Od bioplina do biometana – membrane, PSA, water wash i aminsko pranje

Kada cilj više nije samo zaštititi CHP motor nego proizvesti biometan, pročišćavanje ulazi u drugi tehnološki razred. Nakon uklanjanja vlage, H₂S i problematičnih tragova treba odvojiti velik dio CO₂ i povećati udio CH₄ do specifikacije mreže, goriva ili daljnje obrade.

Membransko odvajanje

Polimerne membrane propuštaju CO₂ i određene druge plinove brže od metana. Kompresor stvara potrebnu razliku parcijalnih tlakova, a više membranskih stupnjeva povećava oporabu metana i čistoću proizvoda. Air Liquide i Bright Renewables danas nude komercijalne membranske sustave za bioplin. Prednost su modularnost i relativno jednostavan kontinuirani rad; ključni su dobra predobrada i trošak kompresije.

PSA – pressure swing adsorption

Kod PSA procesa plin pod povišenim tlakom prolazi kroz adsorpcijski medij koji preferira CO₂ i određene nečistoće. Kada se sloj zasiti, tlak se snizi i medij regenerira. Više posuda radi u ciklusima kako bi izlaz proizvoda bio kontinuiran. Greenlane nudi PSA uz water-wash i membrane, što dobro pokazuje da tehnologiju treba birati prema konkretnom projektu.

Water wash

CO₂ i H₂S topljiviji su u vodi od metana. Kod vodenog pranja plin se dovodi u kontakt s vodom pod tlakom, a apsorbirani plinovi zatim se oslobađaju u regeneraciji vode. Sustav može biti robustan za promjenjiv sirovi plin, ali zahtijeva pumpe, kolone i upravljanje vodom.

Aminsko pranje

Aminske otopine kemijski vežu CO₂. Zasićena otopina zatim se zagrijava u regeneratoru, gdje se CO₂ oslobađa i amin vraća u proces. Prednost može biti vrlo duboko uklanjanje CO₂ uz relativno nizak tlak plina, dok nedostatak predstavlja potreba za toplinom i složeniji kemijski sustav.

Nije dovoljno gledati samo čistoću metana

Za investitora su jednako važni: oporaba metana, methane slip, električna i toplinska potrošnja, kapacitet pri minimalnom i maksimalnom protoku, osjetljivost na H₂S i VOC, način puštanja u rad, servis i sastav CO₂-rich off-gasa. Kvaliteta sirovog bioplina može presuditi između dvije tehnologije koje na papiru daju isti postotak CH₄.

Predobrada ostaje obavezna

Bright prije membrana uklanja vlagu te H₂S i VOC-e na aktivnom ugljenu. Air Liquide navodi vlastite pretreatment sustave za VOC-e, siloksane i druge nečistoće. Time se vidi da upgrading nije zamjena za osnovno čišćenje – on je njegov nastavak.

Primjeri proizvođača

Greenlane Renewables komercijalno pokriva water wash, PSA i membrane. Bright Renewables koristi trostupanjske membrane i integrirani gas treatment. Air Liquide proizvodi vlastite hollow-fiber membrane i kompletne upgrading jedinice. Pri odabiru treba tražiti performanse na stvarnom sastavu plina, a ne samo naziv tehnologije.