CO2降低了沼氣的能量密度，通過去除CO2可以提高單位體積氣體的能量值，此外，去除CO2也可以提高沼氣品質(zhì)。如果所用的沼氣需要達到天然氣標(biāo)準(zhǔn)或者被用作汽車燃料，那么就必須對其中的CO2進行去除；如果只作為一般的沒有特殊要求的用途，則沒有必要脫除CO2。

1.物理吸收法

采用物理溶劑吸收CO2，沒有形成新的化合物。其中一種方法采用甲醇作為吸收劑，其工藝特點是不會加濕原料并且再生能耗低。在再生階段，CO2從物理溶劑中閃蒸出來，貧溶劑用泵打回吸收塔。

物理溶劑吸收法特別適合重?zé)N含量少的貧氣，這是因為甲烷在甲醇中的溶解度只是CO2在甲醇中溶解度的40%，而丙烷在甲醇中的溶解度與CO2的相近，因此需要一個循環(huán)系統(tǒng)以提高氣體的回收率。

物理溶劑吸收法還可采用無水碳酸丙烯脂等溶劑，但從目前的大中型沼氣工程的投資和效益來考慮，還是不適用的。

(1)水洗法

水洗法是利用CO2和H2S在水中溶解度與甲烷的差異，通過物理吸收過程，實現(xiàn)CO2和H2S與甲烷的分離。通常沼氣經(jīng)壓縮后從吸收柱底部進入，水從頂部進人進行反相流動吸收。為提高CO2在水中的溶解度，水洗工藝一般采用較高壓力，吸收了CO2和H2S的水可以再生循環(huán)使用，可以在吸收柱中通過減壓或者用空氣吹脫再生，增加了運行成本。

吸收過程需要大量純化工業(yè)用水，產(chǎn)生的廢水需進行回收處理，凈化后氣體也需干燥處理，設(shè)備比較復(fù)雜。此外，當(dāng)水中的H2S濃度比較高的時候，一般不推薦使用空氣吹脫，因為水很快又會被硫污染。如果有廢水可以利用，不推薦對水進行再生。

(2)聚乙二醇洗滌法

聚乙二醇洗滌和水洗一樣也是一個物理吸收過程?，F(xiàn)多采用一種商品名為Selexol的溶劑，主要成分為二甲基聚乙烯乙二醇。和在水中一樣，CO2和H2S在Selexol溶劑中的溶解度比甲烷大，不同之處是CO2和H2S在Selexol溶劑中的溶解度比水中大，這樣所需Selexol的量也會減少，更加經(jīng)濟和節(jié)能。另外，水和鹵代烴(填埋場沼氣中的成分)也可以用Selexol洗滌去除。

可以使用水蒸氣或者惰性氣體(凈化后的沼氣和天然氣) 吹脫Selexol中的元素硫，但是不推薦使用空氣。

(3) 膜分離法

氣體膜分離技術(shù)的基本原理是根據(jù)混合氣體中各組分在壓力的推動下透過膜的傳遞速率不同，從而達到分離的目的。

膜法分離主要有兩種方法：一種是膜的兩邊都是氣相的高壓氣體分離；另一種是通過液體吸收擴散穿過膜的分子的低壓氣相-液相吸收分離。

①高壓氣相分離法

將壓縮到3.6X106帕的沼氣首先通過活性炭床以去除鹵代烴和H2S，接著通入濾床和加熱器。膜是由醋酸纖維素制成，可以用來分離像CO2，水蒸氣和殘留的H2S等極性分子，它有一定的選擇性，即在不同的區(qū)域吸收H2S和CO2，但不能分離甲烷中的N2。

經(jīng)驗表明，膜可以持續(xù)使用三年，在使用一年半后，因為萎縮的緣故，膜的滲透性會減少30%。

②氣相-液相吸收膜分離法

氣相-液相吸收膜工藝實質(zhì)是沼氣中的H2S和CO2分子穿過一個多孔的疏水膜在液相中被吸收去除，從吸收膜下方進入的氣體，其中的H2S和CO2分子能夠擴散穿過膜，然后被相反方向流過的液體吸收，吸收膜在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作。

在25~35℃，可以非常有效地把沼氣中的H2S濃度從2%減少到小于250ml/m3，液相的吸收劑可以用NaOH溶液。

由于氣體分離效率多受膜材料、氣體組成、壓差、分離系數(shù)以及溫度等多種因素的影響，且對原料氣的清潔度有一定要求，膜組件價格昂貴，膜分離法中使用的膜需要經(jīng)常更換，運行成本較高。因此，氣體膜分離法一般不單獨使用，常和溶劑吸收、變壓吸附、深冷分離、滲透蒸發(fā)等工藝聯(lián)合使用。