ترقية (تنقية) الغاز الحيوي Biogas Upgrade


ترقية (تنقية) الغاز الحيوي Biogas Upgrade
يتمثل المفهوم الأساسي في زيادة تركيز غاز الميثان في  الغاز الحيوي الخام (حوالي 65 ٪ ميثإنَّ) عن طريق فصل ثاني أكسيد الكربون (حوالي 35 ٪ ثاني اوكسيد الكاربون) والغازات الثإنَّوية الأخرى (H2S ، H2O ، H2 ، N2 ، O2 والكربونات العضوية المتطايرة) ، يمكن تنفيذ هذه العملية من خلال تطبيق إنَّواع مختلفة من تقنيات الفصل التي تستعمل السلوك الكيميائي والفيزيائي المختلف لهذه الغازات. وفقًا لذلك ، يمكن أيضًا تجميع هذه التقنيات وفقًا لنوع الآليات الكيميائية الفيزيائية التي تستعملها بشكل أساسي للفصل ، وهذه الآليات هي: الامتزاز (Adsorption ) والامتصاص (Absorption) (الفيزيائية والكيميائية) وتغلغل الغاز (Gas permeation) والتقطير المبرد (Cryogenic distillation) ، في حالة الامتزاز يتم استعمال التقارب الإنَّتقائي لثاني أكسيد الكربون على سطح الوسائط (الامتزاز) عند ضغوط مختلفة للتحكم في الفصل ، وتُسمى التكنولوجيا أيضًا امتزاز التأرجح ، اما بالنسبة لطريقة ، تغلغل الغاز التي تعتمد على مرور الغزات عبر وسط مسامي (اغشية) ، تكون نفاذية ثاني أكسيد الكربون أعلى من غاز الميثان ، ومن ثَمَّ يمكن للأغشية فصل هذا الخليط ، اما طريقة التقطير المبرد والتي تعتمد على درجة الغليإنَّ ، و إنَّ CO2 و CH4 لهما درجة غليإنَّ مختلفة (- 164 درجة مئوية للميثإنَّ و -78 درجة مئوية لثاني أكسيد الكربون عند 1 ضغط جوي) ، عندما يتم تبريد الغاز الحيوي إلى درجات الحرارة المنخفضة هذه ، يكون التقطير المبرد ممكنًا ومن ثَمَّ يسمح بفصل الميثان وثاني أكسيد الكربون ، ، اما طريقة الامتصاص تستعمل الفرق في التقارب الإنَّتقائي لحل الغاز في وسط سائل ، وفي هذه الطريقة تم تطوير العديد من التقنيات المختلفة استنادًا إلى الوسائط المختلفة لامتصاص السوائل التي يتم فيها إذابة ثاني أكسيد الكربون ولا يتم فصل غاز الميثان اعتمادًا على الضغط ودرجة الحرارة ، وتسمى هذه الطريقة ايضا بـ (Water Scrubbing) ، ويستعمل الماء لفصل ثاني أكسيد الكربون عن الغاز الحيوي ، تعتمد العملية على الفرق في قابلية ذوبإنَّ ثاني أكسيد الكربون والميثان في الماء ، ويتحكم في الضغط ودرجة الحرارة في جهاز تنقية المياه ، اليوم ، يتم تشغيل معظم أجهزة تنقية المياه عند ضغط حوالي 6-8 بار ، جهاز تنقية المياه عبارة عن تقنية قادرة على التعامل مع الشوائب المختلفة في الغاز الحيوي الخام ، يتم إذابة مركبات مثل H2S والأمونيا وبعض المركبات العضوية المتطايرة في المياه المعالجة ، من أجل التشغيل المستقر ، يجب الحفاظ على درجة الحموضة ثابتة وتحتاج القاعدة إلى زيادة الرقم الهيدروجيني وتعويض إنَّخفاض الرقم الهيدروجيني في ماء العملية ، والذي ينتج عن أكسدة معظم H2S في الغاز الحيوي الخام (HOYER وآخرون (2016) و Wilken وآخرون (2016( وAdnan وآخرون (2019).
المصادر:
Adnan, A. I., Ong, M. Y., Nomanbhay, S., Chew, K. W., & Show, P. L. 2019. Technologies for Biogas Upgrading to Biomethane: A Review. Bioengineering, 6(4), 92.‏
HOYER, K., C. HULTEBERG, M. SVENSSON, J. JERNBERG AND Ø. NØRREGÅRD. 2016. Biogas upgrading - Technical Review. ISBN 978-91-7673-275-5. www.energiforsk.se
Wilken,D., F. Strippel, F. Hofmann, M. Maciejczyk, L. Klinkmüller, L. Wagner, G. Bontempo, J. Münch, S. Scheidl, M. Conton, B. Deremince, R. Walter, N. Zetsche and C. Findeisen. 2017. Biogas to Biomethane.UNITED NATION. INDUSTRAIL DEVELOPMENT ORGANIZATION/ Fachverband BIOGAS German Biogas Association. Fachverband Biogas e. V. www.biogas.org

