红外气体分析技术在沼气净化提纯及综合利用中的应用.docx

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1、优选红外气体分析技术在沼气净化提纯及综合利用中的应用沼气的主要成分是CH4和CO2，此外，还含有微量的H2S、水等杂质。利用沼气生产管道燃气、GNG和LNG，其技术难点在于沼气的净化提纯。因此，需要通过必要的沼气净化与提纯技术，使沼气成为甲烷含量高，热值和杂质等条件符合管道、压缩或液化天然气标准要求的高品质生物天然气。而要达到标准所规定的气体质量，净化提纯工艺过程监测必不可少。一、杂质成分对沼气利用的影响沼气一般都含有大量CO2、少量H2O和H2S、硫化烃、卤化烃、氨气、硅氧烷等杂质气体，沼气中最常产生的硫化物是H2S、COS、烷基取代物、二甲基硫

2、物化等，H2S并不总是最大的硫化合物。除了硫化物，含氧的有机化合物（如有机酸、乙醇、酯）在沼气中也很常见。杂质气体成分往往会对沼气的利用造成不利影响，需要采取措施去除。1、CO2使沼气的能量密度降低，并且在燃烧过程中减缓燃烧速度。要使沼气达到天然气标准或用作汽车燃料，就必须去除其中的CO2。2、水在导气管道中积累后会溶解H2S、CO2等酸性气体而腐蚀管道，而当沼气被加压储存时，可能会因为凝结水而冻坏储气罐。3、H2S是沼气中最常见的杂质气体，它能与大多数金属发生反应，并且当其浓度增大、气体压力增加、温度上升和有水存在时，H2S的活性更强，在使用中导

3、致压缩机、管道、储气钢瓶、发动机受到腐蚀，并造成催化剂中毒。硫化物燃烧放出SO2和SO3会比H2S造成的危害更大，SO2会降低露点，而硫酸有高腐蚀性。4、生活污水处理产生的沼气中往往含有硅氧烷，其燃烧产物附着在发动机燃烧室及排气系统中会大大降低发动机效率，使排气质量恶化。10/10优选5、填埋场气体中常常含有一定量的卤化物，其燃烧产物具有腐蚀性，有水存在时腐蚀性加剧，在一定燃烧条件下甚至生成有毒气体PCDDs和PCDFs，故需要优先去除；达到甲烷的爆炸极限水平时可能发生爆炸危机人的生命财产安全，必要时也需加以去除。6、氨气燃烧后生成氮氧化物，当沼气

4、中氨气含量过高时会引起燃气汽车排放超标。7、在收集填埋场气体时可能会吸进大量的空气而造成氧气含量过高，当混合气浓度达到甲烷的爆炸极限水平时可能发生爆炸危及人的生命财产安全，必要时也需要加以去除。二、沼气的利用方式及品质要求沼气是一种理想的清洁能源，应用途经广泛，但不同的利用方式对沼气的品质要求不同，沼气的主要利用途径及其品质要求如下：1、燃烧供热。这是发展中国家常见的沼气利用形式，如我国普遍采用的农村户用式沼气池，它们一般用于提供炊事和照明燃料。农村户用式沼气池工程技术简单，投资小见效快，沼气一般只需进行简单的脱硫和脱水处理。2、沼气发电机热电联产

5、。这是发达国家大中型沼气工程普遍采用的沼气利用方式。为避免沼气中杂质对发动机的不良影响，沼气需进行脱水和脱除硫化物、卤代烃、硅氧烷等杂质气体的处理。3、沼气燃料电池。沼气发电的电效率一般低于35%且单位投资相对较高，而用于燃料电池的电效率可达到40%~60%。沼气用于燃料电池需要分离CO2，去除H2S、卤素和CO等痕量气体。4、沼气纯化后用管道天然气和用作汽车燃料。该利用方式对沼气品质要求很高，沼气不仅要脱水，去除杂质气体，还要去除CO2以得到高品质的生物甲烷。5、沼气用作化工生产原料。用来制造氢气和炭黑，并可进一步制成乙炔、汽油、酒精、人造纤维和

6、人造皮革等各种化工产品。10/10优选三、沼气净化与提纯工艺汇总沼气净化一般是去除沼气中微量的有害组分，如沼气脱硫、脱氧、干燥技术等。沼气提纯是去除沼气中的二氧化碳，以提高燃气的适用性和热值。经过净化提纯得到的生物天然气，通常含有95%~97%的甲烷和1%~3%的二氧化碳，可以作为替代天然气使用。1、沼气脱硫沼气中的硫主要以H2S形式存在，所含有机硫较少。脱除硫化氢的方法很多，一般可分为干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫。干法脱硫通常用于低含硫气体处理，特别是用于气体精细脱硫。大部分干法脱硫工艺由于需要更换脱硫剂而不能继续操作，还有一些干法如锰矿法、氧化

7、锌法、氧化铁、活性炭等，脱硫剂不能再生或再生次数很少，脱硫饱和后要废弃，这样一方面会造成环境问题，另一方面会增加脱硫成本。湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的H2S，溶剂通过再生后重新进行吸收，根据吸收机理的不同，又分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法以及湿式氧化法。湿式氧化法脱硫效率高，单质硫可回收，流程较简单，大多数脱硫剂可以再生，运行成本低等；同时该法流程复杂、投资大、适用于气体处理量大，H2S含量高的场合。生物脱硫系统以各种微生物的容纳力为基础，利用微生物的生命活动将有机污染转化为对人体健康和生态环境无害的化合物、生物法

8、常用于污水处理工程中产生的硫化物。生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法，三种系统均属开放系统，其微生物种群随