Xebec膜/PSA混合系统用于沼气
下午好，或者说早上好。在中国过得怎么样?
早上好！是的，我正在参观我们在上海的工厂，中国继续让我感到惊讶。你知道吗，在中国农村，大约有3000万家庭从超小型地下厌氧消化池中获得烹饪燃料？中国刚刚开始认真看待工业沼气的升级换代。这一市场还处于起步阶段，但我们相信五年后它将成为世界上最大的沼气市场。焚烧不受欢迎，因为它需要大量能源。这里我们有许多基于肥料的问题。人口密集地区的土壤和水污染可能导致厌氧消化池项目。今天，虽然我们正在中国北方做一个项目，但项目很少。
加利福尼亚的Sempra能源污水处理厂使用了Xebec的PSA系统
中国基础设施投资放缓是否已经结束?他们达到顶峰吗?
我不能评论他们是否已经达到顶峰。根据话题的不同，我可以告诉你，基础设施投资的规模仍然惊人。中国目前正在建设6000个污水处理厂。是的,六千!相比之下，美国总共有1.6万个污水处理厂
上周我们飞往中国北方的一个城市，那里有650万居民。然后我们坐了一个半小时的火车去了另一个有400万人口的城市。我们不得不坐火车，因为那里没有机场。这个城市的面积和蒙特利尔大都会区差不多大，而且没有机场!中国目前计划建造20个主要机场。我们还认为，沼气是中国下一个投资篇章的一部分。
你能给我们定义一下垃圾填埋气体和消化池气体吗?
垃圾填埋场气体(LFG)和沼气池气体(DG)，又称沼气(BG)，是微生物在厌氧(无氧)环境中代谢有机物而产生的气体。LFG和DG中最大的成分是甲烷和二氧化碳，但少量的水蒸气、硫化氢(H2S)、氨(NH3)和挥发性有机化合物(VOCs)也可能存在于LFG和DG中。如果填埋场的气体收集系统有空气泄漏，有时会发现低水平的氧(O2)和氮(N2)在低水平的气液中。
LFG通常含有45-55%的甲烷(CH4)和45-55%的二氧化碳(CO2)，而DG通常含有50-60%的CH4和30-35%的二氧化碳。
东南亚有什么样的厌氧消化池?
很明显，这个市场已经在东南亚了。在马来西亚和印度尼西亚，我们有一个非常不同的情况巨大的棕榈油种植园。其中一些种植园占地数百平方公里。棕榈树果实经过压榨后，空果袋会分解并释放出有害水平的甲烷和VOCs——或者你把它们放入厌氧消化池，产生用于发电或燃料的沼气。
马来西亚政府通过了一项法律，要求到2020年，每个棕榈油种植园都要运营一个消化池。
Xebec有200多个沼气装置-市场情况如何？
沼气大约始于18年前，主要在德国和斯堪的纳维亚半岛。这是由一项联合国议定书引发的，该议定书要求垃圾填埋场和农场覆盖分解材料，因为进入大气的甲烷是二氧化碳的21倍以上的温室气体。垃圾填埋场曾有过照明弹，直到有人说:“让我们发电吧。”最初的项目几乎都是沼气发电——仅德国就有8000多个农场的厌氧消化池。只有2%的企业将甲烷转化为可再生天然气，98%的企业在现场发电。
目前，北美和欧洲约有220至250个沼气升级项目。这是一个小众市场，目前有五到八家公司提供设备和技术。由于对可再生天然气的兴趣日益增长，我们看到北美的活动越来越多。电力公司可以选择提供可再生能源电力。天然气公司有兴趣提供可再生能源天然气的选择。沼气市场有强劲的推动力，增长正在加速，尤其是在亚洲。
你能描述一个典型的大型沼气升级系统吗?