تعليقات

إرسال تعليق

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

مراحل عمليات التخمير اللاهوائي لانتاج الغاز الحيوي Biogas

مراحل عمليات التخمير اللاهوائي لانتاج الغاز الحيوي  Stages of anaerobic fermentation processes for biogas production بشكل عام هناك اربعة مسارات رئيسية لعمليات الهضم اللاهوائي وهي التحلل المائي Hydrolysis ، وتكوين الحوامض Acidogenesis ، وتكوين الخلات Acetogenesis وأخيراً تكوين الميثان Methanogenesis . إنَّ كل خطوة مراحل التحلل بواسطة مجموعة مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة ، التي تعتمد جزئيا بعضها على بعض ( Ekstrand ، 2019). والمخطط (1) يبين مسارات الهضم اللاهوائي لإنتاج الميثان الحيوي. 1- التحلل المائي Hydrolysis يشير التحلل من المنظور الكيميائي إلى إنَّقسام الروابط الكيميائية عن طريق اضافة الماء ، وتتفاعل الكاتيونات والإنَّيونات مع جزيئات الماء ، وتغير درجة الحموضة في عملية إنَّقسام الاواصر الكيميائية ( H-O ) ، إنَّ التحلل المائي هو الخطوة الأولى في عملية الهضم اللاهوائي ، وهي خطوة بطئة نسبيا ( Anukam وآخرون ، 2019) . تهاجم الكائنات الحية الدقيقة السكريات والبروتينات والدهون لإنتاج نواتج التخمير كالاحماض الامينية المتطايرة والخلات والهيدروجين ( Weiland...
قراءة المزيد

العوامل المؤثّرة على إنتاج الغاز الحيوي Factors affecting biogas production

العوامل المؤثّرة على إنتاج الغاز الحيوي Factors affecting biogas production من الضروري اجراء مراقبة دورية للهاضم الحيوي ، وخاصة درجة التفاعل ودرجة الحرارة والاحماض الدهنية المتطايرة والامونيا لضمإنَّ الامثل للنظام، ونذكر أهم العوامل المؤثّرة على إنتاج الغاز الحيوي هي: 1-      الاحماض الدهنية المتطايرة:   ذكر Shelford وآخرون (2019) إنَّ الاحماض الدهنية المتطايرة جزء اساسي من تكوين الغاز الحيوي كحامض الخليك ، ولكن عند التراكيز العالية جداً يمكن إنَّ يمنع عملية الهضم ، ومن ثَمَّ ايقاف إنتاج الغاز الحيوي ، ويكون التركيزها 500 ppm في الهاضم المصمم بشكل جيد والتشغيل الجيد ، وعندما تزذاد تركيزها من 1500- 2000 ppm تثبط إنتاج الغاز الحيوي. 2-     درجات الحرارة: بين Gerardi (2003) إنَّ معدل إنتاج غاز الميثان تعتمد على معدلات درجات الحرارة ، اذ إنَّ درجة الحرارة تؤثر على الإنَّشطة الحيوية داخل الهاضم الحيوي ، بالاضافة إلى تدمير المسببات المرضية. 3-  درجة التفاعل ( pH ):   إنَّ بكتري الميثانوجين المولدة لغاز الميثان حساسة جداً لت...
قراءة المزيد