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沼气同时脱硫脱碳过程模拟

马士魁1,胡万鹏2

(1.安徽省阜阳市环境保护监测站,安徽阜阳236033;2.嘉兴学院化学工程研究所,浙江嘉兴314001)

摘要:[目的]模拟沼气同时脱硫脱碳过程模型的建立。[方法]采用Aspen流程模拟软件建立了沼气同时脱硫脱碳的过程模型。以此为基础考察了吸收荆流量、浓度、温度和塔器的操作压力、塔板数等因素对脱除效率的影响。[结果]吸收齐j矗薯DEA的体积流量和浓度对沼气中H:S和CO:的脱除率有直接的影响;考虑到脱除成本,采用相对较低的MDEA浓度,最佳质量分数为10%左右;温度升高,吸收速率降低,低温更有利于吸收脱碳操作。增加吸收塔的操作压力能够提高H:S和CO:的脱除率,对H:s具有较高的选择性;对于含硫量偏高的沼气,增加操作压力,有助于提高处理效果。吸收塔板数对脱硫脱碳效果的影响不明显,一般采取1l块板左右能够达到分离要求。[结论I该模拟结果对工业规模的吸收塔的设计扣运行具有参考意义。
    关键词:沼气;脱硫脱碳;过程模拟
    中图分类号S216.4 文献标识码A 文章编号0517—6611(2012)25—12594—02
    Simulation of Simultaneous Desulfurizalion and Decarbonization Process from Biogas
    MA Sm-kui et al(Fuyang Municipal Environmental Protection and Monitoring Station,Fuyang,Anhui 236033)
    Abstract:[Objective]To establish a simulation model of simultaneous desulfuriziation and decarbenization from biogas.I Method Based on Aspen process simulafion software,a simultaneous desulfurizafion and decarbonizafion model was established,based on which the impact of absorbent flow.eoncentrafion,temperature as well as the pressure and stage number of towers on the removal rate was studied.[Result]The absorbent volume and concentration of MDEA had direct effect on the removal of H,S and CO,in biogas.Considering the cost of absorption process.10W concentration of MDEA solution Was selected.about 10%.The absorption rate decreased with the increasing temperature,low temperature was better for the absorption process.Increasing the operation pressure will raise the absorption rate of H2S and C02,and show high selectivity for H2S.To deal with high content of sulfur biogas,the increasing of operation pressure help to improve the process effect.r11le number of stages showed insignificant impact on the absorption results.generally 1 1 plates were selected to meet the purification requirement. [Conclusion] The simulation results provide references for the design and operation of industrial scale absorber.
    Key words :Biogas Desulfurization and decarbonization:Absorption simulation
    沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用生产的一种可燃性混合气体,其主要成分是甲烷和二氧化碳(CO,),此外还有少量氢(H:)、氮气(N:)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H:S)和氨(NH,)等,C0:的含量在25%~40%…。沼气中H,s的浓度受发酵原料或发酵工艺的影响,其含量变化很大,一般在0.8~14.5 g/rn3,这一数值已经超出了国家标准,因此在使用沼气前,必须首先对沼气进行脱硫处理。
    在潮湿的环境下,H2s表现出酸性,对管道、燃烧器以及其他金属设备、仪器仪表等造成腐蚀;H:S燃烧生成的SO:,遇水生成酸,污染环境,对金属特别是有色金属发生强烈腐蚀,腐蚀沼气发动机等以沼气作为燃料的机械之零部件,加快发动机零件的磨损。沼气同时脱硫脱碳对于现代工农业都具有较强的工程应用价值,这一技术对于减少碳排放、著提高沼气的品质有积极作用。达到天然气质量标准的沼气有望进入城市燃气管网,或汽车加气站作为车用燃料。笔者使用Aspen流程模拟软件对脱硫脱碳过程进行建模,考察沼气含硫量、含碳量以及脱硫剂流率、操作温度、操作压力对脱硫率的影响,为进一步优化脱硫操作、设计脱硫塔设备提供数据支持。

沼气同时脱硫脱碳过程模拟


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