沼氣膜分離應(yīng)用介紹2

1、日本宇部(UBE)CO2/CH4分離膜組 沼氣回收應(yīng)用 2010年12月1 上海精騰科技有限公司，主要從事本集團(tuán)產(chǎn)品的銷售以及代理國(guó)外知名企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品，并負(fù)責(zé)在中國(guó)市場(chǎng)拓展以及推廣應(yīng)用等業(yè)務(wù)。 上海精騰科技有限公司和中科院膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心合作,在中國(guó)代理日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社（UBE）各類氣體分離膜，我們以領(lǐng)先的技術(shù)，優(yōu)異的品質(zhì)和快捷高效的服務(wù)贏得國(guó)內(nèi)外客戶的贊譽(yù)。本集團(tuán)總部設(shè)在香港，創(chuàng)立于1995年，集團(tuán)員工總數(shù)約2000人。一、公司簡(jiǎn)介2沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下經(jīng)多種微生物協(xié)同發(fā)酵產(chǎn)生的可燃混合氣體，主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷占50一70，二氧化碳占30一5

2、0，還有少量氫、一氧化碳、硫化氫、氧和氮等氣體。甲烷俗稱瓦斯，是天然氣的主要成份，容易燃燒、熱值較高，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生煙塵，是一種清潔能源。對(duì)沼氣進(jìn)行提純處理，使之達(dá)到與天然氣一樣的品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)與天然氣的互聯(lián)互通。提純后的沼氣中CH4含量為95%98%，CO2含量為2%5% 城市有機(jī)垃圾、污水處理廠的污泥、農(nóng)村的人畜糞便、作物秸稈等，皆可做產(chǎn)生沼氣的原料。沼氣應(yīng)用的介紹3二、氣體膜分離的原理 氣體膜分離技術(shù)是根據(jù)混合氣體中各組分氣體透過(guò)高分子膜時(shí)，其在膜內(nèi)的溶解度和擴(kuò)散滲透速率的不同，從而達(dá)到分離目的。根據(jù)這一特性，可以將各種氣體分為“快氣”和“慢氣” H2OH2HeCO2O2ArCON2CH4

3、C2H6不是根據(jù)分子大小易透過(guò)難透過(guò)各種氣體在高分子膜上的相對(duì)透過(guò)速率比較4 當(dāng)無(wú)液態(tài)水、無(wú)油的壓縮沼氣沿中空纖維管內(nèi)腔流動(dòng)時(shí)，各種氣體的分壓在中空纖維絲管的高壓側(cè)（原料側(cè)）與低壓側(cè)（滲透?jìng)?cè)）所形成的驅(qū)動(dòng)力分壓差作用下，溶解系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)大的氣體（如CO2）優(yōu)先透過(guò)管壁，其余氣體（CH4）相對(duì)受到阻隔，從而達(dá)到分離的目的。 膜法分離沼氣（CO2/CH4）原理5 沼氣膜結(jié)構(gòu)示意圖 排放氣 CO2（滲透氣體）沼氣壓縮（原料氣體）產(chǎn)品氣 CH4(未滲透氣體）沼氣壓縮（原料氣體）產(chǎn)品氣(未滲透氣體）CH4 富集氣體聚酰亞胺中空纖維膜絲6UBE膜構(gòu)成結(jié)構(gòu)及特征 構(gòu)成 : 非對(duì)稱中空絲膜 材料 : 芳香族

4、聚酰亞胺 TG 300 最大操作溫度: 120 最大操作壓力: 2.1 MPaG 特征 : 高透過(guò)性 高分離性 高耐久性 高耐溶劑 高機(jī)械性能 中空纖維高分子材料膜最具有應(yīng)用前景7垃圾填埋氣體 沼氣發(fā)酵罐沼氣凈化系統(tǒng) 沼氣壓縮機(jī)排放氣（滲透氣體）產(chǎn)品氣（未滲透氣體）甲烷富集氣體電加熱器后冷卻器水霧過(guò)濾器油霧過(guò)濾器碳床過(guò)濾器顆粒過(guò)濾器原料氣體典型的沼氣膜分離提純工藝流程8 水 / 濕 度：應(yīng)避免液態(tài)水 相對(duì)濕度小于80RH% 顆 粒：盡可能少且小于0.01 m 殘 油： 0.01mg/Nm3(0.008ppm w/w) 碳?xì)浠衔铮?0.013mg/Nm3(0.01ppm w/w) 硫 化 氫：

5、 3 vol% 氨氣和胺類： 100vppm 酸 ：盡可能避免 芳 香 族：盡可能低 乙 醇：無(wú)影響 膜需要避免的污染9氣體分離膜性能表述膜性能通常由此來(lái)表述產(chǎn)氣量：?jiǎn)胃ぎa(chǎn)氣體的量；隨壓力和溫度的升高而增大回收率：?jiǎn)畏N氣體的產(chǎn)量和混合氣體量的百分比；回收率高表示需要的壓縮空氣少，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；隨壓力升高而稍有增加,隨溫度升高而略有下降使用壽命：膜的使用壽命與膜本身性能以及運(yùn)行環(huán)境 和維護(hù)有關(guān)；膜性能壓力升高溫度升高產(chǎn)氣量增加增加回收率略增加略下降10三、沼氣分離氣體的應(yīng)用 沼氣發(fā)酵氣體(CH4:60%,CO2:40%) 牲畜糞便 沼氣回收池 凈化的甲烷氣體 CH4 95% 垃圾填埋氣體 甲烷氣體

