【正文】 原料氣中的高沸點(diǎn)組分（ H2O、 CO2等）被吸附劑吸附，不容易吸附的低沸點(diǎn)組分作為產(chǎn)品氣從吸附塔頂部經(jīng)壓力調(diào)節(jié)控制后送往后工序用戶使用。二級(jí)由兩個(gè)吸附塔構(gòu)成，一級(jí)解析氣經(jīng)吸附塔后去沼氣壓縮****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 27 機(jī)入口再生產(chǎn)；一個(gè)吸附塔進(jìn)料，一次均壓，抽真空的解吸方式實(shí)現(xiàn)再生。 沼氣精制（ SPSA） 裝置由吸附塔、緩沖罐、真空泵和包括程控閥在內(nèi)的控制系統(tǒng)組成。當(dāng)后端無(wú)用戶用氣時(shí)，另設(shè)置 兩 臺(tái)天然氣壓縮機(jī)將天然氣壓縮到 1MPa儲(chǔ)存在球罐中，球罐中的 天然氣 經(jīng)減壓閥后送往燃?xì)夤艿?。再生槽?jīng)過(guò)氧化再生后形成的貧液進(jìn)入貧液池。 硫泡沫從浮選再生槽 頂部 溢流回收至硫 泡沫槽 ， 泡沫槽內(nèi)的泡沫和脫硫液等混合物，在泡沫泵的作用下，打入板框式過(guò)濾機(jī)。吸收完硫化氫的液體成為富液，經(jīng)過(guò)富液泵增壓噴射，通過(guò)噴射器攜氧后經(jīng)過(guò)擴(kuò)散管等進(jìn)入再生槽底部。依次進(jìn)入總共五級(jí)濕法脫硫塔 ，歷經(jīng)五級(jí)濕法脫硫后，進(jìn)入濕法脫硫后的水封****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 26 罐， 經(jīng)水封罐去除氣體中夾帶的脫硫液等液態(tài)水滴后進(jìn)入干法脫硫塔內(nèi)，從干法脫硫塔的底部進(jìn)入，頂部排出，氣體在干法 脫硫塔內(nèi)與干法脫硫劑接觸，其中未被濕法脫硫吸收的硫化氫進(jìn)一步被 脫除 ， 經(jīng)干法脫硫后的氣體去脫碳工序 。 （ 6） SPSA 解析氣是以二氧化碳為主要成份的排放氣可進(jìn)行回收利用， 該工藝技術(shù)方案 選用增設(shè)二級(jí) PSA 裝置回收濃縮解析氣中的甲烷（純度 55 %以上）后回到沼氣壓縮機(jī)入口進(jìn)行再生產(chǎn)利用，從而提高甲烷總收率達(dá)到 98%以上。 （ 4）本項(xiàng)目脫碳工藝方案公用工程 用量 少， 主要是 電的消耗，而且電耗低，單位產(chǎn)品氣電耗不 到 度（臨時(shí)儲(chǔ)存時(shí)電耗不到 度），不引入新的污染物（化學(xué)物品或水）。而在核心變壓吸附裝置的設(shè)計(jì)上則按最大負(fù)荷設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)需要，同時(shí)考慮低負(fù)荷下的節(jié)能，并可以進(jìn)行降壓操作（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整操作壓力）。 項(xiàng)目 工藝技術(shù)方案的選擇 本項(xiàng)目脫碳采用 **************十方環(huán)保能源股份有限公司 工藝技術(shù)及設(shè)備，其 脫碳 技術(shù)采用變壓吸附分離提純工藝，該工藝方案 具有以下特點(diǎn)： （ 1） 投資節(jié)省、運(yùn)行消耗低、操作簡(jiǎn)易、維護(hù)方便、備件易購(gòu)、環(huán)保節(jié)能。而且整個(gè)工藝由計(jì)算機(jī)控制，操作方便，裝置可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。