【壓縮機網】01、沼氣工藝介紹

　　1.1  沼氣發展趨勢

 

　　2020年04月09日，國家能源局網站發布《國家能源局綜合司關于做好可再生能源發展“十四五”規劃編制工作有關事項的通知》，強調推動可再生能源持續降低成本、擴大規模、優化布局、提質增效，實現高比例、高質量發展，為推動“十四五”期間可再生能源成為能源消費增量主體，實現2030年非化石能源消費占比20%的戰略目標奠定堅實基礎。同時全面梳理本地區水電（含抽水蓄能，下同）、風電、太陽能、生物質能、地熱能等可再生能源開發布局與國土空間規劃的關系。

 

　　沼氣是生物質能利用的主要方式，是有機物經微生物作用產生的可燃混合氣體，為可燃燒的可再生能源，經增壓凈化后，主要用于制取生物氣或燃氣發電。伴隨中國生物質能源的發展，沼氣的利用率逐年上升，主要成分見表1。

　　1.2  沼氣處理工藝簡介

 

　　作物秸稈、畜禽糞物、餐廚垃圾、木薯等有機物，在微生物的作用下，經發酵后，產生的微正壓氣體即為沼氣。沼氣經脫硫、分離過濾后，進入壓縮機增壓，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、或燃氣發電、也可進一步用噴油螺桿壓縮機增壓后降溫液化制LNG。

 

　　尾氣二氧化碳可進一步增壓提純，制取工業級或食品級二氧化碳產品，這種綜合利用方式，既降低了沼氣生產成本，創造了附加值，又減少了碳排放；沼氣提純的工藝，一般采用物理吸收、化學吸收、變壓吸附、膜法分離等方式。根據沼氣提純處理工藝的不同，需要的壓力不同（具體壓力范圍見表2）。凈化后富甲烷氣體的應用：

　　02、螺桿壓縮機壓縮比適用范圍

 

　　伴隨國內工業進程的推進，機加工水平的提高，國產螺桿壓縮機的設計、生產已達到較高水平，并已為工業生產的多個行業服務。目前螺桿式壓縮機組已成功應用于生物質能源行業的國內多個沼氣項目，受到行業內人士的普遍認可。螺桿壓縮機又分為噴油螺桿壓縮機和干式螺桿壓縮機。下面就二者壓縮比進行著重區分。

 

　　干式螺桿壓縮機：在壓縮過程中無噴液內冷卻和潤滑，排氣溫度較高。氣體壓縮過程中，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的壓比一般為1.5～3.5。根據表2沼氣所需的壓比應用范圍，干式螺桿壓縮機一級壓縮無法滿足要求，如采用二級壓縮，設備投資成本將大大增加。

 

　　噴油螺桿壓縮機：在介質氣壓縮過程中噴入潤滑油，潤滑油與氣體混合，起到冷卻、潤滑、密封、降噪的作用。通過對壓縮機噴油溫度和噴油量的控制，保證壓縮機排氣溫度不高，所以噴油螺桿壓縮機單機最大壓比可以達到15，一級壓縮即可滿足工藝需求。（沼氣增壓框圖見圖1）

　　圖1 噴油螺桿壓縮機流程框圖

 

　　噴油螺桿壓縮機設有單獨的流量調節機構，采用位于殼體內部轉子下端的滑閥，通過油泵后高壓潤滑油，驅動油活塞軸向移動，帶動滑閥移動調節轉子間密封容積大小，達到調節流量的目的，流量調節范圍為：15%～100%，且功耗隨壓縮流量的減小而降低。此種流量調節方式，能更好的適用于沼氣生產工藝中不同季節流量的變化需求。

 

　　03、噴油螺桿式壓縮機組特性

 

　　1)  可靠性高：易損件少，對濕沖程（液體、粉塵）不敏感，沒有液擊危險；

 

　　2)  螺桿壓縮機成熟的噴液內冷卻技術，可在較高壓比工況下運行，壓比最高可達到15以上，運行安全可靠；

 

　　3)  無需備用機、維護費用低：運轉壽命長，維修方便，運動部件少，維護費用、維護勞動強度低，操作人員不必經過長時間的專業培訓；

 

　　4）機組具有流量無極可調功能，無需配套變頻器；

 

　　5)  動力平衡性好。螺桿壓縮機沒有不平衡的慣性力，運轉平穩安全，振動小，重量輕，占地面積少，結構緊湊，不需要復雜基礎，安裝簡單；

 

　　6)  連續輸氣，壓力穩定無脈沖，不需要緩沖罐，管路設計簡單。

來源：冰輪環境