文 献 综 述

摘要：沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体，也是当今社会人类的重要绿色能源之一。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。去除掉多余的二氧化碳，可以提高甲烷的纯度，大幅度提高沼气深度净化的技术经济性。我们可以利用超重力法去除沼气中的二氧化碳[1]。超重力技术作为一种新型的强化传递过程的技术, 应用于化工、 环境、 材料等领域中, 取得了很好的强化效果[2#8211;4]，而且超重力技术在强化相间传质、反应及微观混合过程方面也较为有效。由于超重力技术及设备具有传质效率高、停留时间短的特性[5-8]，所以近年来超重力技术的应用范围也逐渐扩大。

关键词：沼气、超重力技术、二氧化碳、深度净化

1、 前言

在沼气中二氧化碳含量约为28%～44%，CO2 又是一种重要的工业原料, 它广泛应用于食品和化工等各个领域。二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO2，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，与水反应生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。二氧化碳分子结构很稳定，化学性质不活泼，不会与织物发生化学反应。气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。二氧化碳在焊接领域应用广泛，如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法。因为二氧化碳具有保温的作用，会逐渐使地球表面温度升高，因此二氧化碳是主要的温室气体。

超重力技术是强化多相流传递及反应过程的新技术,上个世纪问世以来,在国内外受到广泛的重视,由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活以及更能适应环境等优点,使得超重力技术在环保和材料生物化工等工业领域中有广阔的商业化应用前景[9]。但目前超重力技术还主要处于应用开发阶段,集中体现在超重力气-固流态化技术和超重力气-液传质技术两个方面。超重力工程技术的基本原理是利用超重力条件下多相流体系的独特流动行为,强化相与相之间的相对速度和相互接触,从而实现高效的传质传热过程和化学反应过程。获取超重力的方式主要是通过转动设备整体或部件形成离心力场,涉及的多相流体系主要包括气-固体系和气-液体系。

2、 沼气中二氧化碳的脱除方法

近年来沼气工程在农村的应用越来越普遍，但是沼气中含有的二氧化碳及硫化氢会降低沼气的使用效率，为了提高沼气的利用率以及节约资源的消耗，在其使用中要进行脱碳脱硫。目前实际采用的方法主要有高压水洗、变压吸附、化学吸附[10]三种方法。

2.1 高压水洗

高压水洗有一个甲烷损失的问题，好的厂家能够控制到1%，甚至0.5%以下，差一些的也有达到10%的。有误解经常说高压水洗的能耗高，其实其能耗主要是用在沼气增压，而提纯后沼气本来就需要增压，去掉这一部分能耗的话，高压水洗的能耗也不高。水洗用的水可以循环利用，实际消耗水量很低。可以根据浓度确定脱碳的方法和位置。处理后的尾气可以用于蔬菜大棚，提供植物生长所需CO2。