面向低温液化的沼气净化小型成套设备设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着化石燃料的日益紧张,能源问题逐渐成为制约国家发展的核心瓶颈问题,因此能源问题受到国际社会的广泛关注。很多国家的未来能源结构发展规划都瞄向了新能源。沼气是一种优质的生物质能源，能够产生沼气的原料来源极其广泛，包括工农业有机废水、废弃物、甚至能源作物等，所以将沼气作为新能源是一种很好的选择。沼气已经在供热、热电联产、车用燃料、并入天然气管道等方面展现出良好的应用前景。但是天然的沼气是一种低热值气体，使用范围极其有限，且效率低。而沼气经纯化后则可以提高其成分中甲烷的相对含量，增加其热值。将沼气净化，然后将净化后的沼气进行液化，这样便于储存、运输和使用。所以，研究设计面向低温液化的沼气净化小型成套设备具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

沼气的净化主要是对沼气中的硫化氢、二氧化碳、水和卤化混合物的去除。沼气的净化就是要将沼气中的这些杂志气体去除。而对于每一种气体的去除都有不止一种方法。而每一种方法要使用不同的净化设备进行净化。在国外，已经可将沼气净化用作汽车燃料、并入天然气管道。目前，比较普遍采用的CO₂净化方法是变压吸附法和水洗法；H₂S主要有干法、湿法和生物脱除几种方法，干法常采用F₂O₃和活性炭作脱硫剂；湿法主要有碱液吸收和加压水洗等。通过以上方法可有效地去除沼气中的CO₂和H₂S等杂质。在丹麦，有几家污水处理厂和很多农场发酵厂都在使用生物滤床来净化沼气；在德国和瑞典，很多污水处理厂都使用赤泥颗粒来吸收工艺来除去沼气中的H₂S;在美国，很流行用氧化铁木片吸收工艺来去除H₂S等。而在国内，因国情限制，沼气池大多数是小型家用池沼气，沼气的净化成本远远高于欧洲国家，因此在国内，沼气的净化技术的研究在一定程度上收到限制。当然在各种沼气净化方法中也存在着不足，比如利用生物滤床脱硫工艺时，必须专门培养脱硫菌。所以在沼气净化时，有必要考虑价格、环境和沼气净化后的用途来设计合理的沼气净化设备。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

设计将沼气净化并将净化后的沼气进行液化的小型成套设备

研究计划：

4. 研究创新点

设计小型成套设备将沼气净化，然后将净化后的沼气进行液化。

小型成套设备便于安装和使用，而将净化后的沼气再进行液化便于储存、运输和利用。