确定。请记住，有许多不同的技术和系统设计。我将描述Xebec涉及的一个典型的六阶段系统。读者可以在交互式流程概述中直观地看到这些www.xebecinc.com/biogas-plants.php
第一阶段:进料气鼓风机模块:未经处理的垃圾填埋场和沼气池气体通常在低压下可用。鼓风机用于将原料气从原料气管道抽出，增加原料气的压力，为进一步的预处理和压缩做准备。饲料沼气通常是水分饱和的。位于鼓风机低压侧的敲除鼓可除去夹带的水分。经过鼓风机后，压缩的热量在热交换器中被除去。当温度降低时，就会形成额外的夹带水分。聚结过滤器用来去除这种水分。聚结过滤器有一个特殊的介质，用于收集自由水分，同时允许其他气体成分通过。
阶段2:硫化氢去除模块：在许多情况下，填埋场和消化池气体中的硫化氢含量高于产品气体的可接受限值。硫化氢（H2S）由微生物过程形成，具有毒性和腐蚀性，可损坏下游设备。因此，必须将其移除。有许多不同的技术可用于从进料沼气中去除H2S。一个系统使用两个H2S脱除塔，塔中含有选择性脱除H2S至可接受限值（通常在2 ppmv范围内）的介质。在通过塔后，原料气通过颗粒过滤器，以去除介质床上的任何灰尘。
第三阶段:进料气体压缩模块:原料气压缩机将原料沼气压缩至120-165 psia (8-11 bar)，用于下游处理。可以使用多种压缩机设计。有些压缩机类型将油引入沼气流，润滑压缩机内部部件，并从气体中去除一些压缩热量。在这种情况下，油滴被聚结过滤器除去。油被收集并在热交换器中冷却。冷却后返回压缩机油循环泵，喷入压缩机。压缩的原料气现在处于较高的温度，通过一个单独的热交换器来去除压缩的热量，并通过另一个聚合过滤器来去除任何夹带的水分。
第四阶段:原料气干燥模块:在某些情况下，PSA干燥系统上游的原料气体干燥模块用于去除额外的水蒸气。再生式双塔干燥剂干燥机是一种应用技术。这一干燥步骤也会去除硅氧烷化合物。硅氧烷是一种硅基化合物，可能对下游设备有害，必须在产品气体注入天然气管道或用作车辆燃料之前清除。
第五阶段:PSA CO2去除模块:二氧化碳必须从液化天然气和DG中去除，以满足大多数产品气体规格的1-2%允许限值。使用Xebec专有的变压吸附(PSA)技术去除CO2，该技术采用9容器系统，采用专利旋转阀。该容器包含有选择性地吸附二氧化碳的介质，同时允许甲烷通过。在某些工艺配置中，可以有单独的第一级和第二级PSA模块。甲烷的纯度是通过使用CO2和比重监测器连续监测产品气体来控制的。如果CO2上升超过允许的极限，则通过改变旋转阀的转速来调整PSA再生周期。
阶段6:产品气体压缩模块:在某些情况下，成品气离开PSA模块的压力低于天然气管道的工作压力，在注入管道之前必须进一步压缩。产品气体流向压缩机进口，经压缩后在热交换器中冷却。对产品气体进行持续分析，以确保满足客户要求的质量规格。不符合规格的气体被回收到过程的开始，或送到热氧化剂或封闭的地面火炬。最后一步是加味。纯甲烷没有气味，气味被计量到产品气体中，在发生泄漏时作为警告。
我们来谈谈你对膜技术的介绍。
膜技术已经取得了很大的进步，并正在成为越来越好的气体分离器。对于较小的流速，膜是完美的独立气体分离技术。我们使用的膜流量高达1500立方米，如果饲料气中没有氮和氧，则用于沼气升级。我们使用的是一种特殊的膜聚合物，可以将二氧化碳从CH4中分离出来。当有氮气和氧气存在时，我们使用PSA系统。
膜是一种大体积分离器，可以有效地使用。同时采用PSA和膜技术使我们在设计系统时具有很大的灵活性，以优化回收率(可以捕获的甲烷量)。假设原料气体中有50%的甲烷和50%的二氧化碳，我们能回收多少甲烷?膜可以回收99.8%的原料气，而PSA系统的回收率为96%。几乎有3%的差异，在20-30年的时间框架内累积起来。
膜需要一个预处理模块，然后气体压缩到16-18 bar (235-265 psi)。PSA系统要求6-8 bar (88-118 psi)。就维护而言，PSA每5-10年更换吸附剂。建议每两年半检查一次。在膜上，你会看到性能的下降。正常的膜寿命是7-10年，如果你不污染它们。
Xebec的聚合物膜具有高选择性，可提供回收率高达99.8%的纯生物甲烷
你们如何在氢的应用上使用膜?
