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沼氣如何凈化與提純?使用沼氣脫硫法

網(wǎng)站編輯:洛陽(yáng)市合合工貿(mào)有限責(zé)任公司 │ 發(fā)表時(shí)間:2021-06-17 15:54:46 

  我們?nèi)粘K褂玫娜細(xì)庥胁糠质峭ㄟ^(guò)沼氣的凈化與提純得到的,沼氣通過(guò)凈化與提純能成為甲烷含量高,熱值和雜質(zhì)等條件符合管道、壓縮或液化天然氣標(biāo)準(zhǔn)要求的高品質(zhì)生物天然氣。那么沼氣如何凈化與提純呢?下面合合小編就來(lái)給大家分享幾種凈化與提純的方法,以及這些方法的原理,一起來(lái)看看吧。
  

  一、沼氣凈化與提純的方法

  

  1、沼氣脫硫法

  
  沼氣中的硫主要以H2S形式存在,所含有機(jī)硫較少。脫除硫化氫的方法很多,一般可分為干法脫硫、濕法脫硫和生物脫硫。
  
  (1)濕法脫硫
  
  濕法脫硫是利用特定的溶劑與氣體逆流接觸而脫除其中的H2S,溶劑通過(guò)再生后重新進(jìn)行吸收,根據(jù)吸收機(jī)理的不同,又分為化學(xué)吸收法、物理吸收法、物理化學(xué)吸收法以及濕式氧化法。濕式氧化法脫硫效率高,單質(zhì)硫可回收,流程較簡(jiǎn)單,大多數(shù)脫硫劑可以再生,運(yùn)行成本低等;同時(shí)該法流程復(fù)雜、投資大、適用于氣體處理量大,H2S含量高的場(chǎng)合。
  
  (2)干法脫硫
  
  干法脫硫通常用于低含硫氣體處理,特別是用于氣體精細(xì)脫硫。大部分干法脫硫工藝由于需要更換脫硫劑而不能繼續(xù)操作,還有一些干法如錳礦法、氧化鋅法、氧化鐵、活性炭等,脫硫劑不能再生或再生次數(shù)很少,脫硫飽和后要廢棄,這樣一方面會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題,另一方面會(huì)增加脫硫成本。
  
  (3)生物脫硫
  
  生物脫硫系統(tǒng)以各種微生物的容納力為基礎(chǔ),利用微生物的生命活動(dòng)將有機(jī)污染轉(zhuǎn)化為對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境無(wú)害的化合物、生物法常用于污水處理工程中產(chǎn)生的硫化物。生物脫硫技術(shù)包括生物過(guò)濾法、生物吸附法和生物滴濾法,三種系統(tǒng)均屬開(kāi)放系統(tǒng),其微生物種群隨環(huán)境改變而變化。在生物脫硫過(guò)程中,氧化態(tài)的含硫污染物必須先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S,然后再經(jīng)生物氧化過(guò)程生成單質(zhì)硫,才能去除。
  

  2、沼氣脫氧法

  
  沼氣生產(chǎn)中不可避免地會(huì)混入空氣,特別是垃圾沼氣。氧的脫除是沼氣加工的必經(jīng)步驟,沼氣中的氧必須脫至一定范圍內(nèi),才能確保整個(gè)工藝過(guò)程的安全性。若生物沼氣生產(chǎn)GNG或天然氣,則需將其中所含的氧氣含量降至0.5%以下。
  
  沼氣脫氧工藝一般有如下幾種:
  
  (1)利用氣源中的原有氣體和氧氣反應(yīng);
  
  (2)通入氫氣與氧反應(yīng),生成較易除去的水,此方法需要?dú)湓?,且要確定通入氫氣量;
  
  (3)混合氣中的氧直接與催化劑發(fā)生氧化反應(yīng),使催化劑活性組分轉(zhuǎn)化成高價(jià)氧化物,此方法較難達(dá)到合格的脫氧深度;
  
  (4)通過(guò)膜分離或低溫變壓吸附法去除,此方法成本較高。
  

  3、沼氣干燥法

  
  未經(jīng)處理的沼氣通常含有飽和水蒸氣。其含量與溫度有關(guān),如35℃時(shí)沼氣水含量約為5%。沼氣脫水技術(shù)主要分為物理分離和化學(xué)干燥兩類(lèi),這些方法也可以同時(shí)去除沼氣中的泡沫和粉塵。
  