除此之外，采用變壓吸附工藝的產(chǎn)品純度高且可靈活調(diào)節(jié)：如變壓吸附提純廢水處理產(chǎn)生的沼氣，產(chǎn)品純度達(dá) 97%以上，并可根據(jù)工藝條件的變化在較大范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)產(chǎn)品甲烷的純度。 表 沼氣脫碳方法比較 優(yōu)先系數(shù) 屬性 水洗法 NHD 法 化學(xué)吸收法 變壓吸附 膜分離法 ****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 24 2 CH4富含度 高 ++ 高 ++ 高 ++ 高 ++ 低 1 O2/N2富含度 是 是 是 否 + 是 2 CH4損失 中等 +/ 高 低 ++ 中等 +/ 高 1 產(chǎn)氣干燥要求 是 是 是 否 + 否 + 1 H2S 預(yù)先凈化要求 是 是 是 是 是 1 廢氣處理要求 是 是 是 否 + 否 + 2 使用要求 (水電、冷卻水、化學(xué)劑 ) 中等 +/ 高 高 中等 +/ 高 電能需求 3原料氣 料氣 料氣 原料氣 原料氣 1 排放等級(jí) (廢水、廢氣 ) 中等 +/ 低 + 中等 +/ 低 + 低 + 1 投資成本 中等 +/ 中等 +/ 高 中等 +/ 高 最終額度 2 4 3 +5 5 對(duì)比以上幾種脫碳方法，膜分離法中使用的膜需要經(jīng)常更換，運(yùn)行成本較高，而變壓吸附劑和化學(xué)吸收劑可循環(huán)使用，因此，變壓吸附法和化學(xué)吸收法較膜分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用更廣。 膜分離法 氣體膜的分離技術(shù)的基本原理是根據(jù)混合氣體中各組分在壓力的推動(dòng)下透過(guò)膜的傳遞速率不同，從而達(dá)到分離的目的。但該工藝主要設(shè)備為不銹鋼，投資較高。 化學(xué)吸收脫碳工藝 由于 CO2為酸性氣體，故需選用呈堿性的化學(xué)吸收液，目前典型的化學(xué)吸收液為烷基醇胺。兩種方法工藝基本相同，主要是吸收劑不同。裝置投資大，設(shè)備操作維修困難，此工藝不被采用。 低溫甲醇法是利用低溫甲醇的優(yōu)良特性除去 CO H2S。此法適合二氧化碳含量低的工藝氣體的脫除。 物理吸附脫碳工藝 高壓水洗 法 是利用二氧化碳和甲烷氣體在水中的不同溶解能力而采取的一種工藝方案。利用吸附劑的第一個(gè)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)含二氧化碳源中雜質(zhì)組分的優(yōu)先吸附而使其它組分得以提純 ； 利用吸附劑的第二個(gè)性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)吸附劑在低溫、高壓下吸附而在高溫、低壓下解吸再生，從而構(gòu)成吸附劑的吸附與再生 循環(huán)，達(dá)到連續(xù)分離提純甲烷的目的。 化學(xué)吸收法中最典型的是醇胺法。 工藝技術(shù)方案的比較 脫碳是 沼氣 回收利用 生產(chǎn)工藝中最主要的工序 ， 常規(guī)脫碳有干法和濕法 。 ****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 22 我國(guó)在 沼氣 回收綜合利用 技術(shù)方面剛剛起步，目前已經(jīng)開發(fā)出 的 主要是變壓吸附技術(shù)和壓力水洗法，化學(xué)吸收法研究剛剛起步。其中，使用最為普遍的是變壓吸附（ PSA）、壓力水洗、化學(xué)吸收三種方法。因此，脫二氧化碳是整個(gè)沼氣提純的核心技術(shù)，直接關(guān)系到成品氣 的 指標(biāo)、收率及運(yùn)行成本。濕法碳酸鈉脫硫效率穩(wěn)定，干法脫硫的脫硫精度高，采用干濕結(jié)合的脫硫方法充分利用兩種脫硫方法的優(yōu)點(diǎn)，在脫硫精度和運(yùn)行成本上達(dá)到最優(yōu)化。