Industry related topics
Biogaz może powstawać naturalnie lub z pomocą ludzkiej pomysłowości. Zasadniczo, ilekroć materia organiczna jest pozbawiona tlenu, bakterie działają na nią, rozkładając jej skład. Na końcu tego łańcucha reakcji uwalniane są metan (CH₄), CO₂ i kilka innych związków gazowych. Tworzą one to, co nazywamy biogazem. Gazem operacyjnym do celów energetycznych jest metan. Kiedy inne gazy są obecne w nieproporcjonalnych ilościach, hamują one optymalne działanie CH₄. Niektóre z nich stanowią nawet poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego. Proces pozyskiwania metanu z materii organicznej – np. obornika, martwego listowia, skoszonej trawy, padłych zwierząt, resztek jedzenia, osadów i ścieków – nazywany jest fermentacją beztlenową. Prawidłowo zaprojektowana komora fermentacyjna może manipulować warunkami w taki sposób, aby produkcja biogazu została przyspieszona, a biogaz wykorzystany do praktycznych celów.
Jak wspomniano, biogaz składa się głównie z metanu i dwutlenku węgla. Dodatkowo zawiera parę wodną, azot, tlen, amoniak i siarkowodór. Te wtórne pierwiastki i związki zazwyczaj stanowią nie więcej niż 10 procent zawartości biogazu. Niemniej jednak nie muszą być wysoko skoncentrowane, aby powodować problemy lub szkody. Wiele z nich zmniejsza wartość opałową biogazu, podczas gdy tlen może powodować eksplozje. Siarkowodór (H₂S) jest zarówno toksyczny dla zdrowia ludzkiego, jak i destrukcyjny dla rurociągów oraz zbiorników magazynowych. Dlatego oczyszczanie biogazu jest konieczne, zanim ta energia zostanie dostarczona do odbiorców.
Oczyszczanie biogazu może przybierać kilka form. CO₂ i H₂S są bardziej rozpuszczalne w wodzie niż CH₄. Przed kontaktem biogaz jest sprężany pod ciśnieniem. Metan, a przynajmniej jego lwia część, unosi się na szczyt roztworu, gdzie jest następnie zbierany (płukanie wodne). Niepożądane gazy są adsorbowane przez zbiornik pod wysokim ciśnzeniem w adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA) – ta technologia oczyszczania biogazu zbiera CH₄ na górze, po czym ciśnienie jest obniżane, uwalniając CO₂, N₂ i O₂ – pomyśl o lepie na muchy, który przykleja się i odkleja na żądanie. Rozpuszczalniki aminowe przepuszczają biogaz przez kolumnę zawierającą aminy, tj. pochodne amoniaku, które jako rozpuszczalniki wychwytują CO₂ i absorbują je. Po oddzieleniu oczyszczonego CH₄, rozpuszczalniki nasycone CO₂ są przepłukiwane parą w wysokiej temperaturze, aby mogły być ponownie użyte. Permeacja membranowa wykorzystuje niską przepuszczalność metanu: w określonych warunkach ciśnienia mniej pożądane gazy przechodzą, podczas gdy metan jest zatrzymywany i zbierany na końcu cylindrycznej kolumny.
Zakłady gazownicze i organy regulacyjne mają różne specyfikacje dotyczące czystości biogazu, który dopuszczają do swoich rurociągów. W odpowiedzi na te rozbieżności, American Biogas Council (ABC) publikuje wytyczne w celu ujednolicenia standardów. Na przykład, wartość opałowa biogazu przesyłanego rurociągami powinna mieścić się w przedziale od 960 do 1100 BTU na stopę sześcienną. Zawartość CO₂ nigdy nie powinna przekraczać dwóch procent molowych; tlenu, 0,4 procent molowego; siloksanów, jednej części na milion; a siarkowodoru, nie więcej niż 0,25 grama na 100 stóp sześciennych. ABC wydaje również wytyczne dla biogazu w pojazdach. Dopóki pomiary jakości nie zostaną ustandaryzowane, operatorzy systemów oczyszczania biogazu powinni być świadomi kryteriów ustalonych przez nabywcę.
Talk to a specialist
Pytania dotyczące oczyszczania biogazu dla Twojej instalacji?
