Как сделать сжиженный газ из биогаза

Обновлено: 09.01.2025

Вопросы задавать можно только после регистрации. Войдите или зарегистрируйтесь, пожалуйста.

перечитал всю тему, много вопросов. например емкость на 10 кубов, при разовой загрузке пусть половины емкости навозом сколько в сутки будет выход газа? сколько этот объем навоза будет бродить в емкости и давать газ без дозакладки навоза? сколько обычная газовая плита, работая на одной камфорке, потребляет биогаза? куча противоречивой информации в теме. у меня нет сетевого газа, заправляю баллон на автозаправке за 750рублей, для водогрейной колонки хватает примерно на месяц-полтора (на газонаполнительной хватает максимум на недели три для водогрейки, а цена больше и сажа на кастрюлях и радиаторе водогрейки), на газовую плиту месяца на четыре. например куплю емкость условно 10 кубов, можно даже нержавейку найти, тыщ 60 цена на авито, трех-пятикубовые еще дешевле, на сколько мне надо биогаза для обслуживания частного подворья (около 1000 птицы, десятка два свиней и коров)? например нагрев воды в газовой колонке, газовая плита и т.д. без отопления помещений и использования бгу только летом? хватит ли давления газа из емкости для работы газовой плиты без компрессоров и закачки газа в баллоны?

как бы переработка навоза уже плюс, бесплатный газ для нужд хозяйства и полученное удобрение можно использовать в теплицах. как расчитать нужный объем емкости под личные нужды? пусть условно газовая плита в 2 комфорки работает на биогазе 15 часов

наверное нужно отталкиваться не от емкости и возможности их приобретения, а от количества отходов в сутки. Суточная норма отходов должна составлять 1/10 часть емкости ( или 2-3 емкостей ). Если у Вас в сутки есть 1 тн. отходов, то 10 тн. емкость пойдет, можно 2 по 5 тн.. С 1 тн. навоза будет ориентировочно 50 м3 биогаза ( примерно 2 м3/час ).

ну с навозом проблем не будет я думаю. не у одного меня же есть навоз) у соседей заберу - еще и магарыч поставят. просто интересует какой вопрос. вот емкость условно 10 кубов, если я туда бухну навоза 7-8 кубов, сколько из этого объема получится газа не добавляя больше навоз. чтоб по принципу раз заправил емкость и пусть булькает пока не кончится газ. излишки стравил в атмосферу если давление растет, потом почистил, наполнил снова и т.д. использовать только в теплое время. вот по вашим расчетам с 1 тонны навоза будет 50 кубов, с 8 тонн 400 кубов. сколько газовая плита на одной горелке потребляет газа в час? например можно и ж\д цистерну найти, но смысл ее брать для одной газовой плиты? все время стравливать тоже не хочется. как подсчитать примерный объем емкости для газовой плиты и газовой колонки? не силен в объемах газа, сетевой был только когда с родителями жил, а сколько кубов потребляется не в курсе. сам то плачу только за сжиженный газ, балонный

Не бойся, если ты один. Бойся, если ты ноль.

не добавлять не получится, т.к. биогаз - продукт жизнедеятельности бактерий. срок переработки сырья в реакторе примерно 10-25 суток, соответственно с 1 тн. будет 50 м3 за этот период времени, а не одномоментно. Если не недогружать свежее сырье ( и откачивать отработанное ), реактор схлопнется ( запуск тоже требует времени ). плюс поддержание определенной температуры, перемешивание сырья в реакторе, хранение газа и т.д..

ну понятно, что не одномоментно, как написано что в час 2 куба газа. тоесть если взять емкость в 3 куба, добавить навоза куб и куб воды, получу через недели две-месяц в час по 2 куба.на протяжении пары недель. 2 куба газа это сколько горение газовой плиты одной горелки? живу на кубани, если использовать только летом, то думаю не надо дополнительный подогрев. а без перемешивания получается выход газа будет меньше или не будет вообще?

Не бойся, если ты один. Бойся, если ты ноль.

без перемешивания сверху образуется корка и процесс прекращается. процесс выделения биогаза, если включить воображение и представить сетку координат, будет выглядеть как кривая от нуля до 2 кубов и опять вниз к нулю. если не регулировать температуру, то это будет уже не просто кривая, а резкими пиками вниз-вверх.

