一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术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/Nm

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置和方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述现有技术存在的问题之一，本专利技术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。本专利技术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。根据本专利技术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SiOX，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，根据本专利技术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：进一步地，还包括清洗装置，其包括：碱性储液罐，所述碱性储液罐包括进液口和出液口，所述进液口与所述氧化反应器的第二出口端相连；碱液泵，所述碱液泵包括泵入口和泵出口，所述泵入口与所述出液口相连，所述泵出口与所述氧化反应器的第二入口端相连；和第一通断阀和第二通断阀，所述第一通断阀设于所述进液口与所述第二出口端之间，所述第二通断阀设于所述泵出口与所述第二入口端之间。进一步地，还包括气体流量控制系统，其分别与所述第一控制阀、第二控制阀电连接，以控制第一控制阀、第二控制阀的流量和开关。进一步地，还包括气相色谱仪，所述气相色谱仪一端与生物气体源相连，其另一端与所述气体流量控制系统电相连。优选地，所述二氧化钛薄片为多个，且沿着所述反应腔的长度方向间隔设置。优选地，还包括第三通断阀和第四通断阀，所述第三通断阀设于所述气体比例混合器与所述第一入口端之间，所述第四通断阀与所述第一出口端相连。优选地，所述紫外光灯管的两侧还连接有镇流器。优选地，位于所述气相色谱仪与所述生物气源之间还设有第五通断阀。优选地，所述液氧罐与所述第一控制阀的第一进气口之间还设有泄压阀。根据本专利技术第二方面的一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的方法，包括如下步骤：S10：对未处理的生物质气体进行检测分析其中氧气的浓度；S20：根据步骤S10中检测结果将氧气和未处理的生物质气体混合，使得氧气的体积浓度为1％～3％；S30：将混合后的气体进行氧化处理，使生物质气体中的硅氧烷在紫外线的照射和二氧化钛的催化作用下充分降解，将脱除硅氧烷的生物气体由排出。通过上述用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的方法可以通过采用紫外光催化氧化降解生物质气中的硅氧烷，对于浓度低于50mg/Nm3硅氧烷的去除率可达90％以上。附图说明图1为用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置的结构示意图；图2为图1中氧化反应器的结构示意图。图中:液氧罐1；排气口11；第一控制阀2；第一进气口21；第一出气口22；第二控制阀3；第二进气口31；第二出气口32；气体比例混合器4；进气端41；出气端42；氧化反应器5；反应腔51；第一入口端511；第一出口端512；第二入口端513；第二出口端514；第三通断阀51A；第四通断阀51B；紫外光灯管52；灯座521；镇流器522；二氧化钛薄片53；清洗装置6；碱性储液罐61；进液口611；出液口612；碱液泵62；泵入口621；泵出口622；第一通断阀63；第二通断阀64；第六通断阀65；气体流量控制系统7；气相色谱仪71；第五通断阀72；泄压阀8。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。根据本专利技术的一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，如图1、图2所示，包括：液氧罐1、第一控制阀2、第二控制阀3、气体比例混合器4和氧化反应器5。液氧罐1，其设有排气口11；液氧罐1的作用是为氧化反应器5中的氧化反应提供充足的氧气。优选地，所述液氧罐1与所述第一控制阀2的第一进气口21之间还设有泄压阀8，通过设置泄压阀8可以使氧气罐保持不变的安全稳定压力，一旦超压，泄压阀8能充分打开及时泄压。第一控制阀2，所述第一控制阀2包括第一进气口21和第一出气口22，所述第一进气口21与所述排气口11相连；也就是说，液氧罐1中的氧气由氧气罐流出并由第一进气口21进入第一控制阀2，而由第一出气口22流出，在此过程中第一控制阀2可以控制氧气由第一出气口22流出的流量大小。第二控制阀3，所述第二控制阀3包括第二进气口31和第二出气口32，所述第二进气口31与生物气体源相连；也就是说，生物气体源中的生物质气体由第二进气口31进入第二控制阀3，而由第二出气口32流出，在此过程中第二控制阀3可以控制生物质气体由第二出气口32流出的流量大小。气体比例混合器4，其包括进气端41和出气端42，所述进气端41与所述第一出气口22、第二出气口32相连；也就是说，液氧罐1中的氧气和生物质气体分别经由第一控制阀2的第一出气口22和第二控制阀3的第二出气口32汇聚于的进气端41，并由该进气端41进入气体比例混合器4中并进行混合形成混合气体，这可以为即将进入氧化反应器5中做准备。氧化反应器5，如图2所示，其内部设有反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，其特征在于，包括：液氧罐(1)，其设有排气口(11)；第一控制阀(2)，所述第一控制阀(2)包括第一进气口(21)和第一出气口(22)，所述第一进气口(21)与所述排气口(11)相连；第二控制阀(3)，所述第二控制阀(3)包括第二进气口(31)和第二出气口(32)，所述第二进气口(31)与生物气体源相连；气体比例混合器(4)，其包括进气端(41)和出气端(42)，所述进气端(41)与所述第一出气口(22)、第二出气口(32)相连；以及氧化反应器(5)，其内部设有反应腔(51)，且氧化反应器(5)上设有与所述反应腔(51)相连通的第一入口端(511)和第一出口端(512)，所述第一入口端(511)与所述气体比例混合器(4)相连，所述反应腔(51)内部设有紫外光灯管(52)和二氧化钛薄片(53)，以将生物气体在氧化反应器(5)内氧化反应并由第一出口端(512)排出。

【技术特征摘要】
1.一种用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，其特征在于，包括：液氧罐(1)，其设有排气口(11)；第一控制阀(2)，所述第一控制阀(2)包括第一进气口(21)和第一出气口(22)，所述第一进气口(21)与所述排气口(11)相连；第二控制阀(3)，所述第二控制阀(3)包括第二进气口(31)和第二出气口(32)，所述第二进气口(31)与生物气体源相连；气体比例混合器(4)，其包括进气端(41)和出气端(42)，所述进气端(41)与所述第一出气口(22)、第二出气口(32)相连；以及氧化反应器(5)，其内部设有反应腔(51)，且氧化反应器(5)上设有与所述反应腔(51)相连通的第一入口端(511)和第一出口端(512)，所述第一入口端(511)与所述气体比例混合器(4)相连，所述反应腔(51)内部设有紫外光灯管(52)和二氧化钛薄片(53)，以将生物气体在氧化反应器(5)内氧化反应并由第一出口端(512)排出。2.根据权利要求1所述的用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，其特征在于，还包括清洗装置(6)，其包括：碱性储液罐(61)，所述碱性储液罐(61)包括进液口(611)和出液口(612)，所述进液口(611)与所述氧化反应器(5)的第二出口端(514)相连；碱液泵(62)，所述碱液泵(62)包括泵入口(621)和泵出口(622)，所述泵入口(621)与所述出液口(612)相连，所述泵出口(622)与所述氧化反应器(5)的第二入口端(513)相连；以及第一通断阀(63)和第二通断阀(64)，所述第一通断阀(63)设于所述进液口(611)与所述第二出口端(514)之间，所述第二通断阀(64)设于所述泵出口(622)与所述第二入口端(513)之间。3.根据权利要求1所述的用于去除生物气体中低浓度硅氧烷的装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张启蒙，李树白，刘媛，周敏茹，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32