科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)3No.25Science and Technology Innov工業(yè)技術(shù)沼氣凈化工藝設(shè)計(jì)0②劉傳芳安徽省皖西學(xué)院材料與化工學(xué)院安徽六安237012摘要:該文針對原生沼氣中主要雜質(zhì)CO2、且S為酸性氣體的原因,采用濕法一堿囁收技術(shù),設(shè)計(jì)了沼氣凈化工藝。所設(shè)計(jì)的沼氣凈化工藝流程簡單、操作方便、設(shè)備投資少、能耗低、沼氣凈化鈍度高及無二次污染等優(yōu)點(diǎn)關(guān)鍵詞:沼氣工程沼氣凈化堿吸收工藝設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):TE09文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2013)09(a)-0047-02原生沼氣有效成分CH4含量為NaOH等堿發(fā)生反應(yīng)5)脫水干燥工段。該工段把經(jīng)凈化的55%-65%,其余為CO2(30%-45%及少CO2(g)+Ca(OH):(aq)→高純沼氣,通過篩板型冷凝塔冷凝除水蒸量的O2、N2、H2S、氨氣和N2等不可利用的CaCO3(s)+H2O(1)氣而得到干燥的沼氣產(chǎn)品雜質(zhì)和有害氣體。研究表明,沼氣經(jīng)深度CO2(g)+2NaOH(aq)→工藝流程如下:凈化后可得甲烷含量達(dá)90%以上的高純沼Na2CO3(aq)+H2O()原生沼氣水洗一段石灰乳吸收二段石氣。這種高純沼氣可直接供用戶作為清潔H2S(g)+Ca(OH)2(aq)→灰乳吸收NaOH堿洗干燥高純沼氣燃料,也可并入天然氣網(wǎng)供遠(yuǎn)程用戶使用,CaS(s)+2H2O()進(jìn)口氣壓力100kPa,溫度298K。氣或作為燃?xì)馄嚨娜剂?。我國目前的沼氣?yīng)H2S(g)+2NaoH(aq)→體經(jīng)吸收塔的底部進(jìn)入吸收塔,從頂部引出用仍局限于一家一戶的小型化。隨著化石能Na2S(aq)+2H2O(1)并就從下一吸收塔底部進(jìn)入。在凈化設(shè)備源的消耗和替代能源的開發(fā)需求,以及新沼氣中有效成分CH4不與堿反應(yīng)而保的尾端安裝一臺(tái)1.5MPa的空氣壓縮機(jī)農(nóng)村建設(shè)的能源集中供應(yīng)模式選擇,沼氣留在氣體中。經(jīng)上述堿吸收反應(yīng)后,可是沼凈化沼氣接壓縮機(jī)進(jìn)氣口,以通過抽吸力工程大型化和沼氣凈化處理的工業(yè)化勢在氣中甲烷含量達(dá)到90%以上,從而達(dá)到凈化促使沼氣通過凈化設(shè)備,壓縮機(jī)出口接凈化必行。沼氣的作用沼氣儲(chǔ)罐,再經(jīng)管道輸送到用戶。我們在前期沼氣凈化工藝參數(shù)研究的1.3沼氣凈化工藝路線基礎(chǔ)上,采用濕法一堿吸收技術(shù),設(shè)計(jì)了沼沼氣凈化工藝分為五個(gè)2工藝參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算氣凈化工藝。一作為沼氣工程建設(shè)的凈化(1)水洗工段。該工段通過水洗除去原2.1水洗工段物料衡算和設(shè)備選型工藝設(shè)計(jì)方案。聲沼氣中的氨氣、粉塵科里及部分H2S。消耗水量:按2.5kg/m(沼氣)計(jì)算(2)一段石灰乳吸收。該工段通過石灰日處理3000m原生沼氣需7500kg,約合1設(shè)計(jì)依據(jù)和方案乳中Ca(OH)2對原生沼氣中的部分CO2和7.5m3/d1.1生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品指標(biāo)H2S吸收反應(yīng),達(dá)到初步凈化水洗塔選型:水洗采用間歇式,水洗塔本設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為日處理3000m原(3)二段石灰乳吸收。