沼氣凈化工藝設計①

科技創(chuàng )新導報3No.25Science and Technology Innov工業(yè)技術(shù)沼氣凈化工藝設計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),設計了沼氣凈化工藝。所設計的沼氣凈化工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便、設備投資少、能耗低、沼氣凈化鈍度高及無(wú)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計中圖分類(lèi)號:TE09文獻標識碼:A文章編號: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(guò)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(hù)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)供遠程用戶(hù)使用,CaS(s)+2H2O()進(jìn)口氣壓力100kPa,溫度298K。氣或作為燃氣汽車(chē)的燃料。我國目前的沼氣應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(hù)的小型化。隨著(zhù)化石能Na2S(aq)+2H2O(1)并就從下一吸收塔底部進(jìn)入。在凈化設備源的消耗和替代能源的開(kāi)發(fā)需求,以及新沼氣中有效成分CH4不與堿反應而保的尾端安裝一臺1.5MPa的空氣壓縮機農村建設的能源集中供應模式選擇,沼氣留在氣體中。經(jīng)上述堿吸收反應后,可是沼凈化沼氣接壓縮機進(jìn)氣口,以通過(guò)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到90%以上,從而達到凈化促使沼氣通過(guò)凈化設備,壓縮機出口接凈化必行。沼氣的作用沼氣儲罐,再經(jīng)管道輸送到用戶(hù)。我們在前期沼氣凈化工藝參數研究的1.3沼氣凈化工藝路線(xiàn)基礎上,采用濕法一堿吸收技術(shù),設計了沼沼氣凈化工藝分為五個(gè)2工藝參數設計與計算氣凈化工藝。一作為沼氣工程建設的凈化(1)水洗工段。該工段通過(guò)水洗除去原2.1水洗工段物料衡算和設備選型工藝設計方案。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)計算(2)一段石灰乳吸收。該工段通過(guò)石灰日處理3000m原生沼氣需7500kg,約合1設計依據和方案乳中Ca(OH)2對原生沼氣中的部分CO2和7.5m3/d1.1生產(chǎn)規模和產(chǎn)品指標H2S吸收反應,達到初步凈化水洗塔選型:水洗采用間歇式,水洗塔本設計生產(chǎn)規模為日處理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),獲得高純沼氣化的沼氣再次通過(guò)Ca(OH)2吸收反應,除去(8/0.5)=0.47m3。塔內水位為塔的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計算,采用間歇式操作程序,實(shí)的純度達到近85%-90%。經(jīng)此步凈化后的內徑為0.5m,塔高為:0.71/(0.252×3.14際產(chǎn)期時(shí)間按8h計算氣已經(jīng)達到天然氣燃氣標準3.6m。2設計原理(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氣汽車(chē)的燃料。出口氣流量:出口氣流量按進(jìn)口氣流量的98%計算(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備選型595%化霜氣石灰乳吸收采用兩段噴淋逆流吸收方式,主要是吸收沼氣中的CO2氣體(H2S氣體含量極少,計算中予以忽略)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;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(jiǎn)圖中國煤化工,吸收CO,體積為①基金項目:安徽省教育廳自然科學(xué)基金項目(K2009B038)。CNMHG②項目編號:國家發(fā)明專(zhuān)利項目(專(zhuān)利號:ZL200610096998.5)46科技創(chuàng )新導報 Science and Technology Innovation herald工業(yè)技術(shù)Science and T3a科技創(chuàng )新導報699m3,n(CO2)≈28213mol,根據反應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,取內徑為0.4m,塔高為0.46/純沼氣從干燥塔底部通入塔內,高純沼氣與CaO的摩爾數為n(CaO)=28213/0.8=(0.22×3.14)=3.66m。噴淋接觸時(shí)閫設計塔內的斜塔板接觸,隨著(zhù)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)設備選型:石灰乳配制比例為2.3NaoH堿吸收工段物料衡算與設備選型過(guò)凝結成為液體而與氣體分離,從而達到干生石灰: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,設計塔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95%以上計算得石灰乳總體積為11.29m3。設0.5h進(jìn)口混合氣組成:CH:(90%)、3沼氣凈化工藝簡(jiǎn)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(jiǎn)圖如圖所示。