集装箱式沼气提纯设备调试研究

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集装箱式沼气提纯设备调试研究

作者：吴建新潘文智杨兴华李洪燕

来源：《科技视界》2017年第10期

【摘要】简要介绍了沼气膜分离的基本原理，对集装箱式沼气提纯设备及提纯工艺流程

进行了概述，分析总结了集装箱沼气提纯设备调试期间出现的进气瞬时流量低、压缩机排气压力达不到设计值、系统运行压力低等问题的现象、原因和处理措施。

【关键词】集装箱式设备；沼气提纯；调试

沼气的主要成份是50%-70%的CH4、30%-50%的CO2和少量的H2S、H2O、N2、H2、NH3和CO等气体。未经处理的普通沼气由于其中的CO2降低了沼气的能量密度和热值，限制了其利用范围。而经净化和提纯后的沼气CH4质量分数可达97%以上，几乎与天然气无异，被称为生物天然气，可输入管网或作车用燃料替代石化天然气[1-2]。沼气净化提纯主要是指对H2S、CO2等杂质的脱除，其中脱除CO2是主要的任务。根据分离净化原理的不同可分为：吸附法、膜分离法、低温分离法等[3]。

膜分离法原理是利用各气体组分在膜表面的吸附能力不同，溶解、扩散速率不同，在膜两侧分压差的推动下，大部分CO2等组分和少量的CH4透过膜壁进入渗透侧分离出去，大部分CH4在高压侧作为生物天然气输出。与传统分离方法相比，膜分离法具有分离效率高、体积小、能耗投资较低、管理方便等优点。

北京合力清源科技有限公司设计组装了一套膜法集装箱沼气提纯设备，用于将沼气提纯成为生物天然气，经调试后，取得了较好的效果，现将试车过程进行总结，与同行们探讨。

1 设备概况

集装箱式沼气提纯设备单体部件体积较小，所有部件均集成在一个20尺的标准集装箱内，高集成化，安装简单，占地面积小，后期维护保养方便。产品可移动，实现多个项目共用一套提纯设备，降低初始投资，提高项目经济性。

膜提纯设备运行主要工艺参数：额定处理量：100m3/h；气量调节范围0-100%；排气压力～1Mpa；NH3

经过脱硫、脱水的沼气经压缩机压缩后，首先通过一级过滤器-油水分离器进行除水、除油、除尘，然后进入冷冻干燥机降温进一步除水，接着进入二级过滤器去除饱和水、除油、除尘，经过活性炭除油器吸附油分子及氨、最后经过两级过滤器以除尘、除残油，得到净化的气体。净化后的气体进入膜分离系统进行分离纯化，分离出的二氧化碳通过管道汇集后排入大气，而制得的所需浓度的甲烷气为产品气即生物天然气，其中CO2≤3%，CH4≥97%，压力约为1.0MPa，可作为民用燃气或汽车燃料使用，工艺流程见图1。