該工段使初步凈為一個(gè)。按0.5h一個(gè)周期,塔盛水量為7.5/生沼氣(CH4含量按60%計(jì)),獲得高純沼氣化的沼氣再次通過Ca(OH)2吸收反應(yīng),除去(8/0.5)=0.47m3。塔內(nèi)水位為塔的2(CH含量為90%以上)約1800m3,日工H2S和絕大部分℃O2氣體,使得沼氣中CH4水洗塔體積為0.71m3。選圓柱形水洗塔,作時(shí)按10h計(jì)算,采用間歇式操作程序,實(shí)的純度達(dá)到近85%-90%。經(jīng)此步凈化后的內(nèi)徑為0.5m,塔高為:0.71/(0.252×3.14際產(chǎn)期時(shí)間按8h計(jì)算氣已經(jīng)達(dá)到天然氣燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)3.6m。2設(shè)計(jì)原理(4)NaOH溶液吸收。該工段的目的是進(jìn)口氣流量:3000m3/8h=375m3/沼氣中氨氣易溶于水,經(jīng)水洗后可除得到純度更高的沼氣,這種沼氣經(jīng)加壓后,h=0.104m3/s去氨氣。CO2和H2S等酸性氣體與石灰乳和可作為燃?xì)馄嚨娜剂?。出口氣流?出口氣流量按進(jìn)口氣流量的98%計(jì)算(損耗2%),為368m3/h=0.102m3/s,出口氣總量為2940m3/d氣體流動(dòng)方式:氣體從塔底部流入,頂部流出,后面各段吸收塔的氣體流動(dòng)方式均與此相同。2.2石灰乳吸收工段物料衡算與設(shè)備選型595%化霜?dú)馐胰槲詹捎脙啥螄娏苣媪魑辗绞?主要是吸收沼氣中的CO2氣體(H2S氣體含量極少,計(jì)算中予以忽略)段石灰乳吸收生氣口氣組成:CH4(61%)、CO2(37.5N2(1.5%);出口氣組成為CH4(80%)CO2(18%)、N2(2%);混合氣總量:2242m3進(jìn)口氣CO2總量:2940×0.375=11031—水吸收塔;2—-段吸收塔;3一二段吸收塔:4-NaOH吸收塔;5—干燥塔;6一空氣壓縮機(jī);7、出口氣CO2總量:404m3,CO2吸收量:699π8、9、10—加液槽;11一放液閥.吸收率:63.4%氫氧化鈣與二氧化圖1沼氣凈化工藝簡圖中國煤化工,吸收CO,體積為①基金項(xiàng)目:安徽省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目(K2009B038)。CNMHG②項(xiàng)目編號(hào):國家發(fā)明專利項(xiàng)目(專利號(hào):ZL200610096998.5)46科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) Science and Technology Innovation herald工業(yè)技術(shù)Science and T3a科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)699m3,n(CO2)≈28213mol,根據(jù)反應(yīng)2收塔總體積為4.93×3/2/16=斜塔板冷凝器技術(shù)。原理為:將凈化后的高式Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,需消耗0.46m3,取內(nèi)徑為0.4m,塔高為0.46/純沼氣從干燥塔底部通入塔內(nèi),高純沼氣與CaO的摩爾數(shù)為n(CaO)=28213/0.8=(0.22×3.14)=3.66m。噴淋接觸時(shí)閫設(shè)計(jì)塔內(nèi)的斜塔板接觸,隨著氣體的不斷上升,35266mol,合1975kg。為10s,噴淋流速為0.317dm3/s氣體的溫度逐漸降低,以至最后水蒸氣經(jīng)設(shè)備選型:石灰乳配制比例為2.3NaoH堿吸收工段物料衡算與設(shè)備選型過凝結(jié)成為液體而與氣體分離,從而達(dá)到干生石灰:水=1:5(質(zhì)量比),用水量為為進(jìn)一步提高凈化沼氣的純度,我們增燥的目的。