【壓縮機(jī)網(wǎng)】01、沼氣工藝介紹
1.1 沼氣發(fā)展趨勢(shì)
2020年04月09日,國(guó)家能源局網(wǎng)站發(fā)布《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》,強(qiáng)調(diào)推動(dòng)可再生能源持續(xù)降低成本、擴(kuò)大規(guī)模、優(yōu)化布局、提質(zhì)增效,實(shí)現(xiàn)高比例、高質(zhì)量發(fā)展,為推動(dòng)“十四五”期間可再生能源成為能源消費(fèi)增量主體,實(shí)現(xiàn)2030年非化石能源消費(fèi)占比20%的戰(zhàn)略目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)全面梳理本地區(qū)水電(含抽水蓄能,下同)、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉撮_(kāi)發(fā)布局與國(guó)土空間規(guī)劃的關(guān)系。
沼氣是生物質(zhì)能利用的主要方式,是有機(jī)物經(jīng)微生物作用產(chǎn)生的可燃混合氣體,為可燃燒的可再生能源,經(jīng)增壓凈化后,主要用于制取生物氣或燃?xì)獍l(fā)電。伴隨中國(guó)生物質(zhì)能源的發(fā)展,沼氣的利用率逐年上升,主要成分見(jiàn)表1。
1.2 沼氣處理工藝簡(jiǎn)介
作物秸稈、畜禽糞物、餐廚垃圾、木薯等有機(jī)物,在微生物的作用下,經(jīng)發(fā)酵后,產(chǎn)生的微正壓氣體即為沼氣。沼氣經(jīng)脫硫、分離過(guò)濾后,進(jìn)入壓縮機(jī)增壓,增壓后的混合氣體脫除二氧化碳、干燥脫水成為純凈甲烷氣。甲烷氣增壓制CNG或管道輸送、或燃?xì)獍l(fā)電、也可進(jìn)一步用噴油螺桿壓縮機(jī)增壓后降溫液化制LNG。
尾氣二氧化碳可進(jìn)一步增壓提純,制取工業(yè)級(jí)或食品級(jí)二氧化碳產(chǎn)品,這種綜合利用方式,既降低了沼氣生產(chǎn)成本,創(chuàng)造了附加值,又減少了碳排放;沼氣提純的工藝,一般采用物理吸收、化學(xué)吸收、變壓吸附、膜法分離等方式。根據(jù)沼氣提純處理工藝的不同,需要的壓力不同(具體壓力范圍見(jiàn)表2)。凈化后富甲烷氣體的應(yīng)用:
02、螺桿壓縮機(jī)壓縮比適用范圍
伴隨國(guó)內(nèi)工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn),機(jī)加工水平的提高,國(guó)產(chǎn)螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)已達(dá)到較高水平,并已為工業(yè)生產(chǎn)的多個(gè)行業(yè)服務(wù)。目前螺桿式壓縮機(jī)組已成功應(yīng)用于生物質(zhì)能源行業(yè)的國(guó)內(nèi)多個(gè)沼氣項(xiàng)目,受到行業(yè)內(nèi)人士的普遍認(rèn)可。螺桿壓縮機(jī)又分為噴油螺桿壓縮機(jī)和干式螺桿壓縮機(jī)。下面就二者壓縮比進(jìn)行著重區(qū)分。
干式螺桿壓縮機(jī):在壓縮過(guò)程中無(wú)噴液內(nèi)冷卻和潤(rùn)滑,排氣溫度較高。氣體壓縮過(guò)程中,壓比越大,排氣溫度越高,受此限制,目前一般干式螺桿壓縮機(jī)的壓比一般為1.5~3.5。根據(jù)表2沼氣所需的壓比應(yīng)用范圍,干式螺桿壓縮機(jī)一級(jí)壓縮無(wú)法滿足要求,如采用二級(jí)壓縮,設(shè)備投資成本將大大增加。
噴油螺桿壓縮機(jī):在介質(zhì)氣壓縮過(guò)程中噴入潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油與氣體混合,起到冷卻、潤(rùn)滑、密封、降噪的作用。通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)噴油溫度和噴油量的控制,保證壓縮機(jī)排氣溫度不高,所以噴油螺桿壓縮機(jī)單機(jī)最大壓比可以達(dá)到15,一級(jí)壓縮即可滿足工藝需求。(沼氣增壓框圖見(jiàn)圖1)
圖1 噴油螺桿壓縮機(jī)流程框圖
