Thread Content
Yerli ve yabancı araştırmaların mevcut durumu ve avantajları/eksiklikleri: Biyogaz saflaştırma teknikleri arasında su yıkama yöntemi, çözücü yöntemi, membran ayrıştırma yöntemi, değişken basınçlı adsorpsiyon yöntemi ve derin soğutma yöntemi bulunmaktadır. Çin’de biyogaz arıtma teknolojisi daha geç gelişmeye başlamış olup, yaygın olarak su yıkama yöntemi ve değişken basınçlı adsorpsiyon yöntemi kullanılmaktadır. Avrupa ve Amerika’daki gelişmiş ülkelerin son yıllarda membran ayrımı uygulamaları alanında kaydettiği ilerlemelerle birlikte, ülkemiz de bu alanda adımlar atmaya başlamıştır. Derin soğutma yöntemi, küçük, orta ve büyük ölçekli biyogaz projelerinde kullanıldığı için yatırım maliyetleri yüksek, enerji tüketimi çok fazladır ve yaygınlaştırılabilir olmadığından ayrıntılı olarak ele alınmamıştır. 1. Suyla yıkama yöntemi (CH4 geri kazanım oranı: %80-90) Prensibi: Asidik oksitlerin suda CH4’den daha yüksek çözünürlüğünden yararlanarak CO2 ve H2S’nin uzaklaştırılması. Su, basınç düşürme, gazla çıkarma gibi yöntemlerle yeniden üretilip tekrar kullanılabilir ； Koşullar uygun olduğunda tamamı taze su ile de kullanılabilir, böylece suyun yeniden işlenme sürecinden kaçınılmış olur. Sulandırma işlemi aslında fiziksel emilim sürecidir ve yüksek CO2 basıncı durumlarında uygundur. Avantaj: Basit işlem ； Teknoloji olgunlaşmış ； Su, bir emici olarak kirletici değildir ve elde edilmesi kolaydır. Eksiklik: CH4 kaybı oranı diğer teknolojilere kıyasla daha yüksek ； Enerji kullanım verimliliği diğer teknolojilere kıyasla daha düşüktür ； Yüksek su tüketimi nedeniyle su sıkıntısı olan bölgeler için uygun değil ； Kolayca üreyen mikroorganizmalar kule tıkanıklığına neden olur ； Arıtıldıktan sonra kurutma işlemi yapılmalıdır. Gelişim eğilimi: Yıkama yöntemi işlemi olgunluk aşamasına ulaşmış olup, esas olarak İsveç’teki Mamberg, Hollanda’daki DMT ve Yeni Zelanda’daki Flotech gibi şirketlerin kontrolündedir. Yurtdışında biyogaz arıtma alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) 2014 yılı istatistiklerine göre, su yıkama yöntemiyle kullanılan cihazların sayısı ve arıtılan biyogaz miktarı toplamın üçte birinden fazlasını oluşturmaktadır; ancak pazar payı düşüş eğilimindedir. 2 Çözücü yöntemi (CH4 geri kazanım oranı: %98,5) Prensip: Çözücü yöntemi iki türe ayrılır: kimyasal çözücü yöntemi ve fiziksel çözücü yöntemi. İlki yüksek enerji tüketir ve daha az kullanılır ； İkincisi, asidik gazların ve CH4’ün çözücü içindeki çözünürlük farklarından yararlanarak CO2 ve H2S’yi ayırır. Yaygın olarak kullanılan fiziksel çözücüler arasında propilen karbonat (PC yöntemi), polietilen glikol dimetil eteri (NHD yöntemi) ve Selexol adlı formülasyon çözücüsü bulunur ； Avantaj: Ürünün gaz saflığı yüksek ； Metan geri kazanım oranı yüksek ； Çözücü dolaşım miktarı düşük, elektrik tüketimi az. Eksiklikler: Çözücünün yeniden kullanılması süreci büyük miktarda ısı enerjisi tüketir, enerji maliyeti yüksektir ； Biyogaz üretim sürecinde buhar yan ürün olarak oluşmaz; özel olarak üretilmesi gerekir, metan tüketir ve biyogazın toplam üretimini azaltır ； Kimyasal çözücüler çevre üzerinde etkilere sahiptir