[发明专利]低浓度硅氧烷气体的净化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体净化处理方法，尤其是一种对生物质气体中所含有的低浓度硅氧烷的净化处理方法，具体地说是一种低浓度硅氧烷气体的净化方法及装置。 

背景技术

在沼气和垃圾填埋气中含有一类硅氧烷气体，在这类气体中，其分子式中的硅原子含量从1个硅原子到6个硅原子，分子结构有环状和直链结构。这类气体主要来源于化妆品和润肤品通过垃圾或污水进入垃圾填埋场或污水处理厂，进而通过有机物的降解与垃圾填埋气或沼气一并形成气态物质并混合与垃圾填埋气或沼气中。当垃圾填埋气或沼气被集中收集燃烧利用时，这类硅氧烷气体通过高温燃烧形成坚硬的氧化硅结垢附着在发动机的燃烧室内或锅炉的换热管束壁面上，不仅降低了换热效率，还会对运动部件造成磨损和碰撞损伤。由于硅氧烷气体的浓度很低，采用低温冷凝脱除的代价很大，因此有必要寻找一种价廉物美、方便高效的处理方法及装置清除其中的硅氧烷气体成份，以保证后续工艺燃烧的完全性。 

发明内容

本发明的目的是针对现有的生物质类气体因含有大量硅氧烷气体而致使燃烧时产生有害物质的问题，发明一种简单、易行的处理方法及装置。 

本发明的技术方案之一是： 

一种低浓度硅氧烷气体的净化方法，其特征是： 

首先，将需要净化的含有一类硅氧烷的垃圾填埋气、沼气或消化气加压到-0.1～1MPa，并控制气体温度在-20～60℃之间； 

其次，将符合条件的待净化气体送入串联的填充有煤质活性炭吸附剂的两级吸附罐中的第一级吸附罐中，以脱除低硅原子数的硅氧烷气体； 

第三，使经第一级吸附罐脱除了低硅原子数的硅氧烷气体进入第二级吸附罐中，以脱除高硅原子数的硅氧烷气体，得到合格的净化气体输出供后续工艺使用。 

所述的第一和第二级吸附罐中的煤质活性炭吸附剂的粒径为1mm～5mm，第一级吸附罐中的煤质活性炭吸附剂的孔径为1nm～10nm，第二级吸附罐中的煤质活性炭吸附剂的孔径为20nm～50nm。 

所述的第一级和第二级吸附罐饱和后采用蒸汽再生法对其中的煤质活性炭吸附剂进行处理以提高吸附能力，再生蒸汽温度在120℃到250℃之间，再生蒸汽逆向吹扫，即再生蒸汽的流向与被处理气体的流动方向相反。 

所述的第一级和第二级吸附罐饱和后采用改性处理方法对吸附罐内填充的煤质活性炭吸附剂进行处理以提高其活性，改性方法是用0.1N-0.5N浓度的硝酸、盐酸、硼酸、草酸或其组合液进行浸渍，在180℃-250℃温度范围内进行加热处理，加热时间在8h-16h之间，烘干后用去离子水洗涤。 

本发明的技术方案之二是： 

一种低浓度硅氧烷气体的净化装置，其特征是它由相互串接的第一级吸附罐和第二级吸附罐组成，第一级吸附罐和第二级吸附罐中均填装有煤质活性炭吸附剂，第一级吸附罐和第二级吸附罐之间通过连接管相连，在该连接管上安装有阀门，第一级吸附罐和第二级吸附罐均连接有相应的排水阀，第一级吸附罐通过进气管与原料气的出气管相连，其所述的进气管上安装有进气阀门，在阀门与第一级吸附罐之间的进气管上还连接有再生蒸汽排气管，在该再生蒸汽排气管上安装有再生蒸汽排气阀门；所述的第二级吸附罐通过出气管与后续用气设备相连，在所述的出气管上安装有出气阀门，在出气阀门与第二级吸附罐之间的出气管上连接有再生蒸汽进气管，在再生蒸汽进气管上安装有再生蒸汽进气阀气。 

本发明的有益效果： 

本发明采用改性活性炭作为吸附净化工艺介质，具有成本低，重复利用率高，并通过控制活性炭的孔径分布并进行改性，可获得较好的硅氧烷净化效果。 

本发明适用范围广，可广泛应用于净化垃圾填埋气、沼气、消化气等生物质气体中的硅氧烷组分。 

本发明的装置简单，制造、安装、使用方法，可实现能源的循环利用。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。 

如图1所示。 

一种低浓度硅氧烷气体的净化方法，它包括以下步骤： 

首先，将需要净化的含有一类硅氧烷的垃圾填埋气、沼气或消化气调整(如加压)到-0.1MPa～1MPa，并控制气体温度在-20℃～60℃之间； 

其次，将符合条件的待净化气体送入串联的填充有煤质活性炭吸附剂的两级吸附罐中的第一级吸附罐中，以脱除低硅原子数的硅氧烷气体；