文档介绍：日本宇部(UBE)CO2/CH4分离膜组 沼气回收应用 上海精腾科技有限公司 气体分离膜事业部
2010年12月
上海精腾科技有限公司,主要从事本集团产品的销售以及代理国外知名企业的相关产品,并负责在中国市场拓展以及推广应用等业务。 上海精腾科技有限公司和中科院膜技术国家工程研究中心合作,在中国代理日本宇部兴产株式会社(UBE)各类气体分离膜,我们以领先的技术,优异的品质和快捷高效的服务赢得国内外客户的赞誉。本集团总部设在香港,创立于1995年,集团员工总数约2000人。
一、公司简介
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%一70%,二氧化碳占30%一50%,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,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。提纯后的沼气中CH4含量为95%~98%,CO2含量为2%~5%
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。
沼气应用的介绍
二、气体膜分离的原理
气体膜分离技术是根据混合气体中各组分气体透过高分子膜时,其在膜内的溶解度和扩散渗透速率的不同,从而达到分离目的。根据这一特性,可以将各种气体分为“快气”和“慢气”
H2O
H2
He
CO2
O2
Ar
CO
N2
CH4
C2H6
不
是
根
据
分
子
大
小
易透过
难透过
各种气体在高分子膜上的相对透过速率比较
当无液态水、无油的压缩沼气沿中空纤维管内腔流动时,各种气体的分压在中空纤维丝管的高压侧(原料侧)与低压侧(渗透侧)所形成的驱动力—分压差作用下,溶解系数和扩散系数大的气体(如CO2)优先透过管壁,其余气体(CH4)相对受到阻隔,从而达到分离的目的。
膜法分离沼气(CO2/CH4)原理
沼气膜结构示意图
排放气 CO2(渗透气体)
沼气压缩
(原料气体)
产品气 CH4
(未渗透气体)
沼气压缩
(原料气体)
产品气
(未渗透气体)
CH4 富集气体
聚酰亚胺中空纤维膜丝
UBE膜构成结构及特征
构成: 非对称中空丝膜
材料: 芳香族聚酰亚胺
TG > 300℃
最大操作温度: 120℃
最大操作压力: MPaG
特征:
高透过性
高分离性
高耐久性
高耐溶剂
高机械性能
中空纤维高分子材料膜最具有应用前景
垃圾填埋气体
沼气发酵罐
沼气净化系统
沼气压缩机
排放气
(渗透气体)
产品气(未渗透气体)
甲烷富集气体
电加热器
后冷却器
水雾过滤器
油雾过滤器
碳床过滤器
颗粒过滤器
原料气体
典型的沼气膜分离提纯工艺流程
◆水/ 湿度:应避免液态水
相对湿度小于80RH%
◆颗粒: μm
◆残油:< (< w/w)
◆碳氢化合物:< (< w/w)
◆硫化氢:< 3 vol%
◆氨气和胺类:< 100vppm
◆酸:尽可能避免
◆芳香族:尽可能低
◆乙醇:无影响
膜需要避免的污染
气体分离膜性能表述
膜性能通常由此来表述
产气量:单根膜产气体的量;随压力和温度的升高而增大
回收率:单种气体的产量和混合气体量的百分比;
回收率高表示需要的压缩空气少,运行经济;
随压力升高而稍有增加,随温度升高而略有下降
使用寿命:膜的使用寿命与膜本身性能以及运行环境和维护有关;
膜性能
压力升高
温度升高
产气量
增加
增加
回收率
略增加
略下降