Sectorgerelateerde onderwerpen
Methaan is een broeikasgas dat mede verantwoordelijk is voor luchtverontreiniging en complicaties door klimaatverandering. Tegelijkertijd is het een hernieuwbaar gas dat dient als een overvloedige alternatieve bron van energieopwekking en een ecologische manier om voertuigen aan te drijven. Het beste van alles is dat het overvloediger en directer toegankelijk is dan aardgas uit geologische afzettingen. Toch — net als aardgas, aardolie of steenkool — bevat biogas in zijn ruwste vorm chemische verbindingen die de economie, efficiëntie en, ja, veiligheid belemmeren. Een biogaswasser is een oplossing voor deze ongewenste stoffen.
De essentie van biogas is methaan, of CH₄, een kleurloos, geurloos broeikasgas. Wanneer CH₄ in overvloed in de atmosfeer aanwezig is, houdt het warmte vast, wat de opwarming van de aarde en klimaatverandering verergert. Hoewel minder overvloedig en langdurig dan koolstofdioxide (CO₂), is methaan niettemin een gevaarlijkere warmtevanger dan enig ander broeikasgas. Dat gezegd hebbende, levert CH₄ echter een aanzienlijke hoeveelheid energie. Gezuiverd biogas draagt nu bij aan regionale energienetwerken en openbaarvervoersystemen. Dit bewijst dat, wanneer opgevangen, biogas methaan een milieuwinst is in plaats van een last.
Hoe gebeurt dit? Denk eens aan dit feit: sommige schattingen stellen dat 15 procent van de door de mens veroorzaakte broeikasgasemissies afkomstig is van veeflatulentie. Wat is dat anders dan het product van vertering, d.w.z. het afbreken van stoffen om verschillende chemische verbindingen te vormen. Dit is het geval bij anaerobe vergisting. Dit proces maakt methaan uit allerlei afvalstoffen: compost, rioolwater, mest, stortplaatsen, dode boomtakken, dierlijke kadavers, enz. In een tijd waarin afvalbeheer een groeiende milieubelasting is, pakt anaerobe vergisting — die van nature of door menselijke intentie plaatsvindt — de ecologie van zowel land als atmosfeer aan.
Zoals door mensen ontworpen, neemt een anaerobe vergister een van de hierboven genoemde grondstoffen — ook wel substraat genoemd — en sluit deze op in een tank zonder zuurstof. Eenmaal zo geïsoleerd en verwarmd op verschillende temperaturen, ondergaat het organische materiaal verschillende fasen van ontbinding door middel van bacteriën. Aan het einde van dit proces levert het substraat CH₄, CO₂ en een aantal andere verbindingen in sporenhoeveelheden op. Dit is biogas, dat wordt omgeleid naar een ander vat voor opvang en opslag. De rest van de grondstof is het digestaat, dat bijvoorbeeld wordt gereserveerd voor later gebruik als meststof of strooisel voor vee. Ondertussen hangt de toekomst van het opgevangen biogas af van de verwerking ervan. Zoals het er na de vergisting voor staat, is het biogas nog niet klaar voor gebruik.
Rauw biogas is methaan plus — plus CO₂, waterstofsulfide (H₂S), siloxanen, mercaptanen en zwaveldioxide, naast andere stoffen. In variërende mate maken deze chemicaliën het biogas minder effectief als energiebron en kunnen ze transport- en opslagcapaciteit beschadigen. Sommige zijn giftig voor de menselijke gezondheid. Onnodig te zeggen dat biogasproducenten deze moeten verwijderen om hun gas veilig en efficiënt te maken voor consumenten. De reinigingsprocedures zijn grotendeels afhankelijk van het uiteindelijke gebruik van het biogas. Voor de eenvoud beschouwen we de meest uitgebreide, de volledige behandeling.
Een aantal verschillende mechanismen dient om destructieve verbindingen uit ruw biogas te verwijderen. Van de meest effectieve kan een oplossing van calciumhydroxide, of gebluste kalk, zowel CO₂ als H₂S verwijderen onder omstandigheden van hoge druk, lage temperatuur en hoge pH-waarden. Met behulp van adsorptie is actieve kool een sterke CO₂-verwijderaar en zet het H₂S om in pure zwavel. IJzersulfide haalt ook H₂S uit het mengsel.
Waterdamp is een andere schadelijke aanwezigheid in ruw biogas. Door de calorische waarde van het biogas te verminderen, verlaagt H₂O dus de energieopbrengst van motoren die door biogas worden aangedreven. Dus, hoewel niet giftig zoals H₂S, is de waterdamp niettemin een belemmering voor efficiënte prestaties. Een solide biogaswassysteem comprimeert gewoonlijk de damp, koelt deze af en laat deze uit het biogas precipiteren. Andere manieren om de H₂O-damp uit de stroom te verwijderen zijn adsorptie met silicagel; glycol en hygroscopische zouten bij hoge temperaturen; en zeven die de watermoleculen kunnen opvangen. Ze blijken allemaal effectieve elementen van scrubbing te zijn.
Of één of elke methode van scrubbing nodig is, hangt af van de initiële grondstof; het anaerobe vergistingsproces; en het doel van het biogas. Het type anaerobe vergisting verwijst in deze context naar het niveau van warmte dat in de vergistingstank wordt toegepast.
ongeveer 20 graden Celsius
tussen 35 en 40 graden Celsius
tussen 52 en 60 graden Celsius
Natuurlijk zullen de verschillen in warmte eveneens afhangen van het substraat en het doel. Dus, elk van de elementen van een biogaswassysteem is, in zekere zin, op elkaar afgestemd.
Het gemak waarmee biogas wordt verkregen in vergelijking met geologisch aardgas, vult de algemene milieuvoordelen van dit hernieuwbare aardgas aan. Toch is biogas methaan een oogst die veel metaforisch onkruid oplevert. Dit zijn chemische verbindingen die de uiteindelijke prestaties van het gas belemmeren, tenzij ze worden verwijderd. Gelukkig zijn er meerdere manieren om deze beperkende stoffen uit het bruikbare methaan te halen. Sommige omvatten een vloeibare toepassing; andere gebruiken adsorptie aan vaste stoffen. Zodra deze verwerking is voltooid, wordt biogas een zeer praktische en milieuvriendelijke bron van overvloedige energie.
Spreek een specialist
Vragen over biogaswassersystemen voor uw installatie?
