正确的分子空气过滤解决方案对沼气生产行业的好处

沼气生产为何需要适当的过滤?

沼气生产是一个重要的全球性行业,也是全球增长第三快的可再生能量来源。有机废物用于替代能源生产中不可持续的化石燃料。可以使用正确和专用的分子过滤来净化沼气,减少发动机腐蚀和设备磨损,同时确保运行稳定、利润,以及遵守规章制度。

沼气生产过程至关重要,会释放出严重污染的气体,可能导致发动机腐蚀和设备磨损,导致不定期停机以进行维护和维修,从而导致产量和利润损失。幸运的是,通过使用不同类型深床过滤滤料,有多种方法可以解决沼气厂的分子过滤问题


沼气生产存在哪些风险?

含能沼气是生物废物的副产品。当有机废物在无空气(厌氧)的腐烂过程中消化时,产生的甲烷(作为能源生产的燃料)可能被酸性硫化氢(H2S)严重污染。H2S燃烧导致SO2排放,对环境造成有害影响。此外,如果高浓度的H2S气体进入燃烧甲烷的燃气发动机,由于酸性气体和高温的结合,发动机内部会出现腐蚀。如果出现发动机腐蚀,需要不定期停机进行维护和维修,同时还会导致设备寿命缩短数年,从而导致产量和利润损失。

沼气发动机的另一风险来自硅氧烷和其他挥发性有机化合物(VOC)。这些化合物广泛用于不可回收的消费品(即最终进入土地填埋处置场进行处置)。这些设施产生的沼气可能被硅氧烷污染,需要特殊的分子滤料进行适当的净化。硅氧烷燃烧时,会留下固体二氧化硅和硅酸盐的沉积物。这些物质会导致运动部件磨损,并使发动机部件失去平衡,所有这些因素均会导致效率下降和不定期停机。需要特殊的分子过滤,从硅氧烷中适当纯化沼气。

很多厌氧分解池(罐)和沼气发动机都位于有机废物料堆(农场或废物处理厂)附近。为优化能源生产的效率,在高压条件(通常高达0.5bar)下向发动机提供沼气。然后进入燃烧阶段,至此,来自气体的能量变得可用。

沼气或生物甲烷也可以转化为压缩沼气(CBG)或液体沼气(LBG),并用作车辆燃料。 

使用天然气作为车辆燃料可以减少二氧化碳的排放。

沼气驱动型车辆通常比汽油或柴油驱动型车辆更安静,产生的微粒、氮氧化物以及二氧化硫排放量也更少。

避免相关风险的理想过滤解决方案是什么?

分子过滤 是一种在燃烧前,去除沼气中硫化氢、硅氧烷和VOCs的公认方法。分子过滤将有助于解决沼气污染和应对设备挑战,并确保遵守该行业的严格规则和条例,毫无疑问,有关当局也非常关注空气质量和健康安全标准,而分子过滤方案有助于符合这些空气质量和健康安全标准。

分子过滤器利用一种称为吸附的技术。简言之,这意味着分子附着在具有极高表面积的材料上。分子过滤器可以使用活性炭或活性氧化铝作为活性成分,有时也会进行浸渍处理,以吸引目标分子。分子过滤器有时又称化学过滤器气相过滤器

沼气应用中有许多解决分子过滤的方法。活性炭或氧化铝介质作为过滤器深床≥100mm)部署在各种重型外壳的穿孔金属板之间,并根据浓度和流量要求,采用单级或多级部署方案。

介质的UL易燃性等级是一种重要因素,例如,普通的碳易燃,并且介质允许正确吸附目标气体。

设计和建造用于沼气应用的水平深床(HDB)过滤器时,应对系统压力加以考虑。沼气HDB过滤器必须由较重规格的材料制成,采用圆柱形外壳和碟形端。另外,还必须确保用于仪表的法兰入口和出口连接件及凸台符合公认标准,这点同样十分重要。

对于沼气生产厂,合适的分子过滤解决方案可以确保稳定运行、提高利润水平以及遵守规章制度。



来源:


欧洲沼气协会 
丹麦理工学院

合著者

Karl-Henrik Björkhem,康斐尔分子污染控制部门北欧业务发展经理。Karl-Henrik凭借在可再生能源和环境领域(专注于空气控制和过滤)中超过10年的经验,在腐蚀控制、室内空气质量、分子污染和气味控制等方面一直保持敏锐的洞察力,经常发表一些有价值的真知灼见。

创建日期 2020年4月30日