Sectorgerelateerde onderwerpen
Biogas kan van nature ontstaan of door menselijk vernuft worden gestimuleerd. Kortom, wanneer organisch materiaal verstoken is van zuurstof, breken bacteriën het af. Aan het einde van deze reeks reacties komen methaan (CH₄), CO₂ en enkele andere gasvormige verbindingen vrij. Deze vormen samen wat wij biogas noemen. Het voor energiedoeleinden bruikbare gas is methaan. Wanneer de andere gassen onevenredig aanwezig zijn, belemmeren ze de optimale prestatie van het CH₄. Sommige vormen zelfs een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid. Het proces van het verkrijgen van methaan uit organisch materiaal – zoals mest, dood gebladerte, gemaaid gras, dierlijke kadavers, etensresten, slib en afvalwater – wordt anaërobe vergisting genoemd. Een goed ontworpen anaërobe vergister kan de omstandigheden zodanig manipuleren dat de biogasproductie wordt versneld en het biogas wordt opgevangen voor praktisch gebruik.
Zoals gezegd bestaat biogas voornamelijk uit methaan en kooldioxide. Daarnaast bevat het waterdamp, stikstof, zuurstof, ammoniak en waterstofsulfide. Deze secundaire elementen en verbindingen vormen normaal gesproken niet meer dan 10 procent van het biogasgehalte. Toch hoeven ze niet sterk geconcentreerd te zijn om problemen of schade te veroorzaken. Veel van deze gassen verminderen de warmtewaarde van het biogas, terwijl zuurstof explosies kan veroorzaken. Waterstofsulfide (H₂S) is zowel giftig voor de menselijke gezondheid als schadelijk voor pijpleidingen en opslagtanks. Daarom is biogasbehandeling essentieel voordat deze energie aan het publiek wordt geleverd.
Biogaszuivering kan verschillende vormen aannemen. CO₂ en H₂S zijn beter oplosbaar in water dan CH₄. Voorafgaand aan het contact wordt het biogas onder druk gecomprimeerd. Methaan, of althans het grootste deel ervan, stijgt naar de bovenkant van de oplossing waar het vervolgens wordt opgevangen (waterscrubbing). De ongewenste gassen worden onder hoge druk geadsorbeerd in een drukvat bij pressure swing adsorption – deze biogaszuiveringstechnologie verzamelt CH₄ bovenaan waarna de druk wordt verlaagd, waardoor de CO₂, N₂ en O₂ vrijkomen – denk aan vliegenpapier dat op commando kleeft en loslaat. Amine oplosmiddelen leiden biogas door een kolom met amines, d.w.z. ammoniakderivaten die als oplosmiddelen de CO₂ vastleggen en absorberen. Nadat het gezuiverde CH₄ is gescheiden, worden de met CO₂ verzadigde oplosmiddelen met stoom op hoge temperatuur gespoeld om opnieuw te worden gebruikt. Membraanpermeatie maakt gebruik van de lage doorlaatbaarheid van methaan: onder specifieke drukomstandigheden passeren de minder gewenste gassen, terwijl het methaan wordt tegengehouden en aan het einde van een cilindrische kolom wordt opgevangen.
Gasbedrijven en overheidsinstanties hanteren verschillende specificaties met betrekking tot de zuiverheid van het biogas dat zij in hun pijpleidingen toelaten. Als reactie op de verschillen publiceert de American Biogas Council (ABC) richtlijnen met het doel van uniformere normen. Zo moet de warmtewaarde van het pijpleidingbiogas binnen een bereik vallen tussen 960 en 1.100 BTU per kubieke voet. Het CO₂-gehalte mag nooit boven de twee molprocent uitkomen; zuurstof, 0,4 molprocent; siloxanen, één deel per miljoen; en waterstofsulfide, niet meer dan 0,25 gram per 100 kubieke voet. De ABC geeft ook richtlijnen voor biogas in voertuigen. Indien en totdat kwaliteitsmetingen zijn gestandaardiseerd, dienen exploitanten van biogasbehandelingssystemen op de hoogte te zijn van de criteria die door de afnemer zijn vastgesteld.
Spreek een specialist
Vragen over biogaszuivering voor uw installatie?
