某生物质天然气(沼气)提纯项目工艺选择 .pdf

某生物质天然气（沼气）提纯项目工艺

选择

摘要：沼气是一种可持续发展的、洁净新能源，它在解决资源紧张、环保等

方面具有重要意义。由于生物质资源丰富，可以采用厌氧法将其转化为甲烷含量

50%~65%的生物质天然气（沼气），没有提纯过的沼气其燃烧效果较差，因此需

要对生物质天然气（沼气）进行提纯，使其甲烷含量达90%或以上，改善其燃烧

特性。本文对不同类型的沼气提纯技术进行了较为详尽的阐述。

关键词：沼气；提纯；CH；生物质天然气

4

引言

沼气是一种由各种不同的气体组成的混合物，其中大部分是由CO和CH组

24

成，CO和CH的比例约为40%和60%。沼气则是有机物、有机废水等通过厌氧发

24

酵来产生沼气，经过脱硫、脱碳、脱水、加压等工艺得以提纯作为天然气使用。

沼气经过提纯净化后，达到国家二类天然气标准，直接输送至市政天然气管网，

作为天然气气源供应。如果附近没有市政天然气管网，可以进一步将天然气进行

压缩，通常是20MPa（压缩天然气）便于贮存和运送。我国的沼气资源十分充裕，

然而其利用模式却不尽如人意，因此，在这一领域还有很大的发展余地。目前，

国内外沼气提纯工艺已相当完善，并且已基本达到了工业化的水平。在我国，虽

然有大量的沼气，但其利用的方法都是传统的。近几年，我国大量的高产出的沼

气项目层出不穷，每天产生的甲烷数量远远超出了当下需求，而过剩的甲烷则通

过锅炉进入锅炉进行不彻底的焚烧，或者是经火炬燃烧，甚至有些是直接排出，

造成了巨大的浪费和环境问题。随着我国能源结构日益优化，采用沼气提纯生物

质能源（天然气）已成为今后能源开发的一个主要方向。

1沼气提纯生物天然气的必要性

1.1重视度提高及政策指导规范化

目前，我国的能耗很高，为了解决能源和环保问题，在日常的生产和经营中

都有相应的对策。随着臭氧层、酸雨及日益严重的全球变暖，国内对甲烷提纯技

术的利用程度有所提升。近几年，我们制定了一系列旨在推动可持续发展和可再

生资源使用方式的国家经济转型，并将清洁发展作为重点。随着《天然气利用政

策》逐步实施，许多国家都发布了有关的指导意见，证明了今后天然气在国家发

展中越来越重要[1]。此外，利用沼气提纯生产的生物质天然气也是一种很有价值

的能源，它是一种清洁的能源，环境友好、可再生，价格也相对低廉。目前，国

内的天然气生产技术较为完善，并且对其副产物的利用率也比较高，对提高我国

今后的发展潜力很有帮助。

1.2温室效应加剧能源减少

在全球温室气体排放日益严重的今天，气候暖化已成为各国在发展进程中必

须正视和关注的重点。国家在有关的一些项目中进行了关于节能减排和环境变迁

的相关调查，其结果表明，甲烷的排放问题将会持续恶化。如果利用沼气提纯技

术生产出60000立方米/日的生化天然气，则可使温室效应产生的CO排放降低

2

458000t，因而，利用沼气提纯技术生产生物质气，对国家节能和环保具有重大

意义。

2主流的沼气提纯工艺

2.1变压吸附法

20世纪80年代中期，西南化学研究院首次研制出了变压吸附分离技术。在

高压下进行吸附，在减压状态下进行回收，达到了吸附和回收的目标。对于沼气

提纯，一般采用VPSA法进行甲烷提纯。变压吸附法就是在将压力降低到正常压

力下进行解析后，还要进行一次抽吸式的脱附，从而达到完全的再生目的。从而

实现有目的地除去甲烷中的有害物质[2]。以分子筛、活性炭、硅胶等为原料，对

甲烷中CO、HS进行脱除，以活性氧化铝吸附HO。

222

由于它的工作压力一般在0.4-0.8MPa之间，与管线的天然气输送压力相近，

所以更适用于管线上的天然气。这种方法具有沼气损耗，以及对控制阀门品质的

高要求。

2.2高压水洗法

采用高压水洗工艺利用CO与CH在水溶液中的溶解性不同，采用物理吸附