燃气生产与供应教学课件作者赵磊燃气生产与供应-15课件.pptVIP

第四篇 其它燃气 第十五章 其它燃气 第四篇 其它燃气 第十五章 其它燃气 第一节 油制燃气 第二节 生物质气 第三节 非常规天然气 第一节 油制燃气 一、油制燃气的气化原理 以石油系原料经高温裂解制得的燃气称为油制燃气。油制气过程的实质与煤制气是一致的，即降低原料的C/H比，获得氢气、一氧化碳和以甲烷为主的低级烃等可燃组分。 油制燃气制气方法按气化机理不同可分为热裂解法、催化裂解法、部分氧化法和加氢气化法。 由于重油热裂解和催化裂解制气方法，特别是部分改催化裂解方法所制得燃气的组成和热值与焦炉煤气接近，可以直接用作城市燃气或作调峰气源。 二、油制燃气的生产工艺 1．热裂解法 鼓风加热与裂解制气交替 进行的间歇法制气方式 2．蓄热催化裂解法生产工艺 三筒蓄热催化裂解法是一种间歇式蓄热裂解制气方法，采用镍系催化剂，可适用多种原料油。它的特点是鼓风气与裂解气的流向相反，使炉内积炭都能被烧掉，热量得到合理利用，温度控制较稳定。 间歇式蓄热催化裂解制气过程的循环包括鼓风加热期和制气期。为了避免空气与燃气混合爆炸及提高燃气质量。其间还要用蒸汽吹扫。一个完整的制气循环分八个阶段进行操作。 第二节 生物质气 生物质的利用转化方式主要有三种：热化学法、生物化学法、提取法。 热化学法是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，主要包括四种方式：直接燃烧—直接将生物质完全燃烧放出热量；气化—在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程；热解—在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程；直接液化—在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等。 生物化学法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。 提取法是利用生物质提取生物油。 生物质气是利用生物质能源转化得到的气体燃料，主要有沼气和生物质气化燃气。 一、沼气 由各种有机物质在隔绝空气的条件下，保持一定的温度、湿度和酸碱度，经过微生物发酵分解作用而产生的一种燃气。这种燃气最早是在沼泽地区发现的，所以也称为沼气。 人工沼气的组成取决于原料的种类和来源、发酵条件及发酵阶段。通常含甲烷50～70％，二氧化碳30～40％，此外还含有少量的氢气、一氧化碳、氮气、氨气、硫化氢和高分子烃类。它的低热值约为20MJ/Nm3。 1．生物气发生的基本原理 生物气是有机物质在无氧环境中经过生物气细菌的作用 而形成的。厌氧细菌分解有机物质产生生物气的过程就是发 酵。按照微生物种类和生成物的不同，厌氧发酵可以分为3 个生物化学反应阶段。 第一阶段是水解阶段，把固体有机物转化为可溶于水的物 质。 第二阶段是产酸阶段。当第一阶段的水解产物进入专性厌 氧菌和兼性厌氧菌这些微生物的体内后，在胞内酶的作用 下，将它们转变为分子量较小的简单有机物和中性化合物。 第三阶段是产甲烷阶段。在该阶段，甲烷菌把前阶段产生 的简单有机物和中性化合物进一步转化为甲烷和二氧化碳。 2．生物气发酵的工艺条件 （1）严格的无氧环境 分解有机物质及产生甲烷的微生物都是厌氧性细菌。它们严格厌 氧，对游离氧很敏感。因此发酵池必须严格密封，不漏气，不漏水。 （2）发酵原料 生物气细菌在生长繁殖过程中必须从发酵原料中吸收充足的营养物 质，主要是碳元素、氮元素和无机盐。生物气发酵时，不仅要求原料充 足，而且应保持一定的碳氮比，以(20～30)：1为宜。 （3）菌种 菌种的数量和质量直接影响生物气的产量和质量。但新鲜原料所带 的菌种数量较少，如将新鲜原料预先作沤制处理，有利于富集菌种、提 高温度、促进发酵。也可在配新料入池的同时加进污泥、污水或沼气池 液等，以增加发酵所需菌种，这样可提高生物气产气量和甲烷的含量。 （4）温度 生物气细菌在8～70℃之间都能生存。一般称45～60℃为高温发酵， 30～45℃为中温发酵，在自然温度下进行发酵为自然温发酵，也称常温 发酵，或低温发酵。高温发酵产气量高，但能量损失大。中温发酵产气 量较高，但也需对沼气池进行加温。在常温发酵范围内，温度愈高愈有 利，因而冬季必须采取保温措施，以保证正常供气。 2．生物气发酵的工艺条件 （5）酸碱度 生物气细菌最适宜在pH值为6.5～7.5的环境中生长繁殖。在正常情 况下，pH值有个自然平衡过程，不需进行调节。仅当配料或管理不合适