工成有機肥；

d)盡量減少土方量的開挖與回填，宜選擇巖土堅實、抗?jié)B性能好的工程地質(zhì)條件，且應(yīng)避開有架

空電力線跨越的地區(qū)；

e)不受洪水威脅，有良好的排水條件，有較好的供水、供電的條件和交通方便。

4.2.2嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程選址，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合GB/T51063的規(guī)定。

4.3總平面布置

4.3.1工程總平面布置應(yīng)根據(jù)各建（構(gòu)）筑物的功能和工藝要求，結(jié)合地形、地質(zhì)、氣象等因素進行

合理設(shè)計，并應(yīng)便于施工、運行、維護和管理。

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4.3.2工程總平面應(yīng)按生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)分開布置，并分別設(shè)置出入口，生產(chǎn)區(qū)應(yīng)布置預(yù)處理設(shè)施、

厭氧消化器、凈化增壓設(shè)施、儲氣設(shè)施、有機肥加工儲存車間、發(fā)電機房和泵房等；輔助生產(chǎn)區(qū)應(yīng)布置

管理和生活用房、配電間、監(jiān)控室、維修車間、化驗室及其他輔助設(shè)施等。

4.3.3各類設(shè)施之間的防火間距要求應(yīng)符合GB/T51063的規(guī)定。

4.3.4嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程總平面布置，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合GB/T51063的規(guī)定。

5工藝設(shè)計

5.1設(shè)計依據(jù)及基礎(chǔ)資料

5.1.1嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程項目可行性研究報告、設(shè)計合同書、立項批文、相關(guān)法律法規(guī)和管理部

門的要求、委托單位提供的技術(shù)基礎(chǔ)資料。

5.1.2秸稈類發(fā)酵原料的種類、總量、可利用的秸稈資源量以及收集、運輸、貯存方式，秸稈原料供

應(yīng)的穩(wěn)定性及可持續(xù)年限，同時還應(yīng)當收集企業(yè)擴大生產(chǎn)以后的發(fā)酵原料的相關(guān)資料。

5.1.3氣象資料：嚴寒地區(qū)項目點的冬季最低氣溫、風(fēng)力、風(fēng)向、降水量、降雪量、冬季日照及霜凍

期等。

5.1.4水文地質(zhì)資料：項目建設(shè)地點的水文地質(zhì)、地震烈度、凍土層厚度及地下水位等。

5.1.5區(qū)域規(guī)劃資料：區(qū)域現(xiàn)狀圖和區(qū)域總體規(guī)劃平面圖及說明書。如果沼氣用于區(qū)域居民集中供氣，

還應(yīng)有區(qū)域地下管網(wǎng)布置圖。

5.1.6沼液回流使用的可能性，沼肥加工有機肥的可能性與途徑，沼氣的用途及使用要求。

5.1.7當?shù)鼗蚱髽I(yè)能提供的給排水、供電、供熱量等情況。

5.1.8擬建沼氣工程附近及其周圍有無可以利用的池塘、山谷、洼地、沼澤地與舊河道等廢棄不用的

土地資料及其他自然資源等。

5.2設(shè)計內(nèi)容

5.2.1工藝設(shè)計應(yīng)包括秸稈原料的貯存、預(yù)處理，沼氣生產(chǎn)，沼氣的凈化、貯存、輸配與利用，沼氣、

沼液、沼渣綜合利用，安全消防、給排水、供電等系統(tǒng)工藝設(shè)計及單元工藝設(shè)計。主要設(shè)計內(nèi)容有：

a)工藝技術(shù)流程的選擇、確定及設(shè)計；

b)各個處理單元的工藝技術(shù)參數(shù)的選擇與確定；

c)厭氧消化器及附屬設(shè)施的增溫、保溫技術(shù)的選擇、確定及設(shè)計；

d)全系統(tǒng)的物料及能量的變化及平衡計算；

e)各處理構(gòu)筑物、建筑物、設(shè)施及設(shè)備的單元工藝設(shè)計。

5.2.2工藝設(shè)計文件應(yīng)包括設(shè)計總說明、總平面布置圖、工藝流程圖、工藝管道總圖等。

5.2.3單元工藝設(shè)計文件包括各處理單元的工藝設(shè)計及說明、設(shè)備選型、設(shè)備布置圖、各單元的工藝

管道布置圖等。

5.3原料貯存

5.3.1秸稈貯存設(shè)施的容積應(yīng)根據(jù)原料特性、收獲次數(shù)、消耗量等因素確定，通常以秸稈收獲周期內(nèi)

需要消耗的原料量設(shè)計和貯存，以保證原料的供應(yīng)量。

5.3.2應(yīng)在沼氣站內(nèi)或者附近設(shè)置短期堆放秸稈的場所，秸稈貯存量應(yīng)與消耗能力相匹配，并能滿足

工程連續(xù)運行的原料需求。

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5.3.3秸稈長期堆放場所應(yīng)選擇四荒地或田間等空地，遠離電線、變電站等設(shè)施，并應(yīng)有防霉變，防

雨、雪滲漏和防火措施；秸稈堆放場地面宜采用防潮混凝土地面，場地標高應(yīng)高于周邊地面，且有排水

設(shè)施。

5.3.4嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程原料貯存，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合NY/T2142的規(guī)定。

