沼氣膜分離應(yīng)用介紹

沼氣膜分離應(yīng)用介紹第一頁，共二十頁，2022年，8月28日

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外知名企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品，并負(fù)責(zé)在中國市場拓展以及推廣應(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)國家工程研究中心合作,在中國代理日本宇部興產(chǎn)株式會社（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、公司簡介第二頁，共二十頁，2022年，8月28日沼氣是有機(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％一50％，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)不會產(chǎn)生煙塵，是一種清潔能源。對沼氣進(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)用的介紹第三頁，共二十頁，2022年，8月28日二、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”

H2OH2HeCO2O2ArCON2CH4C2H6不是根據(jù)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第四頁，共二十頁，2022年，8月28日

當(dāng)無液態(tài)水、無油的壓縮沼氣沿中空纖維管內(nèi)腔流動時(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)（滲透側(cè)）所形成的驅(qū)動力—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)先透過管壁，其余氣體（CH4）相對受到阻隔，從而達(dá)到分離的目的。

膜法分離沼氣（CO2/CH4）原理第五頁，共二十頁，2022年，8月28日

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第六頁，共二十頁，2022年，8月28日UBE膜構(gòu)成結(jié)構(gòu)及特征

構(gòu)成

:非對稱中空絲膜材料:芳香族聚酰亞胺

TG>300℃最大操作溫度:120℃

最大操作壓力:2.1MPaG

特征

:

高透過性高分離性

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)用前景第七頁，共二十頁，2022年，8月28日垃圾填埋氣體

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

第八頁，共二十頁，2022年，8月28日◆水/濕度：應(yīng)避免液態(tài)水相對濕度小于80RH%◆顆粒：盡可能少且小于0.01μm◆殘油：<0.01mg/Nm3(＜0.008ppmw/w)◆碳?xì)浠衔铮?lt;0.013mg/Nm3(＜0.01ppmw/w)◆硫化氫：<3vol%◆氨氣和胺類：<100vppm◆酸：盡可能避免◆芳香族：盡可能低◆乙醇：無影響

膜需要避免的污染第九頁，共二十頁，2022年，8月28日氣體分離膜性能表述膜性能通常由此來表述產(chǎn)氣量：單根膜產(chǎn)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(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第十頁，共二十頁，2022年，8月28日三、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(jī)能源

CO2/CH4分離膜組第十一頁，共二十頁，2022年，8月28日沼氣中提純甲烷（CO2分離膜組）

單級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

第十二頁，共二十頁，2022年，8月28日沼氣中提純甲烷（CO2分離膜組）

雙級分離流程

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)品氣第十三頁，共二十頁，2022年，8月28日沼氣中提純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)第十四頁，共二十頁，2022年，8月28日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。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，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力，分離后氣體的純度CH4≥95%

四、為何選用膜法分離沼氣(CO2/CH4)第十五頁，共二十頁，2022年，8月28日工藝流程簡單、可靠性高投資及運(yùn)行費(fèi)用低占地面積小、開停車簡單、使用壽命長產(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)第十六頁，共二十頁，2022年，8月28日

型號尺寸規(guī)格(mm)連接口(Rc)最高工作壓力重量(kg)材料LDd原料入口未滲透氣出口滲透氣出口(Mpa)

膜主體封頭CO-C05A63489703/8B3/8B3/8B1.42.7A6063A5056CO-C10A1110109703/8B3/8B?B1.44.8A6063A5056CO-C10F1110109703/8B3/8B?B1.45.0A6063A5056CO-410A1160165100?B?B?B1.414A6063A5056CO-510F10801801301B1B11/2B1.416A6063A5056CO-6151B11/2B0.9435A6063A5056CO-710F108024418011/2B11/2B2B1.0433A6063A5056CO-815T156026221611/2B11/2B2B0.4970SUS304SUS304CO-1015#1520249216----45SUS304

SUS304#CO-1015：無外殼

沼氣分離膜機(jī)械參數(shù)-UBE第十七頁，共二十頁，2022年，8月28日五、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20800－23600焦耳。即1立方米沼氣完全燃燒后，能產(chǎn)生相當(dāng)于0.7千克無煙煤提供的熱量，相當(dāng)于5.8~7度電。沼氣通過發(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。具有開源與節(jié)流的雙重作用，是解決農(nóng)村能源短缺問題的一種重要方式。保護(hù)環(huán)境

可以顯著減少農(nóng)村對薪柴、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)肥提供作物營養(yǎng)，刺激和調(diào)節(jié)作物生長，對某些病害和蟲害具有防治作用，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沼渣、沼液作為底肥、追肥、葉面肥、浸種等方式實(shí)現(xiàn)的。

第十八頁，共二十頁，2022年，8月28日六、沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向

目前我國沼氣產(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)低于國際先進(jìn)水平。建議我國沼氣回收技術(shù)應(yīng)借鑒國外先