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随着化石燃料等不可再生能源的日益匮乏，沼气作为一种无污染，可再生的生物质能源日益得到普遍重视。相较于其它能源，沼气不仅原料来源广泛，且使得废弃物得到了再利用，真正实现了化害为利。 沼气中除主要成分甲烷(CH4，55％-65％)、二氧化碳(CO2，30％-40％)外，还有少量的硫化氢(H2S)、氮气(N2)、水蒸气(H2O)等，而真正能作为燃料的只有CH4，其中CO2的存在降低了沼气的热值，造成运输和储藏成本的增加，制约了沼气的工业化应用;H2S一方面其本身有毒，燃烧后产生的亚硫酸气雾会对环境以及人体造成极大的危害，另一方面H2S与水蒸气相结合形成的氢硫酸还会对设备、管路造成腐蚀;而沼气中的N2虽然无污染，但其也会影响到沼气的品质。因此要实现沼气的高效、资源化利用就要对沼气进行脱水、脱硫、脱氮以及脱碳。 变压吸附法是目前应用最广的脱碳法，其成本低，污染小，且技术成熟，因此本研究就以变压吸附法为分离方法，研究了市售的13X分子筛、5A分子筛、炭分子筛、硅胶对沼气的净化分离的效果，并对其再生性能进行了测试研究。主要结果如下: (1)以餐厨废弃物为两相厌氧发酵原料产出的沼气，在经过气水分离器脱水、氧化铁脱硫后，甲烷损失较小，硫化氢的脱除效果较好。 (2)以13X分子筛、5A分子筛、炭分子筛为吸附剂，对经过预处理后的沼气进行脱碳，CH4和CO2同时穿透，无法实现CH4和CO2的分离。原因是利用气水分离器脱水，只能达到沼气的粗脱水，而分子筛类吸附剂对水蒸气的亲和力非常强，因此通入未干燥的沼气时，吸附剂便无法达到分离沼气中CH4和CO2的效果。 (3)在两床变压吸附装置中，增设了一个脱水吸附床，即利用硅胶对粗脱水后的沼气进行吸附脱水，然后通入脱碳吸附床内，分别对吸附剂13X分子筛、5A分子筛、炭分子筛的脱碳性能进行测试，检测结果显示，在沼气脱碳方面，13X分子筛的效果要优于其它两种吸附剂，但以13X分子筛和炭分子筛为吸附剂，得到的气体中氮气含量与原料气并没有太大变化，这是造成流出气中CH4最高含量低于90％的根本原因。而经过炭分子筛的沼气，虽CH4和CO2是同时穿透的，但流出气体中的氮气含量明显降低，只有不到1％。因此在对沼气的分离提纯中，除了要进行脱碳外，脱氮也是非常必要的。利用抽真空再生法对吸附剂进行再生的试验结果显示，抽真空可实现三种吸附剂的再生，其中炭分子筛得到了完全再生，而13X分子筛和5A分子筛的性能则有所降低。 (4)室温(25℃)、0.2MPa下，使经过脱水脱硫的沼气，以200ml/min的流量依次经过硅胶脱水吸附床、炭分子筛脱氮吸附床以及13X分子筛脱碳吸附床后，实现了沼气中的CHJCO2/N2三种气体的分离，得到的CH4的最高体积分数为98.25％。 综上所述，以餐厨废弃物作为两相厌氧发酵的原料，产出的沼气中除主要成分CH4和CO2以外，还含有H2S、N2、以及大量的水蒸气，经过预处理后可以实现脱硫，但沼气中仍有一定量的水蒸气，单纯的利用变压吸附进行脱碳，无法得到高浓度的CH4，因此需采用三床吸附，利用硅胶、炭分子筛、13X分子筛分别对沼气进行吸附脱水、脱氮和脱碳，最后得到高浓度CH4气。