積2/3,吸收塔總體積為1.06m3,去內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結語(yǔ)3.75m。噴淋接觸時(shí)間設計為10s,噴淋CO2(2.9%)、N2(2.1%);高純沼氣總量:本設計按照日處理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95%的規模,初步設計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溶液用量計算:反應率按90%及各步凈化的物料衡算和設備選型等。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,建設一個(gè)完整的相應規模的凈化沼氣能源工CO總量:404m3。收CO2摩爾數n(CO2)=4843mol,根據反程項目,還需進(jìn)行沼氣池、儲氣柜、沼氣輸送及出口氣組成:CH4(90%)、CO2(8.8%)、應式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,需消耗環(huán)保方案等方面的設計等工作N2(2.2%);出口混合氣總量:1993m3;NaOH的摩爾數為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算:氫氧化鈣與二氧(按水的密度計)2.983m術(shù)的發(fā)展與應用[J].可再生能源化碳的反應率按80%計算,吸收CO2體積aOH堿吸收塔設備選型: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的摩爾數為n(CaO)=12326/0.8=體沖擊鼓泡攪拌吸收。設NaOH溶液應用與提純[J.節能技術(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,取內徑[3]韓芳.沼氣凈化技術(shù)及儲存方式優(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干燥塔設計4]宋燦輝,肖波,史曉燕,等.沼氣凈化技術(shù)設備選型:設石灰乳占吸收塔體積設計原理是冷凝法去除水蒸氣,采用現狀[J中國沼氣,2007,25(4):23-27(上接45頁(yè)當中也應該注意很多問(wèn)題。5結語(yǔ)作為管道的基礎了,其換土的寬度一般是(1)首先,在管道的鋪設過(guò)程當中,必須總而言之,我們在軟弱的基礎當中進(jìn)基礎的兩邊各加上50cm左右;而當直徑要根據其具體的埋深、管道的具體用途、在行給排水的管線(xiàn)施工的過(guò)程中,往往會(huì )遇1000mm的時(shí)侯則一般是在基礎的底標進(jìn)行工作時(shí)的壓力管道具體的管徑以及它到很多的來(lái)自軟土土質(zhì)的負面影響的,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(guān)的因素來(lái)具體的衡量并當中,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(xiàn)的鋪設和使用,所以我礎進(jìn)行施工,換土的寬度也一般是基礎兩邊(2)與此同時(shí),還要結合管道的具體布們在進(jìn)行實(shí)際的管線(xiàn)設計和施工的過(guò)程當各加上30cm左右局情況,從而可以來(lái)客觀(guān)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,同時(shí)還要以此來(lái)滿(mǎn)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(lái)幫助我們左右厚的中粗砂來(lái)作為基礎的,它的寬度也(3)那么,我們在排水管道穿過(guò)軟弱的實(shí)現軟弱基礎上的管線(xiàn)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量。來(lái)說(shuō)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的底標高面基礎上再往下挖棄50cm左外,同時(shí)還必須要利用柔性的連接來(lái)進(jìn)參考文獻右的厚軟土,然后再回填石渣,之后再用不步的提高管線(xiàn)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處理小于10cm左右的厚的粗砂來(lái)進(jìn)行找平工強它的抗變形的能力?？傊?管道的全線(xiàn)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的兩邊各加上果是采用了柔性的連接,就可以很好的來(lái)克2009(5)30cm左右服軟弱地基的負面影響,這是其中的一個(gè)主[2]康寧,黎志愿,臧海燕.軟土管道基礎的處理與施工[J.中國西部科技4軟弱基礎敷設給排水管線(xiàn)的主要施(4)另外,在進(jìn)行施工的過(guò)程當中還可2009(13).工要點(diǎn)以利用土工布、碎石或者是粗砂等來(lái)作為[3]鄂勇毅城市排水管道基礎處理的關(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來(lái)問(wèn)題研究分析[門(mén).內江科技,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)條件下管道基礎處地質(zhì)情況的時(shí)侯,就需要我們在設計當中采(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的處理之后就必還要對回填土的質(zhì)量進(jìn)行嚴格的控制,只有CNMHG須要盡快的安裝管道,在安裝管道的過(guò)程這樣才能夠滿(mǎn)足管道的具體使用年限科技創(chuàng 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