沼氣灌裝工藝分析及設備研究.pdf

1、生物質能一直是人類賴以生存的重要能源之一，沼氣就是一種可再生的生物質能源。因為天然的沼氣熱值和轉化率較低，所以多數情況下是直接燃燒用于日常生活中，應用范圍受限。而沼氣經過凈化壓縮后則可提高成分中甲烷的相對含量，近似達到天然氣中甲烷含量的標準。本文以開發(fā)生物質能源、實現(xiàn)天然氣的可替代性為背景，參考相關資料，對沼氣工程中的沼氣凈化壓縮灌裝工藝和設備，進行了深入的研究。針對日產5000立方米沼氣的畜禽場沼氣工程的產氣特點，對凈化工藝中的脫硫、

2、脫水、脫碳過程進行了分析。對于不同的灌裝方式進行了研究，確定了最優(yōu)技術方案。根據最終的工藝流程，對相關的設備進行了設計和選型，并對沼氣凈化壓縮灌裝進行了技術經濟性分析。
　　 本次研究探討，主要做了以下工作：
　　 首先，通過對沼氣的來源、組分、以及燃燒特性分析，確定了沼氣中的甲烷含量約占60％；其次主要成分為二氧化碳，還有少量的硫化氫、氮氣、鹵素氣體、氫氣等氣體。與其他可燃性氣體相比，沼氣具有很好的燃燒特質、經濟性和社

3、會效益。
　　 其次，目前我國的沼氣應用，基本處于日常家庭生活中的直接燃燒階段，集中的工業(yè)化和產業(yè)化應用幾乎處于空白狀況。針對國內沼氣產業(yè)化發(fā)展存在的問題，結合沼氣的主要成分為甲烷和二氧化碳，確定將沼氣凈化分離得到甲烷和二氧化碳兩種工業(yè)應用氣體，使之形成沼氣產業(yè)化新途徑。通過參閱相關資料，提出了沼氣產業(yè)化途徑的關鍵技術之一是凈化壓縮和儲運。
　　 第三，結合工藝設計的經濟性、安全性、可靠性原則，確定了沼氣凈化的主要步驟為

4、沼氣脫水、沼氣脫硫、沼氣脫碳。根據實際工況條件以及各種脫除方式，分析了凈化流程，確定了先脫水，再脫硫，最后脫碳的步驟。通過分析沼氣凈化后的灌裝儲運工藝，對低溫液化、溶劑吸收、高壓氣態(tài)灌裝三種方式進行了篩選。根據各種方式的特征情況，確定了采用高壓氣態(tài)灌裝的方式。
　　 第四，沼氣凈化灌裝工藝中主要有輸氣、脫水、脫硫、脫碳、增壓等過程，對于通用型設備主要進行選型，對于專業(yè)性比較強的設備，采用設計訂做的方式。主要包括氣水分離器、脫硫塔