Biogaz a biometan to niezwykle ważne zagadnienie. Dalsze wykorzystanie potencjału biogazu i jego uszlachetniania do biometanu (bio-CH4) jest z pewnością nieodzownym elementem w dążeniu do neutralnej klimatycznie Europy. Ostatnimi czasy wzrasta zainteresowanie ciekłym metanem otrzymywanym z biogazu (bioLNG), który stanowi doskonałe ekologicznie rozwiązanie dla transportu. Przed skropleniem, metan z biogazu musi zostać odseparowany i oczyszczony.
Biogaz oczyszcza się w biogazowniach do standardów narzucanych przez producentów układów kogeneracyjnych. Takich wyposażonych w silniki tłokowe, w których jest on spalany. Biogaz składa się głównie z metanu (50-70%), ditlenku węgla (30-50%) oraz śladowych ilości siarkowodoru, azotu, wodoru, wody oraz siloksanów.
Oto mapa biogazowni rolniczych w Polsce!
Doprowadzenie biogazu do parametrów gazu ziemnego polega przede wszystkim na usunięciu z niego ditlenku węgla oraz pozostałych śladowych zanieczyszczeń. Obecnie stosowane technologie oczyszczania biogazu to m.in.:
- absorpcja chemiczna,
- adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA),
- absorpcja w wodzie (tzw. mycie wodne),
- separacja membranowa
- oraz frakcjonowanie kriogeniczne.
W metodzie PSA, mieszanina gazowa doprowadzona do instalacji musi być wstępnie osuszona i sprężona do ciśnienia około 4-10 barów. Taki gaz trafia do kolumny wypełnionej stałym adsorbentem, na powierzchni którego ulega fizycznej adsorpcji. Adsorbent to materiał, najczęściej w postaci granulek lub walców – dla zwiększenia powierzchni.
Biogaz a biometan
W uproszczeniu można powiedzieć, że mieszanina gazowa jest rozdzielana w kolumnie. Gdyż jedne gazy „łapią” się łatwiej na złożu adsorbentu od innych. Po fazie adsorpcji gaz ulega rozprężeniu i wskutek zmniejszonego ciśnienia, gaz wcześniej „złapany” na adsorbencie zostaje uwolniony. Aby oczyścić złoże przed kolejną fazą adsorpcji, jest ono dodatkowo przedmuchiwane częścią gazu, który opuszczał kolumnę (tzw. faza płukania, kolumna 1, rys.1.). Aby układ działał w sposób ciągły, konieczne jest zastosowanie sekcji kilku kolumn. W ten sposób jednocześnie prowadzona jest adsorpcja składnika i regeneracja kolumn. Przykład rozdziału w układzie dwukolumnowym głównych składników biogazu – ditlenek węgla/metan (CO2/CH4), przedstawiono na rys.1.
Usunięcie wody w gazie kierowanym na kolumny PSA jest kluczowe, gdyż woda jest dobrze adsorbowana i ogranicza powierzchnię adsorpcji dla pozostałych cząsteczek. Kluczowe jest także usunięcie związków siarki przed modułem adsorpcji. W celu optymalizacji technologii PSA najważniejszymi czynnikami są dobór odpowiedniego materiału adsorpcyjnego oraz parametry procesowe, przede wszystkim ciśnienie panujące w kolumnach w poszczególnych fazach cyklu oraz ilość cykli i czas ich trwania.
To tylko fragment artykułu. Całym przeczytasz w Magazynie Biomasa. W internecie za darmo:
Inne wydania Magazynu Biomasa znajdziesz tutaj. Dlatego kliknij i czytaj!Tekst: mgr inż. Tomasz Spietz, Specjalista inżynieryjno-techniczny
dr inż. Lucyna Więcław-Solny, Zastępca kierownika Zakładu Transformacji Energetycznej Instytutu Technologii Paliw i Energii, Państwowy Instytut Badawczy.
Zdjęcie: ITPiE,PIB
Newsletter
Bądź na bieżąco z branżą OZE