為提高干燥效率和效果,設(shè)計(jì)塔975×5=9875kg,合9.875m3。石灰乳加了NaOH堿吸收工段,出口氣CH4含量可徑為0.5m,塔高為8-10m總質(zhì)量為11850kg,按密度1050kg·m3達(dá)95%以上計(jì)算得石灰乳總體積為11.29m3。設(shè)0.5h進(jìn)口混合氣組成:CH:(90%)、3沼氣凈化工藝簡圖進(jìn)行一個(gè)周期的操作,石灰乳占吸收塔體CO2(8.8%)、N2(2.2%);混合氣總量:沼氣凈化工藝簡圖如圖所示。積2/3,吸收塔總體積為1.06m3,去內(nèi)1993m3;CO2總量:175徑為0.6m,塔高為1.06/(0.32×3.14)出口高純沼氣組成:CH4(95%)、4結(jié)語3.75m。噴淋接觸時(shí)間設(shè)計(jì)為10s,噴淋CO2(2.9%)、N2(2.1%);高純沼氣總量:本設(shè)計(jì)按照日處理3000m3原生沼氣及流速為0.39dm3/sl888m3;吸收CO2體積120m3,吸收率最終凈化沼氣純度達(dá)95%的規(guī)模,初步設(shè)計(jì)2.2.2二段石灰乳吸收68.7%了三段凈化(含NaOH堿吸收)工藝流程,以及進(jìn)口氣組成:CH4(80%)、CO2(18%)NaoH溶液用量計(jì)算:反應(yīng)率按90%及各步凈化的物料衡算和設(shè)備選型等。若要N2(2%),混合氣總量為2242m3;進(jìn)口氣NaOH溶液配比按NaOH:水=1:6計(jì),建設(shè)一個(gè)完整的相應(yīng)規(guī)模的凈化沼氣能源工CO總量:404m3。收CO2摩爾數(shù)n(CO2)=4843mol,根據(jù)反程項(xiàng)目,還需進(jìn)行沼氣池、儲(chǔ)氣柜、沼氣輸送及出口氣組成:CH4(90%)、CO2(8.8%)、應(yīng)式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,需消耗環(huán)保方案等方面的設(shè)計(jì)等工作N2(2.2%);出口混合氣總量:1993m3;NaOH的摩爾數(shù)為n(NaOH)=9686mol,出口氣CO2總量:175mCO2吸收量:合426.2kg,用水量為2557kg,和參考文獻(xiàn)229m3,吸收率:56.7%2.557m3。溶液總量2983.2kg,體積為[1]宮徽,徐恒,左劍惡,等.沼氣精制技石灰乳用量計(jì)算:氫氧化鈣與二氧(按水的密度計(jì))2.983m術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].可再生能源化碳的反應(yīng)率按80%計(jì)算,吸收CO2體積aOH堿吸收塔設(shè)備選型:該吸2013,31(5):103-108為299m3,n(CO2)≈12326mol,需消耗收段吸收方式與水洗攻讀相同,即氣[2]劉建輝,尹泉生,顏庭勇,等生物沼氣的CaO的摩爾數(shù)為n(CaO)=12326/0.8=體沖擊鼓泡攪拌吸收。設(shè)NaOH溶液應(yīng)用與提純[J.節(jié)能技術(shù),2013,31(2)5407mol,合863kg。石灰乳配制比占吸收塔體積2/3,吸收塔總體積為例為生石灰:水=1:5(質(zhì)量比),用水量為2.983×3/2/16)=0.28m3,取內(nèi)徑[3]韓芳.沼氣凈化技術(shù)及儲(chǔ)存方式優(yōu)化863×5=4315kg,合4.315m3。石灰乳總為0,塔高為0.28/(0.22×3.14)分析一以沼氣工程為例[J].中國沼質(zhì)量為5176kg,按密度1050kgm3計(jì)算=2.2氣,2012,30(2):50-53得石灰乳總體積為4.93m3。2.4干燥塔設(shè)計(jì)4]宋燦輝,肖波,史曉燕,等.沼氣凈化技術(shù)設(shè)備選型:設(shè)石灰乳占吸收塔體積設(shè)計(jì)原理是冷凝法去除水蒸氣,采用現(xiàn)狀[J中國沼氣,2007,25(4):23-27(上接45頁當(dāng)中也應(yīng)該注意很多問題。