Biogassproduksjon er en viktig global industri og verdens tredje raskest voksende fornybare energikilde. Organisk avfall benyttes til å erstatte ikke-bærekraftig fossilt brensel til energiproduksjon. Ved å bruke riktig og molekylær filtrering kan biogassen renses, noe som reduserer korrosjon av motorer og slitasje av utstyr, samtidig som det sikrer jevn drift og overskudd – samt at man overholder regler og forskrifter.
Biogassprosessen er kritisk, da den frigjør sterkt forurensede gasser som kan forårsake korrosjon av motorer og utstyr, og føre til uforutsett driftsstans for vedlikehold og reparasjoner, noe som resulterer i tap av ytelse og fortjeneste. Heldigvis er det flere måter å løse molekylær filtrering i biogassanlegg med forskjellige typer filtermedier til kullsenger.
Energibærende biogass er et biprodukt av bioavfall. Når organisk avfall befinner seg i en råtningsprosess uten luft (anaerobt), kan metan, som er drivstoff for energiproduksjon, være forurenset med sur hydrogensulfid (H2S). Forbrenning av H2S fører til svoveldioksidutslipp som har skadelige miljøeffekter. Hvis høye konsentrasjoner av H2S når bensinmotoren der metanen forbrennes, kan motoren få indre korrosjon på grunn av kombinasjonen av sur gass og høye temperaturer. Motorkorrosjon resulterer i uplanlagt driftsstans for vedlikehold og reparasjon, og kan også redusere utstyrets levetid med flere år, noe som resulterer i tap av ytelse og fortjeneste.
En annen risiko for biogassmotorer kommer fra siloksaner (strukturer av silisium og oksygenatomer) og andre flyktige organiske forbindelser (VOC). Disse forbindelsene er mye brukt i forbruksvarer som havner på deponeringsanlegg. Biogass som genereres på disse anleggene kan være forurenset med siloksaner som krever spesielle molekylære medier for å kunne rense godt nok. Når siloksaner forbrennes, etterlater de avsetninger av fast silisiumdioksid og silikater. Disse forårsaker slitasje i bevegelige deler og setter motorkomponenter ut av balanse. Alt dette fører til tap av effektivitet og uplanlagt driftsstans. Spesielle molekylære medier er nødvendig for å rense biogass fra siloksaner på riktig måte.
Mange anaerobe tanker og biogassmotorer er lokalisert nær organisk avfall, dvs. på gårder eller avfallsanlegg. For å optimalisere effektiviteten i energiproduksjonen føres biogassen til motoren ved forhøyet trykk, typisk opp til 0,5 bar. Deretter starter forbrenningsfasen, og energien fra gassen kan brukes.
Biogassen eller biometan kan også omdannes til komprimert biogass (CBG) eller flytende biogass (LBG) og brukes som drivstoff for kjøretøy. Bruk av naturgass som brennstoff for biler kan redusere karbondioksidutslipp. Biogassdrevne biler er ofte stillegående og produserer mindre svevestøv, nitrogenoksid og svoveldioksidutslipp enn biler som går på bensin eller diesel.
Molekylærfiltrering er den vanligste metoden for å fjerne hydrogensulfid, siloksaner og VOC fra biogass før forbrenning. Molekylær filtrering vil bidra til å løse utfordringene med forurensning av biogass og utstyr, samt sikre at de strenge reglene og forskriftene for denne industrien overholdes, da det også er et sterkt fokus på luftkvalitet og helse/sikkerhetsstandarder fra myndighetenes side.
Molekylære filter benytter en teknikk som kalles adsorpsjon. Enkelt sagt betyr dette at gassmolekylene fester seg på overflaten inne i et svampeliknende materiale med ekstremt stor overflate. Molekylære filter kan benytte aktivert karbon eller aktivert aluminiumsoksid, som noen ganger er impregnert for å tiltrekke seg spesifikke målmolekyler. Molekylære filter er også noen ganger kjent som kjemiske filtre eller gassfasefiltre.
Det er mange måter å løse molekylær filtrering i biogassapplikasjoner. Filtermedie av aktivert karbon- eller aluminiumsoksid kan legges i dype lag (> = 100 mm) mellom perforerte metallplater i et skap (heavy-duty-housings). Huset kan bestå av enkelt- eller flertrinns løsning avhengig av konsentrasjon og strømningskrav.
UL-brennbarhetsvurderingen av media er viktig fordi vanlig karbon er brennbart. Utforming og konstruksjon av horisontale deep-bed (HDB) filter for biogassapplikasjoner bør ta hensyn til systemtrykket. Biogass HDB-filtre må være konstruert av materiale som tåler høye trykk, ha sylindrisk form og avrundede ender. Det er også avgjørende at flensinnløp- og utløpstilkoblinger er i henhold til en anerkjent standard.
For produksjonsanlegg for biogass kan riktig molekylær filtreringsløsning sikre jevn drift, forbedret lønnsommhet, sørge for at man overholder regler og forskrifter – samt sikre at omgivelsene ikke påvirkes negativt av utslipp fra anlegget.
Kilder:
European Biogas Association
Danish Technological Institute
Medforfatter
Karl-Henrik Bjôrkhem, Business Development Manager Northern Europe, Molecular Contamination Control, Camfil. Med over 10 års erfaring innefor energi- og miløsektoren, med fokus på luftinnesludning og filtrering, har Karl-Henrik en verdifull innsikt i korrosjonskontroll, innendørs luftkvalitet, molekylær kontaminering og luktkontroll.
Norge