如何使用活性炭净化沼气

如何使用活性炭净化沼气
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您使用 沼气活性炭 在沼气进入您的机器之前捕捉沼气中的有害物质。这一步骤称为沼气净化。它可以保证发动机的安全,并使燃料变得更好。原沼气中含有以下物质 硫化氢、氨、硅氧烷和挥发性有机化合物.这些东西会使设备生锈或受损。

条形图显示原料沼气中常见污染物的典型浓度

清除这些坏东西能让你的系统更安全,帮助它更好地工作。

主要收获

  • 清洁沼气对去除硫化氢和氨等有害物质非常重要。这不仅能保证机器安全,还能帮助它们更好地利用能源。

  • 挑选合适的活性炭 是非常重要的。有些类型对某些有害物质更有效,因此要选择适合您的沼气的碳。

  • 检查和更换活性炭过滤器 经常更换。如果您闻到异味或感觉过滤器很重,说明您需要更换过滤器。这将使您的系统保持良好的工作状态。

  • 使用两个过滤器可以让系统继续运行。在更换另一个过滤器时,一个过滤器可以工作。这意味着您的系统不必停止运行。

  • 做好维护工作,如查找泄漏点和检查气体流量,可确保沼气系统安全运行。

沼气净化基础知识

为什么要净化沼气

您必须 清洁沼气 在发动机或锅炉中使用之前。净化沼气可帮助您从中获得更多能量。它还能使您的机器免受伤害。去除有害物质可使沼气适用于不同的机器。如果不对沼气进行净化,设备可能会损坏。硫化氢会使金属部件生锈。不洁净的气体会使发动机工作不正常。您的机器在运行时也会出现问题。

提示:清洁沼气有助于您遵守安全法规。许多地方都有 甲烷、杂质和水的规则 在沼气中。要遵守这些规则,就必须去除水分以及硫化氢和挥发性有机化合物等有害物质。

以下是清洁沼气的主要原因:

如果您不清洗沼气,您可能会得到:

常见污染物

沼气主要是甲烷和二氧化碳.它还含有少量硫化氢、氨、硅氧烷和挥发性有机化合物。硫化氢非常危险。它有毒,会伤害机器。硫化氢 加州空气资源委员会说了这些坏话 燃烧沼气时会产生有毒物质。这会损害您的机器并污染空气。

污染物

设备风险

为什么要删除?

硫化氢

腐蚀、毒性

保护发动机和安全

氨气

污垢、异味

改善空气质量

硅氧烷

硬矿床

防止发动机损坏

挥发性有机化合物

污染、气味

符合排放标准

水/湿度

生锈、燃烧不良

确保效率

您需要清洁沼气以去除这些有害物质。安全组织会检查您是否遵守安全使用规则。为了符合生物甲烷的规定,对沼气进行升级现在很常见。

沼气活性炭类型

沼气活性炭类型
图片来源 pexels

遴选标准

在挑选沼气活性炭时,您必须考虑一些问题。您选择的活性炭种类会改变其净化沼气的效果。每种类型都有自己的吸附能力、表面积和密度。您需要根据沼气中的有害物质选择合适的活性炭。

下面的表格显示了一些常见的沼气活性炭类型 以及它们是什么样的:

活性炭类型

碘值(毫克/克)

表面积(平方米/克)

表观密度(千克/立方米)

果壳活性炭

700-1200

700-1200

320-550

煤基活性炭

700-1200

700-1200

300-650

木质活性炭

700-1200

700-1200

320-550

颗粒活性炭 (GAC)

600-1200

不适用

400-700

粒状活性炭

500-1300

不适用

450-600

粉末活性炭

500-1300

不适用

450-550

蜂窝活性炭

400-800

不适用

350-450

椰壳活性炭

700-1200

700-1200

320-550

您还应该看看这些东西:

沼气活性炭的孔径非常重要。 孔隙有助于通过吸附作用捕捉有害物质。较大的表面积和合适的孔径有助于碳更好地发挥作用。例如,具有大量中孔和微孔的碳最能去除硫化氢。这种设置有助于捕捉更多的污染物,使过滤器的使用寿命更长。

小贴士:颗粒状活性炭很坚硬,可以一直很好地清洁沼气。粉末状活性炭效果快,但您可能需要经常更换。

在沼气系统中的应用

您可以使用不同形状的沼气活性炭来净化沼气。颗粒状活性炭常用于去除挥发性有机化合物。颗粒状活性炭的接触时间长,不会对气体造成太大影响。有些碳是用来捕捉硫化氢和氨的。

活性炭类型

应用说明

颗粒活性炭 (GAC)

