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华蒙科创-知识科普丨这些沼气提纯技术，你一定要知道！

内蒙古华蒙科创环保科技有限公司

2019-12-25

导读：沼气提纯技术大全都在这！

沼气提纯

去除沼气中的杂质组分，使之成为甲烷含量高、热值和杂质气体组分品质符合天然气标准要求的高品质CH4。

沼气提纯的意义

● 沼气中甲烷的含量只有60%左右，其余为二氧化碳、氮气、硫化氢等，经过提纯，可使甲烷含量达到97%以上，达到城市天然气的标准。

● 甲烷燃烧产生CO2量为汽油的60%，且不排放硫化物和氮化物等形成酸雨的大气污染气体，实现了环保效应。

● 生物天然气的一大优势，是可以完全替代车用汽油、柴油，乃至替代车用化石天然气；并能充分利用现成的天然气储、运、加气的基础设施，从而大幅节省开发应用的投资，市场前景广阔。

沼气提纯工艺

脱水工艺

脱硫工艺

脱碳工艺

压缩工艺

沼气提纯的流程

沼气提纯设备

沼气提纯方法

01 脱水工艺

厌氧发酵后产生的沼气经过水塔式冷干机降温脱水。

02 脱硫工艺

概念：在石油天然气行业中，去除可燃气体中的高含硫成分的工艺技术。

分类：按照脱硫原理，可分氧化铁脱硫和生物脱硫技术。

A、氧化铁脱硫

在常温下，沼气通过脱硫剂床层，沼气中的H2S与活性氧化铁接触，将硫化氢吸附到氧化铁的小孔中，生成三硫化二铁。当有水分存在时，铁的硫化物转化为氧化铁和硫单质，脱硫再生过程可循环进行。

脱硫反应：

Fe2O3 +3H2S → Fe2S3 •H2O + 3H2O

再生反应：

Fe2S3 •H2O +1.5O2 →Fe2O3•H2O +3S

此法在有氧或无氧条件下均可脱硫，工作温度范围广(5-90°C),脱硫程度高达99%,耐水性、强度较高,脱硫工艺技术成熟，去除效率高，投资低简单，操作费用相对较高，当脱硫剂达到饱和后,氧化铁还可以进行再生。

B、生物脱硫

利用无色硫细菌，如氧化硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌，在微氧的条件下将H2S氧化成硫单质。生物法脱硫技术关键是如何根据H2S的浓度来控制反应中供给溶解氧，不同的H2S含量,可以往沼气中通入2%一6%的空气,以满足生物氧化硫化物的需要。适当的温度、反应时间和空气量可以使H2S减少至50PPm。

03 脱碳工艺

方法：沼气脱碳的常用方法主要有水洗法、胺洗法、变压吸附法、膜分离法等。

脱碳工艺依据：原料气的组成、压力、对产品的规格及质量要求、工艺的复杂程度及可靠性和操作便利性、总的投资成本与运行费用的估价等。

A、水洗法

水洗法是一种物理吸收法，采用1-2MPa水洗压力，脱除沼气中的二氧化碳。水的来源丰富，且由于二氧化碳在水中的溶解度远大于甲烷的溶解度，甲烷损失较少。

B、胺洗法

胺洗法工作原理与水洗法类似，只是用脱酸性更强的碱性胺溶液替代普通的水，与水洗法相比可获得较高的甲烷纯度和较高的回收率，可以同时脱除硫化氢。

C、PSA变压吸附法

二氧化碳在加压过程中被吸附在某种材料表面，加压条件下二氧化碳被吸附，当压力降低后，二氧化碳自然释放,从而再生吸附剂，循环往复，此技术应用广泛。获得甲烷纯度高,可在室温和非高压下工作,不用加热,经济节能；设备、操作简单，维护简便、可循环、可完全达到自动化。此气体中含有H2S的会吸附在吸附材料上，损坏吸附材料的结构。

D、膜分离法

此法是近年来新兴的一种脱除沼气中酸性气体的方法。由于沼气中各种气体在中空纤维膜里的渗透速率不同，CO2等酸性气体的渗透速率较快，会先逸出，而甲烷气体的渗透速率慢，会最后逸出，从而达到分离的目的。

膜分离法适用于CO2含量高的原料气分离，采用一级至两级膜分离可以提高产品气的纯度。现在市场上膜的生产厂家较多，但产品质量层次不齐。推荐采用MEDAL膜，具有稳定性好、寿命长、CH4回收效率高的特点。且工艺流程采用MEDAL的专利设计，具有工艺流程简便、整体撬装占地空间小、移动性强等特点。另外膜分离是物理性分离，不存在吸收与再生问题，不产生相变，无污染问题，无动设备，装置简单，能耗低。