6、的主要用途 -代替天然氣 管道供氣燃燒 汽車動(dòng)力能源 電力發(fā)電機(jī)能源 CO2/CH4分離膜組11沼氣中提純甲烷（CO2分離膜組） 單級(jí)分離流程原料氣體產(chǎn)品氣排放氣膜 組原料氣條件流 量壓 力回收率組 分物 料 平 衡原料氣排放氣產(chǎn)品氣流 量溫 度 壓 力 組 分 12沼氣中提純甲烷（CO2分離膜組） 雙級(jí)分離流程 原料氣產(chǎn)品氣 階段物 料 平 衡膜 組流 量排放氣壓縮機(jī)回收率壓 力原料氣條件組 份階段排放氣階 段階 段原料流量產(chǎn)品氣13沼氣中提純CH4/CO2結(jié)合低溫回收CO2裝置 （CO2分離膜組）原料氣產(chǎn)品氣排放氣物 料 平 衡回 收 率階 段流量氣體條件階 段階 段階 段高純度低溫回收裝

7、置是必需的原料流量產(chǎn)品氣量排放氣流 量壓 力組 份壓縮機(jī)14 甲烷氣體是影響溫室效應(yīng)的重要因素之一，CH4氣體比CO2的實(shí)際影響要高20倍以上，必須逐步控制減少。甲烷氣體只有進(jìn)行分離和提純才能有效地加以利用。對(duì)沼氣進(jìn)行提純處理，使之可達(dá)到與天然氣一樣的品質(zhì)。膜分離法比吸附法可以回收更多的甲烷，投資也少，因而具有更大的優(yōu)勢(shì)。 UBE-高分子聚酰亞胺中空纖維膜分離沼氣（CO2/CH4）它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：使用壽命長(zhǎng)，它不用電源、使用安全，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，直接利用壓縮沼氣本身壓力作為分離氣體的推動(dòng)力，分離后氣體的純度 CH495% 四、為何選用膜法分離沼氣(CO2/CH4)15工藝流程簡(jiǎn)單、可靠性

8、高投資及運(yùn)行費(fèi)用低占地面積小、開(kāi)停車簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)產(chǎn)品CH4純度可達(dá) 95%產(chǎn)品CO2純度、回收率可達(dá)85%-95%采用兩級(jí)膜分離時(shí),產(chǎn)品CO2純度可達(dá)到99.9% 以上膜法分離CO2/CH4裝置特點(diǎn)16沼氣分離膜機(jī)械參數(shù)-UBE17五、沼氣的綜合利用及市場(chǎng)前景節(jié)約能源 每立方米純甲烷的發(fā)熱最為 34000焦耳，每立方米沼氣的發(fā)熱量約為2080023600焦耳。即1立方米沼氣完全燃燒后，能產(chǎn)生相當(dāng)于0.7千克無(wú)煙煤提供的熱量，相當(dāng)于5.87度電。沼氣通過(guò)發(fā)酵、提純可轉(zhuǎn)換成為高品位、高熱值的清潔能源，可以節(jié)約一半以上的傳統(tǒng)能源。具有開(kāi)源與節(jié)流的雙重作用，是解決農(nóng)村能源短缺問(wèn)題的一種重要方式。保

9、護(hù)環(huán)境 可以顯著減少農(nóng)村對(duì)薪柴、煤炭的使用量，切實(shí)有效地降低CO2 、SO2排放強(qiáng)度，恢復(fù)和治理生態(tài)環(huán)境。沼肥(包括沼液和沼渣)可作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥提供作物營(yíng)養(yǎng)，刺激和調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，對(duì)某些病害和蟲(chóng)害具有防治作用，并能增強(qiáng)作物抗病性，沼氣燃燒后產(chǎn)生的CO2用以氣體施肥，能夠提高作物產(chǎn)量，所有這些作用是通過(guò)沼渣、沼液作為底肥、追肥、葉面肥、浸種等方式實(shí)現(xiàn)的。 18六、沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向 目前我國(guó)沼氣產(chǎn)業(yè)已步入快速發(fā)展階段，工藝技術(shù)日趨完善，但工程裝備水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際先進(jìn)水平。建議我國(guó)沼氣回收技術(shù)應(yīng)借鑒國(guó)外先進(jìn)的、已成熟的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合我國(guó)沼氣技術(shù)現(xiàn)狀，進(jìn)一步加以完善和推廣；通過(guò)沼氣關(guān)鍵技術(shù)與配套設(shè)備裝置的研制、集成與示范，提升我國(guó)沼氣工藝的技術(shù)水平、配套設(shè)備裝置的國(guó)產(chǎn)化水平，研發(fā)一批新設(shè)備、新產(chǎn)品，解