能很好地去除挥发性有机化合物,一直用于清洁沼气。

挤压颗粒

为气体清洁提供良好的压力和接触时间。

浸渍等级

用于捕捉 H₂S 和 NH₃ 等物质。

在原沼气离开沼气池后,将沼气活性炭过滤器置于气体管路中。气体通过碳床。有害物质会吸附在碳上。与二氧化硅或沸石等其他物质相比,沼气活性炭能吸附更多污染物。您可以更好地去除硫化氢、二氧化碳和其他杂质。

沼气活性炭的成本并不高。 它能帮你省钱,尤其是当你的工厂所在的地方资金不足时。您可以使用其他廉价材料,但沼气活性炭是清洁能力、价格和灵活性的最佳组合。

注意:吸附效果取决于碳的种类、孔径大小以及使用方式。在挑选沼气活性炭之前,请务必检查您的系统需要什么。

沼气脱硫和污染物去除

去除硫化氢 (H2S)

必须去除沼气中的硫化氢。这是因为硫化氢非常有害。它会使金属部件生锈并损坏发动机。它还会导致安全问题。如果不去除硫化氢,燃烧气体会产生有毒烟雾。清除硫化氢可确保机器安全,并帮助您遵守空气规则。

活性炭用于去除 h2s.这既适用于大型沼气系统,也适用于小型沼气系统。当气体通过活性炭时,就会发生 H2S 分离。活性炭会抓住 H2S 并将其固定在表面。有些活性炭甚至可以将 H2S 转化为安全的硫。

以下是活性炭如何去除沼气中的 H2S:

机制类型

说明

物理吸附

碳以弱力将 H2S 吸附在其表面。

化学反应

碳通过氧化作用将 H2S 转化为硫。

您可以使用特殊的化学试剂使 h2s 吸附效果更好。 碘化钾有助于将 H2S 转化为固体硫。例如,浸渍 KI 的活性炭就是利用这种反应:
h2s + ½ o2 → s + h2o
这种反应有助于取得更好的效果。

通过正确的步骤,您可以获得较高的清除率。例如

  • 木屑生物炭可以消除 超过 98% 的 H2S。

  • 在 450°C 温度下制造并在 750°C 温度下活化的活性炭每克可容纳约 98 毫克 H2S。

如果能控制湿度和 pH 值,H2S 分离效果最佳。高湿度和接近 8 的 pH 值有助于分离过程。使用带有 金属氧化物,如钾或铁这样可以更好地吸附 h2s。

小贴士经常检查活性炭。当活性炭充满硫时,就需要更换或清洁。这样才能保持沼气脱硫的良好运行。

挥发性有机化合物、硅氧烷和其他杂质

您还需要去除沼气中的其他有害物质。这些有害物质包括挥发性有机化合物、硅氧烷、氨,有时还有二氧化碳。每种物质都会对您的机器或环境造成危害。

活性炭有助于去除 这些杂质。它的工作原理是在其表面捕获分子。对于硅氧烷,活性炭可以在它们进入发动机之前将其捕获。研究表明 商用活性炭可去除硅氧烷 像 D4 一样好用。您甚至可以将碳清洗干净后再次使用。使用高级氧化铁有助于回收碳。

在分离 h2s 的过程中,氨和挥发性有机化合物也会粘附在活性炭上。清除这些杂质可保持气体清洁,保护机器。如果您的沼气中有很多杂质,您可能需要特殊的活性炭或添加金属氧化物来帮助去除。

下面的表格显示了影响 H2S 和其他杂质吸附的因素:

主要调查结果

说明

金属氧化物的影响

钾、铁和铜等金属氧化物能更好地去除 H2S。

化学吸附与物理吸附

对于硫来说,化学吸附比物理吸附更有效。

表面积和孔隙体积

更多的表面积和更大的孔隙意味着更好的吸附性。

如果杂质较多,您的活性炭可能无法正常工作。大量的 H2S、VOC 和硅氧烷在一起意味着您应该更频繁地检查活性炭。您可能需要加快更换速度。

注:良好的沼气脱硫和除杂效果有助于降低排放、保护发动机并延长系统运行时间。

使用正确的步骤并保持过滤器清洁,就能确保沼气安全并随时可以使用。

沼气活性炭系统的安装和运行

沼气活性炭系统的安装和运行
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安装步骤

您必须按照简单的步骤安装沼气活性炭过滤器。良好的设置有助于净化系统的良好运行。以下是适用于大多数沼气项目的简单指南:

  1. 选择正确的活性炭
    沼气使用的四大类型:

