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变压吸附技术在沼气提纯中的应用问题研究作者：李磊来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第03期摘要：我国现在经济发展迅速，但是在现在的经济发展形势下，对于资源的需求量在不断上涨，受到现在资源问题的制约，为了经济社会的长远发展，我们必须进行清洁能源的开发。
沼气资源是现在社会中极为重要的一种清洁资源，在社会中的利用技术也已经成熟，是现在经济发展中应该重点关注的能源，变压吸附技术能够进行沼气资源的提纯，有利于对于沼气资源的更好开发。
关键词：变压吸附技术；沼气提纯；应用；研究沼气资源在现在我国进行绿色经济转型发展的当下社会中具有重要意义，所以现在对于沼气提纯技术的发展更加重视，变压吸附在沼气提纯工作中能够起到显著的作用优势，是现在进行沼气提纯技术发展中的先进技术，对于这一技术的应用我们还要不断的进行探索，追求变压吸附技术在现在的提纯沼气工作中的更加便利更加高效的使用。
1 沼气应用目前在我国的发展状况分析我国经济发展经历了很长一段时间的野蛮发展，对于自然资源的消耗相当严重，现在我国经济的发展已经受到了日益消耗的资源的制约，现在为了保障经济社会的长远可持续发展，对于清洁资源的大量开发，已经成为现在经济发展中应该重点考虑的。
沼气资源属于清洁资源，对于沼气资源的使用在我国社会也已经有了一段时间，沼气资源利用中不会产生太多的废物污染，对于自然环境的破坏较少。
但是我国目前受制于技术等因素的影响，所以对于沼气资源的利用更多的是低品位利用阶段，对于这一方面的开发是在必行[1]。
2 沼气提纯方面目前的主要方法探究2.1 化学吸收方式提纯化学吸收法，主要依靠的是二氧化碳与洗手液进行化学反应，进行二氧化碳中有效成分的分离处理，化学吸收提纯沼气的方式，能够高效的进行，同时具有成本低、操作简便等优势。
化学方式进行沼气提纯能够得到比较纯净的沼气资源，但由于吸收液一般具有毒性，参与化学反应后，产生的废液存在污染风险，进行回收处理的工作难度较大，所以化学吸收方式进行沼气提纯存在有先天的劣势。
真空变压吸附提纯沼气中甲烷的过程模拟田相龙;王之婧;刘晓勤;马正飞【期刊名称】《高校化学工程学报》【年(卷),期】2018(32)1【摘要】采用真空变压吸附工艺(VPSA)从组成为60%(V) CH4、30%(V) CO2和30%(V) N2的沼气中获得纯度大于95%的CH4,以满足车用燃料的要求.通过测定CH4、CO2及N2在13X分子筛和碳分子筛(CMS)吸附剂上的吸附性能,将提纯CH4的 VPSA 工艺分为两个阶段:第一阶段以13X 分子筛为吸附剂,采用六床七步法以脱除 CO2;第二阶段以CMS为吸附剂,采用三床六步法以脱除N2.选择数学模型分别对CH4、CO2及N2混合气在13X和CMS上的穿透曲线计算,并与实验值进行对比,以验证其可靠性.基于所选数学模型,对两段VPSA工艺进行模拟,可获得CH4纯度为99%,总回收率为65%;考察第一段工艺的操作压力及第二段工艺的吸附动力学参数对 CH4纯度和回收率的影响.结果表明:吸附压力升高,脱附压力降低有利于提高CH4的纯度,但其回收率会降低;当CMS具备对CH4吸附速率较低、N2吸附速率较高的吸附特性时,可获得纯度大于99%的CH4,这对CMS吸附剂的研发有一定的指导作用.%In order to meet vehicle gas requirements, a vacuum pressure swing adsorption (VPSA) method was proposed to acquire high purity CH4(over 95%) from biogas composed of 60%(V) CH4, 30%(V) CO2and 30%(V) N2. The adsorption of CH4, CO2, and N2using 13X and CMS was measured, and the vacuum pressure swing adsorption (VPSA) process was divided in two stages based on the adsorption results. In the first stage, the 13X molecule sieve was used as the adsorbent forCO2removal by a six-bed seven-step process. In the second stage, carbon molecule sieve (CMS) was employed as the adsorbent for N2capture by a three-bed six-step process. The breakthrough curves of CH4, CO2andN2mixtures on 13X and CMS were calculated by mathematical models and compared with experimental values. The results demonstrate that the calculated values are in good agreement with that of experiments, which validates the accuracy