Come utilizzare il carbone attivo per la purificazione del biogas

Si usa Carbone attivo per biogas per catturare le sostanze nocive presenti nel biogas prima che arrivi alle vostre macchine. Questa fase è chiamata purificazione del biogas. Mantiene i motori sicuri e rende il carburante migliore. Il biogas grezzo contiene elementi come idrogeno solforato, ammoniaca, silossani e composti organici volatili.. Questi elementi possono arrugginire o danneggiare l'apparecchiatura.

L'eliminazione di questi elementi negativi rende il sistema più sicuro e lo aiuta a funzionare meglio.

Punti di forza

• La pulizia del biogas è importante per eliminare sostanze nocive come l'idrogeno solforato e l'ammoniaca. In questo modo le macchine sono sicure e possono utilizzare meglio l'energia.

• Scegliere il carbone attivo giusto è molto importante. Alcuni tipi funzionano meglio per alcune cose negative, quindi scegliete il carbone che si adatta al vostro biogas.

• Controllare e sostituire i filtri a carbone attivo spesso. Se si avvertono cattivi odori o i filtri risultano pesanti, significa che è necessario cambiarli. In questo modo il sistema funziona bene.

• L'uso di due filtri consente al sistema di continuare a funzionare. Un filtro può funzionare mentre si cambia l'altro. Ciò significa che il sistema non deve fermarsi.

• Una buona manutenzione, come la ricerca di perdite e il controllo del flusso di gas, mantiene il sistema di biogas sicuro e funzionante.

Nozioni di base sulla purificazione del biogas

Perché purificare il biogas

È necessario biogas pulito prima di utilizzarlo in motori o caldaie. La purificazione del biogas consente di ricavarne più energia. Inoltre, protegge le macchine da eventuali danni. L'eliminazione delle sostanze nocive rende il gas adatto a diversi macchinari. Se non si pulisce il gas, le apparecchiature possono danneggiarsi. L'idrogeno solforato può far arrugginire le parti metalliche. Il gas sporco può far funzionare male i motori. Potreste anche avere problemi di funzionamento delle vostre macchine.

Suggerimento: La pulizia del biogas aiuta a rispettare le leggi sulla sicurezza. Molti luoghi hanno regole per metano, impurità e acqua nel biogas. Per seguire queste regole è necessario eliminare l'acqua e le sostanze nocive come l'idrogeno solforato e i composti organici volatili.

Ecco le principali ragioni per pulire il biogas:

• Far sì che il biogas fornisca più calore

• Mantenere in sicurezza motori, caldaie e veicoli

• Assicuratevi che il gas funzioni per molti usi

Se non si pulisce il biogas, si può ottenere:

• Ruggine sulle apparecchiature a causa dell'idrogeno solforato

• Qualità del gas scadente e prestazioni insufficienti

• Problemi di funzionamento regolare dei motori

Contaminanti comuni

Il biogas è costituito principalmente da metano e anidride carbonica. Contiene anche piccole quantità di idrogeno solforato, ammoniaca, silossani e composti organici volatili. L'idrogeno solforato è molto pericoloso. È velenoso e può danneggiare le macchine. Il Il California Air Resources Board dice queste cose negative può produrre sostanze tossiche quando si brucia il biogas. Questo può danneggiare le macchine e inquinare l'aria.

È necessario pulire il biogas per sbarazzarsi di questi elementi negativi. I gruppi di sicurezza controllano se si seguono le regole per un uso sicuro. L'aggiornamento del biogas è ormai comune per soddisfare le norme sul biometano.

Tipi di carbone attivo per biogas

Criteri di selezione

Quando si sceglie il carbone attivo per biogas, è necessario considerare alcuni aspetti. Il tipo di carbone attivo scelto cambia la capacità di depurazione del biogas. Ogni tipo ha una propria capacità di adsorbimento, area superficiale e densità. È necessario abbinare il carbone giusto alle sostanze nocive presenti nel biogas.

Ecco una tabella che mostra alcuni tipi comuni di carbone attivo per biogas e come sono:

Dovreste anche considerare questi aspetti:

• Il tipo di carbone attivo per biogas (in polvere, granulare, pellettizzato)

• I contaminanti esatti di cui ci si vuole sbarazzare

• La temperatura, la pressione e l'umidità del luogo in cui viene utilizzato

• Quanto tempo si desidera che il carbone duri prima di cambiarlo?