В соседней "ветке": "Альтернативные источники энергии" с рассчётами поподробней, про биогаз было. Да и по расходу балонного (30л пропана в 50л балоне), расход на плитку можно подсчитать. Только по "экономике" дешевле эл. плитка выходила, и с 2-х тарифным счётчиком ещё дешевле. По теплотворной способности газа трудно сказать, т.к. идет смесь газов(и СО2 также). У "нас" люди небогатые, с Газонов сливают, до 500р/заправка (16р/литр на заправках, не на всех заправляют). Если уж не в тему.

Если не недогружать свежее сырье ( и откачивать отработанное )

По догрузке понятно, раз в сутки доливаю 2 тонны например, а как откачать именно отработанное сырье, если оно перемешивается постоянно?

Если не недогружать свежее сырье ( и откачивать отработанное )

перемешивание делают раз в три-четыре часа

пусть три часа, но как отделить-слить переработанный навоз? он же не три часа перерабатывается, получается сливаем не совсем переработанный навоз?

Дмитрий, а вы еще там же работаете? в новом профиле - вы фермер?
Мы в личке по БГУ общались, я рассматриваю создание БГУ только при получении гранта на семейную ферму, постоянно меняются условия для получателей, я на жену получил грант для начинающих, и теперь через три года после освоения можно подать на семейную ферму. Поэтому к следующей весне надо подготовить проект.

да, еще работаю в этом же направлении

так что насчет слива?

если вертикального размещения, то загрузка сверху отбор снизу; если размещение горизонтальное, то загрузка с одного края выгрузка с другого.

так что насчет слива?

Может вариант "бетономешалки в ковше фронтального погрузчика"? Вместо ковша, бетонированная траншея с небольшим уклоном, загрузочный бункер, выгрузка "в овраг"-приямок(тележку-волокушу). Витки "шнека" немного над уровнем массы(перемешивание), над ним же купол-желоб (перевёрнутый), для сбора газа, не закрепленный(на всякий пожарный) с гидрозатвором. Проворот шнека-весом трактора,что ежедневно ковшом догружает "сырьё".

Вот снял видео обучающие про биогаз

Вопрос, есть ли временные рамки при хронении жидких и твердых био удобрений (отходы), условия хранения (Морозы)?

так что насчет слива?

Владимир а вы это говорите как практик или это ваши мысли вслух?
Вы представляете картину в реале ?

Я хотел бы уточнить один момент - зачем доливать каждые сутки по 2 тонны?
2. - У вас что жидкая субстанция?
3. И какой объём вашего реактора, если вы заливаете, как вы пишете, по 2 тонны каждый день, при условии, что 2 тонны навоза не успеют переработаться (выработаться) полностью за сутки?
И последнее - при какой температуре у вас происходит весь процесс?

Вот немного информации по данному вопросу, Но это лишь один подход к этому делу.

