化学吸收法在沼气提纯为生物天然气领域的应用_宋碧波
随着全球化石能源的日益减少和社会对环保意识的增强,作为清洁、高效的生物质能 源正成为传统化石能源的有效替代品之一。沼气是生物质能源的一种,将沼气经过脱硫脱 碳净化为生物天然气并入城市燃气管网或进一步制成车用压缩天然气是目前国内和国际上 越来越受重视的一种生物质能利用模式。
广西武鸣县安宁淀粉有限责任公司(下称“安宁公司”)是一家拥有年产木薯淀粉 1 万 吨、变性淀粉系列产品 2 万吨和食用酒精 3 万吨生产能力的企业。2010 年 3 月,安宁公司 承担了南宁科技重大项目“沼气纯化制备生物燃气产业化研究”,主要是利用快速高效厌氧 发酵技术,以木薯加工生产过程中产生的高浓度有机废水为原料产生沼气,同时对沼气进 行增压、脱硫、脱碳提纯、压缩、脱水,制备成车用生物天然气,并于 2011 年 3 月 5 日起 安宁公司开始向南宁市出租车供应生物天然气。该项目是国内首个日产过万 Nm3 车用压缩 生物天然气项目,目前装置运行良好。
整套净化装置采用 PLC 控制,在线监测液位、压力、温度、流量、氧含量、甲烷含量、 二氧化碳含量等,具有各设备及各分段净化工序间的联锁保护功能,实现超压回流、低压
和过压报警、跳机保护,液位自动调节和报警,组分含量超标报警和跳机保护等保护和调 节功能,数据可记录并上传,对系统的运行过程进行远程监控、诊断和在线调节。
化学吸收法在沼气提纯为生物天然气领域的应用
宋碧波 (湖南和道资源科技有限公司) 【摘 要】化学吸收法是将沼气提纯为生物天然气的一种高效方法,在国内多家企业得到了 成功的应用,并取得了显著的社会效益和经济效益。本文就化学吸收法脱碳工艺原理、特 点以及该技术在广西武县安宁淀粉有限责任公司沼气提纯为车用压缩天然气中的应用进行 阐述。净化后的生物天然气经质量监督检验站检测,净化气中甲烷含量达到 97.47%、二氧 化碳含量为 1.54%、氧气含量为 0.18%、硫化氢及总硫均未检出,达到车用压缩天然气标准 (GB18047-2000)。 【关键词】化学吸收法 沼气 提纯 生物天然气 车载压缩天然气
—
符合
—
从检测结果可以看出,沼气经净化处理后的生物天然气达到车用压缩天然气标准 (GB18047-2000)。
4 运转司厌氧工程日产沼气量的 110%进行裕度设计,采 用一套基于 PLC 技术与变频调节技术相结的沼气净化综合节能系统,克服了由于采用单纯 手动控制系统进行控制带来的控制不便、控制系统对气体压力和吸收液液位变化反应迟钝 的问题,提高了系统的自动化控制程度,使设备运行稳定、易维护,降低能源消耗和资源 浪费,达到降低生物天然气的生产成本和保护环境的目的。
2 工艺原理
化学吸收法是一种成熟的从混合气体中高效脱除二氧化碳的净化技术,因其对沼气中 CH4 和 CO2 气体具有高度的选择性吸收的特性,而成为沼气提纯为生物天然气领域里 CH4 回收率最高,产品气中 CH4 含量最高的脱碳方法。
针对安宁公司有机废水厌氧发酵所产沼气具有硫含量低、气量适中、产品气净化度要 求高等的特点,本沼气纯化项目采用“沼气增压+脱硫+沼气压缩+脱碳+高压压缩+干燥+加 气机”制备车用生物天然气的技术路线,见图 1。
—
97.47
二氧化碳,%(v/v)
≤3.0
1.54
氧气,%(v/v)
≤0.5
0.18
氮气,%(v/v)
—
0.79
2 硫化氢,mg/m3
GB/T11060.1-2010 ≤20
未检出
3 总硫(以硫计),mg/m3 4 密度,(15℃,101.3kPa),kg/m3
GB/T110601-1997 GB/T11062-1998
6 前景与结语
沼气经脱碳提纯后成为生物天然气,其具有清洁、安全、高效、可再生的特点,可直 接替代汽油、柴油、煤等传统化石燃料而作为工业用燃料、民用燃料或内燃机燃料。