    • 碘化钾浸渍活性炭

    • 碱性浸渍活性炭

    • 碱土碳酸盐浸渍碳

    • 催化活性炭
      每种类型对某些有害物质最有效。例如,碘化钾能帮助清除硫化氢。

  2. 正确确定过滤器的大小
    确保过滤器足够大。如果过滤器太小,会很快填满。过滤器应符合系统的需要。

  3. 设置过滤器布置
    在沼气系统中使用两个过滤器。一个过滤器工作,另一个等待。这样,您就可以在不停止系统的情况下切换过滤器。您的沼气将继续运行。

  4. 在气体管路中安装过滤器
    将活性炭过滤器放在消化器之后。将其放在气体进入发动机或其他设备之前。确保气体均匀地通过碳床。

  5. 检查泄漏并确保连接安全
    检查所有管道和接头。拧紧它们以防止泄漏。泄漏会使净化系统的工作效率降低。

小贴士始终遵守沼气安全规则。接触活性炭时要戴手套和口罩。保持该区域空气新鲜。

运行和监测

安装过滤器后,您必须运行并观察您的系统。良好的运行和检查有助于沼气系统发挥其最大功效。

主要运行参数

您需要控制一些事情来保证系统正常运行。下表列出了对沼气最重要的事项:

参数

对绩效的影响

流量

控制碳对污染物的吸附程度

温度

改变碳从气体中去除的能力

压力

帮助碳捕捉更多杂质

保持流速稳定。如果气体流动太快,碳就无法捕捉到所有有害物质。注意温度。高温会降低碳的工作效率。保持压力不变,以获得最佳效果。

监测技术

您需要知道活性炭何时充满。一种方法是测量碳床的电阻。该测试可显示吸附前沿的位置。当电阻发生变化时,说明活性炭已经满了。您可以猜测何时更换过滤器。

监测技术

说明

电阻测量

测量不同点的电阻 在碳床中跟踪饱和度

您还可以使用气体传感器检查过滤器后的硫化氢。如果看到更多的硫化氢,说明碳已经满了。

注意:始终记下更换过滤器和检查气体质量的时间。这有助于您计划和阻止沼气系统出现问题。

最佳性能和安全提示

  • 在活性炭装满之前更换活性炭。这样就能让系统保持良好的工作状态。

  • 使用两个过滤器,这样系统就能一直运行。

  • 保持区域清洁干燥,以防意外发生。

  • 向您的团队传授安全的处理方法和紧急情况下的应对措施。

如果您遵循这些步骤,您的沼气系统将安全、良好地运行。您可以保护您的机器,最大限度地利用沼气。

沼气应用中的维护

过滤器更换

你必须改变 活性炭过滤器 以保持沼气系统的良好运行。随着时间的推移,这些过滤器会被有害物质填满,无法正常工作。如果您等待的时间太长,您的系统可能会开始发臭,甚至损坏。

了解何时更换过滤器的一个好方法是观察硫化氢是否突破。这意味着过滤器无法再去除有害气体。一旦发现这种情况,就应立即更换过滤器。

条件

行动

检测到 H₂S 突破

更换或重新启用过滤器

还有其他迹象表明您需要更换过滤器:

  • 腥臭 您的沼气系统

  • 过滤器感觉较重,这说明它已经吸收了水和坏东西。

  • 以前消失的异味又开始出现。

  • 过滤器的使用时间已满。

标志

说明

异味再次出现

如果再次出现异味,说明过滤器已满。

体重增加

重度过滤器意味着它吸入了水和污染物。

到期时间

在供应商规定的时间后更换过滤器。

提示:始终遵循供应商提供的过滤器更换时间表。这有助于防患于未然。

当您扔掉旧过滤器时,请想想地球。如果把用过的活性炭扔进垃圾填埋场,会带来很多麻烦。它会使 甲烷和二氧化碳等温室气体.错误的丢弃方式也会污染空气和伤害人类,特别是在垃圾填埋规则不健全的地方。

  • 将用过的活性炭填埋会产生温室气体。

  • 糟糕的丢弃方式会污染空气,伤害人们。

  • 垃圾填埋规则薄弱的地方问题更大。

故障排除

有时,您的沼气净化系统工作不正常。如果闻到异味,请先检查过滤器。强烈的气味通常意味着过滤器已满。如果感觉过滤器很重或气体味道不好,请立即更换。

如果更换过滤器后仍有问题,请检查管道是否有泄漏或部件是否松动。确保气体在滤床中均匀流动。记下更换过滤器和检查系统的时间。这有助于您更快地发现问题并解决问题。

注意:定期检查可确保沼气系统的安全和良好运行。您可以保护您的机器,并从清洁过程中获得最佳效果。

使用活性炭可以使沼气更好。这有助于去除有害物质,保证机器安全。 下表显示了活性炭对系统的帮助:

益处

说明

延长设备寿命

防止因气体中的有害物质而生锈和损坏。

提高沼气质量

提供更多能量,更好地用于沼气升级工艺。

降低维护成本

清洁次数少,为您省钱。

定期检查和维护系统有助于其良好运行.为了达到最佳效果,请尝试以下提示:

  • 使用预过滤器在主过滤器之前收集污垢。

  • 控制气体移动的速度和接触碳的时间。

  • 经常检测气体,必要时更换过滤器。

更清洁的沼气有助于您安全地工作,并延长机器的工作时间。

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