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沼气除湿介绍

作者:admin 发布日期: 2019-06-15 二维码分享
沼气除湿介绍
沼气除湿介绍—无论是湿式、干式还是半干式厌氧发酵,发酵物料体系中水分会随着沼气一并输出,因此从沼气工程收集的沼气往往处于饱和或接近饱和状态,其水蒸气含量约在1~4%(体积比)之间,这些水蒸气的存在会给后续的资源化利用过程或设备带来不利影响,因此需要进行脱除净化。 
具体来讲,对沼气中水蒸气含量的脱除分为两类技术:一类是脱水除湿,即使沼气中无液态水,比如在沼气发电应用中为了避免液态水出现而导致对设备的腐蚀情况,此时往往将脱水要求强化为相对湿度小于某要求数值(比如小于80%RH);另一类是干燥,即将水蒸气含量控制在低于较低的露点温度(比如工作露点低于当地.低温度以下-5℃),其目的是确保不发生任何液化凝结现象,该脱水除湿要求多数用于增压输送等场合。 
沼气除湿有多种实现方法,主要包括升温除湿、冷凝除湿、吸附除湿、吸收除湿、膜法除湿等。 
在上述方法中,升温除湿是通过加热气体使其相对湿度降低,通过控制温度来实现相对湿度的控制。对沼气加热升温,沼气的相对湿度随着温度的升高而降低,尽管这种方法并不能真正减少沼气中的水蒸气的含量,即沼气中含湿量是不变的,但可以避免液态水的形成。 
沼气除湿介绍—冷凝除湿是利用制冷系统提供的冷媒把沼气温度降低到其露点温度以下,使沼气中的水蒸气凝结出来,而凝结热被制冷设备带走,达到减少沼气含湿量的目的。冷却除湿是将湿沼气流经低温表面使沼气冷却到露点温度以下,从而将湿沼气中水蒸气去除的方法。由于用冷冻机进行冷却,所以又称冷冻除湿。它是目前比较常用的除湿方法。由于常常需要再加热,冷却除湿的能耗较高。 
吸附除湿是指利用吸附剂(如硅胶、铝胶、分子筛等)对水分子的极性吸附作用而将沼气中的水分降低到一定的含量。吸附是一个复杂的物质转移过程,分为化学吸附和物理吸附。物理吸附是指被吸附的物质与吸附剂之间的吸附力是由范德华力产生的,将被吸附物质的分子吸附到吸附剂表面或分子晶格之间,吸附过程中不发生任何化学反应,吸附具有可逆性;化学吸附是指被吸附的物质与吸附剂之间的吸附力是由化学键力产生的,吸附后吸附剂的化学性质发生了变化,吸附具有不可逆性。在吸附除湿中吸附剂以物理吸附为主,适用于相对湿度较低的沼气除湿,可使露点达到-40℃以下,因此该方法多用于除湿干燥处理中。 
吸附除湿在实际应用中,多采用固定床除湿方式,即湿沼气流经由固体吸附剂堆积而成的吸附床时,利用毛细管作用将水蒸气吸附在固体吸湿剂上,沼气中所含水量降低,从而达到除湿的目的。选择适当吸附剂和操作流程,可将沼气的湿度降得很低。吸附剂经再生后循环使用。这种方法用于湿度较小而除湿要求较高的场合。固体吸附床除湿不受露点温度的影响而达到很低的湿度,在低温低湿工况下除湿效率显著高于其它除湿方式,并且结构简单,维护方便,运行可靠。 
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吸收除湿是指使含湿气体与某些吸湿剂(在常温常压下水蒸气分压较低)接触,在分压差的作用下,含湿气体中所含水蒸气被吸收而实现除湿。吸收除湿剂分为固体吸湿剂和液体吸湿剂。吸收式固体吸湿剂在吸收水分时,会改变其化学特性或物理特性,如形成结晶水合物,继续吸湿变为液体,如氯化钙、硫酸镁、硫酸铜及生石灰等。液体吸湿剂常为浓缩的盐溶液,如三甘醇、氯化锂、溴化锂、氯化钙等的水溶液,液体吸湿剂吸收水分后,溶液变稀,吸湿能力下降,需要进行再生处理,在吸收液过程中,可以利用沼气发电生产过程余热等低品位来除湿剂。选择适当的吸湿剂,可以得到湿度较低的气体。采用固体或液体吸湿剂除湿,须要有相应的吸湿剂设备,所以系统较复杂,设备占地面积大,维护要求较高,另外溶液对容器有腐蚀性,需要定期补充以及更换吸收溶液,这些都给实际应用带来一定影响。 
压缩除湿是指使沼气通过压缩机,加大压力使湿沼气中水蒸气的分压力提高,相应提高了露点,然后予以冷却使沼气温度降低到露点温度以下,达到过饱和使水份析出,经加热送出,从而降低沼气的含湿量和相对湿度,达到去湿的目的。此法适合小气量,低露点除湿。 
沼气除湿介绍—膜法除湿是利用膜两端的压力差或温度差使含湿沼气中的水蒸气透过膜而与沼气中其他组份相分离,达到除湿的目的。除湿膜一般是采用亲水性膜,可以是无机膜和液膜。膜的形态可以是平板式的,也可以是具有很高装填密度的中空纤维式的。目前常用的除湿膜有聚乙烯醇膜、壳聚糖膜、芳香聚酰亚胺膜、聚丙烯丙烯腈膜和醋酸纤维素膜等。膜法除湿作为一种新颖的除湿方法,具有很多突出的优点,如:除湿过程连续进行,无腐蚀问题,无需阀门切换,无运  动部件,系统可靠性高,易维护,能耗小,维护费用低、可通过调节膜面积和工艺参数来适应不同环境对湿度的要求等。目前,膜法除湿还存在透湿率低、成本高的缺点,且受膜材料和制膜工艺的发展而制约。 
上述除湿方法在沼气除湿应用中,往往结合沼气的其它处理工艺,进行复合式的应用,以达到经济的脱水除湿目的。
来源:百度文库







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