在能源危機(jī)與環(huán)境污染的雙重背景下,世界各國(guó)都意識(shí)到發(fā)展可再生能源是一個(gè)必然的選擇。在可再生能源中,沼氣是一種重要的生物質(zhì)能源,沼氣經(jīng)凈化提純后,其中的甲烷濃度達(dá)到90%以上就可得到生物甲烷,實(shí)現(xiàn)天然氣的替代。目前,主要的沼氣提純方法有PSA法、水洗法、化學(xué)吸收法、有機(jī)溶解吸收法、膜分離法,而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)上的應(yīng)用。通過(guò)幾種提純方法的對(duì)比發(fā)現(xiàn)水洗法的優(yōu)勢(shì)明顯。本文通過(guò)沼氣水洗機(jī)理的研究,發(fā)現(xiàn)了沼氣水洗提純的三大主要影響因素:溫度、氣水比、壓力。通過(guò)沼氣常壓霧化水洗試驗(yàn)得到了溫度、氣水比對(duì)沼氣提純效果的具體影響,為了得到壓力對(duì)沼氣水洗的影響,對(duì)沼氣常壓水洗提純系統(tǒng)進(jìn)行了改造,提出了間歇式沼氣壓力水洗提純系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了水洗控制系統(tǒng)。沼氣水洗提純?cè)碇饕▋蓚�(gè)方面,一是CH4、CO2在水中的溶解度差異,相同條件下CO2在水中的溶解度是CH4的30倍左右;二是CO2在水中的傳質(zhì)。通過(guò)分析得出,溫度、壓力主要是通過(guò)溶解度對(duì)沼氣水洗效果產(chǎn)生影響,氣水比通過(guò)對(duì)氣液傳質(zhì)的影響對(duì)水洗效果產(chǎn)生影響。同時(shí)本文還分析了水的振動(dòng)、水位高度以及水體的酸堿度對(duì)沼氣提純的影響。為了得到溫度、氣水比對(duì)沼氣水洗效果的影... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各種沼氣利用方式的能量損失對(duì)比[6]

[13]。圖1-2 PSA法提純沼氣示意圖[11]目前，在 PSA 設(shè)備中，沸石，活性炭，分子篩、硅膠和氧化鋁被廣泛使用。CMS-3K碳分子由日本一家公司研制，其對(duì) CO2有很強(qiáng)的選擇吸附性[14]。在活性炭和沸石這些吸附劑中，吸附和分離利用的是吸附劑對(duì) CO2和 CH4這兩種氣體吸附量的差異。在相同的溫度、壓力下，沸石 13X 對(duì) CO2的吸附容量明顯高于 CH4[15]。近年來(lái)，出現(xiàn)了一種“分子門”技術(shù)， XueQuanmin 研究了一種新型的吸附劑

O2少太多，可認(rèn)為 CH4在水中幾乎不溶解，CH4在水洗塔頂部富集后，溶解在水中的 CO2解吸出來(lái)，實(shí)現(xiàn) CH4、CO2的分離，完成沼氣提純2和 CH4的廢水可以通過(guò)空氣吹托再生以循環(huán)利用。水洗時(shí)，沼氣從水入，通常會(huì)在水洗塔底部安裝氣體彌散裝置，將沼氣分散為大量的小氣在水中，以利于傳質(zhì)，沼氣泡在上升的過(guò)程中，其中的 CO2溶解在水流入，與沼氣氣流方向相反，增強(qiáng)吸收效果。在加壓水洗時(shí)，一般還會(huì)安裝填料，用來(lái)增加氣、液傳質(zhì)面積，提高沼氣提純的效果。洗法的優(yōu)勢(shì)非常明顯，一是水洗法效率較高，CH4損失率低；二是采用較為廉價(jià)，其經(jīng)濟(jì)性非常明顯[20]。但是加壓水洗法也有缺點(diǎn)，長(zhǎng)期水洗的填料會(huì)滋生大量微生物，造成填料堵塞，因此，需要定期對(duì)水洗塔進(jìn)氯殺菌[21]。在水洗過(guò)程中，H2S 也會(huì)被同時(shí)去除，但通常我們應(yīng)在脫 C硫裝置將其去除[20]，避免其對(duì)壓縮設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。同時(shí)由于采取水洗工后的沼氣還需要干燥[22]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3623111