" Основное оборудование биогазовой установки - герметически закрытая емкость с теплообменником (теплоноситель - вода, нагретая до 50-60 °С), устройства для ввода и вывода навоза и для отвода газа.
Так как на каждой ферме свои особенности удаления навоза, использования подстилочного материала, теплоснабжения, создать один типовой биореактор невозможно. Конструкция установки во многом определяется местными условиями, наличием материалов.
Для небольшой установки наиболее простое решение - использовать высвободившиеся топливные цистерны. Схема биореактора на базе стандартной топливной цистерны объемом 50 м3 показана на рисунке. Внутренние перегородки могут быть из металла или кирпича; их основная функция - направлять поток навоза и удлинить путь его внутри реактора, образуя систему сообщающихся сосудов. На схеме перегородки показаны условно; их число и размещение зависят От свойств навоза - от текучести, количества подстилки.
Биореактор из железобетона требует меньше металла, но более трудоемок в изготовлении. Чтобы определить объем биореактора, нужно исходить из количества навоза, которое зависит как от численности и массы животных, так и от способа его удаления: при смыве бесподстилочного навоза общее количество стоков увеличивается во много раз, что нежелательно, так как требует увеличения затрат энергии на подогрев. Если суточное количество стоков известно, нужный объем реактора можно определить, умножив это количество на 12 (поскольку 12 суток - минимальный срок выдержки навоза) и увеличив полученную величину на 10 % (так как реактор следует заполнять субстратом на 90 %).
Ориентировочная суточная производительность биореактора при загрузке навоза с содержанием сухого вещества 4-8 % - два объема газа на объем реактора: биореактор объемом 50 м3 будет давать в сутки 100 м3 биогаза.
Как правило, переработка бесподстилочного навоза от 10 голов крупного рогатого скота позволяет получить в сутки около 20 м3 биогаза, от 10 свиней - 1-3 м3, от 10 овец - 1 - 1,2 м3, от 10 кроликов - 0,4-0,6 м3. Тонна соломы дает 300 м' биогаза, тонна коммунально-бытовых отходов - 130 м:). (Потребность в газе односемейного дома, включая отопление и горячее водоснабжение, составляет в среднем 10 м3 в сутки, но может сильно колебаться в зависимости от качества теплоизоляции дома.)
Подогревать субстрат до 40°С можно различными способами. Удобнее всего использовать для этого газовые водонагреватель-ные аппараты АГВ-80 или АГВ-120, снабженные автоматикой для поддержания температуры теплоносителя. При питании аппарата получаемым биогазом (вместо природного газа) следует его отрегулировать, уменьшив подачу воздуха. Можно также использовать для подогрева субстрата ночную электроэнергию. Аккумулятором тепла в этом случае служит сам биореактор.
Для уменьшения потерь тепла биореактор необходимо тщательно теплоизолировать. Здесь возможны разные варианты: в частности, можно устроить вокруг него легкий каркас, заполненный стекловатой, нанести на реактор слой пено-полиуриетана и пр.
Давление газа, получаемого в биореакторе (100-300 мм вод. ст.), достаточно для его подачи на расстояние до нескольких сотен метров без газодувок или компрессоров.
При запуске биореактора необходимо заполнить его на 90 % объема субстратом и продержать не менее 12 суток, после чего можно подавать в реактор новые порции субстрата, извлекая соответствующие количества ферментированного продукта.
ссылоча на источник
а вообще в сети море информации по данному вопросу, просто искать надо.
Попрошу обратить внимание на выделенные места.

Здравствуйте.
Прочитала только 7 страниц из 15, по возможности прочитаю дальше. Изучила ещё две темы здесь же.
Думаю на тему "не сделать ли у себя" такую. Производители г-на: 2 буйвола, 4 козы (в мае больше), супоросная свиномама (скоро родит), ослица, чуть-чуть кур (9 взрослых и 50 цыплят через неделю). Если надо, могу надыбать тракторную телегу опилок за 300р или мешками сколько увезу, но, наверное, лучше не.

Думаю про следующую конструкцию:
1. Вкопать бочку на n литров, например 1 тыс.
2. Очень Герметично собрать газосборник в шланг.
3. Сделать выход в большуую бочку с водой так, чтобы по нему не перекачалась вода в реактор. СО2 хорошо растворяется в воде, почему бы не попробовать.
4. Сделать неясно-как сбор газа в баллон или куда-то и на использование. Например, электрогенератор, мб элво запасать.

Так как затронута ёмкость с водой, то, полагаю, закладка раз в месяц (полный цикл), потом бочку с водой оставить открытой, чтобы УГ выветрился. Откачивать фекальным насосом. Можно откачивать в запасную ёмкость ("септик") и уже с кислородом обрабатывать активным илом - полученную воду на огород или куда угодно, ил на огород или забарыжить как удобрение.

Если кто считал подобное, прошу поделиться расчётами - сама что-то считать смогу не ранее как послезавтра, а лишний раз считать чуть напряжно, тк не совсем представляю весь процесс. Если это воздушный замок - разрушьте, пожалуйста.

Твёрдый осадок после откачки основной части, наверное, размачивать.
Спасибо.

Уже почти три года назад я делал статью про биогазовые исследования, которые мы проводили в Томске. Статья в то время вызвала значительный интерес и даже сейчас мне на почту приходят письма с просьбой подробней рассказать об этой технологии и перспективах её практического внедрения. Мы не бросили развивать эту тему, накопилось много интересных мыслей и новостей, о которых хочется рассказать, поэтому заинтересованных милости просим под кат.

Что нового?

Самая главная новость — тема до сих пор жива. Идея перерабатывать отходы в что-то полезное и даже выгодное сама по себе греет душу. Напоминаю, что биогазовые технологии позволяют переработать органические отходы (навоз, канализационные стоки и т.п.) в горючий газ и биоудобрение.