随着脱碳溶液配方的升级、吸收液微负压再生技术、无蒸汽再生恒温吸收技术等节能
型技术在提纯沼气领域中的开发与应用,化学吸收法在生物质能资源化回收过程中将展示 出更好的发展前途。
装置运行过程中,仅有在对吸收塔液位进行调节时,才需要对调节阀的开度进行控制, 而其它的溶液管路阀门和气路阀门均处于全开状态,保证了气路与液路的通畅性,不会出 现由于阀门发卡而导致系统失效的情况,确保装置平稳运行。 5.3 投资省、运行费用低
复合型脱碳溶液对二氧化酸性气体吸收负荷大,可以减少吸收过程的溶液循环量,节 省泵类设备的投资、运行费用和溶液再生能耗,同时可以减小吸收塔的设备直径,降低设 备投资;化学吸收法脱碳提纯系统采用的压力容器少,制造周期短,而且脱碳溶液腐蚀性 小,设备可用碳钢制作,维护保养简便;采用成熟的节能技术,确保系统处于较低的运行 消耗水平。 5.4 甲烷回收率高
3 应用效果
沼气经化学吸收法提纯并干燥后制成的生物天然气经广西壮族自治区民用燃料及气体 产品质量监督检验站取样检测后,分析结果见表 1(检测时间:2011 年 3 月 3 日)。
表 1 生物天然气检测结果表
序号
检验项目
试验方法
质量指标 检测结果 单项结论
主要组分:
GB/T1360-2003
1 甲烷,%(v/v)
吸收了 CO2 的吸收液成为富液,进入再生装置内经过加热和气提作用将二氧化碳解吸 出来,高浓度的 CO2 解析气在回收吸收剂后直接排空,在条件成熟时可以考虑将此气体进 一步提纯做成液体 CO2 商品出售,本项目中预留有 CO2 回收项目接口;脱出了 CO2 的吸收 液获得再生而成为贫液,并重新被送入吸收塔参与新的脱碳循环。
—
34.92
(8351)
高位发热量,(20℃,101.3kPa),MJ/m3 GB/T11062-1998
>31.4
36.11
(kcal/m3) 低位发热量,(20℃,101.3kPa),MJ/m3 GB/T11062-1998
(8636)
—
32.53
(kcal/m3)
(7780)
— 符合 符合 — 符合 符合 — — — —
系统运行过程中,高纯度的生物天然气经除沫后从吸收塔顶出来,经过冷却及吸收液 回收后,送往 CNG 压缩工段;高纯度的解析气二氧化碳从再生塔顶出来,经过冷却及吸收 液回收后,排空或进入二氧化碳精制工序;气体挟带的吸收液经过回收后,重新进入提纯 系统,保证系统的溶液平衡,实现吸收液封闭式循环使用。化学吸收法净化过程无废液、 废气排放,在沼气资源化利用的同时具有很好的社会效益和生态效益。 5.2 装置运行平稳
5 技术特点
5.1 安全、环保 吸收法采用环境友好型复合脱碳溶液,其具有饱和蒸汽压低、与二氧化碳反应速度快、
二氧化碳吸收容量大、净化度高、抗发泡性好、抗腐蚀性强的特点。从该型脱碳溶液在大 连东泰夏家河污泥厂污泥沼气提纯入城市管网、国新天汇襄阳污泥处置项目沼气提纯气为 车用压缩天然气(CNG)、广西武鸣安宁公司沼气提纯为车用压缩天然气(CNG)、哈尔滨 宾县垃圾处理厂沼气提纯为车用压缩天然气(CNG)等目前在运行项目中取得了很好的净 化效果。
气柜来的沼气经风机增压后送入干式脱硫塔,脱硫后的沼气压力为 15~25kPa, H2S 含量小于 10mg/Nm3,净化气经过分离水分和杂质后,采用专用燃气压缩机加压至 0.6~ 0.8MPa,加压后的沼气进入吸收塔,在吸收塔内气体从下往上与自上往下的吸收液逆流接 触,沼气中的 CO2 等酸性气体被吸收剂吸收,顶部出口气体中二氧化碳小于 3%,脱碳后的 沼气成为生物天然气,再经过吸收液回收,高压压缩至 25MPa,并干燥后通过加气柱充入 CNG 槽罐车,送往南宁市 CNG 加气站供出租车加气用。
≤200 —
未检出 0.7034
(20℃,101.3kPa),kg/m3
—
0.6913
5 水露点,℃
