Como utilizar o carvão ativado para a purificação do biogás

Utiliza-se Carvão ativado para biogás para apanhar as substâncias nocivas do biogás antes de este chegar às suas máquinas. Este passo é designado por purificação do biogás. Mantém os motores seguros e torna o combustível melhor. O biogás bruto contém substâncias como sulfureto de hidrogénio, amoníaco, siloxanos e compostos orgânicos voláteis. Estas coisas podem enferrujar ou danificar o seu equipamento.

A eliminação destas coisas más torna o seu sistema mais seguro e ajuda-o a funcionar melhor.

Principais conclusões

• A limpeza do biogás é importante para eliminar substâncias nocivas como o sulfureto de hidrogénio e o amoníaco. Isto mantém as suas máquinas seguras e ajuda-as a utilizar melhor a energia.

• Escolher o carvão ativado certo é muito importante. Alguns tipos funcionam melhor para certas coisas más, por isso escolha o carbono que se adapta ao seu biogás.

• Verificar e substituir os filtros de carvão ativado frequentemente. Se sentir maus cheiros ou se os filtros estiverem pesados, significa que tem de os mudar. Isto mantém o seu sistema a funcionar bem.

• A utilização de dois filtros permite que o sistema continue a funcionar. Um filtro pode funcionar enquanto muda o outro. Isto significa que o seu sistema não tem de parar.

• Fazer uma boa manutenção, como procurar fugas e verificar o fluxo de gás, mantém o seu sistema de biogás seguro e a funcionar bem.

Noções básicas de purificação do biogás

Porquê purificar o biogás

É necessário biogás limpo antes de o utilizar em motores ou caldeiras. A purificação do biogás ajuda-o a obter mais energia. Também mantém as suas máquinas a salvo de danos. A remoção de substâncias nocivas torna o gás bom para diferentes máquinas. Se não limpar o gás, o seu equipamento pode ficar danificado. O sulfureto de hidrogénio pode fazer com que as peças metálicas enferrujem. O gás sujo pode fazer com que os motores funcionem mal. Também pode ter problemas com o funcionamento das suas máquinas.

Sugestão: A limpeza do biogás ajuda-o a cumprir as leis de segurança. Muitos locais têm regras para o metano, as impurezas e a água no biogás. É necessário retirar a água e as substâncias nocivas, como o sulfureto de hidrogénio e os compostos orgânicos voláteis, para seguir estas regras.

Eis as principais razões para limpar o biogás:

• Fazer com que o biogás produza mais calor

• Manter motores, caldeiras e veículos seguros

• Certifique-se de que o gás funciona para muitas utilizações

Se não limpar o biogás, pode obter:

• Ferrugem no equipamento devido ao sulfureto de hidrogénio

• Má qualidade do gás e fraco desempenho

• Problemas com o bom funcionamento dos motores

Contaminantes comuns

O biogás é constituído principalmente por metano e dióxido de carbono. Também contém pequenas quantidades de sulfureto de hidrogénio, amoníaco, siloxanos e compostos orgânicos voláteis. O sulfureto de hidrogénio é muito perigoso. É venenoso e pode danificar as suas máquinas. O O Conselho de Recursos Atmosféricos da Califórnia diz estas coisas más pode produzir substâncias tóxicas quando se queima biogás. Isto pode danificar as suas máquinas e poluir o ar.

É necessário limpar o biogás para eliminar estas coisas más. Os grupos de segurança verificam se as regras de utilização segura são cumpridas. Atualmente, é comum a modernização do biogás para cumprir as regras do biometano.

Tipos de carvão ativado para biogás

Critérios de seleção

Quando se escolhe o carvão ativado para biogás, é preciso ter em conta alguns aspectos. O tipo de carvão ativado escolhido altera a eficácia da limpeza do biogás. Cada tipo tem a sua própria capacidade de adsorção, área de superfície e densidade. É necessário fazer corresponder o carvão correto às substâncias nocivas do biogás.

