Способ очистки метана от CO2. Очень прошу ответить!

[charhonda]

Задача очистить метан поступающий из биореактора от CO2 за счёт разных моллекулярных масс.

Будет работать по приведённой схеме или нет?

[любитель-X]

По моему схема не рабочая. Газы не будут разделяться в достаточной степени, несмотря на разную плотность. Я бы подумал метод с абсорбции, в качестве растворителя - вода. Растворимость метана и углекислого газов в воде сильно отличается. Газ под давлением барботируется в воду которая циркулирует под давление. Метан проходя через воду освобождается от углекислого газа, а СО2 в свою очередь выходит из воды при сбросе давления по выходу из системы. Вода насосом подаётся обратно.

[s324]

вымораживать СО2 жидким азотом

так все делают

[Dunmer]

вымораживать СО2 жидким азотом

так все делают

Если делать нечего...

СО2 можно попробывать отделять давлением-он сжижается легче метана,но это наверн дорого выйдет.Карбонат калия взаимодействует с СО2 переходя в гидрокарбонат,разлагается тем-рой.Возможно существуют мембранные установки для таких смесей,но это надо искать.

[Anahoret]

Если делать нечего...

СО2 можно попробывать отделять давлением-он сжижается легче метана,но это наверн дорого выйдет.Карбонат калия взаимодействует с СО2 переходя в гидрокарбонат,разлагается тем-рой.Возможно существуют мембранные установки для таких смесей,но это надо искать.

Хорошая идея, этот процесс используют коксохимики

[aversun]

Задача очистить метан поступающий из биореактора от CO2 за счёт разных моллекулярных масс.

Будет работать по приведённой схеме или нет?

А его вообще чистить стоит, сколько там CO2? Если не очень много, и вы собираетесь его сжигать, то он и так сгорит, а с очисткой вы получите лишние затраты и лишние проблемы.

[charhonda]

Я бы подумал метод с абсорбции, в качестве растворителя - вода. Растворимость метана и углекислого газов в воде сильно отличается. Газ под давлением барботируется в воду которая циркулирует под давление. Метан проходя через воду освобождается от углекислого газа, а СО2 в свою очередь выходит из воды при сбросе давления по выходу из системы. Вода насосом подаётся обратно.

Видимо эта схема самая оптимальная. Вместо воды можно использовать известковое молоко и дополнительно очищать от H2S. Буду прорабатывать конструкцию установки и выложу на обсуждение. Сразу вопрос: сколько будет растворяться в сатураторе CH4 по отношению CO2. Интересуют потери CH4.

 

А его вообще чистить стоит, сколько там CO2? Если не очень много, и вы собираетесь его сжигать, то он и так сгорит, а с очисткой вы получите лишние затраты и лишние проблемы.

Состав биогаза в зависимости от кислотного и температурного режима в реакторе : 50—80 % метана, 20—50 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. Сжечь в котле и получить тепло просто, но при этом теряем экологический эффект (выброс CO2), получаем низкую калорийность газа и проблемы с сжатием до 150-200 Атм для резервирования.

CO2 будет подаваться в установку по выращиванию синезелёной водоросли Спирулины (ценная биологически активная добавка). Спирулина потребляет CO2 и выделяет O2.

Всем спасибо за внимание к теме.

[любитель-X]

Вместо воды можно использовать известковое молоко и дополнительно очищать от H2S. Буду прорабатывать конструкцию установки и выложу на обсуждение. Сразу вопрос: сколько будет растворяться в сатураторе CH4 по отношению CO2. Интересуют потери CH4.

 

 

Интересный проект. Задача усложняется метан отдельно, углекислый газ отдельно.

При работе установки на воде и максимальном КПД по грубым прикидкам улекислый газ будет содержать 4% метана.

При использовании известкового молока потери будут на много ниже. Но как вы думаете извлекать потом углекислый газ? При барботировании у вас сначала получится карбонат кальция, а потом гидрокарбонат. Нагреванием раствора гидрокарбоната и разложением его до карбоната и углекислого газа? При нагревании гидрокарбоната - карбонат кальция будет выпадать в виде осадка, причем и на стенки оборудования то же, а карбонат кальция ввиду его пониженной реакционной способности придется использовать только в многоступенчатой установке. Все это усложняет процесс и приводит к повышенным энергозатратам. А разложение до оксида кальцию энергетически нецелесообразно.