GB/T17283-1998
—
6 高位发热量,(0℃,101.3kPa),MJ/m3 GB/T11062-1998
—
-13.5 38.84
(kcal/m3)
(9288)
低位发热量,(0℃,101.3kPa),MJ/m3 GB/T11062-1998 (kcal/m3)
本项目中运转设备如下表所示:
表 2 运转设备一览表
序号
设备名称
运行方式
装机功率(kW)
1
鼓风机
一开一备
30*2
2
沼气增压机
一开一备
132*2
3
贫液泵
一开一备
30*2
4
液下泵
间歇式
1.5
5
回流泵
间歇式
2.2
6
仪表、照明等
5
总计:
392.7
实际运行功率(kW) 128.09
目前,安宁公司日产生物天然气为 2 万 Nm3,折算成每标方生物天然气的电耗为: 0.16kWh/ Nm3。
二氧化碳是一种酸性气体,在加压和一定温下,很容易就从气相转入液相而从沼气中 去除,甲烷气体不和吸收液反应,而得以保留在气相中,并作为生物天然气的主要组分得 以被富集,其回收率可以达到 99.9%以上。 5.5 生物天然气品质稳定
化学吸收操作过程中,关键要保证吸收压力的稳定和控制好吸收液再生温度,就可保 证连续地产出高品质生物天然气,而 PLC 控制系统的应用使得操作方便,参数控制精准, 产品气品质稳定。 5.6 副产品二氧化碳用途广
目前沼气提纯为生物天然气的常用方法有高压水洗法、PSA 法、膜分离法、化学吸收 法,前三者因受 CH4/CO2 的选择性分离因子的局限,排放气中 CH4 的含量较高,而化学吸 收法吸收液再生释放的二氧化碳解析气中不含甲烷,更适合经过精处理后制成工业级、食 品级二氧化碳,或者直接用于水产藻类养殖业,既可减少温室气体排放,又可产生用途广 泛的藻类生物能量。
沼气提纯生物天然气技术研究进展分析
沼气提纯生物天然气技术研究进展分析吴智超(北京优奈特燃气工程技术有限公司,北京100023)摘要:在我国,目前沼气的生产加工技术和商业化运行系统也已经逐渐成熟。
通过自主创新、引进并消化吸收国外成熟先进的高含固量的有机废弃物厌氧消化技术,以谷物秸秆、畜禽粪便、城市有机垃圾为处理对象的大型沼气生产及技术也取得了突破性进展。
关键词:沼气提纯;生物天然气技术1沼气提纯制取生物天然气的可行性1.1政策方面的可行性政策方面国家对于沼气提纯的项目重视度相对较高,其中新能源开发计划当中便提出了关于生物质发电与生物质燃气等工作要求,同时在2020年底规划出了关于沼气综合利用率440亿m3的标准。
另外,我国目前在沼气工程转化方面也存在一定的补贴规模,目前部分地区已经落实了每立方米的生物天然气生产补贴2500元的标准,这对于部分生产企业而言有着一定的政策推行性价值。
1.2技术方面的可行性对于沼气提纯制取生物天然气技术而言,我国因为地区较晚所以相对于发达国家而言存在一定的滞后性,沼气提纯在西欧等国家当中有着较高的普遍性,这一些技术目前基本上都实现了商业化的应用,其中加压水洗以及变压吸附两种方式属于欧洲当前较为普遍的沼气提纯制取技术,市场应用率较高。
在国内,沼气提纯技术是近些年才兴起的一项技术,但是提纯的主要工艺包含脱碳、脱硫以及脱水,在氨等气体合成与净化项目当中的技术已经较为成熟,在硫含量比较低的情况下干法脱硫效果突出,可以应用于大型的沼气工程当中,工程经验与市场价值均比较高。
脱水方面我国主要是以沼气中设置脱水装置为主,采取物理性的吸附脱水方式,整体来看这一些工艺已经基本可以满足大规模的沼气提纯制取生物天然气需求,市场技术方面的可行性较高。
2沼气提纯生物天然气技术研究进展2.1水洗法水洗法是利用CO2和CH4在水中溶解度不同,通过物理吸收,实现CO2和CH4分离。
加压水洗工艺,首先需要将沼气加压到1000~2000kPa送入洗涤塔,在洗涤塔内沼气自下而上与水流逆向接触,酸性气体CO2和H2S溶于水中,从而与甲烷分离,CH4从洗涤塔的上端出,进一步干燥后得到生物甲烷。
