隨著全國(guó)能源緊張和石油價(jià)格的高位運(yùn)行，包括ZG的燃?xì)鈨r(jià)格也在飛漲。因此，利用沼氣生產(chǎn)管道燃?xì)?、車用燃?xì)猓–NG）或液化燃?xì)猓↙NG）將具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。沼氣組分復(fù)雜，凈化難度遠(yuǎn)大于天然氣，因此，利用沼氣生產(chǎn)管道燃?xì)?、CNG和LNG，其技術(shù)難點(diǎn)在于沼氣的凈化，即要把沼氣凈化到符合國(guó)標(biāo)要求的天然氣標(biāo)準(zhǔn)。沼氣與天然氣相比，特殊的雜質(zhì)是氧，其次是硫化物、二氧化碳和氮?dú)?，因此，沼氣脫硫、脫氧和脫二氧化碳技術(shù)是沼氣的核心技術(shù)。

　　一、沼氣制取燃?xì)夤に嚰夹g(shù)

　　以沼氣為原料生產(chǎn)燃?xì)猱a(chǎn)品的總體工藝流程如圖1所示。

圖1、以沼氣為原料生產(chǎn)燃?xì)猱a(chǎn)品的總體工藝流程圖

　　二、沼氣凈化

　　1、沼氣精脫硫

　　沼氣中的硫化物成分復(fù)雜，除硫化氫外，還有羰基硫、二硫化碳、硫醇和噻吩，對(duì)于這些硫化物必須脫至0.1×10-6以下，才能滿足后續(xù)脫氧工段的要求；而上述硫化物中除硫化氫易于脫除外，其它集中硫化物都難以脫除，需要采用多種復(fù)合脫硫技術(shù)才能達(dá)到總硫脫至0.1×10-6的目標(biāo)。特別是垃圾沼氣，其硫化物的形態(tài)更加復(fù)雜，而工業(yè)有機(jī)廢水沼氣中的硫化物形態(tài)則比較簡(jiǎn)單，主要是硫化氫、硫醇和硫醚。沼氣中的硫灰度環(huán)境造成污染，對(duì)設(shè)備、管道、儀表等產(chǎn)生腐蝕，目前工業(yè)上常用的脫硫方法有濕法脫硫、干法脫硫兩大類。

　　2、沼氣脫氧

　　沼氣生產(chǎn)中不可避免地會(huì)混入空氣，特別是垃圾沼氣。沼氣中的氧是安全生產(chǎn)的S要敵人。天然氣的爆炸極限為氧氣含量5%~15%，因此必須控制沼氣中的氧氣含量小于3%，否則易出現(xiàn)生產(chǎn)爆炸事故。

　　沼氣中含氧氣，不可使用變壓吸附（PSA）方法脫二氧化碳，因?yàn)樵赑SA尾氣中，會(huì)濃縮沼氣中的氧，使之達(dá)到爆炸極限，造成生產(chǎn)裝置處于爆炸風(fēng)險(xiǎn)之中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

　　沼氣中含氧氣，不可使用胺法（如MDEA法）脫除其中的二氧化碳，因沼氣中的氧氣會(huì)使MDEA快速降解，使工作液發(fā)泡、變色、帶液并使設(shè)備腐蝕，難以長(zhǎng)周期操作，運(yùn)行成本高。

　　若用沼氣生產(chǎn)CNG和LNG，必須把沼氣中的氧脫至0.1%以下，否則隨著CNG加壓到25MPa時(shí)，甲烷的爆炸極限范圍也相應(yīng)擴(kuò)大，使CNG生產(chǎn)裝置處于爆炸風(fēng)險(xiǎn)中；生產(chǎn)LNG時(shí)，排出的冷尾氣也會(huì)濃縮氧氣，使尾氣有可能達(dá)到爆炸極限，出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故。

　　3、沼氣脫二氧化碳

　　脫除二氧化碳的方法有多種，主要有膜法、變壓吸附法（PSA）和溶劑吸收法，其中膜法操作壓力高，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，但操作簡(jiǎn)單。PSA法對(duì)于沼氣中高達(dá)50%以上的二氧化碳去除時(shí)，甲烷回收率低，生產(chǎn)的合成天然氣量少，對(duì)本來(lái)氣量就偏少的沼氣工程來(lái)講，使用此法雖然技術(shù)可行，但經(jīng)濟(jì)效益差，即使采用技術(shù)手段提高了甲烷回收率，但運(yùn)行費(fèi)用大大提高。

　　溶劑吸收法脫除二氧化碳，又分為化學(xué)法、物理法和物理化學(xué)法?；瘜W(xué)法適用于低二氧化碳分壓和二氧化碳脫除精度高的場(chǎng)合。該法一般需要蒸汽再生，由于沼氣生產(chǎn)，能耗高，設(shè)備投資大，尤其在沼氣中含氧時(shí)此法更不適合，如某一示范裝置，采用了MDEA脫碳，但因沼氣中含氧而無(wú)法正常開車生產(chǎn)。物理吸收法是靠物理溶解差異來(lái)達(dá)到分離CO2和CH4的目的，適用于高CO2分壓的場(chǎng)合；要注意的是CO2分壓大于0.5MPa的工藝氣，操作壓力影響較大，CO2脫除精度低，溶劑損失較大。物理化學(xué)方法是介于上述兩種方法之間的CO2脫除法。