Я бы все так порекомендовал рассмотреть и предложенные выше варианты с компремированием и с охлаждением, а так же использовании в качестве рабочей жидкости моноэтаноламина (при 30С поглощает СО2, а выше 110С выделяет) правда растворимости СН4 в данном соединении мне не известна.

[aversun]

Состав биогаза в зависимости от кислотного и температурного режима в реакторе : 50—80 % метана, 20—50 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. Сжечь в котле и получить тепло просто, но при этом теряем экологический эффект (выброс CO2), получаем низкую калорийность газа и проблемы с сжатием до 150-200 Атм для резервирования.

CO2 будет подаваться в установку по выращиванию синезелёной водоросли Спирулины (ценная биологически активная добавка). Спирулина потребляет CO2 и выделяет O2.

Всем спасибо за внимание к теме.

Не думаю, что вы теряете экологический эффект, ведь вы не уголь сжигаете (когда мертвая углекислота выделяется), а получаете углекислоту, которая недавно была поглощена из атмосферы, вы ее туда и возвращаете, опять. Для спирулины можно использовать CO2 и после сжигания. Сжимать биогаз до 150-200 атм, зачем, да и какое огромное количество энергии вы затратите на это, плюс проблемы с сертификацией и надзором за установками высокого давления. Для накопления метана проще использовать водяные газгольдеры, за одно и лишняя углекислота в воде будет частично растворяться.

[Alphawell]

Не думаю, что вы теряете экологический эффект, ведь вы не уголь сжигаете (когда мертвая углекислота выделяется), а получаете углекислоту, которая недавно была поглощена из атмосферы, вы ее туда и возвращаете, опять. Для спирулины можно использовать CO2 и после сжигания. Сжимать биогаз до 150-200 атм, зачем, да и какое огромное количество энергии вы затратите на это, плюс проблемы с сертификацией и надзором за установками высокого давления. Для накопления метана проще использовать водяные газгольдеры, за одно и лишняя углекислота в воде будет частично растворяться.

 

Совершенно справедливо подмечено. Биогаз имеет смысл чистить только от сероводорода, так как он при сжигании (которое так или иначе произойдет, если только не использовать газ в каком-нибудь экзотическом топливном элементе), понятное дело, образует окислы серы, надеюсь вред от них, несмотря на низкую величину выброса, очевиден. Диоксид углерода, образующийся при метановом брожении ранее ассимилируется растениями из атмосферы.

Вообще говоря, по поводу очистки биогаза есть бесчисленное количество патентной информации (местами достаточно сомнительной). Есть даже достаточно подробные публикации - скажем, вот в этой книге, которую я откопал на PirateBay:

http://rapidshare.com/files/385891991/GTZ-Purification_of_Biogas_-_1985.PDF.html

ознакомьтесь, может быть ничего и не надо будет изобретать. Хотя, не гарантирую, у самого как то времени пока не было полностью прочитать.

По поводу водяных газгольдеров могу сказать что в плане растворения в воде диоксида углерода это удобно, но это, пожалуй, единственное удобство такого газгольдера. Для создания более-менее приемлемого рабочего давления в такой конструкции потребуется большой груз (если мы говорим про достаточно крупную установку), для того чтобы запирающая жидкость не замерзала зимой надо либо топить помещение, либо использовать жидкость с очень низкой температурой замерзания. Для того чтобы купол мокрого газгольдера стабильно ходил вверх-вниз нужно сделать грамотные направляющие, а если его потом заклинит то мало не покажется. В общем, у традиционного мокрого газгольдера куча недостатков, которые ограничивают область его использования совсем небольшими установками. Такой конструкции требуется значительная доработка.

А вообще, наша организация сейчас очень активно ведет поиск разумной схемы очистки биогаза от сероводорода. Если есть предложения или какие-то идеи, то пишите в личку, приятно будет побеседовать.