相比較氫氧化鈉脫硫和純干法脫硫具有脫硫效率高、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。 濕法碳酸鈉脫硫采用 脫硫液循環(huán)再生工藝，無(wú)污染性廢水排出 ，且濕法 脫硫過(guò)濾出來(lái)的硫沫和干法脫硫吸收硫化氫后的脫硫劑可收集起來(lái)，出售給硫酸廠。氣體先經(jīng)過(guò)濕法脫硫初步粗脫硫，將沼氣中的大部分硫化氫去除。該公司 脫硫工藝采用濕法碳酸鈉 加催化劑 脫硫結(jié)合干法氧化鐵脫硫。 干法脫硫的方法很多，目前使用的主要有以氧化鐵法、活性炭法、氧化鋅法和有機(jī)硫（ COS、 CS2） 水解法等。但此法通常使用固定層反應(yīng)器，需要定期更換脫硫劑，不能連續(xù)。 干法脫硫 干法脫硫是采用 固體 吸收劑 或吸附劑來(lái)脫除硫化氫或有機(jī)硫的方法。由于脫硫液中 PDS 含量特低，且容易被硫泡沫帶走損失掉，若集中加入，將導(dǎo)致 PDS 未參加反應(yīng)就被泡沫帶出系統(tǒng)，且損失多，所以須采用 24小時(shí)連續(xù)滴加的方式加入。該法不僅脫除無(wú)機(jī)硫，對(duì)有機(jī)硫也有很好的脫除 效果 。 PDS的催化活性好，用量少，消耗低。 （ 3） PDS 法： PDS是 酞 菁 磺 酸鹽 系化合物的混合物，它具有較高的催化活性。此法的吸收效果與 ADA 相近，且具有不容易堵塞脫硫塔填料、栲膠資源豐富、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn) 是易發(fā)生硫磺堵塞脫硫塔內(nèi)填料。 改良 ADA 法是技術(shù) 成熟、過(guò)程規(guī)范程度高、溶液性能穩(wěn)定、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好的脫硫方法。 Na2CO3+H2S NaHS+NaHCO3 硫氫化物與偏釩酸鈉反應(yīng)生成元素硫： 2NaHS+4NaVO3+H2O Na2V4O9+4NaOH+2S 氧化態(tài) ADA 氧化焦性偏釩酸鈉生成偏釩酸鈉： Na2V4O9+2ADA（氧化態(tài)） +2NaOH+H2O 4NaVO3+2ADA（還原態(tài)） 再生過(guò)程中 的 反應(yīng) ： 還原態(tài) ADA 被空氣中 的 氧氧化成氧化態(tài)，然后溶液用泵送入吸收塔循環(huán)使用。 （ 1） 改良 ADA 法 ： 又稱改良蒽醌二磺酸法，是成熟的氧化脫硫法，脫硫率可達(dá) %以上 。 目前濕式氧化法技術(shù)成熟可靠， 脫硫效率可達(dá) ％以上。 采****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 19 用碳酸鈉、氨水和醇胺溶液等吸收硫化氫的為化學(xué)吸收法；用冷甲醇吸收硫化氫的為物理吸收法 ；采用堿性溶液為吸收劑，并加入載氧體為催化劑，吸收硫化氫，并將其氧化成單質(zhì)硫的方法為氧化法 ，此法采用溶液吸收，且具有氧化再生的特點(diǎn)，故此脫硫方法也稱為濕式氧化法 。吸收氧化法主要利用各種氧化劑、催化劑進(jìn)行脫硫。濕法按其所用的不同脫硫劑分為液體吸收法和吸收氧化法兩類。 脫硫 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 國(guó)內(nèi)外技術(shù)概況 目前，國(guó)內(nèi)外處理沼氣脫硫的方法很多，依其弱酸性和強(qiáng)還原性而進(jìn)行脫硫可分為干法和濕法。通過(guò)對(duì)沼氣的脫硫脫碳處理后，沼氣的使用價(jià)值能在原有基礎(chǔ)上提高 20%左右，可給企業(yè)帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。