and reliability of the mathematical models. Simulation results show that CH4purity of 99% with a total recovery of 65% is achieved. The effects of operating pressure in the first stage and adsorption dynamic parameters of CH4and N2in the second stage on purity and recovery of CH4were discussed. The results show that higher adsorption pressure and lower desorption pressure lead to the improvement of purity but decrease of recovery. When CMS shows fast adsorption of N2and slow adsorption of CH4, the purity of CH4can achieve 99%, and this can be used as guidance for the development of CMS.【总页数】9页(P44-52)【作者】田相龙;王之婧;刘晓勤;马正飞【作者单位】南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室, 江苏南京210009;南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室, 江苏南京 210009;南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室, 江苏南京 210009;南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室, 江苏南京 210009【正文语种】中文【中图分类】TQ202【相关文献】1.真空变压吸附空分制氧等温与非等温过程模拟比较 [J], 王啸;马正飞;姚虎卿2.真空变压吸附提纯合成气中CO的实验与模拟 [J], 周言;阎海宇;李冬冬;张东辉3.变压吸附法提纯煤层气中甲烷研究进展 [J], 张进华; 曲思建; 王鹏; 李雪飞; 李兰廷; 车永芳; 李小亮4.三塔真空变压吸附富氧工艺过程模拟 [J], 周圆圆;韦向攀;张东辉5.变压吸附浓缩甲烷/氮气中甲烷的研究进展 [J], 刘克万;辜敏;鲜学福因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
真空变压吸附提纯沼气的实验摘要：沼气是微生物在厌氧条件下分解麦秸、垃圾等有机物产生的一种可燃性气体，其主要成分包括45%~70%（V）CH4、30%~45%（V）CO2及少量N2、H2S和H2。
沼气作为一种清洁能源，可以用作燃料、燃料电池、发电及车用燃料等。
其中，将其用作车用燃料不仅可以缓解能源紧张的问题，还可以实现废物的循环再利用，有效地解决环境污染问题。
然而，就目前我国沼气资源的利用方式而言，主要以农村照明、取暖与发电等直接燃烧为主，未净化的沼气中二氧化碳含量较高，直接燃烧显著降低了沼气的热值与有效利用率。
因此，利用工业技术脱除沼气中的二氧化碳，以提升甲烷的纯度，是实现沼气高效利用的必要阶段。
关键词：真空变压吸附；沼气；实验；甲烷1导言本文基于真空变压吸附分离工艺，选用实验室自制的碳分子筛，通过静态容积法测定二氧化碳与甲烷纯组分在283.15～323.15 K温度下，0～0.5MPa压力下的平衡吸附量以及动力学扩散系数。
其次，通过单塔穿透实验，结合吸附机理探讨了动态吸附分离性能的影响因素，选定了真空变压吸附分离过程的吸附压力与进料流量；最后，构建两塔六步的真空变压吸附分离工艺装置，用于沼气脱除二氧化碳以提纯甲烷的实验研究，并考察吸附时间与产品气冲洗率对分离效果的影响。
2实验部分2.1实验装置二氧化碳与甲烷在碳分子筛上的平衡吸附量与动力学扩散系数采用静态容积法测定，如图1所示，其中系统的参比槽与吸附槽为主体测试单元。
静态容积法测定纯组分平衡吸附量的原理是基于吸附前进入系统的气体总量与达到吸附平衡后系统内气体量的差值，且该气体量的差值可通过PVT状态方程计算。
参比槽与吸附槽的容积均为0.06 L。
平衡吸附量测定过程中，参比槽与吸附槽置于超级恒温水浴锅内，以维持环境温度的恒定。
真空变压吸附实验装置由二氧化碳与甲烷的混合原料气进行模拟，原料气的组成和流量由质量流量计控制，质量流量计的控制量程为0～5 L•min−1，测量精度为±1.5%。
多孔介质变压吸附过程仿真计算
肖露;张玉文;吕阳;马艳红
【期刊名称】《流体机械》
【年(卷),期】2009(037)010
【摘要】根据多孔介质变压吸附理论,对试验室小型变压吸附制氧系统吸附过程进行了数学仿真计算,结果表明:减小吸附床层的间隙率可以改善氧产品的纯度,压缩机的功耗会增加;随着原料进气流量的增加,进出口压降呈线性增加,产品纯度则按非线性减小;当吸附床层高径比增加时,吸附柱的压力降呈线性增加,但在较低值时的增加对产品纯度改善较好;为了更好地减小吸附柱的压力降,达成节能的效果,建议间隙率控制在0.35～0.4之间,高径比控制在9.5～12之间,操作时将空气进气流量调到6.2m3/h左右为宜.