• La forza per i grandi sistemi

La dimensione dei pori del carbone attivo per biogas è molto importante. I pori aiutano a catturare le sostanze nocive tramite l'adsorbimento. Aree superficiali più grandi e pori della giusta dimensione aiutano il carbone a lavorare meglio. Ad esempio, l'idrogeno solforato viene rimosso meglio con carboni che hanno molti mesopori e micropori. Questa configurazione consente di catturare un maggior numero di contaminanti e di far durare il filtro più a lungo.

Suggerimento: il carbone attivo granulare è resistente e funziona bene per la pulizia costante del biogas. Il carbone in polvere funziona velocemente, ma potrebbe essere necessario cambiarlo più spesso.

Applicazione nei sistemi di biogas

Per pulire il biogas si utilizzano carboni attivi di diverse forme. Il carbone attivo granulare è molto utilizzato per rimuovere i composti organici volatili. Il carbone pellettizzato offre un buon tempo di contatto e non rallenta molto il gas. Alcuni carboni sono fatti per catturare l'idrogeno solforato e l'ammoniaca.

I filtri a carbone attivo per biogas vengono inseriti nella linea del gas dopo che il biogas grezzo lascia il digestore. Il gas passa attraverso il letto di carbone. Le sostanze nocive si attaccano al carbone per adsorbimento. Il carbone attivo per biogas è in grado di catturare più contaminanti rispetto ad altri elementi come la silice o le zeoliti. Si ottiene una migliore rimozione di idrogeno solforato, anidride carbonica e altre impurità.

Il carbone attivo per biogas non costa molto. Vi aiuta a risparmiare denaro, soprattutto se il vostro impianto si trova in un luogo che non dispone di molte risorse economiche. È possibile utilizzare altri materiali economici, ma il carbone attivo per biogas offre la migliore combinazione di potere pulente, prezzo e flessibilità.

Nota: l'efficacia dell'adsorbimento dipende dal tipo di carbone, dalla dimensione dei pori e dalle modalità di utilizzo. Prima di scegliere il carbone attivo per biogas, verificare sempre le esigenze del proprio sistema.

Desolforazione del biogas e rimozione dei contaminanti

Rimozione del solfuro di idrogeno (H2S)

È necessario rimuovere l'idrogeno solforato dal biogas. Questo perché l'idrogeno solforato è molto dannoso. Può far arrugginire le parti metalliche e rompere i motori. Può anche causare problemi di sicurezza. Se non si elimina l'idrogeno solforato, la combustione del gas può produrre fumi tossici. L'eliminazione del solfuro di idrogeno mantiene le macchine sicure e aiuta a rispettare le regole dell'aria.

Il carbone attivo viene utilizzato per la rimozione dell'h2s. Funziona sia per i sistemi di biogas grandi che per quelli piccoli. La separazione dell'H2S avviene quando il gas passa attraverso il carbone attivo. Il carbone cattura l'H2S e lo trattiene sulla sua superficie. Alcuni carboni attivi possono persino trasformare l'H2S in zolfo sicuro.

Ecco come il carbone attivo elimina l'H2S dal biogas:

È possibile migliorare l'adsorbimento dell'h2s utilizzando sostanze chimiche speciali. Lo ioduro di potassio aiuta a trasformare l'H2S in zolfo solido. Ad esempio, il carbone attivo impregnato di KI utilizza questa reazione:
H2S + ½ O2 → S + H2O
Questa reazione consente di ottenere risultati migliori.

Con i giusti accorgimenti è possibile ottenere tassi di rimozione elevati. Ad esempio:

• Il biochar da cippato può eliminare più di 98% di H2S.

• Il carbone attivo prodotto a 450°C e attivato a 750°C può trattenere circa 98 mg di H2S per grammo.

La separazione dell'H2S funziona meglio se si controllano l'umidità e il pH. Un'umidità elevata e un pH vicino a 8 favoriscono il processo. L'utilizzo di carbone attivo con ossidi metallici, come il potassio o il ferropuò migliorare ulteriormente l'adsorbimento dell'h2s.

Suggerimento: Controllare sempre il carbone attivo. Quando si riempie di zolfo, è necessario cambiarlo o pulirlo. In questo modo la desolforazione del biogas funziona bene.

