海洋油气,未分类

沼气净化对硅氧烷去除系统的需求日益增加

2021年6月25日欢迎

沼气是一种适合为内燃机提供动力的可再生能源,因此减少了对煤炭、原油和天然气的需求。运营商从液体和固体废物流中获取硅氧烷,这些废物流越来越多地由许多工业和家用产品中发现的硅氧烷组成。发动机制造商要求沼气中的硅氧烷浓度达到最大值,以确保发动机高效运行。在本文中,我们将探索各种沼气清洁技术,以实现硅氧烷的最佳去除。

什么是硅氧烷?

硅、氧和烷烃组成“硅氧烷”一词。硅氧烷是一类有机化合物,由硅、氧和甲基组成的线性或环状链。它们出现在一系列工业和住宅产品中,包括防水剂、除臭剂、化妆品、食品添加剂、牙膏、挡风玻璃涂料和沼气。由于沼气是由固体和液体环境废物产生的,硅氧烷是其主要污染物之一,对其利用造成了几个问题。虽然它们是人造的,但必须有效地从沼气中去除硅氧烷,以确保持久和成本效益高的沼气利用。

硅氧烷的来源

不受控制和控制的系统可以产生沼气。不受控制的系统包括垃圾填埋场和沼泽地,而受控制的系统包括污水处理厂(WWTP)和厌氧消化厂。这些沼气来源由于工业和家庭废物造成了高硅氧烷污染。

对于填埋沼气,硅氧烷污染源于通过垃圾收集沉积在填埋场的高含量含有机硅废物。这些废物包括纸涂料、纺织品、清洁剂、化妆品和除臭剂容器。值得注意的是,填埋硅氧烷浓度与填埋沼气硅氧烷浓度不同,这是因为气候条件和填埋年限等因素。

含硅物质存在于诸如须后水、面霜等个人护理产品中。这些是废水中硅氧烷的主要来源,然后硅氧烷被输送到控制系统中。这些系统在厌氧消化植物的沼气比在污水处理厂的沼气有更高的硅氧烷浓度。由于硅氧烷具有较强的疏水性,胞外聚合物(EPS)将其大部分吸附在WWTPs中,其余部分挥发到大气中。更多的硅氧烷含量存在于厌氧消化过程生产的沼气中。

硅氧烷在沼气中的作用

沼气用作发动机、燃料电池、锅炉、涡轮机等的燃料。如果沼气含有高浓度的硅氧烷,则会对这些类型的机械造成不利影响。硅氧烷分子在燃烧过程中分解为硅和氧,与其他元素结合形成二氧化硅、硅酸盐和其他有问题的化合物。这些化合物沉积在燃烧室、阀面和气缸盖中,导致这些发动机零件的各种形式的磨损。发动机的最大允许硅浓度为5mg/Nm3.. 硅酮浓度高的沼气可能会对沼气涡轮机造成严重损坏,并导致高昂的维护成本。

从沼气中去除硅氧烷的目的

从沼气中去除硅氧烷对于经常使用的机械的持续效率至关重要。发动机设计人员和制造商要求沼气中的硅氧烷浓度有一定的限制,以确保发动机无故障运行。以下是您必须从沼气中去除硅氧烷的几个原因:

  • 确保设备和机器以最佳方式运行。
  • 提高用于压缩、提取和运输的机器的使用寿命。
  • 改善能源生产机器的废气排放。
  • 通过降低机器维护成本,促进成本效益高的沼气利用。

硅氧烷去除方法

每个沼气厂包括生产、收集、清洁和回收阶段。沼气净化阶段使用以下一种或多种硅氧烷去除方法,以确保工业和商业上可接受的沼气:

  • 活性炭
  • 活性氧化铝
  • 冷凝
  • 液体吸收剂
  • 膜技术
  • 合成树脂

活性炭

由于其吸附剂性质和较大的表面积,沼气厂运营商使用活性炭去除气体和液体中的有机物质。硅氧烷也不例外。硅氧烷去除系统将多形多孔石墨(一种优质活性炭)装入一系列吸附器容器中,以去除沼气中的硅氧烷。

活性氧化铝

在这里,工厂操作员将沼气通过活性氧化铝床。这些床用作硅氧烷过滤器,使沼气中的硅氧烷不含硅氧烷。然而,这些床层变得饱和,必须进行再生,通常通过使再生气体流过这些床层。

冷凝

该沼气清洗过程优先从沼气中去除特定化合物。当操作员通过制冷或减压来降低沼气的温度或压力时,不纯化合物(包括硅氧烷)会根据其露点凝结成液相。通过沉淀,它们可以被充分提取。

液体吸收剂

填埋场运营商使用液体吸收剂去除沼气中的硅氧烷。这些化学物质有效地去除硅氧烷和其他沼气杂质,如H2.S、 科斯公司2.还有硫醇。操作人员有时会将其与其他硅氧烷去除方法相结合,以获得高水平的沼气纯度。

膜技术

近年来,沼气厂经营者已广泛采用膜技术有效、高效地去除硅氧烷。它的工作原理包括通过几个连续的多孔聚合物膜来过滤不需要的化合物,包括硅氧烷。产生的沼气具有高纯度,因为隔膜允许污染物渗透,留下气体。该技术虽然效率很高,但却面临着沼气中酸含量对膜酸劣化的挑战。

合成树脂

合成树脂,如活性炭和氧化铝,可以吸附沼气中的硅氧烷。由于其高比表面积密度,它们还可以根据其设计去除特定类别的化合物。

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