　　4、沼氣脫水

　　脫除沼氣中的水分常見的有冷凝法、吸收法和吸附法3種，冷凝法是在熱交換系統(tǒng)中通過(guò)冷卻器冷卻氣體而出去冷凝水；吸收法是利用乙二醇、三乙二醇等吸收型較好的液相物質(zhì)吸收沼氣中的水分；吸附法是通過(guò)硅膠、氧化鋁或氧化鎂等干燥劑來(lái)吸收氣體中的水分。通常使用2套裝置，一套裝置吸附，另一套裝置再生。

　　三、沼氣生產(chǎn)各類燃?xì)饨?jīng)濟(jì)效益分析

　　目前，大規(guī)模沼氣工程生產(chǎn)的沼氣主要用于發(fā)電，因無(wú)法上網(wǎng)，以自用為主。沼氣生產(chǎn)廠家有的建電站，有的合作建站，合作建站發(fā)電機(jī)一般由合作方提供，沼氣按0.2~0.3元/m3計(jì)價(jià)，電價(jià)按0.5~0.6元/kWh計(jì)，兩家利潤(rùn)均分，沼氣生產(chǎn)廠有0.2~0.3元/m3的利潤(rùn)。

　　若利用沼氣生產(chǎn)管道燃?xì)猓?m3沼氣約生產(chǎn)1m3天然氣。以ZG石油大學(xué)提供的技術(shù)，天然氣總加工成本約為0.8元/m3，以2.0元/m3銷售天然氣，沼氣的利潤(rùn)為0.6~0.8/m3。

　　沼氣生產(chǎn)CNG，總加工成本1.0~1.2/m3，而廣東工業(yè)用CNG售價(jià)可達(dá)5元/m3，杭州為3.5元/m3；山東為3元/m3，僅以此CNG售價(jià)3元/m3為例，沼氣利潤(rùn)可達(dá)0.9~1.0元/m3，且不易受地理位置、氣量和運(yùn)輸半徑的限制。

　　對(duì)安全度要求高的城市周邊地區(qū)的沼氣生產(chǎn)廠，可把沼氣生產(chǎn)成LNG燃料，如北京地區(qū)，出于對(duì)安全和防恐的需要，把沼氣生產(chǎn)成LNG用于汽車燃料，具有一定的環(huán)保和示范意義。

　　注：以上沼氣、上網(wǎng)電價(jià)及各類燃?xì)鈨r(jià)格取自典型地區(qū)，僅供參考。

　　四、運(yùn)營(yíng)建議

　　1、大型垃圾沼氣工程在利用沼氣生產(chǎn)CNG和LNG燃料時(shí)，**將其用于環(huán)衛(wèi)集團(tuán)內(nèi)部的清運(yùn)車輛燃料，自產(chǎn)自銷，不僅享受各種環(huán)保優(yōu)惠，還可聲調(diào)營(yíng)業(yè)稅和增值稅，節(jié)省下的汽油費(fèi)用就是利潤(rùn)。

　　2、大型工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程，在利用沼氣生產(chǎn)管道燃?xì)狻NG和LNG時(shí)，一定要根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇終端產(chǎn)品的生產(chǎn)，如東部沿海地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，中小城市密度大，運(yùn)輸報(bào)警校，適合生產(chǎn)用于車用的CNG燃料。

　　3、大型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程利用農(nóng)作物秸稈制作飼料和作為生產(chǎn)沼氣的原料，擴(kuò)大沼氣產(chǎn)量，沼氣發(fā)酵生產(chǎn)的三沼副產(chǎn)品作為綠色肥料返還給農(nóng)民用于種植業(yè)，用沼氣生產(chǎn)高附加值燃?xì)庥糜诔鞘校纬闪夹匝h(huán)，不僅享受各種環(huán)保優(yōu)惠政策，還可享受政府的補(bǔ)貼，使沼氣工程獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　五、結(jié)語(yǔ)

　　沼氣工程是一項(xiàng)利國(guó)利民的環(huán)保工程，在沼氣制取燃?xì)獾倪^(guò)程中必須嚴(yán)控沼氣凈化環(huán)節(jié)，使沼氣成本Zdi化，終端產(chǎn)品Zyou化；同時(shí)重視運(yùn)營(yíng)模式，根據(jù)自身特點(diǎn)選擇更優(yōu)的產(chǎn)、供、銷模式，充分利用環(huán)保和新能源政策優(yōu)勢(shì)，發(fā)展沼氣工程，使沼氣工程資源利用Zda化。

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　　⑤機(jī)柜及元器件防腐處理，適用于高濕、高H2S含量的沼氣測(cè)量環(huán)境

　?。▉?lái)源：沼氣圈）