5結(jié)語作為管道的基礎(chǔ)了,其換土的寬度一般是(1)首先,在管道的鋪設(shè)過程當(dāng)中,必須總而言之,我們在軟弱的基礎(chǔ)當(dāng)中進(jìn)基礎(chǔ)的兩邊各加上50cm左右;而當(dāng)直徑要根據(jù)其具體的埋深、管道的具體用途、在行給排水的管線施工的過程中,往往會(huì)遇1000mm的時(shí)侯則一般是在基礎(chǔ)的底標(biāo)進(jìn)行工作時(shí)的壓力管道具體的管徑以及它到很多的來自軟土土質(zhì)的負(fù)面影響的,它們高面再往下挖棄大概30~50cm左右的厚的造價(jià)等各個(gè)客觀的因素來具體的衡量并當(dāng)中,最為主要的是在承載力以及沉降方軟土然后再把它們回填石渣作為管道的基采用最為合理的安裝措施面會(huì)影響具體管線的鋪設(shè)和使用,所以我礎(chǔ)進(jìn)行施工,換土的寬度也一般是基礎(chǔ)兩邊(2)與此同時(shí),還要結(jié)合管道的具體布們在進(jìn)行實(shí)際的管線設(shè)計(jì)和施工的過程當(dāng)各加上30cm左右局情況,從而可以來客觀的處理一些施工中,就必須要選擇更加合理的材料,并采取水的管道處理,在進(jìn)行一般的土質(zhì)位置處的道路基礎(chǔ),同時(shí)還要以此來滿足更加合理的處理措施,也只有利用了這些情況處理的時(shí)候,我們主要是采用300mm安裝的時(shí)候所需要的一些特定的條件。有利的條件之后才可以更好的來幫助我們左右厚的中粗砂來作為基礎(chǔ)的,它的寬度也(3)那么,我們在排水管道穿過軟弱的實(shí)現(xiàn)軟弱基礎(chǔ)上的管線施工,并保證其質(zhì)基本上是于溝槽同寬的。在遇到土質(zhì)相對土質(zhì)進(jìn)行施工的時(shí)候,除了要采用一些適當(dāng)量。來說比較差的情況的時(shí)侯,還必須要在基的地基去處理,并采取一些防腐的措施之礎(chǔ)的底標(biāo)高面基礎(chǔ)上再往下挖棄50cm左外,同時(shí)還必須要利用柔性的連接來進(jìn)參考文獻(xiàn)右的厚軟土,然后再回填石渣,之后再用不步的提高管線的自身的柔性,而且也可以增[1]陸鍵旭試論排水管道軟基基礎(chǔ)處理小于10cm左右的厚的粗砂來進(jìn)行找平工強(qiáng)它的抗變形的能力。總之,管道的全線如的方法和策略[J]科協(xié)論壇(下半月)作,其換土的寬度一般是基礎(chǔ)的兩邊各加上果是采用了柔性的連接,就可以很好的來克2009(5)30cm左右服軟弱地基的負(fù)面影響,這是其中的一個(gè)主[2]康寧,黎志愿,臧海燕.軟土管道基礎(chǔ)的處理與施工[J.中國西部科技4軟弱基礎(chǔ)敷設(shè)給排水管線的主要施(4)另外,在進(jìn)行施工的過程當(dāng)中還可2009(13).工要點(diǎn)以利用土工布、碎石或者是粗砂等來作為[3]鄂勇毅城市排水管道基礎(chǔ)處理的關(guān)鍵我們在進(jìn)行施工的時(shí)候,如果我們確實(shí)主要的墊層,這樣可以幫助管道的基礎(chǔ)來問題研究分析[門.內(nèi)江科技,2009(2)是遇到了軟弱的淤泥地基,在面對這樣的進(jìn)行必要的排水處理4]王菁,張毅.不良地質(zhì)條件下管道基礎(chǔ)處地質(zhì)情況的時(shí)侯,就需要我們在設(shè)計(jì)當(dāng)中采(5)施工的管材在進(jìn)行施工的時(shí)候還H中國煤化工用,而且再完成了這些基礎(chǔ)的處理之后就必還要對回填土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制,只有CNMHG須要盡快的安裝管道,在安裝管道的過程這樣才能夠滿足管道的具體使用年限科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) Science and Technology Inno vation Herald4