Получаемое удобрение можно использовать для увеличения урожайности практически любых растений. К примеру, увеличение урожайности пшеницы, которое было зафиксировано в независимых испытаниях на Алтае по сравнению с контрольными участками где удобрение не использовалось, составило порядка 30 процентов.

На треть! При этом затраты на удобрения составили не более 10 процентов от суммы дополнительно полученной прибыли, что само по себе отличный результат.

В последнее время появились патенты по технологии ускорения получения биогаза, однако применить их в реальных установках пока не представляется возможным, но тот факт, что в этой области продолжаются разработки, безусловно, радует. Самой успешной (на наш взгляд) является технология, описанная в другом патенте, суть которого заключается в добавлении на разных стадиях процесса простой воды, но с измененным окислительно-восстановительным потенциалом. Авторы молодцы, что досконально разобрались в биологической сути процесса.

Биогаз или биоудобрения?

Как и ранее я остаюсь сторонником того, что биогазовые технологии трудно позиционировать как исключительно энергетические. В первую очередь, эти технологии хороши для облегчения экологической ситуации, связанной с утилизацией биологических отходов, которых вокруг сельскохозяйственных предприятий скапливается огромное количество. Это настоящая проблема, которая помимо экологического вреда часто является катализатором вспышек опасных инфекций.

Конечно, в процессе переработки выделяется большое количество биогаза, но он требует тщательной очистки, осушения, сжатия и с ним больше хлопот, чем выгод. Это, в первую очередь, связано с получением из биогаза электричества, что требует огромных затрат. Поэтому разумнее всего, особенно в России, утилизировать биогаз до тепла, которое можно использовать для поддержания самого биогазового процесса и для отопления зданий и сооружений. Мы — холодная страна и тепло будет необходимо всегда. Если не использовать биогаз для генерации электричества, то становится более выгодно строительство и самих биогазовых станций.

Исследовательская установка

Исследования проводились в ИМКЭС СО РАН в Томске. Там же нами была собрана экспериментальная установка. Так случилось, что в процессе наших исследований для установки требовался навоз в количестве 40-50 кг в сутки. Живем мы в городе, коров у нас нет, как источник биомассы мы себя рассматривали в самом крайнем случае и мы стали искать поставщика навоза. Пришлось навоз возить с пригорода. Приезжаем в деревню и находим подворье с коровами. Зима. Стучимся в дверь, открывает хозяин и мы просим у него навоза. Изумление в глазах. Оно вам зачем, ребята? Говорим, мол, ученые, делаем эксперименты. Надо. Идите, говорит дедок, по добру по здорову. А если будем покупать? По 50 рублей за ведро? Через некоторое время в деревушке под Томском стали ходить легенды о том, что из города ездят чудаки, которые платят деньги за… Ну вы поняли. Но проблемы с сырьем решены.

Установка состоит из трех специализированных ёмкостей, связанных собой трубопроводами с запорной (управляемой) арматурой (задвижками). Основой установки является специализированная ёмкость определенного объема, называемой ферментером, также установка содержит ёмкость для пробоподготовки сырья, систему контроля и автоматизации процесса. Система автоматизации и управления установкой — собственной разработки. Ничего особо сложного в ней нет.

Управление процессом осуществляет головной контроллер ГК АСУ, который имеет экран вывода технической информации и всей необходимой телеметрии для нормальной работы оборудования. ГК АСУ связывает все блоки установки через последовательную ассиметричную шину данных. АСУ осуществляет непрерывную телеметрию и управление блока биогазовой обработки (БГО), в том числе снимает следующие данные:

— Температуру обрабатываемой биомассы в камере гомогенизации и стерилизации КГиС (предел 55 гр.С)
— Осуществляет управление насосами для перемешивания и подачи биомассы в основной ферментер ОФ
— Контролирует температуру течения биологического процесса анаэробного брожения в пределе 39 гр.С (блок нагрева установки БНУ содержит электрокотел, твердотельное реле 40 А и температурный датчик DS18B20 с допустимой температурой котла не более 85 гр.С)
— Осуществляет сбор данных с датчиков проводимости, окислительно-восстановительного потенциала и pH (RedOx потенциал не более -100 мВ, pH анаэробной стадии процесса — 6,2)
— Ведёт логгирование всех данных
— Имеет кнопку принудительного перемешивания биомассы при необходимости.
— Имеет датчик утечек метана и систему аварийного отключения оборудования при различных сценариях развития событий, к примеру, от краткосрочных отключений электроэнергии или потери надежного заземления, перенапряжений в сети и т.п.