沼气净化提纯工艺技术剖析及过程监测应用案例
沼气净化提纯工艺技术剖析及过程监测应用案例沼气净化提纯工艺技术汇总及其过程监测应用案例沼气的主要成分是CH4和CO2,此外,还含有微量的H2S、水等杂质。
利用沼气生产管道燃气、GNG和LNG,其技术难点在于沼气的净化提纯。
因此,需要通过必要的沼气净化提纯技术,使沼气成为甲烷含量高,热值和杂质等条件符合管道、压缩或液化天然气标准要求的高品质生物天然气。
而要达到标准所规定的气体质量,净化提纯工艺过程监测必不可少。
一、沼气净化提纯技术沼气中出CH4以外的杂质气体成分往往会对沼气的利用造成不利影响,必须将其除去。
主要原因如下:①CO2使沼气的能量密度降低,并且减缓燃烧速度。
②H2S的活性较强,会使压缩机、管道、发动机等受到腐蚀,并造成催化剂中毒。
③水在导气管道中积累后会溶解H2S、CO2等酸性气体而腐蚀管道。
④O2含量过高,当混合气浓度到达甲烷的爆炸极限水平可能发生爆炸。
与其他燃料相比,沼气抗爆性能较好,是有一种很好的清洁燃料。
目前大量的沼气利用还是以低品位的热利用为主,随着沼气产量的不断增加,沼气的中高端利用途径不断扩展。
沼气发电,热电联产,作燃料电池,纯化后代用管道天然气和用作汽车燃料,用作生产燃料乙醇等。
沼气组分复杂,净化难度远大于天然气,因此,利用沼气生产管道燃气、GNG和LNG,其技术难点在于沼气的净化提纯,即要把沼气净化提纯到符合国标要求的天然气标准。
沼气净化一般是去除沼气中微量的有害组分,如沼气脱硫、脱氧、干燥技术等。
沼气提纯是去除沼气中的二氧化碳,以提高燃气的适用性和热值。
经过净化提纯得到的生物天然气,通常含有95%~97%的甲烷和1%~3%的二氧化碳,可以作为替代天然气使用。
1、沼气脱硫沼气中的硫主要以H2S形式存在,所含有机硫较少。
脱除硫化氢的方法很多,一般可分为干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫。
干法脱硫通常用于低含硫气体处理,特别是用于气体精细脱硫。
大部分干法脱硫工艺由于需要更换脱硫剂而不能继续操作,还有一些干法如锰矿法、氧化锌法、氧化铁、活性炭等,脱硫剂不能再生或再生次数很少,脱硫饱和后要废弃,这样一方面会造成环境问题,另一方面会增加脱硫成本。
探秘!沼气提纯生物天然气的发展前景
探秘!沼气提纯生物天然气的发展前景目前,以有机废弃物为原料的现代化的沼气生产、加工和应用越来越受到重视和普及,例如原料相对集中进行厌氧发酵、沼气经压缩净化后精制成生物天然气用于运输燃料或民用燃气和发电等。
甲烷作为燃料燃烧过程释放出的温室气体最低,而以甲烷为主要成分的沼气生产又是消除环境污染物的清洁过程,因此制造与利用的双向清洁过程,使沼气越来越得到人们的青睐。
把沼气净化、压缩后作为天然气的替代产品,是人类在环境保护、实现可持续发展方面又迈进的一步。
联合国工业发展组织的《生物能源战略(2007)》指出,沼气可提纯为生物天然气,并可通过压缩制成CNG供车用。
在国外,沼气提纯制取生物天然气技术成熟,已基本实现产业化。
瑞典在全球率先开发车用压缩天然气,已有多个城市完全使用车用生物天然气,瑞士、德国等国家也建设了大量的沼气提纯厂和压缩车用生物天然气加气站。
在国内,沼气资源十分丰富,但利用方式比较传统,除少数获得发电上网补贴的企业外,主要为烧锅炉、发电自用。
近年来,出现了较多高产量沼气工程,日产沼气量达到10000~150000Nm3,远远大于企业自用所需的气量,多余沼气往往通入锅炉不完全燃烧甚至直接排放,造成环境污染和资源浪费。
在当前节能减排严峻趋势下,沼气提纯生物天然气是必然的发展趋势。
