沼氣灌裝工藝分析及設(shè)備研究.pdf

1、生物質(zhì)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(zhì)能源。因?yàn)樘烊坏恼託鉄嶂岛娃D(zhuǎn)化率較低，所以多數(shù)情況下是直接燃燒用于日常生活中，應(yīng)用范圍受限。而沼氣經(jīng)過凈化壓縮后則可提高成分中甲烷的相對含量，近似達(dá)到天然氣中甲烷含量的標(biāo)準(zhǔn)。本文以開發(fā)生物質(zhì)能源、實(shí)現(xiàn)天然氣的可替代性為背景，參考相關(guān)資料，對沼氣工程中的沼氣凈化壓縮灌裝工藝和設(shè)備，進(jìn)行了深入的研究。針對日產(chǎn)5000立方米沼氣的畜禽場沼氣工程的產(chǎn)氣特點(diǎn)，對凈化工藝中的脫硫、

2、脫水、脫碳過程進(jìn)行了分析。對于不同的灌裝方式進(jìn)行了研究，確定了最優(yōu)技術(shù)方案。根據(jù)最終的工藝流程，對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型，并對沼氣凈化壓縮灌裝進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)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?dú)?、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(zhì)、經(jīng)濟(jì)性和社

3、會(huì)效益。
　　 其次，目前我國的沼氣應(yīng)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(chǎn)業(yè)化應(yīng)用幾乎處于空白狀況。針對國內(nèi)沼氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在的問題，結(jié)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(yīng)用氣體，使之形成沼氣產(chǎn)業(yè)化新途徑。通過參閱相關(guān)資料，提出了沼氣產(chǎn)業(yè)化途徑的關(guān)鍵技術(shù)之一是凈化壓縮和儲(chǔ)運(yùn)。
　　 第三，結(jié)合工藝設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)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(jù)實(shí)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(chǔ)運(yùn)工藝，對低溫液化、溶劑吸收、高壓氣態(tài)灌裝三種方式進(jìn)行了篩選。根據(jù)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(shè)備主要進(jìn)行選型，對于專業(yè)性比較強(qiáng)的設(shè)備，采用設(shè)計(jì)訂做的方式。主要包括氣水分離器、脫硫塔