文档介绍：日本宇部(UBE)CO 2/CH 4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 1 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 2 ?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(CH 4)和二氧化碳(C0 2)。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 CH 4含量为 95% ~98% ,CO 2 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 3 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” H H 2 2O OH H 2 2He He CO CO 2 2O O 2 2Ar ArCO CON N 2 2CH CH 4 4C C 2 2H H 6 6 不不是是根根据据分分子子大大小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各种气体在高分子膜上的相对透过速率比较 4 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CO 2) 优先透过管壁,其余气体(CH 4)相对受到阻隔,从而达到分离的目的。膜法分离沼气( 膜法分离沼气( CO CO 2 2/CH /CH 4)原理原理 5 沼气膜结构示意图排放气 CO 2(渗透气体) 沼气压缩(原料气体) 产品气 CH 4(未渗透气体) 沼气压缩(原料气体) 产品气(未渗透气体) CH 4富集气体聚酰亚胺中空纤维膜丝 6 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 7 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 8 ◆◆水水/ / 湿湿度:应避免液态水度:应避免液态水相对湿度小于相对湿度小于 80RH% 80RH% ◆◆颗颗粒:尽可能少且小于粒:尽可能少且小于 μμm m ◆◆残残油油: :< < 3 3( (< < w/w w/w ) ) ◆◆碳氢化合物: 碳氢化合物: < < 3 3( ( < < w/w) w/w) ◆◆硫硫化化氢: 氢: < 3 vol% < 3 vol% ◆◆氨气和胺类: 氨气和胺类: < 100vppm < 100vppm ◆◆酸酸:尽可能避免:尽可能避免◆◆芳芳香香族:尽可能低族:尽可能低◆◆乙乙醇:无影响醇:无影响膜需要避免的污染膜需要避免的污染 9 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 10