УДК 620.95 

ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИЯ БИОГАЗА

DESULPHURISATION OF BIOGAS

Сарыков Никита Сергеевич, Казанский государственный энергетический университет, 420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51, E-mail: nsararykov@gmail.com

Sarykov Nikita Sergeevich, Kazan State Power Engineering University, 420066, Kazan, st. Krasnoselskaya, 51

Аннотация. Десульфуризация биогаза представляет собой серьезную проблему в области исследований биогаза. Это связано с тем, что H₂S в биогазе отрицательно сказывается на здоровье человека и долговечности оборудования. Негативные воздействия отражают потенциально фатальные и коррозионные последствия, о которых сообщается, когда биогаз, содержащий H₂S, вдыхается и используется в качестве биотоплива для котлов, соответственно. Признавая важность производства биогаза, не содержащего H₂S, в данной статье исследуется текущее состояние исследований в области десульфуризации биогаза. 

Summary. Desulfurization of biogas is a major challenge in biogas research. This is due to the fact that H₂S in biogas negatively affects human health and the durability of equipment. Adverse effects reflect the potentially fatal and corrosive effects reported when biogas containing H₂S is inhaled and used as biofuel for boilers, respectively. Recognizing the importance of producing H₂S -free biogas, this article examines the current state of the art in biogas desulfurization research.

Ключевые слова: десульфуризация; биогаз.

Keywords: desulphurisation; biogas.

Сухое обессеривание

Сухое обессеривание — это удаление сероводорода с помощью агента обессеривания в виде порошка или частиц. Реакция проводится в полностью сухом состоянии, поэтому не будет коррозии, накипи и других проблем. Сухое обессеривание часто используется для очистки газов с более низким содержанием серы. Обычно используемые методы — мембранное разделение и молекулярное сито.

Мембранное разделение — это новый метод разделения, сочетающий мембранное разделение газов с традиционной физической адсорбцией, химической абсорбцией, криогенной ректификацией и криогенной обработкой. По сравнению с традиционной абсорбционной технологией мембранное разделение привлекает большое внимание благодаря большой площади контакта газа и жидкости, высокой скорости массообмена, отсутствию уноса тумана и мягким условиям эксплуатации. Янсен с помощью мембранного абсорбционного устройства может удалить H₂S и CO 2, когда разница давлений между газом и жидкостью составляет 50 ~ 500 кПа. Чжао выбрал полиимидное полое волокно для удаления H₂S из природного газа. Результаты показывают, что степень обессеривания мембранного модуля одного сорта составляет до 97% при содержании H₂S 296 мг / м ³.

Молекулярные сита имеют большую площадь поверхности с высокой степенью локализованного заряда, что позволяет молекулярным ситам сильно адсорбировать полярные или поляризуемые соединения, такие как H₂S и другие соединения серы [3]. Обычно считается, что водородные группы в серных и цеолитных молекулярных ситах в H₂S связаны водородными связями. 

Влажное обессеривание

Влажное обессеривание — это удаление сероводорода из специального растворителя путем противоточного контакта с газом. Растворитель регенерируется, а затем снова абсорбируется. и. На практике этот способ используется как следующая ступень очистки биогаза после десульфиризации [1]. По механизму поглощения они делятся на метод химической абсорбции, метод физичесой абсорбции, метод физической и химической абсорбции

Метод химической абсорбции — это использование H₂S и химических растворителей, происходящих между кислотной и щелочной обратимой реакцией для удаления H₂S, более подходящей для более низкого рабочего давления или содержания исходного газа в более высоких случаях. Обычно метод химической абсорбции в основном включает аминный метод, карбонатный метод, аммиачный метод [2]. 

Физическая абсорбция — это использование различных компонентов с определенной растворимостью в растворителе для удаления H₂S, а затем за счет падения давления и других мер для осаждения H₂S, а затем регенерация растворителя и рециркуляция. Методами обессеривания метана являются абсорбционный метод нафтохинона и аммиачный метод.

По сравнению с физическими и химическими методами, процесс биологического обессеривания имеет преимущества мягких условий обессеривания, высокой скорости удаления, отсутствия химического катализатора, низкого энергопотребления, отсутствия двух загрязнений и может генерировать ресурсы для восстановления серы. Процесс обессеривания биогаза можно разделить на три стадии: (1) процесс растворения газа H2S в соответствии с теорией теории двух пленок из газовой фазы путем переноса газожидкостной двойной мембраны в жидкую фазу; (2) растворенный H2S попадает в десульфурирующие бактерии через клеточную мембрану; (3) внутриклеточный H2S преобразуется и используется для удаления H2S из метана . Серные бактерии можно разделить на две группы: цветные серные бактерии и бесцветные серные бактерии. Фотосинтетические пигменты цветных серных бактерий могут использоваться для фотосинтеза, и основными типами являются фотосинтетические бактерии, десульфурирующие бактерии. Бесцветные серные бактерии не могут фотосинтезировать из-за отсутствия фотосинтетического пигмента, в основном для автотрофных бактерий, десульфурирующих бактерии.

Список литературы

1. Голованова И. В. Тепловое поле Южного Урала / отв. ред. В. Н. Пучков; Ин-т геологии Уфим. НЦ РАН. М. : Наука, 2005. 189 с.
2. Пятничко, А. И. Оптимизация состава растворов вода – амины как абсорбентов извлечения биометана из биогаза. / А. И. Пятничко // Технические газы. – 2010. — №3. – С. 26-29.
3. Очистка и осушка биогаза [Электронный ресурс]. URL: http://samostroy.pro/dizain/naibolee_aktivnym_izkotoryh_yavlyaetsya_serovodorod_davleniya_poligone.php / (дата обращения 12.11.2015).