变压吸附脱碳技术和膜分离脱碳技术的比较

沼气是一种无色、有气味、有毒的气体，其主要成分为CH₄和CO₂，此外还有CO、H₂S、NH₃、O₂等。其中CH₄体积分数通常为50%-75%，CO₂体积分数为30%-40%，其他几种气体体积分数之和一般不超过2%。

经净化后的沼气，先进入沼气压缩机，将沼气压力升至0.6MPa，经缓冲罐后按顺序进入脱碳装置和脱水装置。沼气经脱碳、脱水后的组成与常规天然气已无区别。然后沼气进入天然气压缩机，压力提高到25.0MPa，成为压缩天然气。再通过加气柱给气瓶车充气。当气瓶车在外执行运输任务而使加气柱没有充气对象时，压缩天然气可以暂存于高压储气瓶组内。等气瓶车回到厂内时，先用存储气瓶通过加气柱对气瓶车充气，当储气瓶组内天然气压力降低到10-12MPa后，再改用压缩机对气瓶车充气。

工艺系统中的脱碳，是指将沼气中的CO₂脱除，以提高甲烷体积分数和沼气热值。经脱碳后的沼气中甲烷体积分数可以达到96%左右，低热值可以达到34.4MJ/m³。

变压吸附与膜分离技术的比较：

（1）对沼气进口温度和压力要求

变压吸附和膜分离技术对沼气进口温度和压力要求是一致的，都为常温和0.60-0.80MPa。

• 对沼气进口杂质要求

变压吸附技术要求沼气进口粉尘颗粒粒径≤1.0μm，粉尘较大质量浓度≤5.0mg/m³。膜分离技术要求沼气进口粉尘颗粒粒径≤0.1μm，残油质量浓度＜0.1mg/m³。

• 分离材料的使用寿命

变压吸附技术的吸附剂使用寿命通常不小于15a，而膜分离技术采用的分离膜因受粉尘或者残油污染原因，其使用寿命通常不超过8a。

• 由于变压吸附在操作上需要5-7个步骤才能完成一个吸附过程，吸附塔塔  顶电磁阀频繁启闭，因此，需要经常更换电磁阀。膜分离技术是连续运行的，在维护保养方面与变压吸附相比较为简单，工作量小。
• 出口天然气中的CH₄含量

采用变压吸附技术，吸附分离后的天然气CH₄体积分数可达到96%，甚至更高，沼气提纯后的CH₄得率不低于92%。采用膜分离技术，分离后的天然气CH₄体积分数可达到95%左右，但是沼气提纯后的CH₄得率一般不会高于92%。

• 设备造价与运行费用

由于膜分离技术采用的分离膜设备造价较高，使其总造价高于变压吸附技术。对处理相同规模的沼气，膜分离技术的总造价一般为变压吸附技术的1.2-1.3倍，膜分离技术的运行费用一般为变压吸附技术的1.2-1.3倍。

变压吸附技术由于具有对分离设备进口沼气的杂质要求低、吸附剂使用寿命长、CH₄得率相对较高等优势，目前在沼气脱碳提纯方面的应用多于膜分离技术，      无论哪种工艺都存在着优与劣的两个方面。尤其是膜分离技术，如果对聚硅氧烷膜材料进行进一步的优化改进，使其在使用寿命和价格方面有所改善，相信会取得较好的竞争优势。

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