沸石填料水洗法提纯沼气工艺实验研究

论文摘要

本论文是在国家农业科技跨越计划项目“以秸秆能源化利用为核心循环农业技术集成与示范”（项目编号:2130106-38）和国家农业科技成果转化资金项目“太阳能辅热型农村高效沼气设备工程化技术中试与转化”（项目编号:05EFN214100171）的资助下完成的。本论文利用农业部可再生能源重点开放实验研制的处理能力为2.4m3·h-1的沼气提质纯化处理实验装置,对以沸石为吸附填料去除沼气中的CO2的沼气水洗提质纯化工艺进行了实验研究,实验结果表明沼气中的CO2去除率可达65%左右,CH4的回收率可达75%左右,并且沸石填料对沼气中的CO2的去除率具有显著影响。本文主要得到以下结论:（1）采用具有吸附性的沸石洗涤塔填料时,沼气加压水洗提质纯化效果非常明显,对CO2去除率的影响效果较大,且洗涤塔内压力越高,各种填料的洗涤效果差异越明显。（2）本实验的实验装置具有较好的稳定性,可以进行有效的对比实验研究。（3）实验效果的最主要评价指标CO2去除率随着洗涤塔填料沸石尺寸的降低有稳定升高的趋势。（4）本论文所采用的实验方法均为纯物理的提质纯化清洁处理方法,具有较好的经济性和环保性,且有效提高了沼气能源品质,为沼气提质纯化工程技术的进一步研究开发提供了重要的科学参考。

论文目录

• 摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 课题研究内容和方法
• 2 沼气基本性质及应用
• 2.1 沼气的来源
• 2.2 沼气的成分
• 2.3 沼气的基本性质
• 2.3.1 沼气的物理特性
• 2.3.2 沼气的密度、相对密度
• 2.3.3 沼气的湿含量
• 2.3.4 沼气与甲烷理化性质对比
• 2.3.5 沼气的燃烧特性
• 2.3.6 沼气中各种杂质对沼气利用的影响
• 2.3.7沼气的主要利用方式及其能源品质要求
• 3 沼气提质纯化方法现状
• 3.1 沼气主要提质纯化方法
• 3.2 沼气中二氧化碳脱除技术现状
• 3.2.1 物理吸收法
• 3.2.2 化学吸收法
• 3.3 沼气中硫化物脱除技术现状
• 3.3.1 湿式氧化脱硫
• 3.3.2 干式氧化脱硫
• 3.3.3 活性炭吸附脱硫法
• 3.3.4 生物氧化脱硫法
• 3.3.5 沼气生产过程中减硫技术现状
• 3.4 沼气脱水技术现状
• 3.4.1 冷凝脱水
• 3.4.2 吸附脱水
• 3.4.3 甘醇吸收脱水
• 3.5 沼气中其它成分的脱除技术
• 4 沸石性质及其应用研究现状
• 4.1 沸石的定义
• 4.2 沸石的化学式及分子结构
• 4.3 沸石的种类
• 4.4 沸石的特性
• 4.5 沸石的用途
• 2 吸附表征'>4.6 沸石微孔结构的C0₂吸附表征
• 4.7 沸石的可再生性
• 5 沼气提质纯化方法与实验设计
• 5.1 沼气提质纯化方法
• 5.2 沼气提质纯化工艺流程设计
• 5.2.1 水洗实验设计依据
• 5.2.2 设计内容
• 5.3 试验设备、步骤
• 5.3.1 洗涤塔
• 5.3.2 再生塔
• 5.3.3 循环增压泵
• 5.3.4 气水分离器
• 5.3.5 干燥器
• 5.3.6 计量与测量仪器的选择
• 5.3.7 液体管路及联接系统
• 5.3.8 气体管路及联接系统
• 5.3.9 实验材料
• 5.4 本章小结
• 6 沸石填料沼气水洗提质纯化实验
• 6.1 实验方案设计依据
• 6.2 沸石填料的选取
• 6.3 实验系统装置
• 6.4 实验设备及材料
• 6.5 实验方案
• 6.5.1 实验设计与操作
• 6.5.2 实验条件
• 6.6 实验内容
• 6.6.1 系统装置密封性检查
• 6.6.2 配气方法
• 6.6.3 实验流程
• 6.7 实验步骤
• 6.8 实验结果与分析
• 6.8.1 产品气分析的计算方法和结果
• 6.8.2 实验结果推断
• 7 不同规格沸石填料对沼气水洗提质纯化工艺的影响
• 7.1 试验方法
• 7.2 实验条件
• 7.3 实验装置运行稳定性实验
• 7.3.1 实验步骤
• 7.3.2 产品气分析的计算方法和结果
• 7.3.3 结果分析
• 7.4 不同规格沸石填料对比实验
• 7.4.1 实验步骤
• 7.4.2 产品气分析的计算方法和结果
• 7.4.3 结果分析
• 7.5 本章小结
• 8 结论
• 8.1 结论
• 8.2 存在的不足和今后的研究方向
• 参考文献
• 附图
• ABSTRACT