Segue-se uma tabela que mostra alguns tipos comuns de carvão ativado para biogás e como são:

Também deve ter em conta estes aspectos:

• O tipo de carvão ativado para biogás (em pó, granulado, peletizado)

• Os contaminantes exactos de que se quer livrar

• A temperatura, a pressão e a humidade no local onde é utilizado

• Quanto tempo pretende que o carbono dure antes de o mudar

• A força dos grandes sistemas

A dimensão dos poros do carvão ativado para biogás é muito importante. Os poros ajudam a apanhar as coisas más por adsorção. As áreas de superfície maiores e os tamanhos corretos dos poros ajudam o carbono a funcionar melhor. Por exemplo, o sulfureto de hidrogénio é melhor removido com carvões que tenham muitos mesoporos e microporos. Esta configuração ajuda a apanhar mais contaminantes e faz com que o filtro dure mais tempo.

Sugestão: O carvão ativado granular é resistente e funciona bem para limpar o biogás a toda a hora. O carvão em pó funciona rapidamente, mas pode ser necessário mudá-lo com mais frequência.

Aplicação em sistemas de biogás

O carvão ativado para biogás é utilizado em diferentes formas para limpar o biogás. O carvão ativado granular é muito utilizado para remover compostos orgânicos voláteis. O carvão peletizado proporciona um bom tempo de contacto e não abranda muito o gás. Alguns carvões são feitos para capturar o sulfureto de hidrogénio e o amoníaco.

Colocam-se filtros de carvão ativado para biogás na linha de gás depois de o biogás bruto sair do digestor. O gás passa através do leito de carbono. As coisas más aderem ao carvão por adsorção. O carvão ativado para biogás consegue apanhar mais contaminantes do que outros materiais como a sílica ou os zeólitos. Obtém-se uma melhor remoção de sulfureto de hidrogénio, dióxido de carbono e outras impurezas.

O carvão ativado para biogás não é muito caro. Ajuda-o a poupar dinheiro, especialmente se a sua instalação se situar num local onde não há muito dinheiro. Pode utilizar outros materiais baratos, mas o carvão ativado com biogás oferece-lhe a melhor combinação de poder de limpeza, preço e flexibilidade.

Nota: A eficácia da adsorção depende do tipo de carvão, do tamanho dos poros e da forma como é utilizado. Verifique sempre as necessidades do seu sistema antes de escolher o carvão ativado para biogás.

Dessulfurização de biogás e remoção de contaminantes

Remoção de sulfureto de hidrogénio (H2S)

É necessário remover o sulfureto de hidrogénio do biogás. Isto porque o sulfureto de hidrogénio é muito prejudicial. Pode fazer com que as peças metálicas enferrujem e partam os motores. Também pode causar problemas de segurança. Se não retirar o sulfureto de hidrogénio, a queima do gás pode produzir fumo tóxico. A sua remoção mantém as suas máquinas seguras e ajuda-o a cumprir as regras do ar.

O carvão ativado é utilizado para a remoção de h2s. Isto funciona tanto para grandes como para pequenos sistemas de biogás. A separação do H2S acontece quando o gás passa pelo carvão ativado. O carbono agarra o H2S e retém-no na sua superfície. Alguns carvões activados podem mesmo transformar o H2S em enxofre seguro.

Eis como o carvão ativado retira o H2S do biogás:

É possível melhorar a adsorção de h2s utilizando produtos químicos especiais. O iodeto de potássio ajuda a transformar o H2S em enxofre sólido. Por exemplo, o carvão ativado impregnado de KI utiliza esta reação:
H2S + ½ O2 → S + H2O
Esta reação ajuda-o a obter melhores resultados.

É possível obter taxas de remoção elevadas com os passos corretos. Por exemplo:

• O biochar de aparas de madeira pode eliminar mais de 98% de H2S.

• O carvão ativado produzido a 450°C e ativado a 750°C pode conter cerca de 98 mg de H2S por grama.

A separação de H2S funciona melhor se controlar a humidade e o pH. Uma humidade elevada e um pH próximo de 8 ajudam o processo. A utilização de carvão ativado com óxidos metálicos, como o potássio ou o ferropode tornar a adsorção de h2s ainda melhor.

Dica: Verifique sempre o carvão ativado. Quando este se enche de enxofre, é necessário mudá-lo ou limpá-lo. Isto mantém a dessulfurização do biogás a funcionar bem.

