畜禽粪污、秸秆、厨余垃圾，在厌氧罐里发酵产出粗沼气：成分大约甲烷 55‑65%、二氧化碳 30‑45%，同时混有硫化氢 H₂S、水蒸气、粉尘、硅氧烷、氨气杂质。

粗沼气热值低、腐蚀性强，不能直接当天然气使用。 按照国标 GB/T41328‑2022《生物天然气》，合格生物天然气要求：甲烷≥96%，H₂S≤5mg/m³，脱除大量 CO₂，水露点达标，才能并入管网、做 CNG 车用燃料。

完整分为五大阶段：初级预处理→脱硫→压缩增压→脱水精密过滤→脱碳提纯→成品后处理

第一步：初级预处理（粗过滤汽水分离）

从厌氧罐出来的粗沼气，先进入汽水分离器：

1. 分离沼气携带的冷凝水、发酵液雾滴、固体粉尘；
2. 把大部分游离水直接排掉。

目的：防止大颗粒杂质、液态水进入后面的脱硫塔和压缩机，减少设备磨损。

第二步：脱硫（非常关键，必须放在最前面）

沼气里硫化氢 H₂S 剧毒、强腐蚀，会腐蚀压缩机、损坏膜组件，燃烧产生二氧化硫污染物，膜提纯之前必须深度脱除。 本项目采用：络合铁湿法脱硫 + 干法精脱硫兜底

1. 湿法络合铁：沼气进入吸收塔，络合铁液相把 H₂S 转化成单质硫磺；富液到再生槽鼓入空气再生药剂；硫磺沉降，板框压滤产出硫膏；
2. 再经过干法脱硫塔进一步把关； ✅目标：把 H₂S 降到≤10ppm，保护后端整套提纯设备。

如果硫化氢处理不干净，后面压缩机、膜堆会快速损坏报废。

第三步：沼气增压压缩

脱硫后的沼气还是微正压，膜分离需要高压作为分离推动力。 防爆变频螺杆压缩机，把沼气加压至 1.5MPa。

压缩过程气体温度升高，同时会析出更多冷凝水。

第四步：深度脱水 + 多级保安过滤（膜的保护屏障）

普里森中空纤维膜严禁液态水、油雾、细颗粒进入，会造成膜丝不可逆损伤。

1. 防爆冷冻干燥机：高温压缩沼气强制冷却到 10℃，大量水蒸气冷凝变成液态水，汽水分离器自动排水；
2. 五级串联过滤器：粗过滤→除油过滤→精密过滤→活性炭过滤器（脱硅氧烷、氨气）→超精密过滤器；把油控制≤0.01ppm，颗粒≤0.01μm；
3. 防爆电加热器：气体加热至 30℃，远离露点，确保进膜的气体完全没有凝水风险。

很多项目膜寿命短，故障根源就在这一步预处理做的不到位。

第五步：核心工序 —— 膜分离脱碳（把二氧化碳分离出去）

经过全部预处理合格的高压沼气，送入普里森 Prism 两级中空纤维膜撬装系统。

膜工作原理

聚酰亚胺中空纤维膜，不同气体 “跑过膜壁” 速度不一样：

• 快气：CO₂、水蒸气，优先穿透膜壁（渗透侧），作为尾气排出去；
• 慢气：甲烷 CH₄很难穿过膜，被高压截留下来，不断富集。

两级膜工艺：

1. 一级膜：大部分 CO₂从渗透侧排出；截留得到富甲烷混合气进入二级膜；
2. 二级膜：进一步再脱除残余 CO₂；二级渗透气含有少量甲烷，回流到前端缓冲罐循环再处理，提升甲烷总回收率（≥96%）。