农业废弃物厌氧发酵产沼气提纯技术

PAGEpage_number3题目：农业废弃物厌氧发酵产沼气提纯技术我国农业废弃物，如秸秆、畜禽粪便等，总产量较大，主要用作低附加值的肥料，给农村带来严重的面源污染。高效、绿色、节能的厌氧发酵沼气生产技术，使高价值农业废弃物的利用成为可能。作者着重对沼气脱碳净化的关键技术进行了深入分析，并根据不同地区和当地条件下原料供应结构的差异，制定了有针对性的技术路线。研究结果为我国类似工程沼气净化技术的选择和关键参数的确定提供了参考。关键词:农业生产废弃物;厌氧发酵;沼气脱碳;沼气可以净化技术提纯我国是我们一个“富煤、贫油、缺气”的国家。随着社会经济的快速健康发展,我国对于天然气产量和消费量逐年快速稳定增长,供需缺口问题一直没有存在并呈逐年放大的趋势。2019年我国目前天然气表观消费量3067亿立方米,同比增长9.4%;全年中国进口贸易总量为1330亿立方米,对外依存度43.36%,严重影响威胁到了国家提供能源系统安全。而我国2019年农业废弃物总量约48亿吨,其中畜禽粪污产量39亿吨,综合能力利用率约75%;农业废弃物[1]经资源化利用,发展学生高效、绿色、节能的沼气提纯信息技术产品生产环境生物天然气,可作为研究我国传统能源缺口的重要内容补充,对实现节能减排、缓解能源金融危机、优化能源产业结构、发展不断循环网络经济等具有教育至关重要的作用。作为一种分布式能源可有效管理覆盖县域、乡镇级地区,真正需要做到能源可再生。本文将主要对现代农业废弃物厌氧发酵产沼气进行分析提纯技术人员进行深入剖析。1沼气提纯技术[2]沼气净化，即沼气脱碳，是将沼气净化为沼气或生物甲烷的过程中二氧化碳和甲烷的分离。1.1膜分离工艺膜分离过程的主要原理是基于不同气体在膜中扩散的选择性，以不同速度实现目标气体。膜材料主要是中空纤维聚合物，对于小分子如CO2具有高渗透性，而对于大分子如CH4是不可渗透的，沼气净化对于膜的选择应考虑膜对目标分子的高选择性，实现不同气体分子的高分离和纯化。膜分离技术已发展多年，其工艺具有能耗高、压力大、膜使用寿命短、选择性低等性能。然而，膜分离条件更为严格，如进入膜组分离，沼气要经过精制脱硫和脱水干燥，以发挥其优异的性能，且H2S的含量应控制在7ppm以下，基本无水。高度选择性地通过膜应用于沼气净化过程中，结合管束提供较大的表面积，薄膜通常非常薄，约0.1至0.2米，纤维管外层涂层保护膜，防止弯曲。当原始沼气进入图2聚合的空心多孔纤维管壳时，通过纤维壁完全扩散的气体成分（如CO2、O2、H2O和H2S）在中空纤维管外排出，CH4和部分N2和O2留在纤维管内。膜分离的典型工作压力为0.7至2.0MPa（G）。通常，为了提高甲烷纯度，这些束通常连接在两个或三个级联中。随后，净化的沼气（仍含有CO2）进入二级膜组，其中CO2被进一步分离，使CH4更纯净。CH4的一部分也通过膜渗透到膜中，形成甲烷泄漏并进入废气。1.2洗涤过程(吸收法)洗涤处理工艺,也叫吸收法。主要可以利用这些气体在不同发展液体中的溶解度以及不同而进行研究气体产生分离的方法,最主要的影响社会因素为溶剂基本性质和气体组分在该溶剂中的溶解度,气体的溶解度随压力不断增加或温度逐渐降低而提高。而沼气中CO2在水中的溶解度远高于CH4。(1)加压水洗技术工艺采用加压水洗工艺[8]所用溶剂体系即为水,通常在0.4~1.0MPa(G)压力下进行。加压水洗工艺分析主要生产设备管理包括中国洗涤塔、闪蒸器、汽提塔等。当给系统内部加压时,沼气中更多的CO2和H2O溶解在水里,开启学生洗涤塔顶部喷淋洗涤工作装置,沼气从洗涤塔底部通入,随着环境气流速度上升、溶剂水下降,在洗涤塔内填料材料表面没有形成气液接触,发生具有传质。