大中型沼气工程的沼气净化技术研究

摘要

随着我国对可再生能源的开发和利用的不断深入发展，全国大中型沼气工程的建设量和保有量不断增加，大中型沼气工程的沼气使用领域不断拓宽，对沼气的质量要求也不断提高。而目前我国的大多数大中型沼气工程的沼气净化技术仍然仅是参考农村户用型小沼气池的净化技术，达不到净化要求。因此，对沼气的净化技术的研究日益显示其重要和紧迫。本文根据沼气的成分和使用沼气作为内燃机燃料等用途的要求，系统地提出了沼气脱硫、沼气脱除水分和沼气脱除二氧化碳等杂质的净化内容。根据气态污染物的化学法净化分离机理，分别论述了从沼气中去除硫化氢(H2S)、饱和水分、二氧化碳(CO<,2>)等杂质的原理、工艺流程和主要工艺装备。其中特别是对于沼气的脱硫；净化，针对沼气脱硫的特点，区别于烟气排放中的二氧化硫(SO<,2>)脱硫原理及工艺，从沼气的化学法净化的源头机理着手，提出了多种沼气脱除硫化氢(H<,2>S)的工艺方法：醇胺吸收法、碱液吸收法、氧化铁法、氧化锌法、混合氧化物法、活性炭法、生物氧化法和电化学法。再加以定性的分析，提出大中型沼气脱硫净化的新工艺方法——高价铁离子(Fe<'-3+>)吸收+电化学再生溶剂法。对于沼气中的二氧化碳的脱除，提出了胺法、热钾碱法、物理吸收法和石灰水溶液吸收法等四种适合沼气脱除二氧化碳的方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2课题的来源及研究背景

1.3课题的研究内容和研究方法

1.3.1课题的研究内容

1.3.2本课题采用的研究方法

第二章沼气及其组成和燃烧特性

2.1沼气来源及组成

2.1.1沼气的来源

2.1.2沼气的组成

2.2沼气的成分对其燃烧特性的影响

2.2.1沼气的着火及其浓度极限

2.2.2影响着火浓度极限的因素

2.2.3影响燃气燃烧的火焰传播速度的因素

2.3沼气中各种成分的生理特性

第三章大中型沼气工程的沼气净化技术概述

3.1大中型沼气工程的沼气生产的特点

3.1.1大中型沼气工程的定义

3.1.2大中型沼气工程与农村户用沼气池的区别

3.2国内外沼气净化技术的历史和现状

3.2.1国内外沼气净化技术的历史

3.2.2国内外沼气净化技术的研究新进展

3.3液态大中型沼气工程的基本工艺流程及沼气净化的工艺流程设计

3.3.1液态发酵大中型沼气工程的工艺类型及其基本工艺流程

3.3.2大中型沼气工程沼气净化的内容和要求、沼气净化工艺流程的设计

第四章化学法沼气脱硫净化的机理和影响因素

4.1化学法沼气脱硫净化控制技术基础

4.1.1气体的吸收

4.1.2解脱(脱吸)

4.2气体吸附与再生

4.2.1吸附与再生的含义

4.2.2吸附的有关理论

4.2.3沼气吸附脱硫净化的影响因素

第五章沼气脱硫净化处理技术的研究探讨

5.1湿法沼气脱硫净化处理技术

5.1.1醇胺吸收法

5.1.2碱液吸收法

5.2干法沼气脱硫净化治理技术

5.2.1氧化铁法

5.2.2氧化锌法

5.2.3铁、锰、锌混合氧化物脱硫

5.3沼气脱硫净化其他工艺方法探讨

5.3.1活性炭法

5.3.2生物氧化法脱硫

第六章沼气脱硫净化的新方法——电化学法脱硫

6.1电化学基础理论

6.1.1电化学体系的基本结构单元

6.1.2电化学中的几个概念和方程

6.1.3影响电解槽运行的主要因素

6.2沼气中硫化氢的电化学处理方法——“三氯化铁吸收+电化学再生”法

6.2.1“三氯化铁吸收——电化学再生”法的机理

6.2.2“三氯化铁吸收——电化学再生”法的电解槽设计

6.2.3沼气中硫化氢的电化学处理方法的其他可能途径探讨

6.3沼气中硫化氢的脱硫净化工艺的定性对比

第七章沼气的脱水和脱二氧化碳净化

7.1沼气的脱水

7.1.1沼气脱水净化的必要性

7.1.2脱水方法和脱水装置

7.2沼气的脱除二氧化碳净化

7.2.1沼气的脱除二氧化碳的必要性

7.2.2沼气的脱除二氧化碳的工艺选择所考虑的因素

7.2.3沼气的脱除二氧化碳可采用的工艺

第八章总结及展望

8.1论文总结

8.2展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况