【总页数】5页(P69-73)
【作者】肖露;张玉文;吕阳;马艳红
【作者单位】西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049
【正文语种】中文
【中图分类】TB611
【相关文献】
1.基于LS-SVM沼气净化变压吸附过程甲烷浓度建模 [J], 陈文亮;张湜;李晖;张亚兵;韦萍
2.逾渗多孔介质对固体颗粒吸附过程的影响 [J], 刘志峰;赵刚;刘正锋;张有为;王晓宏
3.真空变压变温耦合吸附过程捕集烟道气中CO2的研究 [J], 刘振; 王璐; 李平; 于建国
4.真空变压吸附过程捕获烟道气中CO_2的数值模拟 [J], 沈春枝; 孙玉柱; 李平; 于建国
5.一种用于模拟变温变压吸附过程的计算方法 [J], 司文学;陈贵娥;汤传斌
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《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》篇一一、引言随着煤层气的开采和利用逐渐增加，如何高效地提取和利用其中的甲烷成为了研究的热点。
煤层气主要由甲烷组成，但由于其浓度较低，直接利用存在一定困难。
变压吸附法作为一种有效的气体分离技术，被广泛应用于低浓度煤层气中甲烷的富集。
本文将详细探讨变压吸附法的工艺与过程，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、变压吸附法的基本原理变压吸附法是一种基于气体组分在吸附剂上吸附差异的气体分离技术。
在一定的压力下，甲烷分子与吸附剂表面发生物理或化学吸附，从而与其他组分分离。
随着压力的降低，甲烷分子被释放并得到富集。
该过程通过循环变换压力，实现对低浓度煤层气中甲烷的富集。
三、变压吸附法的工艺流程1. 原料气的预处理：对原始的煤层气进行除尘、脱水等预处理，以保证后续的吸附过程顺利进行。
2. 吸附过程：将预处理后的煤层气通过管道引入变压吸附装置中，在一定的压力和温度下进行吸附过程。
此过程中，甲烷分子被吸附剂吸附，而其他组分则被分离出来。
3. 压力变换：当吸附剂达到饱和状态时，通过降低压力使甲烷分子从吸附剂上解吸出来。
此过程中需注意保持温度和湿度的稳定，以减少能量损失。
4. 气体输出与回收：将解吸出的甲烷气体进行净化、提纯等后处理，以获得较高纯度的甲烷产品。
同时，对剩余的气体进行再循环或排放处理。
5. 吸附剂的再生：将吸附剂进行再生处理，以恢复其吸附能力，循环使用。
四、变压吸附法的关键技术1. 吸附剂的选择：选择具有高吸附能力、高选择性和高稳定性的吸附剂是关键。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
2. 操作条件的优化：包括操作压力、温度、湿度等参数的优化，以提高甲烷的富集效率和产品纯度。
3. 设备的维护与保养：定期对设备进行维护和保养，保证设备的正常运行和延长使用寿命。
五、结论变压吸附法作为一种有效的低浓度煤层气中甲烷富集技术，具有较高的实用性和广阔的应用前景。
本文通过对变压吸附法的基本原理、工艺流程及关键技术的分析，希望能为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
沼气提纯净化工艺技术研究沼气提纯净化工艺技术研究是一项重要的环境保护工作，它可以有效地提高沼气的利用效率，减少对大气环境的污染。
本文将介绍沼气提纯净化工艺技术的研究现状、存在的问题以及发展方向。
沼气是由生物质进行厌氧发酵产生的一种混合气体，主要成分为甲烷和二氧化碳。
为了提高沼气的利用价值，降低其对环境的影响，需要将其中的有害物质如硫化氢、氨等进行净化处理。