Ферментеры подлежат монтажу и утеплению для максимального сохранения тепловой энергии, особенно если установка будет в дальнейшем эксплуатироваться на открытой площадке. Самое важное — сделать верный расчет объема главного ферментера (конечно с некоторым запасом).

В биогазовую станцию может быть добавлены другие органические отходы, такие как очистки овощей, фруктов, свежая трава, хозяйственные стоки и т.п. Это даже лучше, чтобы сырье для станции было смесью различных отходов. Это улучшает процесс переработки, делает его более стабильным, а выход биогаза — больше. При этом на однотипном сырье, к примеру, на чистых свиных стоках или курином помете процесс вообще может остановиться, так как эти субстраты сильно токсичны и их обязательно надо разбавлять другими отходами, обеспечивая буферизацию сырья.

Выходящий из установки газ называется биогазом. Это горючий газ сложного состава. В нем две трети метан, остальное — углекислый газ, сероводород, примеси водорода, аммиака, пары воды. Накапливается газ в специальном газонепроницаемом мягком мешке — газгольдере.

Если накопленный газ очистить от углекислоты и других опасных примесей получаем биометан — полный аналог природного газа. Однако, очистка биогаза дорогая процедура и направлена, в первую очередь, для того, чтобы получать электричество или заправлять автомобили. Если такая задача не стоит — то биогаз можно использовать без особой очистки для получения тепла и горячей воды. Именно для этих целей (по нашему мнению) целесообразней всего использовать биогазовые установки в наших условиях.

Перспективы биогазовых технологий

Для России. И, конечно, это мое частное мнение. Для начала я бы разделил этот вопрос на две части. Промышленное использование биогазовой технологии и различные частные практики.

Промышленное использование биогазовых технологий слабо развивается в принципе из-за практического отсутствия добротных технологий, правового вакуума в законодательстве и жесточайшей коррупции. Безусловно, без бюджетного плеча такие технологии достойно развить не удастся, но как быть с тем, чтобы под маркой развития биогаза не проворачивались коррупционные схемы различных деятелей от инноваций — я не знаю. Остается направление использования биогазовых станций частниками. Вот здесь наблюдается некий наш российский феномен, о котором хочется поговорить особо. Во-первых, в природе нашего человека заложен принцип по возможности никогда ни за что не платить. По крайней мере существенные деньги. А лучше всего халява! Вот это свойство используют всякие жулики, которые завалили интернет видео и сайтами с предложениями за три копейки построить биогазовую станцию, получать биогаз в неограниченных объемах и забыть про все проблемы. Именно такие деятели дискредитировали саму тему биогаза в России, которая, кстати, очень активно развивается сейчас во всем мире. Особенно в Китае. Биогазовая установка не может стоить дешево.

Это все-же биотехнология, которая имеет ряд особенностей, требует современного контроллинга, определенной квалификации операторов и т.д. Это не сарайная технология, она требует нового понимания сути сельскохозяйственного производства, принципа неразрывности всех процессов — от подготовки сырья, транспортировки, ветеринарных манипуляций, навозоудаления, заканчивая маркетингом биоудобрений и энергетическим аудитом производства. Только в этом случае биогазовые технологии дадут необходимый эффект. Какой смысл городить биогазовые станции в старых коровниках и на СХ предприятиях прошлого века? Почему не делать новые проекты крупных животноводческих комплексов с интеграцией всех наиболее перспективных и интересных технологий, которые существуют? Ведь очевидно, что именно здесь заложен будущий успех. Опять же — это мое мнение.

Эффект кулака

С одной стороны мы видим большое количество самоделок биогазовых станций, с другой — наблюдается иной феномен. Эффект кулака. Что я имею ввиду? Есть люди, которые занимаются фермерским хозяйством. Такие вот современные кулаки. Хозяйственные и ответственные с одной стороны, но и независимые с другой.

