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    沼氣如何凈化與提純?使用沼氣脫硫法

    網站編輯:洛陽市合合工貿有限責任公司 │ 發表時間:2021-06-17 15:54:46 

      我們日常所使用的燃氣有部分是通過沼氣的凈化與提純得到的,沼氣通過凈化與提純能成為甲烷含量高,熱值和雜質等條件符合管道、壓縮或液化天然氣標準要求的高品質生物天然氣。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,溶劑通過再生后重新進行吸收,根據吸收機理的不同,又分為化學吸收法、物理吸收法、物理化學吸收法以及濕式氧化法。濕式氧化法脫硫效率高,單質硫可回收,流程較簡單,大多數脫硫劑可以再生,運行成本低等;同時該法流程復雜、投資大、適用于氣體處理量大,H2S含量高的場合。
      
      (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很少,脫硫飽和后要廢棄,這樣一方面會造成環境問題,另一方面會增加脫硫成本。
      
      (3)生物脫硫
      
      生物脫硫系統以各種微生物的容納力為基礎,利用微生物的生命活動將有機污染轉化為對人體健康和生態環境無害的化合物、生物法常用于污水處理工程中產生的硫化物。生物脫硫技術包括生物過濾法、生物吸附法和生物滴濾法,三種系統均屬開放系統,其微生物種群隨環境改變而變化。在生物脫硫過程中,氧化態的含硫污染物必須先經生物還原作用生成硫化物或H2S,然后再經生物氧化過程生成單質硫,才能去除。
      

      2、沼氣脫氧法

      
      沼氣生產中不可避免地會混入空氣,特別是垃圾沼氣。氧的脫除是沼氣加工的必經步驟,沼氣中的氧必須脫至一定范圍內,才能確保整個工藝過程的安全性。若生物沼氣生產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;
      
      (2)通入氫氣與氧反應,生成較易除去的水,此方法需要氫源,且要確定通入氫氣量;
      
      (3)混合氣中的氧直接與催化劑發生氧化反應,使催化劑活性組分轉化成高價氧化物,此方法較難達到合格的脫氧深度;
      
      (4)通過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

      
      未經處理的沼氣通常含有飽和水蒸氣。其含量與溫度有關,如35℃時沼氣水含量約為5%。沼氣脫水技術主要分為物理分離和化學干燥兩類,這些方法也可以同時去除沼氣中的泡沫和粉塵。
      
      冷凝法是去除沼氣中水蒸氣簡單的物理方法,但由于水會在熱交換器上結冰,這種方法只能將露點溫度降低至0.5℃,要得到更低的露點溫度,需將沼氣進行壓縮,且露點溫度越低,所需壓力越高。冷凝法包括除霧器、旋風分離器、濕氣捕集阱等?;瘜W干燥法通常在較高的壓力下進行,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,其高位發熱值只有23.9MJ/m3(甲烷含量60%),而純甲烷高位發熱值為39.78MJ/m3。作為車用燃料或者管道天然氣燃料其高位發熱值要求大于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。沼氣脫碳技術多源于天然氣、合成氨變換氣脫碳技術,包括物理溶液吸收法、化學吸收法、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H2S<300ppm可同時去除;易操作,溶劑易再生,耐受一定的雜質;通過改變壓力和溫度可調整處理能力。
      
      (2)碳酸丙烯酯法
      
      提純效率高(>97% CH4),吸收能力大,相比水洗法更節能。溶劑可再生;可同時去除H2S、有機硫化物和水。
      
      (3)聚乙二醇法
      
      提純效率高(>97% CH4),吸收能力大,甲烷損失??;可同時去除H2S、有機硫和水;相比水洗法更節能,溶劑可再生、揮發性小。
      
      (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,操作簡單;同時去除H2S和水;處理量小時不增加單位成本;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;同時去除O2和N2,耐受一定的雜質,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、化學吸收

      
      化學吸收的原理是采用胺、堿、醇等復合溶液吸收劑,利用酸堿中和反應吸收沼氣中的CO2、H2S等酸性物質,同時也能吸收NH3等易溶于水、醇的氣體。另一種化學吸收機理是采用干化學物質(如Fe2O3)作為吸收劑吸收雜質氣體?;瘜W吸收的吸收劑都可以通過裝置的自凈系統和再生系統釋放出各種雜質和氣體得到再生循環使用。
      

      2、物理提純

      
      通過此機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不同氣體吸附力不同的原理來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,從而實現了對沼氣的提純。
      

      3、生物脫除

      
      在一定的條件下利用微生物生長繁殖需要沼氣中某些雜質氣體作為營養物質,從而實現對沼氣的提純。
      
      以上就是關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。合合工貿專注各類脫硫劑的生產與銷售,脫硫效率高,降低脫硫費用,如果您有需要,歡迎聯系合合詳詢~
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