Biogas industry filtration

Why you need proper filtration for biogas production? 

การผลิตก๊าซชีวภาพเป็นอุตสาหกรรมที่สำคัญระดับโลกและแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เติบโตเร็วที่สุดอันดับสามของโลก ขยะอินทรีย์ถูกใช้เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล ด้วยการใช้การกรองระดับโมเลกุลทำให้สามารถกรองก๊าซชีวภาพให้บริสุทธิ์ลดการสึกกร่อนชองอุปกรณ์และเพิ่มความเชื่อมั่นในการดำเนินงาน 

กระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพมีความสำคัญอย่างมากเนื่องจากการปล่อยก๊าซที่ปนเปื้อนออกมาทำให้เกิดการกัดกร่อนของเครื่องยนต์และอุปกรณ์ต่างๆ ทำให้เกิดการหยุดการผลิต

What are the risks in biogas production? 

ก๊าซชีวภาพที่มีพลังงานมาจากขยะชีวภาพ เมื่อถูกย่อยในกระบวนการเน่าเปื่อยโดยไม่มีอากาศ (ไม่ใช้ออกซิเจน) ก๊าซมีเทนที่เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตอาจปนเปื้อนมาด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เป็นกรด (H2S). H2S การเผาไหม้นำไปสู่การปล่อยก๊าซซัลไฟด์ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายนอกจากนี้หาก H2S ที่มีความเข้มข้นสูง เครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้มีเทนอาจเกิดการกัดกร่อนภายในเนื่องจาก ก๊าซและอุณหภูมิทำให้เกิดการกัดกร่อนและลดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้หลายปีส่งผลให้สูญเสียการผลิต

ความเสี่ยงอีกประการหนึ่งสำหรับเครื่องยนต์ก๊าซชีวภาพสารอินทรีย์ระเหย (VOCs) สารประกอบเหล่านี้ใช้กันอย่่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ ก๊าซชีวภาพที่สร้างขึ้นในโรงงานเหล่านี้อาจปนเปื้อนด้วยไซล็อกเซน เมื่อไซล็อกเซนถูกเผาจะทิ้งเศษซิลิกาและซิลิเกตที่เป็นของแข็ง จำเป็นต้องใช้โมเลกุลพิเศษในการฟอกก๊าซชีวภาพ


Many anaerobic digesters (tanks) and biogas engines are located close to the feedstock of organic waste, i.e. on farms or waste processing sites. To optimize the efficiency of energy production, the biogas is fed to the engine at elevated pressures, typically up to 0.5 bar. Then the combustion phase begins and the energy from the gas becomes usable. 

The biogas or biomethane can also be converted into compressed biogas (CBG) or liquid biogas (LBG) and used as vehicle fuel.

The use of natural gas as car fuel can reduce carbon dioxide emissions.

Biogas driven cars are often quieter and produce less particulate matter, nitrogen oxide and sulfur dioxide emissions than cars driven by petrol or diesel. 

What is the ideal filtration solution to avoid the risks involved? 

Molecular filtration เป็นวิธีที่ยอมรับในการกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไซล็อกเซนและ VOCs ออกจากก๊าซชีวภาพก่อนการเผาไหม้ การกรองระดับโมเลกุลจะช่วยแก้ปัญหาการปนเปื้อนก๊าซชีวภาพ

ตัวกรองโมเลกุลใช้เทคนิคที่เรียกว่าการดูดซับ โมเลกุลจะเกาะบนวัสดุที่มีพื้นผิวสูง ตัวกรองโมเลกุลสามารถใช้ถ่านกัมมันต์หรืออลูมินา เพื่อดึงดูดโมเลกุล

There are many ways of solving molecular filtration in biogas applications. Activated carbon or alumina media are deployed as filter deep beds (>= 100 mm) between perforated metal sheets in a wide range of heavy-duty housings, and as single or multiple stages depending on concentration and flow requirements. 

The UL flammability rating of the media is important, as normal carbon is flammable, and that the media allows correct adsorption of the target gasses. 

The design and construction of horizontal deep bed (HDB) filters for biogas applications should take account of the system pressure. Biogas HDB filters must be constructed from heavier gauge material, have cylindrical shells and use dished ends. It is also crucial that flanged inlet and outlet connections and bosses for instrumentation are according to a recognized standard.  

For biogas production plants, the right molecular filtration solution can ensure steady operation, improved profit levels and compliance with rules and regulations.  

Sources: 

European Biogas Association 

Danish Technological Institute 

Co-author

Karl-Henrik Björkhem, Business Development Manager Northern Europe, Molecular Contamination Control, Camfil. With over 10 years of experience in renewable energy and environment sector focusing on air containment and filtration, Karl-Henrik has valuable insights on corrosion control, indoor air quality, molecular contamination and odor control. 

Created 23 กุมภาพันธ์ 2564