一种垃圾填埋气/沼气中硅氧烷的脱除方法和装置
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-11-02 17:00:27
一种垃圾填埋气/沼气中硅氧烷的脱除方法和装置本发明属于气体分离领域,尤其涉及一种垃圾填埋气硅氧烷的脱除方法和装置。将垃圾填埋气增压后通入气液分离器,脱除填埋气中的游离水、泡沫及固体颗粒;将步骤1)处理得到的填埋气通入装有碳酸钠溶液的吸收罐,去除填埋气中的硫化氢;将步骤2)处理得到的填埋气通入膜分离处理单元对含有硅氧烷的填埋气进行膜分离操作;混合气体通过膜分离处理单元的中空纤维膜接触器,硅氧烷在膜丝内外压差和浓度差的作用下从渗透侧渗透出来通入正己烷有机溶剂中溶解,回收硅氧烷;将步骤3)处理得到的尾气通入填充了氯化钙的干燥塔,脱除甲烷气体携带的水蒸气后进入储气罐,存储甲烷气体。
本发明的目的是提供一种便于应用、安全且低成本的脱除垃圾填埋气中硅氧烷的工艺方法及装置。为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:本发明的技术方案之一:一种用于脱除垃圾填埋气、沼气中硅氧烷的方法。1)将含有多种杂质的填埋气增压后通入气液分离器,脱除填埋气中的游离水、泡沫及固体颗粒。2)将上述步骤1)得到的填埋气通入装有碳酸钠溶液的吸收罐,去除填埋气中的硫化氢。3)将上述步骤2)得到的填埋气通入膜分离处理单元对含有硅氧烷的填埋气进行膜分离操作;混合气体通过膜分离处理单元的中空纤维膜接触器,硅氧烷在膜丝内外压差和浓度差的作用下从渗透侧渗透出来通入正己烷有机溶剂中溶解,回收硅氧烷。
垃圾填埋气体又称填埋气,是垃圾在填埋后生物降解过程中产生的气体,具有危害性;填埋气体主要成分是甲烷、二氧化碳,其中甲烷约为45%~50%,二氧化碳为40%~60%,还含有少量的有害杂质包括硫化氢和硅氧烷等;进行过加工处理的填埋气,可以直接供给工业及温室用户,其中用于供暖或工业生产这种方式沼气的热效率最高;填埋气经收集后,经压缩机加压输送至内燃机组,经燃烧转化成电能传输到电力升压站,输送到当地电网供用户使用;填埋气除了用于供热供电以外,还可作为运输工具的动力燃料,经脱水净化处理后作为管道气体,应用于二氧化碳工业,用作生产甲醇的燃料等。
硅氧烷产品广泛应用于现代工业领域,化妆品、蜡和磨光剂等产品中含有挥发性硅氧烷气体,化妆品、清洁产品和纺织品中含有非挥发性硅氧烷液体,这些挥发性的和非挥发性的硅氧烷会以工业垃圾或生活垃圾的形式通过垃圾填埋场散发到填埋气中;垃圾填埋气中硅氧烷的另一个来源是用于密封剂、涂料、橡胶等产品中的硅橡胶和硅树脂,燃烧含挥发性硅氧烷的生物气会在内燃机内壁表面产生二氧化硅层, 二氧化硅覆盖层将缩短发动机的使用时间, 提高更换气缸盖和火花塞的频率。
专利CN200910025512.2“低浓度硅氧烷气体的净化方法及装置”介绍了一种采用活性炭吸附法去除沼气中的硅氧烷的方法和装置,这种方法利用活性炭吸附,活性炭的再生温度较高,需要大量的再生热,增加了成本。
专利CN201110338779.4“一种稳定连续脱除可燃气体中硅氧烷的装置”,介绍了一种采用冷凝分离法去除沼气中的硅氧烷的方法和装置,这种方法需要在低温下进行,要进行制冷,能耗高,成本高。
申请人:常州大学 ( 中国/CN ; 江苏省 ; 常州市 ; 武进区 ) (大专院校)213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号当前专利权人:北京中清绿智科技有限公司 ( 中国/CN ; 北京市 ; 海淀区 ) (企事业单位)102101 北京市延庆区中关村延庆园东环路2号楼1297室发明人:李恩田 李天洲 王树立 赵会军常州大学(Changzhou University),简称“常大”,位于江苏省常州市,是江苏省人民政府与中国石油天然气集团有限公司、中国石油化工集团有限公司及中国海洋石油集团有限公司共建的省属全日制本科院校,为全国深化创新创业教育改革示范高校,国家知识产权试点示范高校,国务院侨办华文教育基地,江苏高水平大学建设B类高校 。
甲烷回收单元包括一个填充氯化钙的干燥塔和一个甲烷储气罐,干燥塔入口管线连接膜分离单元中第二级中空纤维膜接触器出口,入口管线上装有阀门;氯化钙干燥塔的出口管线连接储气罐,出口管线上装有阀门。
本发明的积极进步效果为:
1.本发明通过采用膜分离工艺,脱除垃圾填埋气中的硅氧烷,得到净化的甲烷气体,硅氧烷的脱除率可达93%以上;
2.本发明与现有的方法相比具有操作条件简单(可在常温下操作)、处理负荷大、硅氧烷脱除率高和安全性高的优点;本发明对垃圾填埋气的资源化综合利用提供了保障,对于改善和优化能源结构、减少大气污染具有重要的经济和环境意义。
为促进科学技术产业化的发展,希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力,实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力,希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金;在双方合作期间,我方对该产品不断创新和改进。
企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:
一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;
二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;
三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;
四是进入新的市场,以扩大市场规模;
五是培育新的能力,以取得新的优势;
六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。
希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。