Sirovi bioplin iz anaerobnog digestora energetski je vrijedan, ali nije kemijski jednostavan plin. Uz metan i ugljikov dioksid nosi vodenu paru, sumporovodik i – ovisno o sirovini – čestice, amonijak, siloksane, terpene i druge hlapive organske spojeve. Zato se projekt pročišćavanja ne počinje izborom jednog filtra, nego definiranjem sastava sirovog plina i zahtjeva krajnjeg potrošača.
Čišćenje nije isto što i upgrading
U praksi je korisno razlikovati čišćenje od upgradinga. Čišćenje uklanja nečistoće koje uzrokuju koroziju, taloge, kondenzat ili trovanje katalizatora. Upgrading dodatno odvaja CO₂ i podiže udio metana tako da plin postane biometan. EPA u svojem vodiču navodi hlađenje ili adsorpcijsko sušenje za vlagu, adsorpciju te biološko ili kemijsko pranje za H₂S, adsorpciju za siloksane te PSA, membrane i kemijsko pranje među postupcima uklanjanja CO₂.
Prvi problem je voda
Plin koji izlazi iz digestora gotovo je zasićen vodenom parom. Kako se cjevovod hladi, voda kondenzira. Kondenzat može stvarati hidrauličke čepove, ubrzati koroziju i smanjiti učinkovitost aktivnog ugljena. Zato su pravilno izvedene padne trase, odvodi kondenzata, hladnjak plina i separator vode često prvi koraci ozbiljnog plinskog voda.
H₂S treba rješavati što ranije
Sumporovodik je korozivan, otrovan i problematičan za gotovo svu downstream opremu. Njegova se koncentracija može smanjivati već u procesu digestije mikroaeracijom ili doziranjem željeznih soli, zatim vanjskim biološkim ili kemijskim scrubberom, te konačno adsorpcijom na aktivnom ugljenu ili drugom mediju. Najbolja kombinacija ovisi o opterećenju sumporom i željenoj izlaznoj koncentraciji.
Tragovi koji postaju važni kod osjetljivih potrošača
Siloksani su posebno poznati kod bioplina iz mulja i komunalnih tokova; pri izgaranju mogu stvarati tvrde mineralne naslage. VOC-i, terpeni i drugi tragovi mogu opteretiti motore, membrane, katalizatore ili adsorbense. Kod gorivih ćelija i katalitičkih procesa tolerancija na sumporne spojeve može biti izrazito mala, pa se uvodi dodatni polishing.
Koliko čist plin treba biti?
- CHP ili kotao: najčešće zahtijevaju pouzdano uklanjanje kondenzata i H₂S te, gdje je relevantno, siloksana i drugih tragova.
- Biometan za mrežu ili CNG: uz predobradu treba ukloniti najveći dio CO₂ i zadovoljiti lokalnu specifikaciju plina.
- Gorive ćelije: mogu tražiti vrlo duboko uklanjanje sumpornih spojeva i siloksana, ovisno o tehnologiji ćelije.
- Bio-LNG: nakon upgradinga slijedi dodatno polishing čišćenje i vrlo duboko uklanjanje CO₂ i vode prije ukapljivanja.
Proizvođači i rješenja
Bright Renewables kombinira uklanjanje vlage, aktivni ugljen i membranski upgrading. Greenlane Renewables nudi water-wash, PSA i membrane uz desulfurizaciju. Air Liquide koristi membranske sustave i predobradu za sirovi bioplin. Za pojedine stupnjeve čišćenja relevantni su i proizvođači poput Paques, Biogasclean, CarboTech, Jacobi i DESOTEC.
Izvori i dodatno čitanje
- U.S. EPA – AgSTAR Operator Guidebook
- Bright Renewables – Biogas upgrading: gas treatment
- Greenlane Renewables – Biogas upgrading technologies
- Air Liquide – Biogas purification technologies
Sadržaj je informativan. Konačna specifikacija pročišćavanja mora se temeljiti na analizi stvarnog sastava plina, zahtjevima krajnjeg potrošača, sigurnosnim pravilima i potvrdi proizvođača opreme. Ilustracija prikazuje funkcionalni princip, a ne izvedbeni projekt.