使用褐煤提升的活性炭从气体去除硅氧烷和为此使用的吸附介质制造技术

从气体物流中去除硅氧烷的方法包括使携带硅氧烷的气体物流流动通过吸附介质以从气体物流中去除至少部分硅氧烷，其中吸附介质包括基于褐煤的活性炭。提供用过的吸附介质，其包含基于褐煤的活性炭，通过所述基于褐煤的活性炭，包含硅氧烷的气体物流已被至少部分地纯化，且所述基于褐煤的活性炭可被再生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】使用褐煤提升的活性炭从气体去除硅氧烷和为此使用的吸 附介质 相关申请的交叉引用 本专利申请要求2013年3月14日提交美国专利申请No. 13/803, 084的权益，美国 专利申请No. 13/803, 084要求2012年12月18日提交的美国临时专利申请No. 61/738,743 的优先权，通过参考将它们的全部内容引入本文中。
本专利技术涉及在吸附介质中使用基于褐煤的活性炭从气体物流中去除硅氧烷。本发 明进一步涉及具有所述基于褐煤的活性炭的用过的吸附介质和由其形成的滤床。
技术介绍
随着能源多样化增强，替代性的能源来源例如来自填埋场（landfill)和消化池 (digester)的生物气（biogas)变得更有吸引力。填埋场气（LFG)和沼气（DG)两者都是优 异的甲烷来源。废弃物处理者和市政当局正越来越多地使用在污水处理厂和固体废弃物填 埋场产生的生物气作为生物燃料。生物气可用作使内燃机或涡轮（其为设备提供动力或产 生电力）运行的燃料。然而，这些生物气可被硅氧烷、还原硫化合物、和多种挥发性有机化 合物（VOC)污染。 硅氧烷用在个人卫生、卫生保健和工业产品的制造中。由于它们的广泛使用，在废 水中和在沉积于填埋场中的固体家用和工业废弃物中发现硅氧烷。在废水处理厂和填埋 场，低分子量硅氧烷可挥发成沼气和填埋气。尽管在这样的气体中存在的挥发的硅氧烷的 量可以很少，但硅氧烷是有问题的。硅氧烷是令人讨厌的污染物，其积聚在能量产生设备 上，导致增加的维护和运行成本。当使生物气燃烧以产生能量（例如在燃气涡轮、内燃机或 锅炉中）时，娃氧烷转化为二氧化硅（SiO2),其可在设备的燃烧和/或排气阶段沉积。二氧 化硅沉积物可引起发动机零件上的研磨磨损并导致发动机寿命降低。所述沉积物还可抑制 传导和润滑，且还可使管线错位和阻塞，或污染发动机油。因此，生物气中的硅氧烷可显著 地增加设备中的磨损和其它损坏。燃气涡轮和往复式发动机的制造商正越来越多地要求减 少硅氧烷在燃烧气体中的存在以保证它们的产品。在进行任何排放之前使用生物气作为燃 料的废弃物消化池或填埋场具有去除可沉积在燃烧器上的硅氧烷和其它材料的需要。使用 排放催化剂以及包含硅氧烷的生物气的燃烧的发电机也倾向于招致二氧化硅膜形成和随 之发生的催化活性的降低，且同样具有去除硅氧烷的需要。 将气体直接排到大气中的填埋场可具有超出硅氧烷去除的排放控制需要。将被排 到大气中的填埋气可能需要在释放之前被洗涤（scrub)以不仅去除硅氧烷，而且去除还原 硫化合物（例如，H2S)和V0C、以及可能携带在该气体中的其它污染物。 吸附介质例如硅胶、层状的床、或烟煤和椰子活性炭已被提出用于硅氧烷去除。 常规的用于生物气纯化的硅氧烷去除策略倾向于依赖包括如下的多级和/或多层次程 序：硫化氢（H2S)预处理，随后是用吸附介质进行处理以用于硅氧烷去除。在美国专利 No. 7, 264, 648中，由多个具有不同过滤介质的不同层形成的滤床在其中被描述对于硅氧烷 去除是有用的。例如，基于烟煤和基于椰子的活性炭被广泛地用在工业中用于去除许多类 型的污染物。硅胶表现得像分子筛一样，且可仅当在受控的条件下以单一污染物为目标时 才表现得良好。硅胶还可具有低的大孔隙率（macro-porosity)，这可限制扩散，且硅胶对于 污染物穿刺或组成变化可为脆弱的。ADCOA的"SuperSiloxaneAdsorbentSilicagel" 已被销售用于在硅氧烷去除中使用。 需要新的用于从气体物流中去除硅氧烷的策略，其可提供对于硅氧烷的高吸附容 量而不依赖于复杂和/或昂贵的设计。而且，对于从相同气体物流中单级或单层次去除硅 氧烷和不同的伴随污染物，需要新的策略。
