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膜法甲烷提纯应用

  甲烷提纯技术应用领域:

  一、沼气提纯

  沼气是有机物质在厌氧条件下经多种微生物协同发酵产生的可燃混合气体,主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。甲烷占50%-70%,二氧化碳占30%-50%,还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。

  甲烷俗称瓦斯,是天然气的主要成份,容易燃烧、热值较高,燃烧时不会产生烟尘,是一种清洁能源。对沼气进行提纯处理,提纯后的沼气中CH4含量为95%-98%,CO2含量可达到3%以下,使之达到与天然气一样的品质,可实现与天然气的互联互通。

  城市有机垃圾、污水处理厂的污泥、农村的人畜粪便、作物秸秆等,皆可做产生沼气的原料。

  膜法沼气提纯原理:无液态水、无油的压缩沼气通过中空纤维分离膜时,CO2的渗透速率相对较快,大量的从分离膜渗透侧排出,CH4渗透速率相对较慢,在膜的出口富集,从而达到分离的目的。

  

  膜法沼气提纯相对于其他方式(PSA、高压水洗、胺法等):投资和运行成本低;装置小型化,可实现移动式撬装;选择性大,适合各种规模沼气提纯。

  PSA、高压水洗、胺法等,投资相对高,设备体积大,工艺复杂,控制点多,故障率高。

  二、天然气脱碳

  我国很多的油气田的天然气中含有一定量的CO2,有的气井CO2含量已超过95%。CO2属于酸性气体,从天然气中脱除CO2的目的是增加天然气的热值、降低输送体积、减少输送和分配过程中的腐蚀。我们国家标准是天然气中CO2含量不超过3.0%,对于以天然气为原料的化工工业中,CO2的含量要更低。同时CO2作为一种化工原料,具有重要作用。据报道,全球回收的CO2约40%用于生产化学品,35%用于油田三次采油,10%用于制冷,5%用于碳酸饮料,其他应用占10%。

  脱除和回收天然气中CO2的主要技术有:膜分离法、变压吸附法、胺吸收法及膜分离与其它工艺集成技术等。

  膜分离是利用分离膜在压力推动下对各种气体的渗透率不同来实现分离的方法,膜分离工艺装置简单、寿命长、操作方便、能耗低、占地面积小、效益高、经济合理。国外从上个世纪90年代开始应用膜分离脱除天然气中CO2,它可充分利用天然气带压的推动力,可以在高压下操作。

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