气相中的CO2和H2O溶解能力进入液相溶剂中,洗涤塔顶部排出一个含有一些少量O2和N2的生物公司天然气,从而能够达到一种提纯的目的,根据教学设计规范要求,该纯度可达到90~99%。再生后的溶剂水通过泵送入洗涤塔顶部喷淋实验装置,达到企业重复开发利用的目的。洗涤塔内沼气经加压后温度持续上升,较少部分气体完全溶解在溶剂中,此时由于顶部喷淋兼顾学习沼气降温,实现提供热量资源回收,洗涤塔正常运行操作时间温度为15~20℃。(2)物理化学洗涤工艺对于物理洗涤工艺[9]与加压水洗效果非常明显相似,沼气通入物理洗涤塔之前,需要先进行精脱硫,洗涤塔内的压力问题通常为0.4~0.8MPa(G),主要就是使用情况有机结合溶剂(如聚乙二醇二甲醚)代替水,CO2和H2S在该有机绿色溶剂中的溶解度显著高于其在水中的溶解度,使用该方法,不仅可用于提高发现甲烷回收率,提高自己产品质量纯度,同时也扮演了脱硫的角色,并且他们使用的洗涤剂量较加压水洗少,并且可有效措施降低生活洗涤塔的高度。1.3变压吸附工艺变压吸附过程的基本原理是：气体中的组分在高压和低温下被吸附到特定材料的表面或孔上，吸附后的气体组分在低压下从特定材料的表面或孔中释放出来。1.4低温工艺低温处理工艺在沼气提纯以及行业占比很小,该技术未全面发展投入企业商业经济市场。主要生产工艺设计原理分析如下:根据学生不同工作气体组分在低温环境或者高压下会液化问题或者社会固化等特性,结合其相图(图4),可准确了解掌握其变化影响规律。根据相关理论研究数据结果可知,CO2在-78.5℃和0.1MPa下进行结构相变,而CH4在该条件现仍可继续保持一种气体系统状态。不同的气体组分之间产生相变的条件选择不同,应结合中国具体物性统计数据信息进行控制温度和压力管理组合方式调节。低温下,沼气中CO2气体组分液化,通过学习经典精馏工艺方面进行有效分离。液化的CO2从塔釜提取出,浓度可达到98Vol%以上;提纯后的生物天然气从塔顶取出,浓度可达到99.9Vol%。该方法可实现CH4和CO2的高回收率。在农业电子废弃物厌氧发酵产沼气提纯工艺专业技术产业发达的欧洲,上述提纯方法我们作为我国现代沼气建设工程提纯的主要包括工艺,已经过多年没有使用和改进。其中,水洗提纯工艺占比最大,达到约41%,化学洗涤提纯工艺约占25%,变压吸附工艺约占18%,膜分离提纯工艺约占8%,物理洗涤约占7%,剩余约1%为低温提纯工艺。几种情况主要利用沼气脱碳技术水平比较详见表1。2结论我国正面临能源危机和环境保护的双重压力，要实现经济快速增长和规模庞大的社会主义新农村建设，通过沼气发酵获取生物能源是农作物秸秆的资源化利用一条非常有效的途径。秸秆用于发酵产沼气可大大减少SO2、CO2、NO等排放，可有效实现节能减排、增收增效和减少环境污染的目的。若能解决我国当前沼气发酵中存在的产气率低、产气不稳定、进出料难、传质传热效果差、增温保温功能低等关键问题，可促进我国沼气产业的快速健康发展，大规模沼气生产，减少污染，合理有效地开发和利用农作物秸秆等农业资源，应用和产业化前景非常广阔。当前虽然国内外均有大量的沼气干发酵工艺及设备的研究与应用，但针对我国沼气干发酵生产技术特点与应用水平，现有的沼气干发酵技术设备还存在诸多不足之处，需要进一步开发研究，对提升我国沼气干发酵技术水平具有较大推动作用。农业废弃物厌氧发酵产沼气提纯工艺技术，除低温工艺外，其余技术均已应用到实际工程中，并且得到了很好的发展和改进，本文通过对各类提纯工艺进行剖析，掌握了沼气提纯关键技术的基本原理、运行特点和适用环境，对国内同类农业废弃物厌氧发酵产沼气提纯工艺技术的选择[11]和关键参数的确定具有一定的参考价值。参考文献[1]刘建辉，尹泉生，颜庭勇，等.生物沼气的应用与提纯[J].节能技术，2013，2（31）：180-183.[2]尹冰，陈路明，孔庆平.车用沼气提纯净化工艺技术研究[J].现代化工，2009，29（11）：