噴油螺桿壓縮機(jī)設(shè)有單獨(dú)的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),采用位于殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)子下端的滑閥,通過(guò)油泵后高壓潤(rùn)滑油,驅(qū)動(dòng)油活塞軸向移動(dòng),帶動(dòng)滑閥移動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子間密封容積大小,達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的,流量調(diào)節(jié)范圍為:15%~100%,且功耗隨壓縮流量的減小而降低。此種流量調(diào)節(jié)方式,能更好的適用于沼氣生產(chǎn)工藝中不同季節(jié)流量的變化需求。
03、噴油螺桿式壓縮機(jī)組特性
1) 可靠性高:易損件少,對(duì)濕沖程(液體、粉塵)不敏感,沒(méi)有液擊危險(xiǎn);
2) 螺桿壓縮機(jī)成熟的噴液內(nèi)冷卻技術(shù),可在較高壓比工況下運(yùn)行,壓比最高可達(dá)到15以上,運(yùn)行安全可靠;
3) 無(wú)需備用機(jī)、維護(hù)費(fèi)用低:運(yùn)轉(zhuǎn)壽命長(zhǎng),維修方便,運(yùn)動(dòng)部件少,維護(hù)費(fèi)用、維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度低,操作人員不必經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn);
4)機(jī)組具有流量無(wú)極可調(diào)功能,無(wú)需配套變頻器;
5) 動(dòng)力平衡性好。螺桿壓縮機(jī)沒(méi)有不平衡的慣性力,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全,振動(dòng)小,重量輕,占地面積少,結(jié)構(gòu)緊湊,不需要復(fù)雜基礎(chǔ),安裝簡(jiǎn)單;
6) 連續(xù)輸氣,壓力穩(wěn)定無(wú)脈沖,不需要緩沖罐,管路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
來(lái)源:冰輪環(huán)境
1.1 沼氣發(fā)展趨勢(shì)
2020年04月09日,國(guó)家能源局網(wǎng)站發(fā)布《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》,強(qiáng)調(diào)推動(dòng)可再生能源持續(xù)降低成本、擴(kuò)大規(guī)模、優(yōu)化布局、提質(zhì)增效,實(shí)現(xiàn)高比例、高質(zhì)量發(fā)展,為推動(dòng)“十四五”期間可再生能源成為能源消費(fèi)增量主體,實(shí)現(xiàn)2030年非化石能源消費(fèi)占比20%的戰(zhàn)略目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)全面梳理本地區(qū)水電(含抽水蓄能,下同)、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉撮_(kāi)發(fā)布局與國(guó)土空間規(guī)劃的關(guān)系。
沼氣是生物質(zhì)能利用的主要方式,是有機(jī)物經(jīng)微生物作用產(chǎn)生的可燃混合氣體,為可燃燒的可再生能源,經(jīng)增壓凈化后,主要用于制取生物氣或燃?xì)獍l(fā)電。伴隨中國(guó)生物質(zhì)能源的發(fā)展,沼氣的利用率逐年上升,主要成分見(jiàn)表1。
1.2 沼氣處理工藝簡(jiǎn)介
作物秸稈、畜禽糞物、餐廚垃圾、木薯等有機(jī)物,在微生物的作用下,經(jīng)發(fā)酵后,產(chǎn)生的微正壓氣體即為沼氣。沼氣經(jīng)脫硫、分離過(guò)濾后,進(jìn)入壓縮機(jī)增壓,增壓后的混合氣體脫除二氧化碳、干燥脫水成為純凈甲烷氣。甲烷氣增壓制CNG或管道輸送、或燃?xì)獍l(fā)電、也可進(jìn)一步用噴油螺桿壓縮機(jī)增壓后降溫液化制LNG。
尾氣二氧化碳可進(jìn)一步增壓提純,制取工業(yè)級(jí)或食品級(jí)二氧化碳產(chǎn)品,這種綜合利用方式,既降低了沼氣生產(chǎn)成本,創(chuàng)造了附加值,又減少了碳排放;沼氣提純的工藝,一般采用物理吸收、化學(xué)吸收、變壓吸附、膜法分離等方式。根據(jù)沼氣提純處理工藝的不同,需要的壓力不同(具體壓力范圍見(jiàn)表2)。凈化后富甲烷氣體的應(yīng)用:
02、螺桿壓縮機(jī)壓縮比適用范圍
伴隨國(guó)內(nèi)工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn),機(jī)加工水平的提高,國(guó)產(chǎn)螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)已達(dá)到較高水平,并已為工業(yè)生產(chǎn)的多個(gè)行業(yè)服務(wù)。目前螺桿式壓縮機(jī)組已成功應(yīng)用于生物質(zhì)能源行業(yè)的國(guó)內(nèi)多個(gè)沼氣項(xiàng)目,受到行業(yè)內(nèi)人士的普遍認(rèn)可。螺桿壓縮機(jī)又分為噴油螺桿壓縮機(jī)和干式螺桿壓縮機(jī)。下面就二者壓縮比進(jìn)行著重區(qū)分。
干式螺桿壓縮機(jī):在壓縮過(guò)程中無(wú)噴液內(nèi)冷卻和潤(rùn)滑,排氣溫度較高。氣體壓縮過(guò)程中,壓比越大,排氣溫度越高,受此限制,目前一般干式螺桿壓縮機(jī)的壓比一般為1.5~3.5。根據(jù)表2沼氣所需的壓比應(yīng)用范圍,干式螺桿壓縮機(jī)一級(jí)壓縮無(wú)法滿足要求,如采用二級(jí)壓縮,設(shè)備投資成本將大大增加。
噴油螺桿壓縮機(jī):在介質(zhì)氣壓縮過(guò)程中噴入潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑油與氣體混合,起到冷卻、潤(rùn)滑、密封、降噪的作用。通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)噴油溫度和噴油量的控制,保證壓縮機(jī)排氣溫度不高,所以噴油螺桿壓縮機(jī)單機(jī)最大壓比可以達(dá)到15,一級(jí)壓縮即可滿足工藝需求。(沼氣增壓框圖見(jiàn)圖1)
圖1 噴油螺桿壓縮機(jī)流程框圖
噴油螺桿壓縮機(jī)設(shè)有單獨(dú)的流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),采用位于殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)子下端的滑閥,通過(guò)油泵后高壓潤(rùn)滑油,驅(qū)動(dòng)油活塞軸向移動(dòng),帶動(dòng)滑閥移動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子間密封容積大小,達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的,流量調(diào)節(jié)范圍為:15%~100%,且功耗隨壓縮流量的減小而降低。此種流量調(diào)節(jié)方式,能更好的適用于沼氣生產(chǎn)工藝中不同季節(jié)流量的變化需求。
03、噴油螺桿式壓縮機(jī)組特性
1) 可靠性高:易損件少,對(duì)濕沖程(液體、粉塵)不敏感,沒(méi)有液擊危險(xiǎn);
2) 螺桿壓縮機(jī)成熟的噴液內(nèi)冷卻技術(shù),可在較高壓比工況下運(yùn)行,壓比最高可達(dá)到15以上,運(yùn)行安全可靠;
3) 無(wú)需備用機(jī)、維護(hù)費(fèi)用低:運(yùn)轉(zhuǎn)壽命長(zhǎng),維修方便,運(yùn)動(dòng)部件少,維護(hù)費(fèi)用、維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度低,操作人員不必經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn);
4)機(jī)組具有流量無(wú)極可調(diào)功能,無(wú)需配套變頻器;
5) 動(dòng)力平衡性好。螺桿壓縮機(jī)沒(méi)有不平衡的慣性力,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安全,振動(dòng)小,重量輕,占地面積少,結(jié)構(gòu)緊湊,不需要復(fù)雜基礎(chǔ),安裝簡(jiǎn)單;
6) 連續(xù)輸氣,壓力穩(wěn)定無(wú)脈沖,不需要緩沖罐,管路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
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