馬士魁1，胡萬鵬2

(1．安徽省阜陽市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，安徽阜陽236033；2．嘉興學(xué)院化學(xué)工程研究所，浙江嘉興314001)

摘要：[目的]模擬沼氣同時脫硫脫碳過程模型的建立。[方法]采用Aspen流程模擬軟件建立了沼氣同時脫硫脫碳的過程模型。以此為基礎(chǔ)考察了吸收荊流量、濃度、溫度和塔器的操作壓力、塔板數(shù)等因素對脫除效率的影響。[結(jié)果]吸收齊j矗薯DEA的體積流量和濃度對沼氣中H：S和CO：的脫除率有直接的影響；考慮到脫除成本，采用相對較低的MDEA濃度，最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％左右；溫度升高，吸收速率降低，低溫更有利于吸收脫碳操作。增加吸收塔的操作壓力能夠提高H：S和CO：的脫除率，對H：s具有較高的選擇性；對于含硫量偏高的沼氣，增加操作壓力，有助于提高處理效果。吸收塔板數(shù)對脫硫脫碳效果的影響不明顯，一般采取1l塊板左右能夠達(dá)到分離要求。[結(jié)論I該模擬結(jié)果對工業(yè)規(guī)模的吸收塔的設(shè)計扣運行具有參考意義。
    關(guān)鍵詞：沼氣；脫硫脫碳；過程模擬
    中圖分類號S216．4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號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，F(xiàn)uyang，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．a(chǎn)bout 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
    沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物的發(fā)酵作用生產(chǎn)的一種可燃性混合氣體，其主要成分是甲烷和二氧化碳(CO，)，此外還有少量氫(H：)、氮氣(N：)、一氧化碳(CO)、硫化氫(H：S)和氨(NH，)等，C0：的含量在25％～40％…。沼氣中H，s的濃度受發(fā)酵原料或發(fā)酵工藝的影響，其含量變化很大，一般在0．8～14．5 g／rn3，這一數(shù)值已經(jīng)超出了國家標(biāo)準(zhǔn)，因此在使用沼氣前，必須首先對沼氣進(jìn)行脫硫處理。
    在潮濕的環(huán)境下，H2s表現(xiàn)出酸性，對管道、燃燒器以及其他金屬設(shè)備、儀器儀表等造成腐蝕；H：S燃燒生成的SO：，遇水生成酸，污染環(huán)境，對金屬特別是有色金屬發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕，腐蝕沼氣發(fā)動機(jī)等以沼氣作為燃料的機(jī)械之零部件，加快發(fā)動機(jī)零件的磨損。沼氣同時脫硫脫碳對于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)都具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價值，這一技術(shù)對于減少碳排放、著提高沼氣的品質(zhì)有積極作用。達(dá)到天然氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的沼氣有望進(jìn)入城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，或汽車加氣站作為車用燃料。筆者使用Aspen流程模擬軟件對脫硫脫碳過程進(jìn)行建模，考察沼氣含硫量、含碳量以及脫硫劑流率、操作溫度、操作壓力對脫硫率的影響，為進(jìn)一步優(yōu)化脫硫操作、設(shè)計脫硫塔設(shè)備提供數(shù)據(jù)支持。

沼氣同時脫硫脫碳過程模擬