沼气脱碳脱水之物理吸收法！

CO2降低了沼气的能量密度，通过去除CO2可以提高单位体积气体的能量值，此外，去除CO2也可以提高沼气品质。如果所用的沼气需要达到天然气标准或者被用作汽车燃料，那么就必须对其中的CO2进行去除；如果只作为一般的没有特殊要求的用途，则没有必要脱除CO2。

1.物理吸收法

采用物理溶剂吸收CO2，没有形成新的化合物。其中一种方法采用甲醇作为吸收剂，其工艺特点是不会加湿原料并且再生能耗低。在再生阶段，CO2从物理溶剂中闪蒸出来，贫溶剂用泵打回吸收塔。

物理溶剂吸收法特别适合重烃含量少的贫气，这是因为甲烷在甲醇中的溶解度只是CO2在甲醇中溶解度的40%，而丙烷在甲醇中的溶解度与CO2的相近，因此需要一个循环系统以提高气体的回收率。

物理溶剂吸收法还可采用无水碳酸丙烯脂等溶剂，但从目前的大中型沼气工程的投资和效益来考虑，还是不适用的。

(1)水洗法

水洗法是利用CO2和H2S在水中溶解度与甲烷的差异，通过物理吸收过程，实现CO2和H2S与甲烷的分离。通常沼气经压缩后从吸收柱底部进入，水从顶部进人进行反相流动吸收。为提高CO2在水中的溶解度，水洗工艺一般采用较高压力，吸收了CO2和H2S的水可以再生循环使用，可以在吸收柱中通过减压或者用空气吹脱再生，增加了运行成本。

吸收过程需要大量纯化工业用水，产生的废水需进行回收处理，净化后气体也需干燥处理，设备比较复杂。此外，当水中的H2S浓度比较高的时候，一般不推荐使用空气吹脱，因为水很快又会被硫污染。如果有废水可以利用，不推荐对水进行再生。

(2)聚乙二醇洗涤法

聚乙二醇洗涤和水洗一样也是一个物理吸收过程。现多采用一种商品名为Selexol的溶剂，主要成分为二甲基聚乙烯乙二醇。和在水中一样，CO2和H2S在Selexol溶剂中的溶解度比甲烷大，不同之处是CO2和H2S在Selexol溶剂中的溶解度比水中大，这样所需Selexol的量也会减少，更加经济和节能。另外，水和卤代烃(填埋场沼气中的成分)也可以用Selexol洗涤去除。

可以使用水蒸气或者惰性气体(净化后的沼气和天然气) 吹脱Selexol中的元素硫，但是不推荐使用空气。

(3) 膜分离法

气体膜分离技术的基本原理是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的传递速率不同，从而达到分离的目的。

膜法分离主要有两种方法：一种是膜的两边都是气相的高压气体分离；另一种是通过液体吸收扩散穿过膜的分子的低压气相-液相吸收分离。

①高压气相分离法

将压缩到3.6X106帕的沼气首先通过活性炭床以去除卤代烃和H2S，接着通入滤床和加热器。膜是由醋酸纤维素制成，可以用来分离像CO2，水蒸气和残留的H2S等极性分子，它有一定的选择性，即在不同的区域吸收H2S和CO2，但不能分离甲烷中的N2。

经验表明，膜可以持续使用三年，在使用一年半后，因为萎缩的缘故，膜的渗透性会减少30%。

②气相-液相吸收膜分离法

气相-液相吸收膜工艺实质是沼气中的H2S和CO2分子穿过一个多孔的疏水膜在液相中被吸收去除，从吸收膜下方进入的气体，其中的H2S和CO2分子能够扩散穿过膜，然后被相反方向流过的液体吸收，吸收膜在一个标准大气压下工作。

在25~35℃，可以非常有效地把沼气中的H2S浓度从2%减少到小于250ml/m³，液相的吸收剂可以用NaOH溶液。

由于气体分离效率多受膜材料、气体组成、压差、分离系数以及温度等多种因素的影响，且对原料气的清洁度有一定要求，膜组件价格昂贵，膜分离法中使用的膜需要经常更换，运行成本较高。因此，气体膜分离法一般不单独使用，常和溶剂吸收、变压吸附、深冷分离、渗透蒸发等工艺联合使用。