目前常用的沼气提纯净化工艺技术主要包括物理吸附法、化学吸收法、膜分离法等。
物理吸附法是利用吸附剂吸附沼气中的有害物质，通过吸附材料与有害物质的物理吸附作用来实现净化的目的。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。
物理吸附法具有净化效果好、操作简单等优点，但其吸附剂的使用寿命较短，需要经常更换，且吸附剂的再生操作较为复杂。
化学吸收法是利用溶液中的溶质与沼气中的有害物质发生化学反应，将有害物质转化为易于处理的化合物，达到净化的目的。
常见的溶液包括纯碱溶液、酸碱共沉淀法等。
化学吸收法具有净化效果好，且溶液可循环使用的优点，但其操作比较复杂，对操作人员的技术要求较高。
膜分离法是利用膜的选择性渗透性能，将沼气中的有害物质与甲烷等有用物质分离开来。
常见的膜有聚氨酯膜、有机玻璃膜等。
膜分离法具有效果好、操作简便等优点，但其膜的选择与膜的阻塞等问题仍需进一步解决。
目前，沼气提纯净化工艺技术还存在一些问题。
各种工艺技术的成本较高，限制了其在实际应用中的推广和普及。
部分工艺技术的效果并不理想，需要进一步提高净化效率。
一些工艺技术在处理过程中会产生较多的废水和废渣，对环境造成了新的污染。
为了解决上述问题，沼气提纯净化工艺技术的研究可以从以下几个方面进行拓展。
在工艺技术中引入新的材料和装置，提高净化效果的同时降低成本。
优化工艺流程，减少废水和废渣的产生，实现无废排放。
加强对于工艺技术的评估和监控，确保其在实际应用中的可行性和稳定性。
沼气提纯净化工艺技术的研究是环境保护的重要工作，对于提高沼气的利用效率、减少对大气环境的污染具有重要意义。
沼气提纯净化工艺技术研究1. 引言1.1 研究背景对沼气进行提纯净化，将其中的杂质和有害气体去除，是十分必要的。
提纯净化后的沼气可以用作城市燃气、生活用气、工业燃料等，具有广阔的应用前景。
目前，沼气提纯净化技术已经取得了一定的进展，但仍然存在着一些问题，如工艺复杂、设备成本高、操作维护困难等，限制了其在实际应用中的推广和发展。
开展沼气提纯净化工艺技术研究，解决现有技术存在的问题，提高沼气的纯度和利用率，具有重要的现实意义和市场需求。
本文将围绕沼气提纯净化工艺技术展开研究，探讨其技术原理、常见工艺流程、应用领域和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究目的本研究旨在探讨沼气提纯净化工艺技术，以解决当前沼气利用过程中存在的问题，提高沼气产出的质量和效率。
具体目的包括：1.分析不同的沼气提纯净化工艺技术的原理和特点，为工程实践提供参考；2.总结常见的沼气提纯净化工艺在实际应用中的效果和优缺点；3.探讨沼气提纯净化技术在各个领域的应用情况，寻找技术改进的空间；4.分析当前沼气提纯净化技术存在的问题和挑战，为技术改进提供方向；5.探讨沼气提纯净化技术未来的发展趋势，为相关领域的研究提供新的思路和方法。
通过本研究的深入探讨，旨在推动沼气提纯净化技术的持续发展和创新，为我国沼气产业的健康发展和可持续利用提供科学依据和技术支持。
1.3 研究意义沼气提纯净化技术研究的意义在于提高沼气的纯度和稳定性，使其更容易储存和运输，并可以满足不同领域的需求。
沼气提纯净化技术的推广应用还可以促进农村生态环境的改善，推动农村经济的发展，提高农民收入。
深入研究沼气提纯净化技术，不仅有助于提升我国能源结构的多样性，也有助于实现可持续发展和绿色经济的目标。
2. 正文2.1 沼气提纯净化工艺技术介绍沼气提纯净化工艺技术是指通过一系列的处理过程，将沼气中的杂质和有害物质去除，从而得到高纯度的沼气。
沼气主要由甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体组成，其中甲烷是其主要成分，具有较高的燃烧值。
