沼氣膜分離應用介紹2

1、日本宇部(UBE)CO2/CH4分離膜組 沼氣回收應用 2010年12月1 上海精騰科技有限公司，主要從事本集團產品的銷售以及代理國外知名企業(yè)的相關產品，并負責在中國市場拓展以及推廣應用等業(yè)務。 上海精騰科技有限公司和中科院膜技術國家工程研究中心合作,在中國代理日本宇部興產株式會社（UBE）各類氣體分離膜，我們以領先的技術，優(yōu)異的品質和快捷高效的服務贏得國內外客戶的贊譽。本集團總部設在香港，創(chuàng)立于1995年，集團員工總數(shù)約2000人。一、公司簡介2沼氣是有機物質在厭氧條件下經多種微生物協(xié)同發(fā)酵產生的可燃混合氣體，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，燃燒時不會產生煙塵，是一種清潔能源。對沼氣進行提純處理，使之達到與天然氣一樣的品質，可實現(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% 城市有機垃圾、污水處理廠的污泥、農村的人畜糞便、作物秸稈等，皆可做產生沼氣的原料。沼氣應用的介紹3二、氣體膜分離的原理 氣體膜分離技術是根據混合氣體中各組分氣體透過高分子膜時，其在膜內的溶解度和擴散滲透速率的不同，從而達到分離目的。根據這一特性，可以將各種氣體分為“快氣”和“慢氣” H2OH2HeCO2O2ArCON2CH4

3、C2H6不是根據分子大小易透過難透過各種氣體在高分子膜上的相對透過速率比較4 當無液態(tài)水、無油的壓縮沼氣沿中空纖維管內腔流動時，各種氣體的分壓在中空纖維絲管的高壓側（原料側）與低壓側（滲透側）所形成的驅動力分壓差作用下，溶解系數(shù)和擴散系數(shù)大的氣體（如CO2）優(yōu)先透過管壁，其余氣體（CH4）相對受到阻隔，從而達到分離的目的。 膜法分離沼氣（CO2/CH4）原理5 沼氣膜結構示意圖 排放氣 CO2（滲透氣體）沼氣壓縮（原料氣體）產品氣 CH4(未滲透氣體）沼氣壓縮（原料氣體）產品氣(未滲透氣體）CH4 富集氣體聚酰亞胺中空纖維膜絲6UBE膜構成結構及特征 構成 : 非對稱中空絲膜 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 : 高透過性 高分離性 高耐久性 高耐溶劑 高機械性能 中空纖維高分子材料膜最具有應用前景7垃圾填埋氣體 沼氣發(fā)酵罐沼氣凈化系統(tǒng) 沼氣壓縮機排放氣（滲透氣體）產品氣（未滲透氣體）甲烷富集氣體電加熱器后冷卻器水霧過濾器油霧過濾器碳床過濾器顆粒過濾器原料氣體典型的沼氣膜分離提純工藝流程8 水 / 濕 度：應避免液態(tài)水 相對濕度小于80RH% 顆 粒：盡可能少且小于0.01 m 殘 油： 0.01mg/Nm3(0.008ppm w/w) 碳氫化合物： 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表述產氣量：單根膜產氣體的量；隨壓力和溫度的升高而增大回收率：單種氣體的產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，運行經濟；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行環(huán)境 和維護有關；膜性能壓力升高溫度升高產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 汽車動力能源 電力發(fā)電機能源 CO2/CH4分離膜組11沼氣中提純甲烷（CO2分離膜組） 單級分離流程原料氣體產品氣排放氣膜 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） 雙級分離流程 原料氣產品氣 階段物 料 平 衡膜 組流 量排放氣壓縮機回收率壓 力原料氣條件組 份階段排放氣階 段階 段原料流量產品氣13沼氣中提純CH4/CO2結合低溫回收CO2裝置 （CO2分離膜組）原料氣產品氣排放氣物 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品氣量排放氣流 量壓 力組 份壓縮機14 甲烷氣體是影響溫室效應的重要因素之一，CH4氣體比CO2的實際影響要高20倍以上，必須逐步控制減少。甲烷氣體只有進行分離和提純才能有效地加以利用。對沼氣進行提純處理，使之可達到與天然氣一樣的品質。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。 UBE-高分子聚酰亞胺中空纖維膜分離沼氣（CO2/CH4）它具有獨特的優(yōu)點：使用壽命長，它不用電源、使用安全，結構緊湊，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工藝流程簡單、可靠性

8、高投資及運行費用低占地面積小、開停車簡單、使用壽命長產品CH4純度可達 95%產品CO2純度、回收率可達85%-95%采用兩級膜分離時,產品CO2純度可達到99.9% 以上膜法分離CO2/CH4裝置特點16沼氣分離膜機械參數(shù)-UBE17五、沼氣的綜合利用及市場前景節(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，能產生相當于0.7千克無煙煤提供的熱量，相當于5.87度電。沼氣通過發(fā)酵、提純可轉換成為高品位、高熱值的清潔能源，可以節(jié)約一半以上的傳統(tǒng)能源。具有開源與節(jié)流的雙重作用，是解決農村能源短缺問題的一種重要方式。保

9、護環(huán)境 可以顯著減少農村對薪柴、煤炭的使用量，切實有效地降低CO2 、SO2排放強度，恢復和治理生態(tài)環(huán)境。沼肥(包括沼液和沼渣)可作為優(yōu)質有機肥提供作物營養(yǎng)，刺激和調節(jié)作物生長，對某些病害和蟲害具有防治作用，并能增強作物抗病性，沼氣燃燒后產生的CO2用以氣體施肥，能夠提高作物產量，所有這些作用是通過沼渣、沼液作為底肥、追肥、葉面肥、浸種等方式實現(xiàn)的。 18六、沼氣產業(yè)的發(fā)展方向 目前我國沼氣產業(yè)已步入快速發(fā)展階段，工藝技術日趨完善，但工程裝備水平遠遠低于國際先進水平。建議我國沼氣回收技術應借鑒國外先進的、已成熟的經驗結合我國沼氣技術現(xiàn)狀，進一步加以完善和推廣；通過沼氣關鍵技術與配套設備裝置的研制、集成與示范，提升我國沼氣工藝的技術水平、配套設備裝置的國產化水平，研發(fā)一批新設備、新產品，解