免费电话:13837943800 17638823376
技术资料 当前位置:网站首页 - 技术资料

沼气如何净化与提纯?使用沼气脱硫法

网站编辑:洛阳市合合工贸有限责任公司 │ 发表时间:2021-06-17 15:54:46 

  我们日常所使用的燃气有部分是通过沼气的净化与提纯得到的,沼气通过净化与提纯能成为甲烷含量高,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。那么沼气如何净化与提纯呢?下面合合小编就来给大家分享几种净化与提纯的方法,以及这些方法的原理,一起来看看吧。
  

  一、沼气净化与提纯的方法

  

  1、沼气脱硫法

  脱硫催化剂
  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。
  
  (1)湿法脱硫
  
  湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的H2S,溶剂通过再生后重新进行吸收,根据吸收机理的不同,又分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法以及湿式氧化法。湿式氧化法脱硫效率高,单质硫可回收,流程较简单,大多数脱硫剂可以再生,运行成本低等;同时该法流程复杂、投资大、适用于气体处理量大,H2S含量高的场合。
  
  (2)干法脱硫
  
  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。
  
  (3)生物脱硫
  
  生物脱硫系统以各种微生物的容纳力为基础,利用微生物的生命活动将有机污染转化为对人体健康和生态环境无害的化合物、生物法常用于污水处理工程中产生的硫化物。生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法,三种系统均属开放系统,其微生物种群随环境改变而变化。在生物脱硫过程中,氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S,然后再经生物氧化过程生成单质硫,才能去除。
  

  2、沼气脱氧法

  
  沼气生产中不可避免地会混入空气,特别是垃圾沼气。氧的脱除是沼气加工的必经步骤,沼气中的氧必须脱至一定范围内,才能确保整个工艺过程的安全性。若生物沼气生产GNG或天然气,则需将其中所含的氧气含量降至0.5%以下。
  
  沼气脱氧工艺一般有如下几种:
  
  (1)利用气源中的原有气体和氧气反应;
  
  (2)通入氢气与氧反应,生成较易除去的水,此方法需要氢源,且要确定通入氢气量;
  
  (3)混合气中的氧直接与催化剂发生氧化反应,使催化剂活性组分转化成高价氧化物,此方法较难达到合格的脱氧深度;
  
  (4)通过膜分离或低温变压吸附法去除,此方法成本较高。
  

  3、沼气干燥法

  
  未经处理的沼气通常含有饱和水蒸气。其含量与温度有关,如35℃时沼气水含量约为5%。沼气脱水技术主要分为物理分离和化学干燥两类,这些方法也可以同时去除沼气中的泡沫和粉尘。
  
  冷凝法是去除沼气中水蒸气简单的物理方法,但由于水会在热交换器上结冰,这种方法只能将露点温度降低至0.5℃,要得到更低的露点温度,需将沼气进行压缩,且露点温度越低,所需压力越高。冷凝法包括除雾器、旋风分离器、湿气捕集阱等。化学干燥法通常在较高的压力下进行,常用的吸附剂为氧化铝或沸石,此外还可用三甘醇或可吸湿盐类作为干燥剂。
  

  4、沼气脱碳法

  
  由于沼气中甲烷含量较低,其高位发热值只有23.9MJ/m³(甲烷含量60%),而纯甲烷高位发热值为39.78MJ/m³。作为车用燃料或者管道天然气燃料其高位发热值要求大于31.4MJ/m³,则要求沼气中甲烷浓度至少提高到88%以上,即要脱除多余CO2。沼气脱碳技术多源于天然气、合成氨变换气脱碳技术,包括物理溶液吸收法、化学吸收法、变压吸附法、膜分离法、低温深冷法等。
  
  (1)加压水洗法
  
  提纯效率高(>97% CH4),甲烷损失小(<2%);当H2S<300ppm可同时去除;易操作,溶剂易再生,耐受一定的杂质;通过改变压力和温度可调整处理能力。
  
  (2)碳酸丙烯酯法
  
  提纯效率高(>97% CH4),吸收能力大,相比水洗法更节能。溶剂可再生;可同时去除H2S、有机硫化物和水。
  
  (3)聚乙二醇法
  
  提纯效率高(>97% CH4),吸收能力大,甲烷损失小;可同时去除H2S、有机硫和水;相比水洗法更节能,溶剂可再生、挥发性小。
  
  (4)醇胺法
  
  提纯效率高(>97% CH4),吸收能力大,甲烷损失小(<0.1%);溶剂可再生、操作成本低。
  
  (5)膜分离法
  
  可靠,操作简单;同时去除H2S和水;处理量小时不增加单位成本;气/气去 除效率:<92% CH4(一步)或者>96%;CH4气/液 去除效率:>96% CH4,可得到纯CO2。
  
  (6)变压吸附法
  
  提纯效率高(95%~98% CH4);能耗低;高压但可回收;同时去除O2和N2,耐受一定的杂质,也适合低处理量。
  
  (7)低温分离法
  
  提纯效率高(90%~98% CH4);易得到液化生物甲烷。
  

  二、沼气提纯与净化的原理

  

  1、化学吸收

  
  化学吸收的原理是采用胺、碱、醇等复合溶液吸收剂,利用酸碱中和反应吸收沼气中的CO2、H2S等酸性物质,同时也能吸收NH3等易溶于水、醇的气体。另一种化学吸收机理是采用干化学物质(如Fe2O3)作为吸收剂吸收杂质气体。化学吸收的吸收剂都可以通过装置的自净系统和再生系统释放出各种杂质和气体得到再生循环使用。
  

  2、物理提纯

  
  通过此机理提纯沼气的主要是变压吸附法。利用吸附剂在不同压力条件下对不同气体吸附力不同的原理来分离沼气中的不同组份。沼气中的H2O、CO2、H2S等吸附容量较大的强吸附组分在一定压力下被吸附剂吸附停留在床层中,而较小吸附容量的弱吸附组分N2、CH4 等从床层出口输出,从而实现了对沼气的提纯。
  

  3、生物脱除

  
  在一定的条件下利用微生物生长繁殖需要沼气中某些杂质气体作为营养物质,从而实现对沼气的提纯。
  
  以上就是关于沼气如何净化与提纯的介绍,我们总共介绍了四种方法,即沼气脱硫法、沼气脱氧法、沼气脱碳法、沼气干燥法,其中沼气脱硫法包括湿法脱硫,干法脱硫等三种,沼气脱碳法包括加压水洗法,碳酸丙烯酯法,聚乙二醇法等七种。合合工贸专注各类脱硫剂的生产与销售,脱硫效率高,降低脱硫费用,如果您有需要,欢迎联系合合详询~