一、提纯技术的可行性沼气提纯在西欧(德国、丹麦、瑞典等)一些国家的能源总量的比例为10%左右。
沼气提纯技术,如加压水洗法、化学吸收法、变压吸附法和膜分离法等技术已实现商业化利用,其中加压水洗法和变压吸附法欧洲沼气提纯市场使用率最高,各占1/3。
在国内,沼气提纯技术近几年逐渐兴起,但提纯的主要工艺,包括脱硫、脱碳和脱水,在合成氨等工业气体净化项目中早已应用广泛并发展成熟。
脱硫方面,可分为干法和湿法两大类,其中干法以活性碳法和氧化铁法为主,湿法包括化学法、物理法和物化法。
在硫含量低的情况下采用干法脱硫即可,硫含量高的情况下一般以湿式氧化法为主,并采用干法脱硫加以辅助结合。
沼气净化提纯制取生物甲烷之天然气、车用燃气的应用
沼气净化提纯制取生物甲烷之天然气、车用燃气的应用能源和环境的双重危及使可再生能源的研究开发被提升到前所未有的高度。
厌氧发酵技术作为一种既可以处理有机废弃物,又能回收能源的工程技术越来越受到重视。
政府的支持使我国沼气工程快速发展。
目前,国内大中型沼气工程生产的沼气主要用于供热和热电联产,如何高值化利用沼气,使其发挥更大的经济效益是沼气产业可持续发展的关键因素之一。
一、沼气净化提纯技术沼气制取生物甲烷是高值化利用的有效途径,主要涉及到净化和提纯两个步骤,净化是去除沼气中微量的有害成分,如沼气中的硫主要以H 2S形式存在,含量为500-5000mg/L,须予以脱除。
提纯主要是对沼气中的CO 2进行去除,减少CO 2的含量,增大CH 4的纯度。
沼气的净化提纯工艺主要是保留其可燃和助燃成分,包括CH 4、H 2、O 2和CO,并对沼气中的CO 2、H 2S、H 2O和其他杂质进行去除。
脱硫是为了避免H 2S腐蚀压缩机、气体储罐和发动机以及避免H 2S中毒,其燃烧产生SO 2和SO 3,危害更大,且SO 2会降低露点。
脱除CO 2是因为CO 2降低了沼气的热值、能量密度及燃烧速度,且增大了沼气的点火温度,如果沼气经净化提纯后须达到生物甲烷的标准,就必须脱除其中的CO 2。
脱水是因为H 2O与H 2S、CO 2和NH 3反应,会引起压缩机、气体储罐和发动机的腐蚀,且当沼气被加压储存时,为了防止高压下冷凝或结冰,也必须对水进行去除。
1、沼气脱硫技术简述S是含硫化合物在微生物还原过程中形成的,其含量随发酵原料和发酵工艺的不同而有所变化。
H2S的存在会导致很多问题,所以在沼气净化过程中应尽早予以去除,最常用的方法主要有湿由于H2法脱硫、干法脱硫和生物脱硫。
湿法脱硫按溶液的吸收与再生性质分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法。
干法脱硫按原理和方法分为化学吸附法、化学吸收法和催化加氢法。
生物脱硫是20世纪80年代发展起来替代传统脱硫方法的新工艺,它是在适宜的温度、湿度、PH值、营养物和微氧条件下,利用脱硫细菌(如光合硫细菌、S转化为单质硫或硫酸的过程。
一种常压水洗沼气脱碳净化的方法[发明专利]
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.03.26C N 103666612A (21)申请号 201310560546.8(22)申请日 2013.11.12C10L 3/10(2006.01)(71)申请人中国科学院青岛生物能源与过程研究所地址266101 山东省青岛市崂山区松岭路189号(72)发明人郭荣波 罗生军 许晓晖 王传水师晓爽(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司 11021代理人陈平(54)发明名称一种常压水洗沼气脱碳净化的方法(57)摘要本发明提供一种常压沼气水洗脱碳方法。
根据沼气与空气中CO 2的分压的差异和沼气中CH 4与CO 2在水中溶解度的差异,在吸收容器中的水处于常压的条件下,通过交替向吸收容器中通入增压的沼气和空气,实现沼气中CH 4和CO 2的分离。