COVs, siloxanos e outras impurezas

Também é necessário remover outras coisas más do biogás. Estes são compostos orgânicos voláteis, siloxanos, amoníaco e, por vezes, dióxido de carbono. Cada um deles pode prejudicar as suas máquinas ou o ambiente.

O carvão ativado ajuda a eliminar estas impurezas. Funciona através da retenção das moléculas na sua superfície. No caso dos siloxanos, o carvão ativado pode capturá-los antes de chegarem aos seus motores. Estudos demonstram que o carvão ativado comercial pode remover siloxanos como o D4, muito bem. Pode mesmo limpar o carbono e utilizá-lo novamente. A utilização de ferro com oxidação avançada ajuda a recuperar o carbono.

O amoníaco e os COV também aderem ao carvão ativado durante a separação do h2s. A remoção destas impurezas mantém o seu gás limpo e protege as suas máquinas. Se o seu biogás tiver muitas impurezas, pode precisar de carvão ativado especial ou adicionar óxidos metálicos para ajudar.

Aqui está uma tabela que mostra o que afecta a adsorção de H2S e outras impurezas:

Se tiver muitas impurezas, o carvão ativado pode não funcionar tão bem. Muitos H2S, COVs e siloxanos juntos significam que deve verificar o carvão com mais frequência. Poderá ser necessário substituí-lo mais rapidamente.

Nota: Uma boa dessulfuração do biogás e a remoção de impurezas ajudam a reduzir as emissões, a proteger os motores e a manter o sistema a funcionar durante mais tempo.

Utilizando os passos corretos e mantendo os filtros limpos, garante que o seu biogás é seguro e está pronto a ser utilizado.

Instalação e funcionamento de sistemas de carvão ativado para biogás

Etapas de instalação

Deve seguir os passos simples para instalar filtros de carvão ativado para biogás. Uma boa instalação ajuda o seu sistema de purificação a funcionar bem. Aqui está um guia simples para a maioria dos projectos de biogás:

1. Escolha o carvão ativado certo
   Existem quatro tipos principais de utilização do biogás:

   • Carvão ativado impregnado de iodeto de potássio

   • Carvão ativado impregnado de alcalino

   • Carvão impregnado de carbonato alcalinoterroso

   • Carvão ativado catalítico
     Cada tipo funciona melhor para determinadas substâncias nocivas. Por exemplo, os graus de iodeto de potássio ajudam a eliminar o sulfureto de hidrogénio.

2. Dimensionar corretamente o filtro
   Certifique-se de que o seu filtro é suficientemente grande. Se o filtro for demasiado pequeno, vai encher-se rapidamente. O filtro deve adaptar-se às necessidades do seu sistema.

3. Configurar o arranjo do filtro
   Utilize dois filtros no seu sistema de biogás. Um filtro funciona enquanto o outro espera. Desta forma, pode mudar de filtro sem parar o sistema. O seu biogás continua a funcionar.

4. Instalar o filtro no tubo de gás
   Colocar o filtro de carvão ativado após o digestor. Coloque-o antes de o gás ir para os motores ou outras unidades. Certifique-se de que o gás se move uniformemente através do leito de carbono.

5. Verificar a existência de fugas e proteger as ligações
   Verificar todos os tubos e juntas. Aperte-as para evitar fugas. As fugas podem piorar o funcionamento do seu sistema de purificação.

Dica: Siga sempre as regras de segurança para o biogás. Use luvas e máscaras quando tocar no carvão ativado. Mantenha a área aberta ao ar fresco.

Funcionamento e monitorização

Depois de instalar o filtro, o sistema deve funcionar e ser vigiado. O bom funcionamento e o controlo ajudam o sistema de biogás a funcionar da melhor forma.

Principais parâmetros operacionais

É necessário controlar alguns aspectos para manter o sistema a funcionar. A tabela abaixo mostra os aspectos mais importantes para o biogás:

Mantenha o caudal constante. Se o gás se mover demasiado depressa, o carvão não consegue apanhar todas as coisas más. Cuidado com a temperatura. O calor elevado pode fazer com que o carvão não funcione tão bem. Mantenha a pressão igual para obter os melhores resultados.