我们在氢市场有很好的声誉。蒸汽甲烷重整(SMR)系统产生氢气。SMR系统产生氢的质量，然而，这对燃料电池等应用来说还不够好。氢需要被提纯到5或6个9(99.99999%)。我们做液体项目，我们的PSA系统在氢气液化前将其净化到这些水平。
回收率是非常重要的，它影响着液化器的大小。氢的回收率通常在75-85%之间。使用膜，回收率可达90%。然而，一个膜不能单独完成所以我们创造了混合膜/PSA系统。膜被用来预分离氢，然后它进入一个更小的PSA系统。回收率可提高7 ~ 12%。这些混合系统的另一个好处是SMR可以缩小尺寸，使用更少的原料气。
请用氦复习你的功课。
我们净化氦已经有很长时间了。在很长一段时间里，氦被美国政府视为战略重点。有一个含气2-3%的气田。氦来自地下，是一种有限资源。我们不是人工制造的。因为政府使得氦的价格很低，所以氦很便宜。一年前，该气田的债务已经还清，法律规定政府必须退出市场。氦气价格飙升，开始定量配给。国会将供应延长了几年，以允许过渡到其他氦源。氦储备将在10年内耗尽。 Your party balloons today are probably no longer using helium!
随着氦价格的上涨，氦工业(如玻璃和微芯片)采用氦回收/回收系统。我们有一个混合膜/PSA系统我们可以把低浓度的氦提纯到5个99.99999%的氦纯度。我们可以回收95%的氦。
快来谈谈另一个话题，美国的CNG加气站发生了什么?空压机分销商也参与进来了吗?
废物管理公司(waste Management Inc.)在美国拥有400个垃圾填埋场。他们宣布，将把19,000辆卡车改装成压缩天然气，所以在垃圾填埋场使用天然气是有道理的。随着市政当局寻求改变他们的“足迹”，他们也青睐那些已经转向压缩天然气车队的卡车运输公司。
CNG行业预测2015年美国将建造200多个加气站。能源价格的下降可能会导致活动减少，所以我的数字是160个新电站。越来越多的空气压缩机用户开始对向现有1500多台压缩机提供技术服务感兴趣。这些公司非常适合做维护工作——这只需要看一个新市场。
正如你从我们2013年的文章中了解到的，Xebec在北美大约80%的CNG加气站都有天然气干燥剂干燥器。我们已经为这些站点推出了高达600 psig的高压过滤线。今年我们推出了车载过滤器。这些过滤器的额定为3600 psig，适合对发动机。
还有什么最后的消息吗?
是的，Xebec将重返制造压缩空气干燥机的业务。我们在现场安装了8000多台干燥剂空气干燥机，一度在加拿大拥有超过50%的市场份额。我们重新推出了干燥剂压缩空气干燥机系列，因为加拿大没有干燥机制造商，而且加拿大美元(相对于美元)28%的贬值使得客户很难进口设备。我们还推出了一个新的过滤器生产线，以陪伴干燥机。
谢谢您的宝贵时间。
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欲知更多有关沼气净化,请访问www.airbestpractices /行业/油气。
