Biogaz Separacja

Ideę separacji biogazu można rozumieć na dwa różne sposoby. Po procesie jego powstawania, biogaz musi zostać oddzielony od materii organicznej, która go wytwarza. Następnie, niepotrzebne — a nawet toksyczne — związki zawarte w biogazie muszą zostać odseparowane od metanu (CH4), aby zmaksymalizować bezpieczeństwo i efektywność biogazu jako źródła energii. W miarę jak biogaz staje się coraz popularniejszym zasobem dla tych, którzy chcą unikać dalszych wydatków na paliwa kopalne, perspektywa uzyskania jak największej jego czystości ewoluuje z wysoce pożądanego celu w absolutną konieczność.

Pochodzenie biogazu

Cykl życia nie pozostawia żadnej żywej materii nietkniętej. Nasiona kiełkują, rodzą się, rosną do dojrzałości, niszczeją, umierają i rozkładają się. Chociaż rozkład może wydawać się końcem, w rzeczywistości rozpoczyna coś nowego. W obecności tlenu, materiały organiczne rozkładają się, uwalniając pewne gazy. Jednak gdy tlen zostanie usunięty z tego łańcucha zdarzeń, zmienia się skład gazów — metan jest produktem końcowym, który jest bardzo wartościowym źródłem energii. Ten wieloetapowy proces rozpadu nazywany jest fermentacją beztlenową. Naturalne zjawisko, które zachodzi od wieków, jest teraz powielane przez ludzką technologię. Rozkładająca się tkanka, która aktywuje aktywność trawienną, może być niemal każdą substancją biodegradowalną, choć niektóre są lepszymi producentami CH4 niż inne. Skorupki jaj, fusy z kawy, skórki arbuzów, martwe króliki, połączone łodygi kukurydzy, zgniłe jabłka, odchody gęsi, opadłe liście i obornik koński — i wiele innych przykładów — zaliczają się do strawnej materii organicznej. Ostatecznie, biogaz, czyli mieszanina metanu, dwutlenku węgla, pary wodnej i kilku innych gazów śladowych, jest uwalniany ze złożyska substratu.

Zbiór biogazu

Chociaż fermentatory są budowane w różnych skalach i do różnych celów, każdy działa w oparciu o wiedzę, że biogaz uniesie się na szczyt zbiornika fermentacyjnego, podczas gdy płynny i stały substrat — wkrótce stający się pofermentem — zajmuje niższe regiony ze względu na większą gęstość. Gaz jest więc swobodnie odprowadzany z komponentu fermentacyjnego systemu poprzez rurociąg gazowy, który prowadzi do dalszej obróbki. Pozostały poferment może składać się z materii stałej, cieczy lub kombinacji obu. Poferment może mieć szereg użytecznych zastosowań, z których najważniejszym jest korzystny nawóz dla upraw rolnych. Inne zastosowania pofermentu obejmują ściółkę dla zwierząt oraz materiał bazowy do bioplastików i innych produktów wytwarzanych.

Separacja związków biogazu

Jeśli biogaz ma być wykorzystywany w sposób, który nie zagraża ani zdrowiu publicznemu, ani zbiornikom, które go przechowują i transportują, wówczas niektóre związki należy wyeliminować z jego składu. Związki siarki, siloksany, para wodna i dwutlenek węgla (CO2) mogą stanowić problem podczas transportu, przechowywania i spalania metanu zawartego w biogazie. Niektóre, takie jak siarkowodór, mogą wywoływać poważne problemy oddechowe — a nawet śmierć — u ludzi narażonych na jego działanie. Siloksany mogą zakłócać działanie silników spalinowych, podczas gdy CO2 hamuje efektywne przechowywanie i transport biogazu. Przepuszczanie strumienia gazu przez roztwory ciekłe, których zawartość pochodząca z amoniaku pochłania szkodliwe cząsteczki gazu, to tylko jeden z skutecznych separatorów biogazu. Inną metodą usuwania jest chłodzenie i sprężanie biogazu w taki sposób, aby skroplić i uwolnić zanieczyszczające związki z CH4. Membrany z różnych materiałów pozwalają mniejszym cząsteczkom zanieczyszczających gazów przejść, jednocześnie zatrzymując większe cząsteczki CH4. Wreszcie, poddane obróbce ciała stałe, takie jak węgiel aktywny, mogą przyciągać cząsteczki zanieczyszczeń do swoich powierzchni, poprawiając tym samym jakość biogazu.