COV, silossani e altre impurità

È inoltre necessario rimuovere altri elementi negativi dal biogas. Si tratta di composti organici volatili, silossani, ammoniaca e talvolta anidride carbonica. Ognuno di essi può danneggiare le macchine o l'ambiente.

Il carbone attivo aiuta ad eliminare queste impurità. Funziona intrappolando le molecole sulla sua superficie. Per quanto riguarda i silossani, il carbone attivo può catturarli prima che raggiungano i motori. Gli studi dimostrano che il carbone attivo commerciale può rimuovere i silossani come D4 molto bene. È anche possibile pulire il carbonio e riutilizzarlo. L'utilizzo di ferro con ossidazione avanzata aiuta a recuperare il carbone.

Anche l'ammoniaca e i COV si attaccano al carbone attivo durante la separazione dell'h2s. L'eliminazione di queste impurità mantiene il gas pulito e protegge le macchine. Se il biogas presenta molte impurità, potrebbe essere necessario un carbone attivo speciale o l'aggiunta di ossidi di metallo.

Ecco una tabella che mostra cosa influisce sull'adsorbimento dell'H2S e di altre impurità:

Se ci sono molte impurità, il carbone attivo potrebbe non funzionare bene. La presenza di H2S, COV e silossani significa che è necessario controllare il carbone più spesso. Potrebbe essere necessario sostituirlo più rapidamente.

Nota: una buona desolforazione del biogas e la rimozione delle impurità aiutano a ridurre le emissioni, a proteggere i motori e a far funzionare il sistema più a lungo.

Utilizzando i passaggi giusti e mantenendo puliti i filtri, ci si assicura che il biogas sia sicuro e pronto all'uso.

Installazione e gestione di sistemi a carbone attivo per biogas

Fasi di installazione

Per installare i filtri a carbone attivo per il biogas è necessario seguire dei semplici passaggi. Una buona configurazione aiuta il sistema di purificazione a funzionare bene. Ecco una semplice guida per la maggior parte dei progetti di biogas:

1. Scegliere il carbone attivo giusto
   Ci sono quattro tipi principali per l'utilizzo del biogas:

   • Carbone attivo impregnato di ioduro di potassio

   • Carbone attivo impregnato alcalino

   • Carbonio impregnato di carbonato alcalino-terroso

   • Carbone attivo catalitico
     Ogni tipo funziona meglio per determinate sostanze nocive. Per esempio, i gradi di ioduro di potassio aiutano a eliminare l'idrogeno solforato.

2. Dimensionare correttamente il filtro
   Assicuratevi che il vostro filtro sia abbastanza grande. Se il filtro è troppo piccolo, si riempirà rapidamente. Il filtro deve essere adatto alle esigenze del sistema.

3. Impostazione della disposizione dei filtri
   Utilizzate due filtri nel vostro sistema di biogas. Un filtro lavora mentre l'altro aspetta. In questo modo, è possibile cambiare i filtri senza fermare il sistema. Il biogas continua a funzionare.

4. Installare il filtro nella linea del gas
   Collocare il filtro a carboni attivi dopo il digestore. Collocarlo prima che il gas vada ai motori o ad altre unità. Assicurarsi che il gas si muova uniformemente attraverso il letto di carbone.

5. Controllo delle perdite e sicurezza dei collegamenti
   Esaminate tutti i tubi e i giunti. Serrateli per evitare perdite. Le perdite possono peggiorare il funzionamento del sistema di depurazione.

Suggerimento: Seguire sempre le regole di sicurezza per il biogas. Indossare guanti e maschere quando si tocca il carbone attivo. Tenere l'area aperta all'aria fresca.

Funzionamento e monitoraggio

Dopo aver installato il filtro, è necessario far funzionare e controllare il sistema. Un buon funzionamento e un buon controllo aiutano il sistema di biogas a funzionare al meglio.

Parametri operativi chiave

È necessario controllare alcuni elementi per mantenere il sistema in funzione. La tabella seguente mostra i fattori più importanti per il biogas:

Mantenere costante la portata del flusso. Se il gas si muove troppo velocemente, il carbone non riesce a catturare tutte le sostanze nocive. Attenzione alla temperatura. Il calore elevato può ridurre l'efficacia del carbone. Mantenere la stessa pressione per ottenere i migliori risultati.

