一種垃圾填埋氣/沼氣中硅氧烷的脫除方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣體分離領(lǐng)域，尤其涉及一種垃圾填埋氣硅氧烷的脫除方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾填埋氣體又稱填埋氣，是垃圾在填埋后生物降解過程中產(chǎn)生的氣體，具有危害性；填埋氣體主要成分是甲烷、二氧化碳，其中甲烷約為45°/『50%，二氧化碳為40°/『60%，還含有少量的有害雜質(zhì)包括硫化氫和硅氧烷等；進(jìn)行過加工處理的填埋氣，可以直接供給工業(yè)及溫室用戶，其中用于供暖或工業(yè)生產(chǎn)這種方式沼氣的熱效率最高；填埋氣經(jīng)收集后，經(jīng)壓縮機(jī)加壓輸送至內(nèi)燃機(jī)組，經(jīng)燃燒轉(zhuǎn)化成電能傳輸?shù)诫娏ι龎赫?，輸送到?dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供用戶使用；填埋氣除了用于供熱供電以外，還可作為運(yùn)輸工具的動力燃料，經(jīng)脫水凈化處理后作為管道氣體，應(yīng)用于二氧化碳工業(yè)，用作生產(chǎn)甲醇的燃料等。
[0003]硅氧烷產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，化妝品、蠟和磨光劑等產(chǎn)品中含有揮發(fā)性硅氧烷氣體，化妝品、清潔產(chǎn)品和紡織品中含有非揮發(fā)性硅氧烷液體，這些揮發(fā)性的和非揮發(fā)性的硅氧烷會以工業(yè)垃圾或生活垃圾的形式通過垃圾填埋場散發(fā)到填埋氣中；垃圾填埋氣中硅氧烷的另一個來源是用于密封劑、涂料、橡膠等產(chǎn)品中的硅橡膠和硅樹脂，燃燒含揮發(fā)性硅氧烷的生物氣會在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)壁表面產(chǎn)生二氧化硅層，二氧化硅覆蓋層將縮短發(fā)動機(jī)的使用時(shí)間，提高更換氣缸蓋和火花塞的頻率。
[0004]專利CN200910025512.2 “低濃度硅氧烷氣體的凈化方法及裝置”介紹了一種采用活性炭吸附法去除沼氣中的硅氧烷的方法和裝置，這種方法利用活性炭吸附，活性炭的再生溫度較高，需要大量的再生熱，增加了成本。
[0005]專利CN201110338779.4“一種穩(wěn)定連續(xù)脫除可燃?xì)怏w中硅氧烷的裝置”，介紹了一種采用冷凝分離法去除沼氣中的硅氧烷的方法和裝置，這種方法需要在低溫下進(jìn)行，要進(jìn)行制冷，能耗尚，成本尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種便于應(yīng)用、安全且低成本的脫除垃圾填埋氣中硅氧烷的工藝方法及裝置。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明的技術(shù)方案之一:一種用于脫除垃圾填埋氣、沼氣中硅氧烷的方法。
[0008]I)將含有多種雜質(zhì)的填埋氣增壓后通入氣液分離器，脫除填埋氣中的游離水、泡沫及固體顆粒。
[0009]2)將上述步驟I)得到的填埋氣通入裝有碳酸鈉溶液的吸收罐，去除填埋氣中的硫化氫。
[0010]3)將上述步驟2)得到的填埋氣通入膜分離處理單元對含有硅氧烷的填埋氣進(jìn)行膜分離操作；混合氣體通過膜分離處理單元的中空纖維膜接觸器，硅氧烷在膜絲內(nèi)外壓差和濃度差的作用下從滲透側(cè)滲透出來通入正己烷有機(jī)溶劑中溶解，回收硅氧烷。
[0011]4)將上述步驟3)得到的尾氣通入填充了氯化鈣的干燥塔，脫除甲烷氣體攜帶的水蒸氣后進(jìn)入儲氣罐，存儲甲烷氣體。
[0012]本發(fā)明所述硅氧烷包括:六甲基環(huán)三硅氧烷(D3)、八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)、十甲基環(huán)五硅氧烷(D5)、六甲基二硅氧烷(L2)、八甲基三硅氧烷(L3)、十甲基四硅氧烷(L4)。
[0013]本發(fā)明所述垃圾填埋氣中硅氧烷的濃度為l~140mg/Nm3。
[0014]所述的膜分離處理單元至少包括兩個串聯(lián)的中空纖維膜接觸器；所述的中空纖維膜為硅橡膠中空纖維膜(PDMS)，其外徑130~190 μπι，厚度20~50 μ m，膜數(shù)3000~6000，膜面積0.1-0.6 m2;根據(jù)需要，經(jīng)過一級中空纖維膜接觸器處理過的尾氣可以依次通過第二、三、……N級中空纖維膜接觸器再次進(jìn)行處理。
[0015]本發(fā)明所述膜分離操作的操作溫度為18~30°C。
[0016]本發(fā)明所述的中空纖維膜接觸器的滲透側(cè)通過采用真空泵抽真空產(chǎn)生負(fù)壓，各級膜分離滲透測的真空度保持在0.3-0.7at?