  冷凝法是去除沼氣中水蒸氣簡(jiǎn)單的物理方法,但由于水會(huì)在熱交換器上結(jié)冰,這種方法只能將露點(diǎn)溫度降低至0.5℃,要得到更低的露點(diǎn)溫度,需將沼氣進(jìn)行壓縮,且露點(diǎn)溫度越低,所需壓力越高。冷凝法包括除霧器、旋風(fēng)分離器、濕氣捕集阱等?;瘜W(xué)干燥法通常在較高的壓力下進(jìn)行,常用的吸附劑為氧化鋁或沸石,此外還可用三甘醇或可吸濕鹽類(lèi)作為干燥劑。
  

  4、沼氣脫碳法

  
  由于沼氣中甲烷含量較低,其高位發(fā)熱值只有23.9MJ/m3(甲烷含量60%),而純甲烷高位發(fā)熱值為39.78MJ/m3。作為車(chē)用燃料或者管道天然氣燃料其高位發(fā)熱值要求大于31.4MJ/m3,則要求沼氣中甲烷濃度至少提高到88%以上,即要脫除多余CO2。沼氣脫碳技術(shù)多源于天然氣、合成氨變換氣脫碳技術(shù),包括物理溶液吸收法、化學(xué)吸收法、變壓吸附法、膜分離法、低溫深冷法等。
  
  (1)加壓水洗法
  
  提純效率高(>97% CH4),甲烷損失小(<2%);當(dāng)H2S<300ppm可同時(shí)去除;易操作,溶劑易再生,耐受一定的雜質(zhì);通過(guò)改變壓力和溫度可調(diào)整處理能力。
  
  (2)碳酸丙烯酯法
  
  提純效率高(>97% CH4),吸收能力大,相比水洗法更節(jié)能。溶劑可再生;可同時(shí)去除H2S、有機(jī)硫化物和水。
  
  (3)聚乙二醇法
  
  提純效率高(>97% CH4),吸收能力大,甲烷損失??;可同時(shí)去除H2S、有機(jī)硫和水;相比水洗法更節(jié)能,溶劑可再生、揮發(fā)性小。
  
  (4)醇胺法
  
  提純效率高(>97% CH4),吸收能力大,甲烷損失小(<0.1%);溶劑可再生、操作成本低。
  
  (5)膜分離法
  
  可靠,操作簡(jiǎn)單;同時(shí)去除H2S和水;處理量小時(shí)不增加單位成本;氣/氣去 除效率:<92% CH4(一步)或者>96%;CH4氣/液 去除效率:>96% CH4,可得到純CO2。
  
  (6)變壓吸附法
  
  提純效率高(95%~98% CH4);能耗低;高壓但可回收;同時(shí)去除O2和N2,耐受一定的雜質(zhì),也適合低處理量。
  
  (7)低溫分離法
  
  提純效率高(90%~98% CH4);易得到液化生物甲烷。
  

  二、沼氣提純與凈化的原理

  

  1、化學(xué)吸收

  
  化學(xué)吸收的原理是采用胺、堿、醇等復(fù)合溶液吸收劑,利用酸堿中和反應(yīng)吸收沼氣中的CO2、H2S等酸性物質(zhì),同時(shí)也能吸收NH3等易溶于水、醇的氣體。另一種化學(xué)吸收機(jī)理是采用干化學(xué)物質(zhì)(如Fe2O3)作為吸收劑吸收雜質(zhì)氣體?;瘜W(xué)吸收的吸收劑都可以通過(guò)裝置的自?xún)粝到y(tǒng)和再生系統(tǒng)釋放出各種雜質(zhì)和氣體得到再生循環(huán)使用。
  

  2、物理提純

  
  通過(guò)此機(jī)理提純沼氣的主要是變壓吸附法。利用吸附劑在不同壓力條件下對(duì)不同氣體吸附力不同的原理來(lái)分離沼氣中的不同組份。沼氣中的H2O、CO2、H2S等吸附容量較大的強(qiáng)吸附組分在一定壓力下被吸附劑吸附停留在床層中,而較小吸附容量的弱吸附組分N2、CH4 等從床層出口輸出,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)沼氣的提純。
  

  3、生物脫除

  
  在一定的條件下利用微生物生長(zhǎng)繁殖需要沼氣中某些雜質(zhì)氣體作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣的提純。
  
  以上就是關(guān)于沼氣如何凈化與提純的介紹,我們總共介紹了四種方法,即沼氣脫硫法、沼氣脫氧法、沼氣脫碳法、沼氣干燥法,其中沼氣脫硫法包括濕法脫硫,干法脫硫等三種,沼氣脫碳法包括加壓水洗法,碳酸丙烯酯法,聚乙二醇法等七種。合合工貿(mào)專(zhuān)注各類(lèi)脫硫劑的生產(chǎn)與銷(xiāo)售,脫硫效率高,降低脫硫費(fèi)用,如果您有需要,歡迎聯(lián)系合合詳詢(xún)~
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