Brancheemner
Som en lovende vedvarende energikilde lover biogas en fremtid uden brændstofmangel eller atmosfærisk forurening. Produktet af anaerobt nedbrudt organisk materiale er et CO₂-neutralt energimedie, der skåner miljøet for den skade, der forvoldes af forbrænding af fossile brændstoffer. Når de organiske stoffer – f.eks. gylle, døende løv, madrester og nedbrydende dyrekadavere – nedbrydes, producerer kemiske reaktioner metan og kuldioxid. Metan (CH₄) er den aktive forbindelse i biogas, selvom andre kemikalier er til stede og skal udvindes for at rense gassen til brug. Blandt disse uønskede komponenter er siloxaner.
Kemisk set er siloxaner kæder af ilt- og siliciumatomer. Efter ilt er silicium det mest almindelige grundstof i jordskorpen. Når disse kæder forlænges, danner de silikone eller silikonepolymerer. Disse findes almindeligvis i medicinsk plastudstyr, kosmetik, tætningsmidler og klæbemidler, men listen over anvendelser rækker langt ud over disse eksempler. Polymerdensiteter spænder fra gas til væske til geler, gummi, skum og akryl. Få mennesker kan sige, at de ikke har anvendt siloxanderivater i løbet af en dag. Trods deres alsidighed er siloxaner problematiske, når det kommer til biogas.
Køretøjer og industrimaskiner – dvs. forbrændingsmotorer, gasturbiner og kedler – lider under tilstedeværelsen af siloxan i biogas. Aflejringer af silica i forbindelsen klæber til blade, stempler og topstykker. Herved hæmmer de ydeevnen, nedbryder de komponenter og forurener den indre mekanik. Sådanne belastninger kan reducere motorens ydeevne med op til 20 procent. Mens biogas rummer et enormt potentiale som et alternativt middel til energiproduktion, kan fald i effektiviteten annullere dets løfte. Derfor er fjernelse af siloxaner absolut afgørende.
Der er en række måder, hvorpå siloxaner adskilles fra biogas. Fælles for dem alle er, at muligheden for skadelige silikataflejringer neutraliseres.
Nogle gange kaldet aktivt trækul, behandles aktivt kul på en sådan måde, at det efterlader porer med lav volumen, der giver mere overfladeareal på kullet til adsorption eller kemiske transaktioner. [BEMÆRK: Adsorption er, når gas- eller væskemolekyler klæber til overfladen af et fast stof; det skal ikke forveksles med absorption, hvor molekylerne trænger ind i overfladen af det absorberende materiale.] Dette gør det til et fremragende middel i et siloxanfjernelsessystem. Ren aktivt kul, viser studier, fungerer bedre end dem, der er infunderet med alkaliske stoffer.
Aktiveret aluminiumoxid er et absorptionsmedium. Ligesom aktivt kul er denne faste form for aluminiumoxid porøs. I modsætning til trækul modtager den dog siloxanmolekylerne gennem porerne og mættes indefra og ud. Biogassen passerer gennem et leje af aktiveret aluminiumoxid, hvor siloxanerne tilbageholdes, og hvorfra en renset gas kommer ud. Efterfølgende føring af regenerativ gas gennem lejet muliggør, at det aktiverede aluminiumoxid kan bruges til siloxanekstraktion igen.
Sænkning af temperaturen og trykket af biogassen får den til at kondensere til væske, hvilket medfører, at bestanddelende forbindelser sætter sig og adskilles. Når det er afgjort, opnås siloxanfjernelse fra biogas enkelt. Andre forurenende stoffer som svovlbrinte fjernes også ofte ved hjælp af den samme metode.
På samme måde som aktivt kul fungerer som et adsorptionsmiddel for siloxanmolekyler, kan syntetiske harpikser skabes til at gøre det samme. En harpiks er normalt et fast stof eller i det mindste meget tyktflydende, med en meget tyk og klæbende konsistens. Harpikser stammer ofte fra flora, men de produceres også syntetisk ved at tværbinde polymerkæder. Denne procedure er demonstreret at reducere kontaminerende forbindelser til niveauer ud over detektering.
Affaldsbehandlingschefer og -teknikere vender sig i stigende grad mod flydende absorbenter som koncentreret salpetersyre eller svovlsyre for at rense biogas til effektiv forbrænding. Ikke alene fjerner disse væsker siloxaner, men også kuldioxid, svovlbrinte, carbonylsulfid og methylmercaptan. I mange tilfælde kan flydende absorbenter bruges i kombination med aktivt kul-adsorption og kondensering. Gode resultater indikerer, at en synergi kan eksistere mellem en kombination af fjernelsesteknikker.
Membraner viser lovende resultater i rensning af biogas for urenheder, herunder siloxaner. I dette scenarie passerer gassen gennem successive filtre, der udskiller særlige uønskede gasformige forbindelser, mens den brandbare metan bevares. De porøse polymermembraner tillader forurenende stoffer at trænge igennem, samtidig med at de forhindrer metan i at gøre det samme. Slutningen af processen resulterer i næsten 100 procent metangas.
Tal med en specialist
Spørgsmål om siloxanfjernelse til dit biogasanlæg?