ve buna karşılık gelen önlemler alınması gerekmektedir. Çevre koruma standartlarının sıkı olduğu bölgelerde çözücü kullanımı kısıtlanmıştır. Gelişim eğilimi: Yurtdışı biyogaz arıtma pazar payında çözücü yöntemi 1/3’ün üzerindedir. İşlem akışı tamamen ilgili kimyasal işlemlere uyarlanmıştır; kullanılan çözücüler arasında Selexol, Genosorb vb. bulunmaktadır. Yerli çözücü tabanlı karbon giderme işlemleri kimya endüstrisinde olgun bir şekilde kullanılmaktadır ve Nanhua Tasarım Enstitüsü, Chuanhua Tasarım Enstitüsü gibi kuruluşlar tarafından geliştirilen geliştirilmiş MDEA yöntemi, PC yöntemi, NHD yöntemi gibi yöntemlerden yararlanılabilir. İyonik çözeltilerin biyogaz arıtımında kullanılması, uluslararası alanda büyük ilgi gören yeni bir konudur. 3. Membran ayrımı (CH4 geri kazanım oranı: %95) prensibi: Membran ayrım yöntemi, gaz bileşenlerinin membran yüzeyindeki adsorpsiyon kapasitelerinin ve çözünme/difüzyon hızlarının farklı olmasından yararlanır. Membranın her iki tarafındaki basınç farkının etkisiyle, CO2 gibi bileşenlerin büyük bir kısmı ve az miktardaki CH4 membran duvarından geçerek nüfuziyon tarafına geçer ve ayrılır. CH4’ün büyük bir kısmı ise yüksek basınçlı tarafta biyogazın ana bileşeni olarak elde edilir. Avantajlar: Cihazın kapladığı alan azdır, kullanımı basit ve kolaydır, enerji tüketimi düşüktür. Eksileri: Membran elemanlarının fiyatı yüksektir, kolayca hasar görür; plastikleşme ve yaşlanma membranın ömrünü kısaltır ve bakım maliyetleri yüksektir ； Membran elemanları yağa ve toza duyarlıdır; başlangıç aşamasında yağ ve toz giderimi konusunda yüksek gereksinimler vardır ； CH4 geri kazanım oranı (≥95%) düşüktür. Uygulama ve gelişim durumu: Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) istatistiklerine göre, Avrupa ve Amerika’da **2010’dan sonra membran ayrımı yöntemiyle biyogaz arıtma cihazlarının sayısı ve işleme kapasitesi büyük ölçüde artmıştır. Gelişim eğilimleri dikkate alındığında, 2016 yılına kadar membran ayrımı cihazlarının pazar payının yaklaşık %10’a ulaşması beklenmektedir. 4. Değişim basıncılı adsorpsiyon: Değişim basıncılı adsorpsiyon, kabul görmüş en düşük işletme maliyetine sahip gaz arıtma tekniğidir; metan geri kazanım oranının düşük olması nedeniyle biyogaz arıtımında büyük ölçekte kullanılamamaktadır. Biogaz için özel olarak geliştirilen adsorbanlar sayesinde CH4/CO2 ayırma katsayısı artırılabilir ve CO2’nin adsorpsiyon kapasitesi yükseltilebilir; bu da bu sorunu çözmeye yardımcı olur ve biogaz arıtımında değişim basıncı adsorpsiyon tekniğinin yaygın kullanımı için teknik bir temel oluşturur. 5 Honghu Teknolojisi’nin basınç değişimli adsorpsiyon yöntemiyle biyogaz arıtma teknolojisi; CH4 geri kazanım oranı %99’a ulaşmakta, atık gazlardaki CH4 oranı %1’in altında kalmakta ve ürün gazının saflığı %97–%99 arasında olmaktadır (ayarlanabilir). Geleneksel değişimli adsorpsiyonun avantajlarını bir araya getirerek düşük geri kazanım oranı sorununu çözmüş, aynı zamanda cihazın boyutlarını küçültmüş, toplam yatırım maliyetlerini azaltmış ve işletme giderlerini düşürmüştür. Biogazdan SNG üretiminin işletme maliyeti 0,25 yuan/metreküp biogazdır.