Такие люди дают другой запрос. Они через биогазовую установку хотят приобрести независимость. Газ для себя, никому не кланяться в ноги. Такие люди готовы покупать установки хорошего качества и дорого. Именно на этот необычный сегмент потребителей стоит обратить особое внимание. В этой связи сейчас наша группа ориентирована на создание комплексного решения — минифермы для частного фермера с установкой биогазового синтеза на 500-600 м 3 газа в месяц. Для решения этой задачи хватит дюжины дойных коров. Проект самого коровника уже есть, остается его связать с биогазовой установкой, зарегистрировать и придать четкий технический и юридический статус этого животноводческого комплекса.

Почему такой подход? Поясняю. Станция предназначена для независимого отопления усадьбы фермера (до 200м 3 ) и обеспечения горячей водой как его дома, так и на производстве. Электричество из биогаза получать не предусматривается — дорого. Поддержкой проекта (помимо биогаза) является использование биоудобрения. Как для себя, так и для продажи под единым торговым брендом, который набирает обороты сейчас.

В рамках обеспокоенности мирового сообщества возможным исчерпанием природных углеводородов, все больше сельских и фермерских хозяйств, тепличных комплексов, птицефабрик, коровников, свинарников, овчарен, спиртовых, винных и сахарных заводов внедряют биоэнергетические установки и устанавливают сопутствующее оборудование для очистки биогаза и доведения его до чистоты моторного топлива.

Презентационный ролик ООО "ПЗГО"

Общие сведения о биогазе и обоснование необходимости удаления нежелательных примесей

В общем понимании биогаз рассматривается как неочищенный комплекс газообразных и аэрозольных компонентов, возникающий в результате декомпозиции / гниения / бактериального разложения биомассы – сложносоставного органического конгломерата растительных и животных белков, аминокислот и других соединений, содержащих углерод.

Интересный факт: блуждающие огни, наблюдаемые в ночное время в лесных топях, на кладбищах, на лугах – ни что иное как биометан, склонный, в некоторых условиях, к самовоспламенению.

Самовоспламенение метана над гладью озера Паасселка, Финляндия

Таким образом, в зависимости от исходного сырья, бактериального драйвера и условий сбраживания, состав биогаза может значительно варьировать, что накладывает определенные условия на выбор рационального способа его очистки от примесей. Для наглядности представим в таблице процентные диапазоны основных и балластных компонентов биологического газа.

К текущему дню можно выделить 3 основных способа подготовки / фильтрации / обогащения биометана: мокрую абсорбцию, сухую десульфуризацию и сероочистку биогаза на этаноламинах (МЭА, ДЭА, МДЭА, аминов с пиперазиновой активацией и др). Рассмотрим подробнее каждый из методов.

Aбсорбционная очистка биогаза от сероводорода

Одно из исполнений абсорберной системы от ООО "ПЗГО"

Углубленный анализ химических свойств сольвентов и принципов сиборд-процессов определил метод щелочной абсорбции примесей – при прочих равных обстоятельствах – как максимально эффективный, простой и экономически выгодный подход к мокрому захвату H₂S. И вот почему.

Щелочь одновременно вступает в реакцию с основными загрязнителями биометана – сероводородом и углекислотой – результируя в приемлемые, с точки зрения последующей утилизации, соединения.

Реакция щелочной сорбции (на примере водного раствора NaOH) в базовом случае проходит по следующим путям:

Взаимодействие с сероводородом – H₂S + NaOH → NaHS (кислая соль – гидросульфид натрия) + H₂O (при избытке щелочи в качестве результанта этой реакции также может образовываться сульфид натрия);

Умеренное поглощение водной составляющей в данном случае идет не по хемособрбционному, а по физиосорбционному процессу – частичная очистка биогаза от влаги происходит благодаря поглощению молекул воды водным раствором едкого натра, циркулирующем в абсорбционной системе;

Гидроксид натрия NaOH – не единственная щелочь, используемая в качестве сольвента для сорбции сероводорода (и – в некоторой степени – углекислоты) из газа биологического генезиса. В качестве фильтрующего раствора могут использоваться и гидроксиды (и солевые растворы) других щелочных и щелочноземельных металлов, проявляющих основные свойства – карбонат натрия, гашеная известь, калиевый щелок, баритовая вода и др.

