某生物质天然气项目沼气提纯工艺选择

方晓庆，潘天国，叶小斌，周苑青

（1.深圳中广核工程设计有限公司，广东 深圳518000；2.中国广核新能源控股有限公司，广东 深圳518000）

1 沼气提纯技术

根据分离原理不同，目前常见的沼气提纯技术有：吸附法、高压水洗法（物理吸收法）、化学吸收法（胺洗法）、膜分离法等。

1.1 吸附法

吸附法是一种物理提纯方法，包括变压吸附法（PSA）和变温吸附法（TSA），其中用于沼气提纯的主要是PSA法。

变压吸附法（PSA）主要是利用吸附剂（如活性炭、硅胶、氧化铝和沸石等）根据不同气体的吸附量不同或气体分子大小不同的特点，来脱除沼气中的杂质气体，实现气体的分离（如图1）。在变压吸附过程中，沼气经过过滤、脱水、脱氨、脱硫和压缩等预处理后，沼气在变压吸附装置（吸附塔）内分别处于吸附、减压、脱附、加压的一个循环状态，通过加压将沼气中的CO2和N2等吸附在吸附塔内，而CH4为轻组分由变压吸附塔顶部排出，并作为产品进行收集，直至吸附塔达到饱和状态，进行减压将吸附柱减压甚至抽成真空，这时被吸附的CO2和N2等杂质气体就会被脱附出来，由塔底排出。如此循环往复去除沼气中的杂质气体来提纯沼气。

图1 变压吸附法工艺流程图

变压吸附法（PSA）占地面积小，一般为集成装置，运输、安装方便，甲烷回收率为97%左右，但需要一定的压力，对原料中H2S的含量有一定的要求（一般＜50ppm），且对控制元件及阀门的精度要求较高。相比于水洗法和化学吸收法，PSA法更为灵活，适用于中、小规模的沼气提纯工程项目。

1.2 高压水洗法

高压水洗法主要利用CO2和CH4在水中溶解度的差异，通过物理吸收将CO2和CH4进行分离。……