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本发明公开了一种利用变压吸附原理高效提纯沼气的方法,包括预处理,将厌氧发酵后产生的沼气依次通入脱硫塔中、干燥塔和过滤塔中进行预处理,利用脱硫塔中的脱硫剂脱除沼气中硫化物,干燥塔中的干燥剂对沼气进行干燥脱水处理,过滤塔的过滤芯过除沼气中的难溶性大颗粒杂质;变压吸附,将压缩沼气通入一级吸附塔中,利用一级吸附塔中填充的提纯吸附剂对压缩沼气中的CO2进行吸附,得到初级净化沼气,然后通入二级吸附塔中,再次吸附CO2得到净化沼气;解吸再生、当一级吸附塔中吸附的CO2达到饱和时,对一级吸附塔和二级吸附塔进行抽真空操作,使CO2气体解吸、释放;本发明工艺设计合理,沼气提纯效率高,适宜大量推广。