1.3 Анализ существующих методов очистки биогаза

При температуре процесса брожения в 30—40⁰С биогаз из реактора выходит в водонасыщенном состоянии. Ввиду этого, сырой биогаз насыщен водяным паром и содержит, наряду с метаном (СН₄) и двуокисью углерода (СО₂), также существенные количества сероводорода (Н₂S). Чтобы защитить агрегаты газоподготовки от сильного износа, поломки и выполнять требования последующих ступеней очистки, водяной пар, сероводород и двуокись углерода из биогаза нужно удалить. Тем более, если биогаз используется в тепловых установках и двигателях внутреннего сгорания, то предварительная обработка и очистка биогаза от вредных и балластных примесей обязательны [1-6].

Сероводород является токсичным и имеет неприятный запах тухлых яиц. Из сероводорода и содержащегося в биогазе водяного пара образуется серная кислота. Кислоты разъедают внутренние поверхности двигателей, а также другие детали и узлы (газопровод, в том числе отводящий, и т. д.). Компоненты с содержанием серы также ведут к уменьшению производительности очистных установок [8,26].

Применяются различные технологии по очистке. В последние годы при очистке биогаза широко используется грубая фильтрация в гравийном фильтре. Иногда применяют тонкие фильтры из стекловолокна, но это связано с повышением энергозатрат. В таблице 1.2 приведен обзор распространенных способов обработки, которые целесообразно использовать при получении биогаза в объемах до 100—3000 м^3/ч [1,26-40].

Таблица 1.2 -Распространенные методы очистки биогаза от СО₂, Н₂S, и Н₂О

Удаляемые компоненты	Технология	Конструкции
Сероводород (Н2S)	Биологическое обессеривание в реакторе	- Компрессор минимального размера или насос для аквариума с регулировочным клапаном после него и индикатором расхода для ручного управления потоком газа
	Наружное биологическое обессеривание	- Колонны, котлы или контейнеры из пластмассы или стали, свободно стоящие, заполненные носителями, напр., с обратной промывкой взвеси микроорганизмов (очистка в биофильтрах)
	Биопромывка	- Колонны или котлы из пластмассы, свободно стоящие, заполненные носителями, с обратной промывкой щелока
	Внутреннее химическое обессеривание	- Ручная или автоматизированная дозировка с использованием дополнительной техники подачи небольших размеров - внесение в форме раствора или в форме прессованной массы/ гранулята
	Активированный уголь	- Колонны из пластмассы или нержавеющей стали, свободно стоящие, заполненные активированным углем
Сепарация двуокиси углерода СО2	Химическая промывка (амин)	Аминовые растворы
	Физическая промывка (Selexol, Genosorb)	Промывка под высоким давлением
	Мембранный способ отделения СО2	Сжатие на мембранном модуле
	Короткоцикловая
	Безнагревная адсорбция (КБА/PSA)
	Промывка водой под давлением (ПВД)
Просушивание	Конденсационное просушивание
	Адсорбционное просушивание