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厭氧消化單元產生的沼氣是含有飽和水蒸氣的混合氣體。 除了氣體燃料CH4和惰性氣體CO2外,它還包含一定比例的H2S,H2O,少量NH3,H2,N2,O2,CO和鹵代烴。 沼氣的凈化是指去除沼氣中CH4以外的其他氣體。
沼氣凈化機理
綜上所述,沼氣凈化機理主要有三種,即化學吸收,物理凈化和生物去除。
(1)化學吸收。 化學吸收機理使用胺,堿或醇等復合溶液吸收劑,通過酸堿中和反應吸收沼氣中的酸性物質(例如CO2和H2S),還吸收易溶解的氣體 在水或酒精(例如NH3)中。 另一種化學吸收機制是使用干燥的化學物質(例如Fe2O3)作為吸收劑來吸收雜質氣體。 化學吸收的吸收劑可以通過設備的自清潔系統和再生系統進行回收,以釋放各種雜質和氣體。
(2)物理凈化。 通過這種機制凈化沼氣的主要步驟是變壓吸附。 沼氣的不同成分通過以下原理分離:吸附劑在不同壓力條件下對不同氣體具有不同的吸附容量。 沼氣中H2O,CO2和H2S等吸附能力強的強吸附組分在一定壓力下被床內的吸附劑吸附,而吸附能力較弱的N2和CH4吸附較弱的組分則從床中排出。 因此,將輸出物純化為沼氣。
(3)生物去除。 在某些條件下,使用微生物進行生長和繁殖需要沼氣中的某些雜質氣體作為養分,從而純化沼氣。
在這一階段,物理和化學方法已被廣泛使用并積累了豐富的經驗。 但是,這種方法的缺點是操作成本高,投資大,再生困難和二次污染。 該生物方法具有不需要催化劑和氧化劑,不需要處理化學污泥,污染少,能耗低,效率高,元素硫可回收的優點,正在成為沼氣脫硫領域的發展趨勢。
第二沼氣凈化方法
沼氣凈化的程度取決于沼氣的使用。 沼氣加熱需要去除H2S,H2O,沼氣發電需要去除H2S,H2O,有機鹵化物,車用燃料沼氣需要去除H2S,H2O,有機鹵化物,CO2,沼氣進入天然氣網絡需要去除H2S,H2O, 有機鹵化物質,二氧化碳和金屬。 表1顯示了去除沼氣中不同成分的具體方法。