壓力水洗技術已成為提純沼氣的關鍵技術之一。
二段式吸收塔能夠提高CO2吸收效果，當沼氣處理量為10L·min-1，填料層高度為100cm，CO2含量小於3%時，與填料塔相比二段式吸收塔可以減少約12%的吸收液用量，並且採用110cm填料的二段式吸收塔獲得最佳的提純效果，CO2脫除率達到97.4%。
基本介紹
- 中文名：二段式吸收
- 套用：二段式吸收塔
- 技術：壓力水洗技術
- 用途：提純沼氣
- 領域：工程技術
簡介,二段式吸收塔強化水洗技術提純沼氣過程,
簡介
沼氣作為一種可再生能源，主要通過垃圾填埋、商業堆肥、廢水污泥厭氧發酵、動物糞便厭氧發酵、農產品行業厭氧發酵獲得。其中主要含有甲烷（CH4，40%～70%）、二氧化碳（CO2，15%～60%）以及少量的硫化氫等。生物甲烷是通過對沼氣進行淨化和提純處理後的高純度甲烷氣，其中CH4含量大於97%，CO2含量小於3%。生物甲烷具有清潔、可再生、高效、安全等特點，套用於車用能源、化工原料、天然氣等方面。生物甲烷的有效利用不僅增加了沼氣產業的盈利，而且在改善我國能源結構、緩解能源危機以及減少環境污染等方面具有積極作用。
目前，主要的沼氣提純技術有：有機胺吸收、膜分離、變壓吸附以及壓力水洗。其中有機胺吸收技術，雖然吸收效果較好，但是會帶來較高的吸收劑再生能耗，對於裝備的防腐性能提出了更高的要求。膜分離技術比較環保，操作簡單，但是CH4的損失較大。變壓吸附技術提純效率較高，但是投資與操作費用較高，CH4損失較大。壓力水洗技術作為一種物理吸收過程，主要是利用沼氣中CO2在水中的溶解度遠高於CH4，大約是CH4的25倍，從而在較高壓力和較低溫度下脫除沼氣中的CO2。對比以上提純技術，壓力水洗技術以水作為吸收劑，相對廉價、環保，同時工藝過程穩定、可靠，提純後的甲烷含量能達97%，可以滿足我國車用壓縮天然氣的要求。
二段式吸收塔強化水洗技術提純沼氣過程
沼氣提純的關鍵是脫除其中大部分的CO2。由於CH4是易燃易爆氣體，並且實驗中使用的甲烷量較大，實際操作有很大的安全隱患，而CH4和氮氣（N2）在水中屬於難溶性氣體，一般可以採用N2或空氣與CO2混合來模擬沼氣。
針對吸收填料塔內塔頂和塔底CO2含量的差異，首次採用二段式吸收塔來強化沼氣提純過程，即在塔底高濃度下採用填料分散吸收劑，在塔頂採用分散更好的噴霧來強化吸收。選取聚丙烯鮑爾環填料，同時將填料塔內的普通噴頭更換為噴霧噴頭，普通噴頭由若干半徑1mm的小孔構成，噴霧碰頭的噴嘴直徑1mm，噴霧角度為90°，噴霧的有效高度約為10cm，液體最大噴霧流量為3L·min-1，噴霧顆粒的平均直徑為30～40μm。選取4種不同噴淋方式對CO2脫除。當填料層高度為100cm時，在相同液氣比下噴霧吸收比普通噴淋吸收對CO2脫除效果好，噴霧吸收時，達到提純要求所需的吸收劑用量為150L/h，普通噴淋吸收時的吸收劑用量為170L/h，與普通噴淋吸收相比，噴霧吸收減少了約12%的吸收劑用量。
吸收壓力和液氣比的增大、吸收溫度的降低及增加填料層高度有利於CO2的脫除。在吸收壓力0.8MPa，吸收溫度10℃，液氣比0.3時，達到最大脫除率96.7%。