Tecniche di monitoraggio

È necessario sapere quando il carbone attivo è pieno. Un modo è quello di misurare la resistenza elettrica nel letto di carbone. Questo test mostra dove si trova il fronte di adsorbimento. Quando la resistenza cambia, il carbone si sta riempiendo. Si può intuire quando è necessario cambiare il filtro.

È inoltre possibile utilizzare dei sensori di gas per verificare la presenza di idrogeno solforato dopo il filtro. Se se ne vedono di più, il carbone è pieno.

Nota: annotare sempre quando si cambiano i filtri e si controlla la qualità del gas. In questo modo è possibile pianificare e risolvere i problemi dell'impianto di biogas.

Suggerimenti per prestazioni e sicurezza ottimali

• Cambiare il carbone attivo prima che si riempia. In questo modo il sistema funziona bene.

• Utilizzate due filtri in modo che il sistema possa funzionare sempre.

• Mantenere l'area pulita e asciutta per evitare incidenti.

• Insegnate al vostro team come gestire in sicurezza e come comportarsi in caso di emergenza.

Se seguite questi passaggi, il vostro sistema di biogas funzionerà bene e in sicurezza. Proteggerete le vostre macchine e otterrete il massimo dal vostro biogas.

Manutenzione nelle applicazioni del biogas

Sostituzione del filtro

Dovete cambiare filtri a carbone attivo per far funzionare bene il sistema di biogas. Con il tempo, questi filtri si riempiono di sostanze nocive e smettono di funzionare correttamente. Se si aspetta troppo a lungo, il sistema potrebbe iniziare a puzzare o addirittura rompersi.

Un buon modo per sapere quando sostituire il filtro è quello di osservare la penetrazione di idrogeno solforato. Ciò significa che il filtro non è più in grado di eliminare i gas nocivi. È necessario cambiare il filtro non appena si nota questo fenomeno.

Ci sono altri segnali che indicano la necessità di un nuovo filtro:

• Tu odore di fogna dal vostro sistema di biogas.

• Il filtro sembra più pesante, il che significa che ha assorbito acqua e sostanze nocive.

• I cattivi odori che prima erano spariti iniziano a tornare.

• Il filtro è stato utilizzato a tempo pieno.

Suggerimento: Seguire sempre il programma di sostituzione dei filtri fornito dal fornitore. In questo modo è possibile bloccare i problemi prima che inizino.

Quando buttate via i vecchi filtri, pensate alla Terra. Il carbone attivo usato può causare problemi se messo in discarica. Può produrre gas a effetto serra come il metano e l'anidride carbonica. Gettarli nel modo sbagliato può anche inquinare l'aria e danneggiare le persone, soprattutto dove le regole sulle discariche non sono rigide.

• Il carbone attivo usato viene messo in discarica e può generare gas a effetto serra.

• I modi scorretti di gettare via i rifiuti possono inquinare l'aria e danneggiare le persone.

• I luoghi con regole deboli in materia di discariche hanno problemi maggiori.

Risoluzione dei problemi

A volte il sistema di depurazione del biogas non funziona correttamente. Se si avverte un cattivo odore, controllare innanzitutto i filtri. Un odore forte spesso significa che il filtro è pieno. Se il filtro è pesante o il gas non è buono, cambiatelo subito.

Se dopo la sostituzione del filtro si verificano ancora problemi, verificare la presenza di perdite nei tubi o di parti allentate. Assicuratevi che il gas si muova uniformemente attraverso il letto del filtro. Annotate quando cambiate i filtri e controllate il sistema. In questo modo è possibile individuare i problemi e risolverli più rapidamente.

Nota: Effettuando controlli regolari, il sistema di biogas è sicuro e funziona bene. Si proteggono le macchine e si ottengono i migliori risultati dal processo di pulizia.

È possibile migliorare il biogas utilizzando il carbone attivo. Questo aiuta a eliminare le sostanze nocive e a mantenere le macchine sicure. La tabella seguente mostra come il carbone attivo aiuta il vostro sistema:

Effettuare controlli regolari e prendersi cura del sistema aiuta a farlo funzionare bene.. Per ottenere risultati ottimali, provate a seguire questi suggerimenti:

• Utilizzare i pre-filtri per raccogliere lo sporco prima del filtro principale.

• Controllare la velocità di movimento del gas e il tempo di contatto con il carbone.

• Controllare spesso il gas e cambiare i filtri quando necessario.

Un biogas più pulito vi aiuta a lavorare in sicurezza e a far funzionare le vostre macchine più a lungo.