Técnicas de controlo

É necessário saber quando o carvão ativado está cheio. Uma forma de o fazer é medir a resistência eléctrica no leito de carvão. Este teste mostra onde está a frente de adsorção. Quando a resistência muda, o carvão está a ficar cheio. Pode adivinhar quando deve mudar o filtro.

Também é possível utilizar sensores de gás para verificar a presença de sulfureto de hidrogénio após o filtro. Se vir mais destes gases, o carvão está cheio.

Nota: Anote sempre quando muda os filtros e verifica a qualidade do gás. Isto ajuda-o a planear e a evitar problemas no seu sistema de biogás.

Sugestões para um desempenho e segurança óptimos

• Mude o carvão ativado antes que este fique cheio. Isto mantém o seu sistema a funcionar bem.

• Utilize dois filtros para que o seu sistema possa funcionar sempre.

• Manter a área limpa e seca para evitar acidentes.

• Ensine à sua equipa formas seguras de manuseamento e o que fazer em situações de emergência.

Se seguir estes passos, o seu sistema de biogás funcionará bem e em segurança. Protege as suas máquinas e obtém o máximo do seu biogás.

Manutenção em aplicações de biogás

Substituição do filtro

É preciso mudar filtros de carvão ativado para manter o seu sistema de biogás a funcionar bem. Com o tempo, estes filtros enchem-se de coisas más e deixam de funcionar corretamente. Se esperar demasiado tempo, o seu sistema pode começar a cheirar mal ou mesmo avariar.

Uma boa maneira de saber quando deve mudar o filtro é ver se há uma fuga de sulfureto de hidrogénio. Isto significa que o filtro já não consegue eliminar os gases nocivos. Deve mudar o filtro assim que verificar este facto.

Existem outros sinais que indicam que precisa de um novo filtro:

• Você cheirar algo como esgoto do seu sistema de biogás.

• O filtro parece mais pesado, o que significa que absorveu água e substâncias nocivas.

• Os maus cheiros que antes desapareciam começam a voltar.

• O filtro foi utilizado a tempo inteiro.

Sugestão: Siga sempre o calendário de mudança de filtros do seu fornecedor. Isto ajuda-o a evitar problemas antes de estes começarem.

Quando deitar fora filtros velhos, pense na terra. O carvão ativado usado pode causar problemas se for colocado num aterro sanitário. Pode fazer gases com efeito de estufa, como o metano e o dióxido de carbono. Deitar fora de forma incorrecta também pode poluir o ar e prejudicar as pessoas, especialmente onde as regras de deposição em aterro não são rigorosas.

• A colocação de carvão ativado usado em aterros pode produzir gases com efeito de estufa.

• As más formas de deitar fora o lixo podem poluir o ar e prejudicar as pessoas.

• Os locais com regras de deposição de resíduos pouco rigorosas têm problemas maiores.

Resolução de problemas

Por vezes, o sistema de limpeza do biogás não funciona corretamente. Se sentir um cheiro desagradável, verifique primeiro os filtros. Um cheiro forte significa frequentemente que o filtro está cheio. Se o filtro parecer pesado ou se o gás não for tão bom, mude-o imediatamente.

Se continuar a ter problemas depois de mudar o filtro, procure fugas nos tubos ou peças soltas. Certifique-se de que o gás se move uniformemente através do leito do filtro. Anote quando muda os filtros e verifica o sistema. Isto ajuda-o a encontrar problemas e a resolvê-los mais rapidamente.

Nota: A realização de controlos regulares mantém o seu sistema de biogás seguro e a funcionar bem. Protege as suas máquinas e obtém os melhores resultados do seu processo de limpeza.

Pode melhorar o seu biogás utilizando carvão ativado. Isto ajuda a eliminar as coisas más e mantém as suas máquinas seguras. A tabela abaixo mostra como o carvão ativado ajuda o seu sistema:

Fazer verificações regulares e cuidar do seu sistema ajuda-o a funcionar bem. Para obter os melhores resultados, experimente estas sugestões:

• Utilize pré-filtros para apanhar a sujidade antes do filtro principal.

• Controle a rapidez com que o gás se move e o tempo que toca no carbono.

• Teste o gás com frequência e mude os filtros quando necessário.

O biogás mais limpo ajuda-o a trabalhar em segurança e mantém as suas máquinas a funcionar durante mais tempo.