Установка для абсорбционной фильтрации биометана

Что касается аппаратного форм-фактора, в рамках которого процесс сорбции примесей проходит наиболее эффективно, то максимальная эффективность демонстрируется стационарно-насадочными абсорбционными системами колонного исполнения.

Технологическая установка состоит из следующих ключевых агрегатов:

колонна с наполнителем (непосредственно абсорбер со стационарным слоем);
биореактор, осуществляющий регенерацию раствора посредством добавления атмосферного кислорода;
сепаратор серы (сбор элементарной серы).

Установка исключает занесение воздуха в биогазовую смесь благодаря реализации принципа раздельной регенерации.

В качестве неподвижного насадочного слоя используется массив тел такой геометрии и топологии, при котором достигается высокая удельная поверхность сорбирующего слоя (на объем насадки): кольца Палля, кольца Рашига, седла Инталлокс или иные.

Принцип работы десульфуризирующей установки абсорбционного типа

Загрязненный поток подается в колонны очистки, где в массообменной секции он контактирует с щелочным раствором, распыляемым поверх насадочного слоя: щелочной сольвент сорбирует H₂S, (в процессе абсорбции происходит смещение показателя pH раствора в кислую сторону);
В циркуляционном баке установлен pH-метр, которой – при снижении значения pH до заданного уровня – подает управляющий сигнал на насос-дозатор, установленный на емкости для приготовления активного фильтрующего раствора;
Насос-дозатор подает концентрированную щелочь в абсорберную систему для поддержания заданного уровня pH.

Общая схема установки

Адсорбционная очистка биогаза на цеолитах и иных твердых сорбентах

Другим методом сепарации сероводорода из биогазовой смеси является сухая адсорбция. Являя собой частный случай сорбции, адсорбирование сероводорода представляет собой захват H₂S во внешнем (межфазном) слое поверхности адсорбционного материала.

Множественные практические эксперименты, нацеленные на выявление эффективных адсорбентов, способных активно поглощать сероводород, определили спектр фильтрующих материалов, с помощью которых сегодня осуществляется сухое обогащение биогаза.

Виды адсорбентов: слева направо – цеолит, активированный уголь, бурый железняк

Наиболее востребована сегодня очистка биогаза на цеолитах (природных и синтетических алюмосиликатах), на активированном угле специальной активации, силиконовых компаундах, на металлизированных пластиках / полимерах, некоторых сплавах и чистых металлах, в редких случаях – на буром железняке / болотном лимоните / гётите.

Рассматривая адсорбционную установку для очищения биогаза, следует коснуться ее главных характеристик и принципов.

Адсорберная система для сепарации сероводорода из биогазовой смеси

Для подачи очищаемой газовой смеси адсорбер оснащен входным трубопроводом со стандартным присоединительным фланцем.

В процессе очистки микропоры адсорбционного материала – в результате улавливания элементарной серы – забиваются, поэтому через определенное время требуется его замена / регенерация.

Узнайте больше о регенерации адсорбента и ключевых принципах работы сухих каталитических газоочистителей.

Схема адсорберной системы. Перед адсорбером устанавливается теплообменник (показан желтым цветом). Две цилиндрические емкости – это два адсорбера, работающие поочередно (по достижении определенного показателя насыщения фильтра серой подача биогаза переводится на второй адсорбер, в то время как первый находится в режиме регенерации / замены адсорбционного субстрата).

Плюсом использования сухого метода очистки биогаза на адсорбенте является сопутствующая возможность получения элементарной серы высокой чистоты, которая может быть выгодно утилизирована – через перепродажу или использование в качестве компонента сельхозудобрения или пестицида.

Аминовая очистка биометана от сероводорода и двуокиси углерода на растворах МЭА, ДЭА и МДЭА

В рамках освещения подходов к фильтрации биометана будет нелишним упомянуть и аминовый метод. Аминовая хемосорбция кислых газов сегодня широко используется в нефтегазовой и нефтехимической промышленности.

Способность низших аминов растворяться в воде позволила создать промышленные абсорбенты, которые демонстрируют хорошие показатели в захвате сероводорода, углекислоты, кислосернистых соединений из газовых сред (природный газ, синтез-газ, и др).

Типы, концентрации аминов и соответствующие им назначения абсорбентов показаны в таблице.

