沼气净化提纯制生物甲烷及其应用前景

摘要

沼气是一种重要的可再生生物质能源，其主要成分为甲烷和二氧化碳，还含有少量的水、硫化氢、有机硫、硅氧烷、卤代烃、氨、氧气、一氧化碳、氮气等杂质。沼气生产生物甲烷要经过净化和提纯两个步骤，净化是去除沼气中微量的有害组分，提纯是去除沼气中的二氧化碳，以提高燃气的适用性和热值，经净化提纯即可得到高品质的生物甲烷，替代天然气使用。沼气脱水技术主要分为物理分离和化学干燥两类，冷凝法是去除沼气中水蒸汽最简单的物理方法。脱除沼气中硫化氢的工艺可分为原位脱硫和沼气脱硫，原位脱硫即把脱硫剂加入发酵罐，使硫化氢的脱除与发酵过程同步进行，沼气脱硫即脱除已产生的沼气中的硫化氢，主要方法有传统的干法脱硫和湿法脱硫，以及近些年发展起来的膜分离法和生物脱硫法。沼气脱氧可利用甲烷与氧气在催化剂作用下反应，通常使用贵金属负载型催化剂。沼气脱碳技术包括物理吸收法、化学吸收法、变压吸附法、膜分离法、低温分离法等，选择上应更注重小型化、节能化，其中加压水洗法和变压吸附法应用广泛。生物甲烷可用作管道燃气、热电联供、生产压缩天然气和罐装燃气等。