本发明的方法特别适用于中小型沼气工程,运行能耗低,设备投资小。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图3页(10)申请公布号CN 103666612 A1/1页1.一种用于脱除沼气中CO 2的沼气净化方法,所述方法包括:依次交替向吸收容器中通入增压的沼气和空气,其中,所述吸收容器中容纳有常压的水,所述增压的沼气和空气的压力使得其能够从水中通过。
2.根据权利要求1所述的沼气净化方法,其中,所述吸收容器是高度为1.5m-10m 的吸收柱。
3.根据权利要求1所述的沼气净化方法,其中,通入所述吸收容器的所述沼气和/或空气的气泡直径不超过3mm 。
4.根据权利要求1所述的沼气净化方法,其中,向所述吸收容器内通入沼气的表观气速小于5mm /s 。
5.根据权利要求1所述的沼气净化方法,其中,每次向所述吸收容器通入的所述沼气的总体积不大于所述吸收容器内容纳的水的体积。
6.根据权利要求1所述的沼气净化方法,其中,向吸收体内通入空气的表观气速小于30mm /s 。
沼气提纯净化工艺技术研究
沼气提纯净化工艺技术研究沼气是指在无氧条件下,由有机物经过微生物发酵而产生的混合气体,主要由甲烷、二氧化碳以及一定的氢气、氮气、氢硫等组成。
由于沼气具有丰富的资源,可以作为可再生能源用于烧炉、发电等方面,因此成为了近年来备受关注的能源形式。
然而,在沼气的利用过程中,沼气中的杂质成分会影响到设备的使用寿命和效率,因此需要对沼气进行提纯净化处理。
沼气提纯净化工艺技术涉及到物理、化学和生物等学科领域,是一个综合性的课题。
一、沼气的提纯技术沼气通常含有大量的二氧化碳、氮气等杂质,因此需要通过提纯技术去除这些杂质,提高甲烷的含量,为沼气的利用打下基础。
1、吸附法提纯吸附法是一种通过将废气中的目标组分吸附到固定吸附剂表面的技术。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。
当沼气通过吸附剂床层时,二氧化碳、氮气等杂质被吸附,而甲烷则通过。
吸附剂饱和后,经过再生,即可重复使用。
吸附法提纯的优点是处理效果好,可大幅降低二氧化碳、氮气等杂质的含量,而且可以进行连续工作。
但是,该技术的投资成本较高。
2、膜分离法提纯膜分离法是利用半透膜对气体进行分离的技术。
在膜分离器中,沼气经过特制的半透膜,二氧化碳、氮气等杂质被隔离,而甲烷则通过膜透过。
该技术适用于小规模沼气利用,操作简单,维护方便,但是其膜分离器系统耐久度较低,需要经常更换。
3、低温脱硫法提纯低温脱硫法提纯是针对沼气中硫化氢(H2S)含量较高的情况设计的,通过低温冷却降低沼气中硫化氢的溶解度,并利用特殊的催化剂将其转化为低毒性的硫。
这种方法对于低浓度的硫化氢处理效果较好。
除了提纯处理,沼气中还可能存在杂质,如颗粒物、油脂、水分、硫化氢等,需要经过净化技术进行处理。
1、干式洗涤技术干式洗涤技术是一种通过旋转干燥器、震动筛等设备进行洗涤的方法。
沼气通过洗涤器后,颗粒物、油脂等杂质被吸附,然后通过过滤器进一步去除细小颗粒物,最后得到清洁的沼气。
干式洗涤技术适用于处理颗粒物、油脂含量较高的沼气,具有处理效果好、连续工作等优点,但由于设备的摩擦造成送入氧气,需要加入防爆设施。
一文全面了解变压吸附法、化学吸收法、压力水洗法沼气提纯技术
一文全面了解变压吸附法、化学吸收法、压力水洗法沼气提纯技术沼气是一种具有较高热值的可燃气体,既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源,也可替代煤炭等商品能源。
目前全国沼气工程建设量不断增加,随着沼气产量的不断增加,沼气的使用领域相继拓宽,对沼气的质量要求不断提高。