[0017]本發(fā)明的技術(shù)方案之二:一種用于脫除垃圾填埋氣、沼氣中硅氧烷的裝置。
[0018]一種用于脫除垃圾填埋氣、沼氣中硅氧烷的裝置，其特征在于:所述裝置包括前處理單元、膜分離單元和甲烷回收單元。
[0019]前處理單元包含一個帶有捕霧器的氣液分離器和一個吸收罐；氣液分離器上裝有入口管線，連接原料氣池，入口管線上安裝有閥門；氣液分離器下部設(shè)有排液管，排液管上裝有液位控制閥門；氣液分離器的底部設(shè)有排污孔，用于定期排出累積在底部的固體污垢；分離器的氣液界面上設(shè)有消泡板；分離器的上部出口設(shè)有一個絲網(wǎng)捕霧器，氣體經(jīng)捕霧器后進(jìn)入出口管線，出口管線上安裝有壓力控制閥；氣液分離器的出口管線連接裝有碳酸鈉溶液的吸收罐，連接管線上裝有閥門；裝有碳酸鈉溶液的吸收罐的出口管線連接膜分離單
J L.ο
[0020]進(jìn)一步地，連接原料氣池的入口管線通過氣體壓縮機(jī)與原料氣池連接。
[0021]膜分離單元至少包括兩個串聯(lián)的中空纖維膜接觸器，即相互串聯(lián)的第一級中空纖維膜接觸器和第二級中空纖維膜接觸器，第一級中空纖維膜接觸器和第二級空纖維膜接觸器之間通過連接管相連，在該連接管上安裝有閥門；第一級中空纖維膜接觸器的進(jìn)氣管與前處理單元中裝有碳酸鈉溶液的吸收罐相連，其所述的進(jìn)氣管上安裝有進(jìn)氣閥門；第二級中空纖維膜接觸器通過出氣管與甲烷回收單元的進(jìn)氣管相連，出氣管上安裝有出氣閥門；在第一、二級中空纖維膜接觸器的滲透側(cè)均通過管線與真空泵相連，管線上裝有閥門；真空泵的出口管線與正己烷儲液罐相連。
[0022]甲烷回收單元包括一個填充氯化鈣的干燥塔和一個甲烷儲氣罐，干燥塔入口管線連接膜分離單元中第二級中空纖維膜接觸器出口，入口管線上裝有閥門；氯化鈣干燥塔的出口管線連接儲氣罐，出口管線上裝有閥門。
[0023]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果為:
1.本發(fā)明通過采用膜分離工藝，脫除垃圾填埋氣中的硅氧烷，得到凈化的甲烷氣體，硅氧燒的脫除率可達(dá)93%以上；
2.本發(fā)明與現(xiàn)有的方法相比具有操作條件簡單(可在常溫下操作)、處理負(fù)荷大、硅氧烷脫除率高和安全性高的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明對垃圾填埋氣的資源化綜合利用提供了保障，對于改善和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少大氣污染具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0025]其中:1_氣體壓縮機(jī)；2_氣液分離器；3_碳酸鈉溶液罐；4，第一控制閥；
8，第二控制閥；9，第三控制閥；10，第五控制閥；15，壓力控制閥；16，液位控制