Waarom heeft u goede filtratie nodig voor biogasproductie?
De biogasproductie is wereldwijd een belangrijke industrie en de op twee na snelst groeiende hernieuwbare energiebron ter wereld. Organisch afval wordt voor de energieproductie gebruikt ter vervanging van niet-duurzame fossiele brandstoffen. Door een correcte en specifieke moleculaire filtratie kan het geproduceerde biogas worden gezuiverd, waardoor motorcorrosie en slijtage van de apparatuur worden verminderd en een stabiele operationele werking, winst en naleving van de regels en voorschriften worden gewaarborgd.
Het biogas productieproces is kritiek omdat er sterk verontreinigde gassen vrijkomen die motorcorrosie en slijtage van de apparatuur kunnen veroorzaken. Hierdoor kan ongeplande stilstand voor onderhoud en reparatie ontstaan, wat resulteert in productie- en winstverlies. Gelukkig zijn er verschillende manieren om moleculaire filtratieoplossingen in biogasinstallaties te integreren, met verschillende soorten filtermedia in diepe filterbedden.
Wat zijn de risico's bij de productie van biogas?
Biogas is een bijproduct van bioafval. Wanneer organisch afval wordt vergist in een rottingsproces zonder lucht (anaeroob), kan het resulterende methaan, de brandstof voor de energieproductie, sterk verontreinigd zijn met zure waterstofsulfide (H2S). H2S-verbranding leidt tot zwaveldioxide-emissies, die schadelijke gevolgen hebben voor het milieu. Als hoge concentraties H2S de gasmotor bereiken, waar het methaan wordt verbrand, kan de motor bovendien interne corrosie oplopen door de combinatie van zuur gas en hoge temperaturen. Motorcorrosie veroorzaakt ongeplande stilstand voor onderhoud en reparatie en kan ook de levensduur van de apparatuur met jaren verkorten, wat resulteert in productie- en winstverlies.
Een ander risico voor biogasmotoren wordt gevormd door siloxanen en andere vluchtige organische stoffen (VOC’s). Deze verbindingen worden op grote schaal gebruikt in consumentenproducten die op stortplaatsen terechtkomen. Biogas dat op deze stortplaatsen wordt geproduceerd, kan verontreinigd zijn met siloxanen. Dit soort biogas vereist speciale moleculaire media om naar behoren te worden gezuiverd. Wanneer siloxanen worden verbrand, laten zij afzettingen van vaste silica en silicaten achter. Deze veroorzaken slijtage van bewegende delen en brengen motoronderdelen uit balans, wat leidt tot rendementsverlies en ongeplande stilstand. Er zijn speciale moleculaire media nodig om biogas goed te zuiveren van siloxanen.
Veel anaërobe vergisters (tanks) en biogasmotoren bevinden zich dicht bij de grondstof van organisch afval, d.w.z. op boerderijen of afvalverwerkingslocaties. Om de efficiëntie van de energieproductie te optimaliseren, wordt het biogas onder hoge druk, meestal tot 0,5 bar, naar de motor gevoerd. Dan begint de verbrandingsfase en wordt de energie uit het gas bruikbaar.
Het biogas of biomethaan kan ook worden omgezet in gecomprimeerd biogas (CBG) of vloeibaar biogas (LBG) en worden gebruikt als brandstof voor voertuigen.
Wat is de ideale filtratieoplossing om de mogelijke risico's te vermijden?
Moleculaire filtratie is de geschikte methode om waterstofsulfide, siloxanen en VOC's uit biogas te verwijderen vóór verbranding. Moleculaire filtratie zal helpen om de uitdagingen op het gebied van biogasverontreiniging en de betrokken apparatuur op te lossen en ervoor te zorgen dat de strenge regels en voorschriften voor deze industrie worden nageleefd. De autoriteiten besteden ook hier veel aandacht aan luchtkwaliteit en gezondheids- en veiligheidsnormen.
Moleculaire filters maken gebruik van een techniek die bekend staat als adsorptie. Eenvoudig gezegd betekent dit dat de moleculen zich hechten aan materialen met een extreem groot oppervlak. Moleculaire filters kunnen actieve kool of geactiveerd aluminiumoxide gebruiken en zijn soms ook geïmpregneerd om de specifieke doelmoleculen aan te trekken. Moleculaire filters worden ook wel chemische filters of gasfasefilters genoemd.
Er zijn vele manieren om moleculaire filtratieoplossingen in biogastoepassingen te integreren. Geactiveerde koolstof of aluminiumoxide media worden ingezet als diepe filterbedden (>= 100 mm) tussen geperforeerde metalen platen in een breed scala van 'heavy-duty' behuizingen, en als enkelvoudige of meervoudige trappen, afhankelijk van de concentratie- en debietvereisten.
De UL-ontvlambaarheidsclassificatie van het medium is belangrijk, aangezien normale koolstof brandbaar is, en dat het medium een correcte adsorptie van de doelgassen mogelijk maakt.
Bij het ontwerp en de constructie van horizontale diepbedfilters voor biogastoepassingen moet rekening worden gehouden met de systeemdruk. HDB-filters voor biogas moeten worden gemaakt van zwaarder materiaal, cilindrisch van vorm zijn en afgeschuinde uiteinden hebben. Het is ook van cruciaal belang dat de flensverbindingen voor inlaat en uitlaat en de nokken voor instrumentatie voldoen aan een erkende norm.
Voor biogasproductie-installaties kan de juiste moleculaire filtratieoplossing zorgen voor een continue werking, meer winst en naleving van de regels en voorschriften.
Co-auteur
Karl-Henrik Björkhem, Business Development Manager Northern Europe, Molecular Contamination Control, Camfil. Met meer dan 10 jaar ervaring in de duurzame energie- en milieusector, gericht op luchtinsluiting en filtratie, heeft Karl-Henrik waardevolle inzichten in corrosiebeheersing, binnenluchtkwaliteit, moleculaire verontreiniging en geurbeheersing.
België