沼气净化提纯后可用于热电联产、并入天然气管网、车用燃料、化工燃料以及燃料电池等。
本文针对变压吸附法、化学吸收法、压力水洗法三种沼气提纯技术做出对比,以便大家更直观的了解这三种沼气提纯技术!一、沼气提纯技术介绍1、变压吸附法变压吸附(Pressure Swing Adsorption.简称PSA)是以压力为参量,根据不同气体在吸附剂上的吸附能力差异,扩散速率的不同(如N2、O2分离)或气体分子大小不同来实现气体的分离。
变压吸附一般在常温下进行,并在较高压力下气体组分吸附,减压下被吸附组分解吸,放出气体组分,吸附剂得到再生。
变压吸附法是一种新型气体吸附分离技术,它有如下优点:1)品纯度高;2)一般可在室温和不高的压力下工作,床层再生时不用加热,节能经济;3)设备简单,操作、维护简便;4)连续循环操作,可完全达到自动化;5)无废水产生,环保性能好。
2、化学吸收法化学吸收法是利用二氧化碳和吸收液之间的化学反应将二氧化碳从排气中分离出来的方法。
二氧化碳气体在常温常压的情况下极易溶于化学吸收液(贫液)中形成富液,富液在高温的情况下,二氧化碳气体又很容易被解吸出来,从而实现二氧化碳气体的分离,达到沼气净化的目的。
化学吸收法对二氧化碳和甲烷气体的选择性很强,溶液和二氧化碳等酸性气体反应迅速,但甲烷气体不发生化学反应,通过该法进行的沼气净化提纯具有甲烷气体纯度高、甲烷气体损失率小等特点。
3、压力水洗法压力水洗法脱除二氧化碳是物理吸收过程,根据沼气中主要组分甲烷和二氧化碳在水中的溶解度不同而实现气体分离,在整个过程温度变化不大的条件下,甲烷在水中的溶解度随压力变化不大,CO2和H2S在较高压力下在水中溶解度大,在较低压力情况下因CO2和H2S在水中的溶解度小而释放出来,从而实现对二氧化碳气体分离完成沼气净化提纯。
沼气提纯压缩液化制备生物天然气设备制造方案(二)
沼气提纯压缩液化制备生物天然气设备制造方案一、实施背景随着环境保护意识的增强和能源结构调整的推进,生物天然气作为一种清洁能源逐渐受到关注。
沼气是一种由有机废弃物发酵产生的混合气体,其中主要成分为甲烷和二氧化碳。
然而,沼气中的二氧化碳含量较高,使得其利用价值有限。
因此,提纯、压缩和液化沼气成为制备生物天然气的关键环节。
二、工作原理沼气提纯压缩液化制备生物天然气设备的工作原理是通过一系列的物理和化学过程,将沼气中的杂质气体和水分去除,提高甲烷的纯度,然后进行压缩和液化处理,最终得到高纯度的生物天然气。
具体工作原理如下:1. 沼气提纯:通过吸附剂或膜分离技术,将沼气中的二氧化碳、硫化氢等杂质气体去除,提高甲烷的纯度。
2. 沼气干燥:使用干燥剂或膜分离技术,去除沼气中的水分,防止水分对后续的压缩和液化过程造成影响。
3. 沼气压缩:采用压缩机将提纯后的沼气压缩至一定压力,提高沼气的储存密度和能量密度。
4. 沼气液化:通过制冷剂的作用,将压缩后的沼气冷却至低温,使其液化成为液态生物天然气。
三、实施计划步骤1. 设备选型:根据实际情况选择合适的沼气提纯、压缩和液化设备,包括吸附剂或膜分离设备、干燥剂或膜分离设备、压缩机和制冷设备等。
2. 设备安装:按照设计要求,将各个设备进行安装,并进行必要的管道连接和电气接线。
3. 系统调试:对各个设备进行调试和优化,确保其正常运行和高效工作。
4. 运行监测:建立监测系统,对沼气提纯、压缩和液化过程进行实时监测,及时发现和解决问题。
5. 维护保养:定期对设备进行维护保养,确保其长期稳定运行。
四、适用范围沼气提纯压缩液化制备生物天然气设备适用于各类沼气发电厂、生物质能源项目、农村生活污水处理厂等需要将沼气转化为生物天然气的场景。
五、创新要点1. 采用先进的吸附剂或膜分离技术,提高沼气的纯度和提纯效率。
2. 应用高效的干燥剂或膜分离技术,有效去除沼气中的水分,提高后续处理的效果。