5.4原料預(yù)處理

5.4.1秸稈原料的預(yù)處理有物理、化學(xué)和生物等方法。

5.4.2秸稈預(yù)處理設(shè)施包括粉碎車間、集料池、預(yù)混池等，每個工程根據(jù)實際需求合理選用。

5.4.3干秸稈應(yīng)在粉碎間進行粉碎，粉碎粒徑宜小于10mm。

5.4.4鮮秸稈應(yīng)經(jīng)粉碎后進入青貯池儲存，粉碎粒徑宜為20mm～30mm。

5.4.5秸稈粉碎車間除執(zhí)行GB15577的規(guī)定外，還應(yīng)設(shè)置阻爆和泄爆設(shè)備或設(shè)施。除塵器的防爆要

求按GB/T17919的規(guī)定執(zhí)行；粉碎機和風(fēng)機的防爆要求按GB/T15605的規(guī)定執(zhí)行。

5.4.6嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程原料預(yù)處理，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合GB/T51063的規(guī)定。

5.5沼氣工程增溫保溫措施

5.5.1厭氧消化器和預(yù)混池應(yīng)設(shè)置增溫保溫措施，管路應(yīng)設(shè)置保溫措施。

5.5.2厭氧消化器增溫方式宜采用進料液直接補溫和發(fā)酵罐體底部、側(cè)部換熱增溫相結(jié)合的措施。

5.5.3預(yù)混池增溫方式宜采用蒸汽直接增溫或換熱增溫，蒸汽直接增溫按NY/T1222的規(guī)定執(zhí)行。

5.5.4換熱增溫熱源宜以太陽能集熱器、沼氣鍋爐、沼氣發(fā)電余熱、地源熱泵及生物質(zhì)顆粒燃料等清

潔能源為主，以常規(guī)能源為輔，形成多能互補方式。

5.5.5太陽能集熱器導(dǎo)熱介質(zhì)宜采用導(dǎo)熱油、防凍液和自來水等，每個工程根據(jù)實際需求合理選用介

質(zhì)。

5.5.6若采用太陽能熱水增溫系統(tǒng)，太陽能系統(tǒng)的選用與安裝應(yīng)按照GB/T18713的規(guī)定執(zhí)行。

5.5.7厭氧消化器保溫材料宜采用聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、橡塑海綿等，保溫層厚度不宜低于

15cm，保溫層外側(cè)應(yīng)設(shè)置保護層。

5.5.8發(fā)酵罐體宜采用半地下模式，罐體底部基礎(chǔ)建設(shè)在防凍層以下。

5.5.9集料池、預(yù)混池、泵系統(tǒng)、脫水裝置、脫硫裝置等構(gòu)筑物及設(shè)備應(yīng)設(shè)置在日光溫室內(nèi)。

5.5.10厭氧消化器的加熱保溫裝置應(yīng)考慮冬季最不利工況，總需熱量可按公式（1）計算：

QQ1Q2Q3..............................(1)

式中：

Q——總需熱量（kJ/h）；

Q1——加熱料液到設(shè)計溫度需要的熱量（kJ/h）；

Q2——保持厭氧消化器發(fā)酵溫度需要的熱量（kJ/h）；

Q3——管道散熱量（kJ/h）。

換熱裝置的總換熱面積應(yīng)根據(jù)熱平衡計算，并應(yīng)留有10%~20%的余量。

5.5.11濕發(fā)酵技術(shù)應(yīng)采用沼液回流技術(shù)稀釋秸稈原料，并回收熱量。

5.5.12嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程增溫保溫處理，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合GB/T51063的規(guī)定。

5.5.13防寒溝的設(shè)計應(yīng)符合DB22/T2363的規(guī)定。

5.6沼氣生產(chǎn)

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5.6.1應(yīng)根據(jù)秸稈原料的特性和工程建設(shè)目標選擇適合的厭氧消化工藝，厭氧消化器按NY/T2854規(guī)

定執(zhí)行。

5.6.2沼氣工程宜采用全混合反應(yīng)器（CSTR），高徑比宜為0.8～1.2:1。

5.6.3沼氣工程發(fā)酵原料總固體含量宜在(6±2)%。

5.6.4秸稈沼氣工程工藝的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1秸稈沼氣工程工藝的主要技術(shù)參數(shù)

溫度范圍TS產(chǎn)氣率水力滯留時間容積產(chǎn)氣率

參數(shù)

℃m3/kg(TS)dm3/(m3·d)

中低溫發(fā)酵20～25≥0.1835～40≥0.3

中溫發(fā)酵30～37≥0.3030～35≥0.6

5.6.5厭氧消化器宜采用料液循環(huán)攪拌方式，在罐體頂部設(shè)置射流器，可對料液進行破殼。

5.6.6嚴寒地區(qū)秸稈沼氣工程的沼氣生產(chǎn)，除執(zhí)行本規(guī)范外，還應(yīng)符合NY/T2142的規(guī)定。

5.7沼氣凈化、貯存、輸配和利用

5.7.1沼氣用于集中供氣工程