沼气净化对硅氧烷去除系统的需求日益增加

沼气净化对硅氧烷去除系统的需求日益增加

沼气是一种适用于燃烧发动机供电的可再生能源,从而减少煤炭,原油和天然气的需求。运营商从液体和固体废物流中收获,越来越多地由许多工业和家用产品中发现的硅氧烷组成。发动机制造商需要沼气中的最大硅氧烷浓度,以确保有效的发动机运行。在本文中,我们将探讨各种沼气清洁技术,以便去除最佳硅氧烷。

硅氧烷是什么?

硅、氧和烷烃组成了“硅氧烷”一词。作为一个有机化合物家族,硅氧烷由硅、氧和甲基的线性或环状链组成。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,因此硅氧烷是其主要污染物之一,在其利用过程中引起了一些问题。尽管硅氧烷是人造的,但必须有效地从沼气中去除,以确保沼气的持久和经济利用。

硅氧烷的来源

沼气可以从非受控和受控系统中产生。非受控系统包括垃圾填埋场和沼泽地,而受控系统包括废水处理厂(WWTP)和厌氧消化厂。这些沼气源具有高硅氧烷污染,这是由工业和家庭废物造成的。

在垃圾填埋场沼气中,硅氧烷污染是由于通过垃圾收集沉积在垃圾填埋场的高水平含有机硅废物造成的。这些废物包括纸张、涂料、纺织品、清洁剂、化妆品和除臭剂容器。值得注意的是,由于气候条件和填埋年限等因素,填埋硅氧烷的浓度不同于填埋沼气的浓度。

含硅物质存在于个人护理产品中,如须后水、面霜等。这些是硅氧烷产生废水的主要来源,然后将废水输送至受控系统。厌氧消化厂沼气中的硅氧烷浓度高于污水处理厂沼气中的硅氧烷浓度。由于硅氧烷具有很强的疏水性,胞外聚合物(EPS)在污水处理厂中吸附了大部分硅氧烷,其余的则通过挥发流失到大气中。厌氧消化过程产生的沼气中含有更多的硅氧烷。

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。如果含有高浓度的硅氧烷,它们会对这些类型的机械产生不利影响。硅氧烷分子在燃烧过程中分解成硅和氧,其与另外的元素结合以形成二氧化硅,硅酸盐和其他有问题的化合物。这些化合物在燃烧室,阀面和圆柱头中沉降,导致这些发动机部件的各种形式的磨损。发动机的最大允许硅氧烷浓度为5mg / nm3..具有高硅氧烷浓度的沼气可能对沼气涡轮机造成严重损害和高维护成本。

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是至关重要的。发动机设计者和制造商要求在沼气中有一定的硅氧烷浓度限制,以确保发动机无故障运行。以下是你必须从沼气中去除硅氧烷的几个原因:

  • 确保设备和机器的最佳运行。
  • 培养用于压缩,提取和运输的机器的寿命。
  • 改善能源生产机器的废气排放。
  • 通过降低机器维护成本,促进成本效益的沼气利用。

硅氧烷去除方法

每个沼气厂包括生产、收集、清洗和回收阶段。沼气清洗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

由于其吸附剂的性质和大的表面积,沼气厂的操作人员使用活性炭来去除气体和液体中的有机物。硅氧烷也不例外。硅氧烷去除系统将多形多孔石墨(一种高质量的活性炭)封装到一系列吸附容器中,以从沼气中去除硅氧烷。

活性氧化铝

在这里,植物运营商通过活性氧化铝床通过沼气。床用作硅氧烷过滤器,离开沼气硅氧烷。然而,这些床变得饱和并且必须经常通过流过它们而再生。

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年代,因为,有限公司2,和硫醇。操作员有时将它们与其他硅氧烷去除方法相结合,以实现高水平的沼气纯度。

膜技术

最近,沼气厂运营商广泛使用膜技术来高效去除硅氧烷。其工作原理包括将沼气通过几个连续的多孔聚合物膜,以筛选出不需要的化合物,包括硅氧烷。由此产生的沼气具有高纯度,因为膜允许污染物渗透,留下气体。尽管这项技术效率很高,但它面临着来自沼气酸含量的膜酸劣化的挑战。

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。由于它们的高表面积密度,它们还可以根据其设计去除特定类别的化合物。

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