Тип амина	Конц., %	Применение
Моноэтиламин	30%	Удаление углекислоты
Диэтаноламин	20-25%	Хемосорбция углекислого газа и H₂S
Дигликольамин	≈ 50%	Захват сульфида водорода и двуокиси углерода
Метилдиэтаноламин	40-50%	Селективный захват сероводорода в присутствии углекислоты

Установка аминовой газоочистки

Не сомневаясь в эффективности аминоочистки, следует отметить, что этот подход, как правило, не рационален в отношении пурификации биометана, чье количество у подавляющего большинства Заказчиков БГУ не достигает промышленных масштабов.

Интересно: амины имеют ярко выраженный рыбный запах, почти все из них ядовиты.

Аминовые установки представляют собой сложные многоступенчатые системы, (нередко функционирующие в условиях высокого давления), что значительно снижает их экономическую привлекательность в качестве основных газоочистных аппаратов для обогащения биогаза.

Впрочем, если Заказчик имеет просчитанную схему экономического развития предприятия, а объемы обрабатываемой среды являются оправданными для такой методики, она может показать весьма достойные результаты.

Другие способы очистки биогаза

Среди прочих подходов к очистке биогаза можно выделить несколько не столь распространенных, но, все же, находящих ограниченное применение в определенных условиях:

Короткоцикловая безнагревная адсорбция (англ. Pressure Swing Adsorption) – данная технология оперирует изменением давления газовой среды с параллельным пропусканием ее через т.н. молекулярные сита.

Высокозатратная технология Selexol, при которой газ промывается специальным скрубберным раствором GenoSorb. В общих словах, Selexol утилизирует разную скорость диффузии молекул поллютантов в сорбенте.

Заказ, проектирование, изготовление, доставка и монтаж оборудования

По любым вопросам, касающимся индивидуального инжиниринга / проектирования и изготовления недорогого, надежного, эффективного и компактного оборудования для очистки биогаза, пожалуйста, связывайтесь с нами любым удобным способом или заполняйте Анкету Заказчика.

Быстро произведем и оперативно доставим адсорберные / абсорберные системы до любой точки Евразии. По требованию Заказчика проведем профессиональный монтаж и внедрение установок на Вашем объекте. Обучим персонал. Гарантия.

Добытый из недр Земли природный газ, прежде чем попасть в квартиры, на предприятия и котельные совершает длительный путь, составляющий иногда многие тысячи километров. Для облегчения транспортировки и последующего хранения природный газ подвергают искусственному сжижению путем охлаждения до температуры -160 градусов С.

Как сжижать природный газ
Какой газ находится в зажигалке
Как из газа получить бензин

На вид сжиженный природный газ (СПГ) - это бесцветная жидкость без цвета и запаха, на 75-90% состоящая из метана и обладающая очень важными свойствами: в жидком состоянии он не горюч, не ядовит и не агрессивен, что крайне важно при транспортировке. Процесс сжижения СПГ имеет ступенчатый характер, где каждая новая ступень означает сжатие в 5-12 раз, после чего следует охлаждение и переход на следующую ступень. СПГ становится жидким по завершению последней стадии сжатия.

Сжижение газа – очень энергоемкий процесс, на который уходит до четверти всей энергии содержащейся в данном объеме газа. Для сжижения газа используются несколько типов установок – турбинно-вихревые, дроссельные, турбодетандерные и другие. Иногда сжижение производится по комбинированным схемам, куда входят элементы вышеперечисленных циклов. Как показывает практика, большей простотой и надежностью отличаются дроссельные установки.

Развитие современных технологий способствует тому, что сжижение природного газа стало возможным в условиях специализированных мини-заводов. Это тем более актуально для России – страны с развитой сетью магистральных газопроводов, чему способствует наличие многочисленных крупных и мелких газораспределительных станций и автомобильных газонаполнительных станций. Именно на их базе очень выгодно строить мини-заводы по производству СПГ.

Установка по производству сжиженного газа состоит из блока очистки от паров воды и двуокиси углерода, блока ожижения, системы управления и автоматики, криогенного емкостного оборудования для хранения и накопления СПГ и компрессорного оборудования. При выборе места установки мини-завода должны быть учтены характеристики оборудования, наличие коммуникаций – электроснабжения, воды, телефона и газовой магистрали, наличие безопасных расстояний от объекта, дорого и подъездных путей.

Читайте также: