沼气压力水洗提纯设备及工艺研究
发布时间：2022-02-13 11:30
在能源危机与环境污染的双重背景下,世界各国都意识到发展可再生能源是一个必然的选择。在可再生能源中,沼气是一种重要的生物质能源,沼气经净化提纯后,其中的甲烷浓度达到90%以上就可得到生物甲烷,实现天然气的替代。目前,主要的沼气提纯方法有PSA法、水洗法、化学吸收法、有机溶解吸收法、膜分离法,而且已经实现了商业上的应用。通过几种提纯方法的对比发现水洗法的优势明显。本文通过沼气水洗机理的研究,发现了沼气水洗提纯的三大主要影响因素:温度、气水比、压力。通过沼气常压雾化水洗试验得到了温度、气水比对沼气提纯效果的具体影响,为了得到压力对沼气水洗的影响,对沼气常压水洗提纯系统进行了改造,提出了间歇式沼气压力水洗提纯系统,并设计了水洗控制系统。沼气水洗提纯原理主要包括两个方面,一是CH4、CO2在水中的溶解度差异,相同条件下CO2在水中的溶解度是CH4的30倍左右;二是CO2在水中的传质。通过分析得出,温度、压力主要是通过溶解度对沼气水洗效果产生影响,气水比通过对气液传质的影响对水洗效果产生影响。同时本文还分析了水的振动、水位高度以及水体的酸碱度对沼气提纯的影响。为了得到温度、气水比对沼气水洗效果的影...
【文章来源】：苏州大学江苏省211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种沼气利用方式的能量损失对比[6]
[13]。图1-2 PSA法提纯沼气示意图[11]目前，在 PSA 设备中，沸石，活性炭，分子筛、硅胶和氧化铝被广泛使用。CMS-3K碳分子由日本一家公司研制，其对 CO2有很强的选择吸附性[14]。在活性炭和沸石这些吸附剂中，吸附和分离利用的是吸附剂对 CO2和 CH4这两种气体吸附量的差异。在相同的温度、压力下，沸石 13X 对 CO2的吸附容量明显高于 CH4[15]。近年来，出现了一种“分子门”技术， XueQuanmin 研究了一种新型的吸附剂
O2少太多，可认为 CH4在水中几乎不溶解，CH4在水洗塔顶部富集后，溶解在水中的 CO2解吸出来，实现 CH4、CO2的分离，完成沼气提纯2和 CH4的废水可以通过空气吹托再生以循环利用。水洗时，沼气从水入，通常会在水洗塔底部安装气体弥散装置，将沼气分散为大量的小气在水中，以利于传质，沼气泡在上升的过程中，其中的 CO2溶解在水流入，与沼气气流方向相反，增强吸收效果。在加压水洗时，一般还会安装填料，用来增加气、液传质面积，提高沼气提纯的效果。洗法的优势非常明显，一是水洗法效率较高，CH4损失率低；二是采用较为廉价，其经济性非常明显[20]。但是加压水洗法也有缺点，长期水洗的填料会滋生大量微生物，造成填料堵塞，因此，需要定期对水洗塔进氯杀菌[21]。在水洗过程中，H2S 也会被同时去除，但通常我们应在脱 C硫装置将其去除[20]，避免其对压缩设备产生腐蚀。同时由于采取水洗工后的沼气还需要干燥[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]沼气提纯生物天然气技术研究进展[J]. 郑戈,张全国. 农业工程学报. 2013(17)
[2]沼气精制技术的发展与应用[J]. 宫徽,徐恒,左剑恶,王凯军,甘海南. 可再生能源. 2013(05)
[3]沸石填料水洗法提纯沼气实验研究[J]. 马志勇,黄黎,张全国,张志萍. 太阳能学报. 2013(04)
[4]沼气净化提纯制取生物甲烷技术发展现状[J]. 陈祥,梁芳,盛奎川,包先斌. 农业工程. 2012(07)
[5]沼气净化提纯制生物甲烷技术与应用[J]. 江皓,吴全贵,周红军. 中国沼气. 2012(02)
[6]气体（CH4、H2S、CO2等）在水溶液中的溶解度模型[J]. 段振豪,卫清. 地质学报. 2011(07)
[7]欧盟国家新兴的生物天然气产业[J]. 程序,朱万斌. 中外能源. 2011(06)
[8]沼气现代化发展战略思考[J]. 何沙,陈东升,李清林,张惠. 中国沼气. 2011(02)
[9]变压吸附技术在沼气提纯中的应用[J]. 田玲,邓舟,夏洲,胡益铭,张妍. 环境工程. 2010(05)
[10]德国沼气工程现状分析[J]. 李子富,余敏娜,范晓琳. 可再生能源. 2010(04)
硕士论文
[1]二氧化碳和水动态溶解平衡的研究[D]. 马丽丽.北京化工大学 2009
[2]大中型沼气工程的沼气净化技术研究[D]. 黎良新.广西大学 2007
本文编号：3623111
【文章来源】：苏州大学江苏省211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种沼气利用方式的能量损失对比[6]
[13]。图1-2 PSA法提纯沼气示意图[11]目前，在 PSA 设备中，沸石，活性炭，分子筛、硅胶和氧化铝被广泛使用。CMS-3K碳分子由日本一家公司研制，其对 CO2有很强的选择吸附性[14]。在活性炭和沸石这些吸附剂中，吸附和分离利用的是吸附剂对 CO2和 CH4这两种气体吸附量的差异。在相同的温度、压力下，沸石 13X 对 CO2的吸附容量明显高于 CH4[15]。近年来，出现了一种“分子门”技术， XueQuanmin 研究了一种新型的吸附剂
O2少太多，可认为 CH4在水中几乎不溶解，CH4在水洗塔顶部富集后，溶解在水中的 CO2解吸出来，实现 CH4、CO2的分离，完成沼气提纯2和 CH4的废水可以通过空气吹托再生以循环利用。水洗时，沼气从水入，通常会在水洗塔底部安装气体弥散装置，将沼气分散为大量的小气在水中，以利于传质，沼气泡在上升的过程中，其中的 CO2溶解在水流入，与沼气气流方向相反，增强吸收效果。在加压水洗时，一般还会安装填料，用来增加气、液传质面积，提高沼气提纯的效果。洗法的优势非常明显，一是水洗法效率较高，CH4损失率低；二是采用较为廉价，其经济性非常明显[20]。但是加压水洗法也有缺点，长期水洗的填料会滋生大量微生物，造成填料堵塞，因此，需要定期对水洗塔进氯杀菌[21]。在水洗过程中，H2S 也会被同时去除，但通常我们应在脱 C硫装置将其去除[20]，避免其对压缩设备产生腐蚀。同时由于采取水洗工后的沼气还需要干燥[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]沼气提纯生物天然气技术研究进展[J]. 郑戈,张全国. 农业工程学报. 2013(17)
[2]沼气精制技术的发展与应用[J]. 宫徽,徐恒,左剑恶,王凯军,甘海南. 可再生能源. 2013(05)
[3]沸石填料水洗法提纯沼气实验研究[J]. 马志勇,黄黎,张全国,张志萍. 太阳能学报. 2013(04)
[4]沼气净化提纯制取生物甲烷技术发展现状[J]. 陈祥,梁芳,盛奎川,包先斌. 农业工程. 2012(07)
[5]沼气净化提纯制生物甲烷技术与应用[J]. 江皓,吴全贵,周红军. 中国沼气. 2012(02)
[6]气体（CH4、H2S、CO2等）在水溶液中的溶解度模型[J]. 段振豪,卫清. 地质学报. 2011(07)
[7]欧盟国家新兴的生物天然气产业[J]. 程序,朱万斌. 中外能源. 2011(06)
[8]沼气现代化发展战略思考[J]. 何沙,陈东升,李清林,张惠. 中国沼气. 2011(02)
[9]变压吸附技术在沼气提纯中的应用[J]. 田玲,邓舟,夏洲,胡益铭,张妍. 环境工程. 2010(05)
[10]德国沼气工程现状分析[J]. 李子富,余敏娜,范晓琳. 可再生能源. 2010(04)
硕士论文
[1]二氧化碳和水动态溶解平衡的研究[D]. 马丽丽.北京化工大学 2009
[2]大中型沼气工程的沼气净化技术研究[D]. 黎良新.广西大学 2007
本文编号：3623111
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