СЕПАРАЦИЯ ГАЗА

БИОГАЗ ИЗ СПАГЕТТИ?

Биогаз - это экологически чистый источник энергии. Его можно использовать для получения тепла или в качестве топлива. Но прежде чем биогаз попадет в газовую сеть, требуется длительный процесс переработки. Новые высокоселективные полимерные мембраны компании Evonik просто и эффективно преобразуют сырой биогаз в чистый биометан.

Зеленый цвет в моде: велосипед предпочтительнее автомобиля, органические продукты - фастфуду, а класс энергопотребления A+++ - A. В нашем современном обществе решения все чаще принимаются под влиянием экологических соображений. Промышленность и бизнес также реагируют на тенденцию к устойчивости и предлагают все больше "экологических" продуктов. И "зеленая" энергия следует в том же направлении. Согласно докладу о глобальном состоянии возобновляемых источников энергии (GSR) за 2011 год, на возобновляемые источники энергии сегодня приходится около 16 процентов мирового потребления энергии; к 2050 году эта цифра может вырасти до более чем 50 процентов, как предсказывает сценарий Всемирного совета по климату в своем специальном докладе "Возобновляемые источники энергии и смягчение последствий изменения климата" (SRREN). В то время как основные производители энергии сосредоточены в основном на ветре, воде и солнце, биогаз как альтернативный источник энергии оказался несколько в тени - совершенно неоправданно, поскольку он является высокоэффективным источником энергии и важным компонентом децентрализованных структур снабжения.

ЭФФЕКТИВНАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ БИОГАЗА

Биогаз производится путем ферментации биомассы - органического вещества, состоящего, например, из растений, жидкого навоза или осадка сточных вод. Но в дополнение к источнику энергии метану, сырой биогаз также содержит углекислый газ (CO2) и другие следовые газы. Поскольку CO2 не горюч, он снижает теплотворную способность газа и поэтому должен быть отделен.

Обычные методы разделения, такие как очистка водой под давлением, адсорбция с колебанием давления и очистка амином, имеют существенные недостатки: Они требуют сравнительно большого количества энергии, а также вспомогательных материалов и химикатов. Образуются отходы и сточные воды, которые необходимо обрабатывать и утилизировать. Кроме того, биогаз после очистки обычно находится под низким давлением. Перед подачей в сеть среднего давления его необходимо сжать до 15-20 бар, например, с помощью дополнительного компрессора. Поэтому обычные установки по переработке обычно экономически эффективны только при количестве сырого биогаза, значительно превышающем 500 стандартных кубических метров в час (Нм³/ч). Это обычно делает их непригодными для децентрализованного энергоснабжения с большим количеством относительно небольших установок.
Компания
Evonik Industries разработала технологию экономически и энергетически эффективного разделения CO2. То, что на первый взгляд кажется пучком ниток спагетти или малярной кистью, на самом деле представляет собой пучок высокоселективных мембран, состоящих из множества цилиндрических полимерных полых волокон. Они используются в новых мембранных модулях из полых волокон SEPURAN® Green.

ВЫСОКОСЕЛЕКТИВНЫЕ МЕМБРАНЫ

"Мембраны SEPURAN® изготавливаются из разработанного внутри компании высокоэффективного полимера с очень высокой устойчивостью к температуре и давлению. Этот полимер придает мембране свойство особенно эффективно различать метан и CO2, что позволяет очищать сырой газ до более чем 97 процентов метана", - говорит д-р Гетц Баумгартен из направления "Волокна и мембраны" бизнес-линии "Высокоэффективные полимеры" компании Evonik.

Как работает мембрана? Молекулы газа имеют разные размеры и разную растворимость в полимерах. Биогаз, подлежащий очистке, подается под высоким давлением на один конец мембраны. "Молекулы CO2 меньше, чем молекулы метана, а также более растворимы в полимерах. В результате они проходят через микропоры мембраны гораздо быстрее и отделяются от метана", - объясняет Баумгартен. CO2, водяной пар и следы аммиака и сероводорода отводятся со стороны низкого давления, а метан собирается на другом конце мембраны, со стороны высокого давления. Богатый метаном газ отводится непосредственно со стороны высокого давления и не требует дополнительного сжатия для подачи в сеть.

6 Мембрана Zoll SEPURAN® Green
6 Мембрана Zoll SEPURAN® Green

Мембранная технология переработки биогаза, разработанная компанией Evonik, обеспечивает особенно высокую эксплуатационную готовность установки, имеет очень низкие энергозатраты и низкие эксплуатационные расходы. Кроме того, при переработке не образуются ни отходы, ни выбросы, не требуются вспомогательные материалы, такие как вода или сорбенты. Все эти плюсы напрямую отражаются в виде преимущества по стоимости. Кроме того, мембранная технология применима для малых и крупных заводов благодаря высокой гибкости процесса. Кроме того, технология может быть легко адаптирована к изменяющимся объемам потока и составу газа.