二氧化碳有滅火阻燃作用，常用作滅火劑，在以燃燒放熱或以燃燒做功為目的的系統(tǒng)中，二氧化碳的存在通常會(huì)降低燃燒熱 的 利用率、降低火焰溫度、降低氣缸容積利用率，導(dǎo)致放熱或 做 功過(guò)程中成本增加。沼氣中的 硫化氫是一種可燃性無(wú)色氣體，常溫下為無(wú)色有臭雞蛋氣味的氣體，****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 18 有劇毒，密度比空氣大，溶于水后的水溶液為氫硫酸 ，氫硫酸對(duì)鋼鐵有較大的腐蝕作用，對(duì)與之接觸的輸送管道和使用機(jī)械的使用壽命具有較大影響。 ≤ 15 ≤ 二氧化碳 yco2 % ≤ ≤ 氧氣 yo2 % ≤ ≤ 水露點(diǎn) ℃ 比最低氣溫低 5℃ 20 注：本標(biāo)準(zhǔn)中氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是 運(yùn)輸 ： 管道輸送 。 ＞ ＞ 總硫（以硫計(jì)） mg/Nm179。 ） 硫化氫（ mg/Nm179。 ，產(chǎn)品終端使用壓力 ～ 。 104Nm179。 產(chǎn)品方案 表 最終 產(chǎn)品的規(guī)格和數(shù)量 ****************************新能源科技有限公司 60000Nm3/d 沼氣提純項(xiàng)目 濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院 Tel： 053188576332 Fax： 053188576340 Email： 16 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 規(guī)格 數(shù)量 備 注 1 天然氣 39900Nm179。 104Nm179。 /d， 正常情況下為 39900Nm179。 25%。 考慮到沼氣產(chǎn)量的波動(dòng)因素，該項(xiàng)目沼氣處理能力 30000～ 50000 Nm179。 104Nm179。 生產(chǎn)能力：沼氣 回收 處理能力 正常情況下為 60000Nm179。 動(dòng)力價(jià)格按當(dāng)?shù)貙?shí)際執(zhí)行價(jià)格（含稅價(jià)）確定：電 元 /度； 蒸汽 152 元 /噸 。 本項(xiàng)目中制取天然氣 的主要原料是 沼氣是由 ****************************新能源科技 公司 廢水 厭氧處理 過(guò)程 中 產(chǎn)生， 其價(jià)格由沼氣處理成本確定 。 。 本 項(xiàng) 目 提 純 制 取 的 天 然 氣 直 接 通 過(guò) 管 道 輸 送 到****************************紙業(yè)股份有限公司銅版紙項(xiàng)目區(qū)使用或輸送到貯存罐 暫時(shí)貯存 ，因此本項(xiàng)目天然氣不存在市場(chǎng)問(wèn)題。 天然氣消費(fèi)趨勢(shì) 根據(jù)天然氣市場(chǎng)投資價(jià)值結(jié)果上看，公交車、出租車投資價(jià)值相對(duì)較高；工業(yè)制氣生產(chǎn)、居民氣代液化石油氣（ LPG）、蒸汽生產(chǎn)氣代油、陶瓷生產(chǎn)氣代煤、居民氣代電等投資價(jià)值居中，較其他能源有一定價(jià)格優(yōu)勢(shì)；調(diào)峰電站氣代煤、集中供暖氣代煤、甲醇生產(chǎn)、尿素生產(chǎn)、蒸汽生產(chǎn)氣代煤等相對(duì)投資值較低，其中雖然 發(fā)電領(lǐng)域市場(chǎng)價(jià)值較低，但由于天然氣發(fā)電對(duì)于開發(fā)天然氣市場(chǎng)以及天然氣供應(yīng)系統(tǒng)調(diào)峰有著積極作用， 未來(lái)應(yīng)該是國(guó)家重點(diǎn)扶持的領(lǐng)域之一。 通過(guò)對(duì)