氣體分離膜的工作原理是讓氣體有選擇性地透過膜的表面，氣體透過薄膜的驅(qū)動力是滲余側(cè)（中空纖維內(nèi)部）分壓和透過側(cè)（中空纖維外部的空間）分壓之間的差異。此壓差越大，透過薄膜的氣體的比例越高。例如對于二氧化碳和甲烷的分離，二氧化碳透過膜的速率遠高于甲烷，而甲烷則被滯留在內(nèi)部。

        每種氣體的透過速率取決于氣體在膜材料中的溶解性及其擴散速率。溶解度高分子小的氣體透過薄膜的速率比分子大溶解度低的氣體更快。兩種氣體透過速率的比率被稱為選擇性，選擇性越高的膜分離過程就越節(jié)能，不同的膜材料具有不同的分離特性，分離所需的驅(qū)動力來自于分壓梯度。




 
        生物沼氣通過發(fā)酵產(chǎn)生，期間微生物在厭氧環(huán)境下將生物質(zhì)分解。生物沼氣含有55~65%的甲烷，30~45%的二氧化碳以及一些微量氣體如硫化氫等。經(jīng)過合適的氣體預處理并經(jīng)過氣體分離膜組件提純的生物甲烷可輸入天然氣供氣管網(wǎng)，或進一步壓縮成CNG為汽車提供燃料?？蛻粢虼双@得環(huán)保且碳中性的天然氣。



        沼氣工廠出來的生物沼氣是一種包含有二氧化碳、甲烷及常見副產(chǎn)品的混合氣體。首先將混合氣體用活性炭脫硫、過濾并進行干燥。經(jīng)過預處理的氣體隨后被輸入壓縮機中，將其壓縮至10~40bar，然后經(jīng)過多級膜分離步驟純化最終得到生物甲烷并排放富含二氧化碳的尾氣流。分離膜提純工藝可以連續(xù)不斷地生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)加完氣，其純度可高達99%。此外尾氣非常清潔，其甲烷含量遠低于1%，幾乎所有甲烷都能依照此項工藝達到天然氣的品質(zhì)水平。



沼氣純化膜應用于沼氣純化具有以下優(yōu)勢：

•   提純過程中甲烷逃逸（損失）<1%
•   甲烷產(chǎn)率高達99%
•   提純過程中的能源利用率高（原生物沼氣<02kWel/Nm3，甲烷氣<0.4kWel/Nm3）
•   無需額外的輔助材料如水吸附劑（胺類、二醇類），環(huán)境排放無壓力
•   流速和組分改變時容易實施控制和調(diào)整
•   當膜純化過程結(jié)束后生物沼氣已經(jīng)足夠干燥并符合進入供氣網(wǎng)的露點要求
•   易擴展性，可用于小型工廠（10Nm3/h），也可用于大型工廠（ >1000Nm3/h ）
•   可在較短時間間隔內(nèi)啟動和停止設備的運行，確保了高度的靈活性
•   可直接輸入（通過輸氣管道）供氣管網(wǎng)無需額外的壓縮機 

 
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