沼气提纯工作总结
沼气提纯工作总结
沼气是一种可再生能源,广泛应用于农村生活和工业生产中。
然而,沼气中含
有大量的杂质,如二氧化碳、硫化氢等,需要进行提纯才能达到可用的标准。
在沼气提纯工作中,我们采取了一系列的措施,取得了一定的成效。
首先,我们对沼气进行了初步的处理,包括除湿、除尘等工作。
通过这些工作,可以去除沼气中的水分和颗粒物,为后续的提纯工作奠定了基础。
其次,我们采用了物理吸附和化学吸附的方法对沼气进行提纯。
物理吸附是利
用吸附剂对沼气中的杂质进行吸附,而化学吸附则是通过化学反应将杂质转化为可容易分离的产物。
通过这些方法,我们成功地去除了沼气中的二氧化碳、硫化氢等有害成分,提高了沼气的纯度。
此外,我们还对提纯后的沼气进行了质量检测和分析。
通过检测,我们可以及
时发现沼气中的杂质含量,为调整工艺参数和改进设备提供了重要的依据。
在沼气提纯工作中,我们还遇到了一些困难和挑战。
例如,提纯过程中吸附剂
的选择和再生问题,设备运行稳定性等方面都需要我们不断地进行改进和优化。
总的来说,沼气提纯工作是一项重要的工作,对于提高沼气的利用率和减少对
环境的污染具有重要意义。
通过我们的努力,沼气的纯度得到了提高,为沼气的广泛应用提供了可靠的保障。
在今后的工作中,我们将继续努力,不断提高沼气提纯工作的效率和质量,为可再生能源的发展做出更大的贡献。
沼气提纯生物天然气技术研究进展
Abstracts of New Energy Articles新能源文摘Review on biogas upgrading technologies for producing biomethane沼气提纯生物天然气技术研究进展郑 戈,张全国(河南农业大学机电工程学院,郑州 450002)摘 要:关键词:沼气,天然气,进展,提纯来 源:农业工程学报,2013,29(17):1-8/nygcxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20131701&flag=1沼气的主要成分是CH 4和CO 2,将CO 2从混合气中分离得到的高纯度甲烷气被称为生物天然气。
生物天然气可以直接作为石化天然气的替代燃料。
人类对天然气需求量的增加推动了生物天然气技术的发展。
该文分析了沼气与天然气特性的差别及沼气提纯后替代天然气的可能性,综述了沼气提纯的方法进展,这些方法包括加压水洗、化学吸收法、变压吸附法(pressure swing adsorption,PSA)、膜分离法、低温分离法和甲烷原位富集等技术,其中加压水洗法和P S A法由于在技术和经济方面的综合优势成为目前商业化利用率最高的两项技术,膜分离技术在降低提纯成本和简化提纯系统方面的性能使其成为具备良好发展前景的技术,甲烷原位富集技术在利用高固含率原料生产生物天然气方面具有优势。
该文对中国生物天然气技术的发展能够提供有价值的参考。
Densified biomass fuels production from crop straw pretreated by anaerobic fermentation秸秆厌氧发酵改性制备成型燃料试验杨世关 ,肖婷 ,李继红 ,董长青(华北电力大学可再生能源学院,生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206)摘 要:关键词:秸秆,沼气,发酵,成型燃料来 源:农业工程学报,2013,29(17):182-187/nygcxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20131724&flag=1针对秸秆压缩成型存在设备磨损严重和厌氧发酵面临的抗生物降解屏障,提出了一种秸秆厌氧发酵改性制备成型燃料的思路并进行了试验研究。
