[发明专利]一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置和方法，包括：液氧罐，其设有排气口；第一控制阀包括第一进气口和第一出气口，第一进气口与排气口相连；第二控制阀包括第二进气口和第二出气口，第二进气口与生物气体源相连；气体比例混合器，其包括进气端和出气端，进气端与第一出气口、第二出气口相连；氧化反应器，其内部设有反应腔，且氧化反应器上设有与反应腔相连通的第一入口端和第一出口端，第一入口端与气体比例混合器相连，反应腔内部设有紫外光灯管和二氧化钛薄片。该装置对于浓度低于50mg/Nm³硅氧烷的去除率可达90％以上；可以有效脱除生物质气体中的低浓度硅氧烷，去除成本低，结构简单。

技术领域

本发明涉及生物气体处理设备领域，尤其涉及一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置和方法。

背景技术

生物气作为一种新型高效的可再生绿色能源,已开发沼气发电、沼气制热等资源化利用技术，生物气作为燃料，可减少温室气体、微小颗粒和氮氧化合物的排放，具有更广阔的发展空间和多重的经济环境效益。

生物气主要用于燃烧发电，有机硅的存在会严重破坏发动机，燃烧时硅氧烷会转化为微晶二氧化硅，使燃料催化剂和润滑油失活，沉积在燃烧室内壁和活塞、阀门等表面，阻碍热传导并导致发动机和部件的磨损，缩短设备维修时间间隔，减少设备使用寿命，严重影响生物气的高效利用。

垃圾填埋场或污泥厌氧消化产生的生物气的总硅氧烷浓度可高达200mg/Nm3。据英国环境机构报道，生物作为汽车燃料，挥发性甲基硅氧烷必须完全去除。如果用作引擎内部燃烧，发动机、微型涡轮机制造商要求挥发性甲基硅氧烷的含量低于20mg/Nm3。而用作车辆燃料的生物气中，还没有建立最低标准。

目前，工业中用于脱除生物气中硅氧烷的方法中以吸附和吸收法的脱出率较高，但也无法做到深度脱除，净化气中硅氧烷的浓度依然不可忽视。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术存在的问题之一，本发明的一个目的在于提出一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，该装置对于浓度低于50mg/Nm³硅氧烷的去除率可达90％以上；可以有效脱除生物质气体中的低浓度硅氧烷，去除成本低，结构简单。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置的方法。

根据本发明第一方面提出的一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，包括：液氧罐，其设有排气口；第一控制阀，所述第一控制阀包括第一进气口和第一出气口，所述第一进气口与所述排气口相连；第二控制阀，所述第二控制阀包括第二进气口和第二出气口，所述第二进气口与生物气体源相连；气体比例混合器，其包括进气端和出气端，所述进气端与所述第一出气口、第二出气口相连；以及氧化反应器，其内部设有反应腔，且氧化反应器上设有与所述反应腔相连通的第一入口端和第一出口端，所述第一入口端与所述气体比例混合器相连，所述反应腔内部设有紫外光灯管和二氧化钛薄片，以将生物气体在氧化反应器内氧化反应并由第一出口端排出。

在该技术方案中，液氧罐中的氧气由其排气口流出并流至第一控制阀，并由第一控制阀的第一进气口流入，由第一出气口流出并流向气体比例混合器方向，同时生物质气体源由第二控制阀的第二进气口流入，并由第二出气口流出并流向气体比例混合器方向，氧气和生物气体源在气体比例混合器中充分混合，并由第一入口端流入氧化反应器的反应腔内，生物质气体中的硅氧烷与氧气在紫外光灯管的照射和二氧化钛的催化作用下降解为SiO_X，X＝3～4；生物质气体中的硅氧烷得以去除，脱除硅氧烷的生物质气体由第一出口端流出。该装置可以有效脱除生物质气体中的低浓度硅氧烷，去除成本低，结构简单。

另外，根据本发明的用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，还可以具有如下技术特征：