موضوعات القطاع
يُفهم مفهوم فصل الغاز الحيوي بطريقتين مختلفتين. فبعد عملية إنتاجه، يجب فصل الغاز الحيوي عن المواد العضوية التي ينتج منها. ولاحقاً، يجب فصل المركبات غير الضرورية — وحتى السامة — في الغاز الحيوي عن الميثان (CH₄) لزيادة سلامة وكفاءة الغاز الحيوي كمصدر للطاقة. ومع تزايد شعبية الغاز الحيوي كبديل لأولئك الذين يسعون لتجنب المزيد من استهلاك الوقود الأحفوري، يتطور هدف جعله نقياً قدر الإمكان من هدف مرغوب للغاية إلى ضرورة مطلقة.
لا تترك دورة الحياة أي مادة حية دون مساس. فالبذور تنبت، تولد، تنمو لتنضج، تتدهور، تموت وتتحلل. وبينما قد يبدو التحلل نهاية المطاف، فإنه في الواقع يمثل بداية لشيء جديد. فبوجود الأكسجين، تتحلل المواد العضوية لتطلق غازات معينة. ولكن عندما يُزال الأكسجين من هذه السلسلة من الأحداث، يحدث اختلاف في الحصاد الغازي — فالميثان هو منتج نهائي ذو قيمة عالية كمصدر للطاقة. تُعرف عملية التفكك هذه متعددة الخطوات بالهضم اللاهوائي. والهضم اللاهوائي، وهو ظاهرة طبيعية تحدث منذ عصور، يُحاكى الآن بواسطة التكنولوجيا البشرية. ويمكن أن تكون الأنسجة المتحللة التي تنشط عملية الهضم أي مادة قابلة للتحلل الحيوي تقريباً، على الرغم من أن بعضها أفضل في إنتاج CH₄ من البعض الآخر. قشور البيض، بقايا القهوة، قشر البطيخ، الأرانب الميتة، سيقان الذرة المجتمعة، التفاح الفاسد، فضلات الأوز، الأوراق المتساقطة، روث الخيل — والعديد من الأمثلة الأخرى — تُعد مواد عضوية قابلة للهضم. أخيراً، ينطلق الغاز الحيوي، أي مزيج من الميثان وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وبعض الغازات الثانوية الأخرى، من كومة الركيزة.
على الرغم من أن أجهزة الهضم تُبنى بأحجام وأغراض مختلفة، إلا أن كل منها يعمل بناءً على المعرفة بأن الغاز الحيوي سيرتفع إلى أعلى خزان الهضم بينما تحتل الركيزة السائلة والصلبة — التي ستصبح قريباً المهضوم — المناطق السفلية نظراً لكثافتها العالية. وهكذا، يصبح الغاز حراً في الخروج من مكون جهاز الهضم عبر خط أنابيب غاز يؤدي إلى معالجة إضافية. أما المهضوم المتبقي فيمكن أن يتكون من مواد صلبة، أو سوائل، أو مزيج من الاثنين. ويمكن أن يصبح المهضوم مجموعة متنوعة من التطبيقات المفيدة، ليس أقلها كسماد مفيد للمحاصيل الزراعية. وتشمل الاستخدامات الأخرى للمهضوم فراش الحيوانات والمواد الأساسية للبلاستيك الحيوي وغيرها من السلع المصنعة.
إذا كان سيتم استغلال الغاز الحيوي بطريقة لا تهدد الصحة العامة ولا الأوعية التي تحتويه وتنقله، فمن الأفضل إزالة بعض المركبات من محتواه. فمركبات الكبريت، والسيليكوكسانات، وبخار الماء، وثاني أكسيد الكربون (CO₂) يمكن أن تكون مشكلة لكل من نقل وتخزين واحتراق الميثان في الغاز الحيوي. فبعضها، مثل كبريتيد الهيدروجين، يمكن أن يسبب مشاكل تنفسية خطيرة — وحتى الموت — عند تعرض البشر له. ويمكن للسيليكوكسانات أن تعرقل عمل محركات الاحتراق، بينما يمنع CO₂ التخزين والنقل الفعالين للغاز الحيوي. ويُعد دفع تيار من الغاز عبر محاليل سائلة، والمحتويات المشتقة من الأمونيا التي تمتص جزيئات الغاز الضارة، مجرد طريقة واحدة فعالة لفصل الغاز الحيوي. وتتضمن طريقة إزالة أخرى تبريد الغاز الحيوي وضغطه بطريقة تكثف وتطلق المركبات الملوثة من CH₄. وتسمح الأغشية المصنوعة من مواد متنوعة بمرور جزيئات الغاز الملوثة الأصغر حجماً بينما تحبس جزيئات CH₄ الأكبر حجماً. وأخيراً، يمكن للمواد الصلبة المعالجة مثل الكربون المنشط أن تجذب الجزيئات الملوثة إلى أسطحها، وبالتالي تحسن جودة الغاز الحيوي.
تحدث مع متخصص
هل لديك أسئلة حول فصل الغاز الحيوي لمنشأتك؟
