生物天然气（bio-natural gas），是指由生物质转化而来的以甲烷为主要成分的燃气，目前主要指通过沼气提纯得到的生物甲烷气（bio-methane）。由于生物天然气可以直接作为石化天然气的替代燃料，所以发展沼气已成为增加天然气供应量的一个重要方向。瑞典在该领域处于领先地位，其生物天然气已超过石化天然气的消耗量。中国对生物天然气亦有很大需求，预计2020年需求总量将达到100亿立方米每年。沼气的主要成分是 CH4 和 CO2，将 CO2 从混合气中分离得到的高纯度甲烷气被称为生物天然气。生物天然气可以直接作为石化天然气的替代燃料。我国对二次能源需求量的增加推动了生物天然气技术的发展。而膜分离技术在降低提纯成本和简化提纯系统方面的性能使其成为具备良好发展前景的技术,并且是目前国际上最先进的沼气提纯技术。

二、市场范围

 生物天然气是指以畜禽粪便、农作物秸秆、城镇生活垃圾、工业有机废弃物等为原料,经厌氧发酵和净化提纯后与常规天然气成分、热值等基本一致的绿色低碳、清洁环保可再生燃气。通俗而言,就是把沼气进行发酵等净化措施提纯后得到的高品质、高值化的生物质燃气。沼气的甲烷含量在50%-65%,经提纯和净化后可提升到超过97%,和常规的化石天然气一样,可并入城市燃气管网或者作为车用燃气。传统沼气发展有其自身局限性,如户用沼气自产自销式利用局限性大,财政补贴成效差;大型沼气工程更多则是为处理畜禽场粪便服务的辅助工程,沼气工程面临运行困难、经济性差、产气效率低等诸多挑战,不利于实现规模化、商业化可持续发展。

三、市场前景

   到2020年,生物天然气年生产量和消费量将达到100亿立方米,其在示范县天然气总体消费中比重超过30%;到2025年,生物天然气年产量和消费量达到200亿立方米;到2030年,年产量和消费量超过400亿立方米。生物天然气将初步形成一定规模的绿色低碳新兴产业。东北、黄淮海、长江中下游等重点地区13个粮食主产省份以及畜禽养殖集中区种植养殖业大县将作为生物天然气开发建设的重点区域,整县推进发展生物天然气。未来将以示范县为基础,打造生物天然气和有机肥“两大产品”的新型商业化运营模式,推动原料收集保障、生物天然气消费、有机肥利用和环保监管“四大体系”建立,完善政策扶持措施,以县域有机废弃物处理和生物天然气开发建设规划为重要抓手,形成“能源、农业和环保”的联动发展模式。

四、技术概述

4.1 产品技术名称

一种沼气提纯系统(膜法提纯工艺)

4.2 膜分离原理

中空纤维膜的工作原理是通过不同气体在高分子材料中空纤维膜内的渗透速率不同，将不同气体分子进行分离。其中，渗透速率快的气体称为“快气”，渗透速率慢的气体称为“慢气”。“快气”因其渗透得快，大部分被富集在进气口一端而有很小一部分穿透至排气口一端；“慢气”因其渗透得慢，所以大部分穿透膜组至排气口一端而有很小一部分被富集在进气口一端。沼气、垃圾填埋气中的水、硫化氢、二氧化碳和氧气均为“快气”，而氮气、甲烷则为“慢气”。所以，膜组的这种选择性渗透吸附特性，决定了膜法沼气提纯不仅可以脱去大量二氧化碳，同时可以除去部分硫化氢和氧气杂质。

4.3 膜法提纯系统组成

膜分离沼气净化提纯装置构成沼气压缩单元：汽水分离器、沼气压缩机
  沼气净化系统：高效过滤器、冷冻干燥机、 自动调温系统
  膜分离系统: 膜组、管路系统    
  自动控制系统：仪表及控制系统  电气系统等

4.4技术特点

1.能耗低，目前国际最先进的提纯工艺。

2.安装方便，无需地基，占地小工艺流程短，设备维护简单

3.国内领先的预处理技术，确保膜法提纯设备的寿命稳定可靠。4.代表目前国际最先进的提纯工艺5.可通过膜组变化，提取不同浓度的甲烷气体，增容方便，运用灵活。6.可同时提取两种提浓CO2 、CH4气体，纯度回收率可达双97%以上。 

4.5  工艺流程

4.6 工程案例介绍

应用范围：污水处理、市政垃圾、餐厨垃圾、农业废弃物、酒精厂、柠檬酸厂等。

1、15000Nm3/d德清源沼气提纯工程 

 

该工程结合我团队四十年膜技术研发底蕴，首次将膜法分离技术运用到沼气净化提纯领域。针对畜禽粪便特点，细化工艺装置，将可靠性与运行成本有机结合。该项目的成功运行，标志着我国沼气净化工艺融入世界先进工艺行列。

2、宁波大岙垃圾填埋场项目36000Nm3/d

 目前国内最大的膜法沼气提纯装置，垃圾填埋气组份复杂，以特有工艺做出相应研发处理，保证该设备运行性能可靠稳定，开创国内垃圾填埋气净化工艺先河。

3、10000Nm3/d光大国际垃圾渗滤液项目

   光大国际垃圾渗滤液项目，国内首套沼气膜法垃圾渗滤液提纯项目，该项目位于江苏常州，该项目的实施将为国内垃圾渗滤液废物利用开辟全新领域。

4、石家庄18000Nm3/d餐厨垃圾项目

 石家庄沼气餐厨垃圾项目，该项目为华北地区最大餐厨垃圾沼气提纯项目，国家餐厨垃圾重点项目，为在建工程。

二、国内主要项目业绩表