技术实现思路
本专利技术的一个特征是在吸附介质中使用基于褐煤的活性炭从污染的气体物流去 除硅氧烷的方法。 本专利技术的进一步的特征是使用由单独的或者与一种或多种不同的吸附介质共混 的基于褐煤的活性炭构成的单一床层从污染的气体物流去除硅氧烷的方法。 本专利技术的另一特征是使用包括如下物质的吸附介质的方法：具有孔尺寸分布的基 于褐煤的活性炭，其可从污染的气体物流以高的吸附容量去除硅氧烷，对于所述方法，气体 流被引导通过所述介质或流动通过所述介质。 本专利技术的附加特征是使用包括如下物质的吸附介质的方法：基于褐煤的活性炭和 至少一种不同的吸附介质的共混物，其可从相同的气体物流以高的吸附容量去除硅氧烷， 并且去除至少一种其它的挥发的或含气体的（gas-borne)组分，对于所述方法，气体流被 引导通过所述介质。 本专利技术的进一步的特征是用过的吸附介质，其包括所述基于褐煤的活性炭，通过 所述基于褐煤的活性炭，包含硅氧烷的气体物流已被至少部分地纯化，其可为至少部分地 可再生的。 本专利技术附加的特征和优点将在随后的描述中部分地阐明，且部分地将从所述描述 中明晰，或者可通过本专利技术的实践获悉。本专利技术的目标和其它优点将通过在所述描述和所 附权利要求中具体指出的要素和组合实现和达成。 为了实现这些和其它优点和根据本专利技术的目的，如在本文中体现和广泛地描述 的，本专利技术部分地涉及从污染的气体物流去除硅氧烷的方法，其包括使包括硅氧烷的所述 气体物流流动通过吸附介质以从所述气体物流去除至少部分所述硅氧烷，其中所述吸附介 质包括基于褐煤的活性炭。 本专利技术还涉及用过的吸附介质，其包括基于褐煤的活性炭，通过所述基于褐煤的 活性炭，包含硅氧烷的气体物流已被至少部分地纯化。 本专利技术还涉及滤床，其包括所述用过的基于褐煤的活性炭。 本专利技术还涉及吸附介质，其包括基于褐煤的活性炭并且具有吸附或附着在其中的 硅氧烷。 将理解，前面的总的描述和下面的详细描述两者都仅是示例性的和说明性的且意 图提供对如所要求保护的本专利技术的进一步说明。 被引入且构成本申请的一部分的【附图说明】本专利技术的多种特征且与说明书一起用 于说明本专利技术的原理。在附图中描绘的特征不一定是按照比例绘制的。不同的附图中的相 似地编号的要素代表相似的组分（部件），除非另外说明。【附图说明】 图1显示根据本申请的实例的用于硅氧烷去除的方法的流程图。 图2显示根据本申请的实例的用于硅氧烷去除的方法的流程图。 图3显示条形图，其显示根据本申请的实例，对于如下物质所收集的数据（经平均 化）的硅氧烷水平（ppmv)和到达穿透的运行时间（小时）的平均值：单一（非共混）类型 的介质（ACl)的基于褐煤的活性炭，由基于褐煤的活性炭和不同碳介质的共混物构成的介 质（AC2)，和作为比较的标准（非褐煤）煤的活性炭（CSl)。 图4显示根据本申请的实例对于以下试验的条形图：基于一段时间（天数）的入 口和出口测量结果在单一（非共混）类型的介质（ACl)中的基于褐煤的活性炭对于硅氧烷 去除（％)的性能的消化池现场试验（fieldtest)，以及在试验期间硅氧烷浓度（ppbv)的 曲线。 图5显示根据本申请的实例，由基于褐煤的活性炭和不同碳介质的共混物构成的 介质（AC2)在两个不同的日期的去除性能的填埋场试验的气体分析的条形图，其中对于原 料气体、第一容器出口和第二容器出口示出了硅氧烷、硫、VOC和整体的污染物浓度（ppm)。 图6显示根据本申请的实例，相本文档来自技高网...

【技术保护点】
从污染的气体物流去除硅氧烷的方法，包括使包含硅氧烷的所述气体物流流动通过吸附介质以从所述气体物流去除至少部分所述硅氧烷，其中所述吸附介质包含基于褐煤的活性炭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D赫雷拉，PM亚当斯，
申请(专利权)人：卡博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US