基于大孔聚苯乙烯微球制备脱碳材料的研究文献综述
2020-04-13 15:19:04
生物质指的是地球上一切直接或间接利用光合作用形成的有机物质,包括除化石燃料的植物、动物和微生物及其排泄物等。生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物体中的形式,直接或间接的来源于绿色植物的光合作用,可作为一种新的能源替代化石燃料。
沼气是经生物质(如玉米秸秆、畜禽粪便)厌氧发酵产生的一种可燃气体,是一种宝贵的可再生能源载体,可以直接被用来作为燃料,或作为合成氢气的生产原料。
沼气经提纯后即为生物甲烷,作为一种生物燃气,具有清洁、高效、安全和可再生四大特征,其高效制备与综合利用是极具代表性的双向清洁过程,作为新型能源必将在能源格局中占有一席之地。
沼气中的脱碳方法有变压吸附(用活性炭或分子筛)、液体吸收法和生物吸收法、使用有机溶剂、深冷(低温)分离和膜分离技术[1,2]。
1、液体吸收法
液体吸收法可分为物理法、化学法或物理化学法[3]:
1) 物理吸收法
利用CO2能溶于某些液体的这一特性将其从混合物中分离出来就叫物理吸收法。一般都比化学吸收的纯度低。例如以下几种工艺都属于物理吸[4]。水洗工艺:因为CO2和H2S 在水中的溶解度比甲烷大,所以水洗不但可以去除CO2,还可以去除H2S,此吸收过程是纯粹的物理反应[5]。水洗法在瑞典、法国和美国常用于污水污泥沼气站的沼气脱碳。研究表明采用水洗法后,沼气中的二氧化碳的体积分数仅为5% ~ 10%。聚乙二醇洗涤工艺:聚乙二醇洗涤和水洗一样也是一个物理吸收过程。Selexol 是一种溶剂的商品名,主要成份为二甲基聚乙烯乙二醇( DMPEG)。和在水中一样,CO2和H2S 在Selexol 中的溶解度比甲烷大,不同之处是CO2和H2S 在Selexol 中溶解度比在水中大,这样Selexol 的用量也会减少,更加经济和节能[5]。
2) 化学吸收法
根据CO2是酸性气体的特性,利用碱性吸收剂与CO2进行化学反应来去除。化学吸收法在不太高的压力下就可将气体中的CO2精制到很高的程度。但化学吸收剂的吸收能力有限。热钾碱法:该法能有效去除CO2,此法包括一个在加压下的吸收阶段和一个常压下再生阶段,吸收温度等于或接近再生温度。采用冷的支路,特别具有支路的两段再生流程可以得到高的再生效率,从而使净化尾气中的CO2分压很低。但在采用热钾碱法时要加一过滤程序将其产生的有害物质除去[6]。氨水法: 该方法既可以除掉CO2,又可以除掉H2S。利用氨水法除CO2时,需首先对沼气进行加压。其缺点是脱硫过程也要在加压装置下完成。