FASE Journal: Китайский профессор предлагает новый метод модернизации биогаза

Биогаз обычно производится путем анаэробного сбраживания органических отходов, таких как навоз и солома, и является типичным экологически чистым возобновляемым источником энергии, который может использоваться в качестве топлива для производства электроэнергии и тепла.

Китай обладает крупными масштабами производства биогаза, ежегодный объем которого составляет около 15 млрд м³ , и развитие и использование биогаза дает новый выбор для преодоления энергетического кризиса. Фактически биогаз содержит около 60% CH4 и около 40% CO2, а также другие примеси, такие как H2S и H2O. Наличие CO2 в биогазе значительно снижает эффективность сжигания, а H2S в биогазе также вызывает коррозию трубопроводов и оборудования. Поэтому для увеличения доли метана в продукте необходимо удалять эти примеси, а процесс удаления газов называется модернизацией биогаза.

Появление технологии модернизации биогаза может не только увеличить экономический доход от биогазовых установок, но и снизить выбросы парниковых газов. Теоретически, поскольку биогаз уже давно считается типичным углеродно-нейтральным топливом, улавливание, утилизация и хранение CO2 из биогаза должны привести к отрицательным выбросам углерода.

В настоящее время существует множество технологий переработки биогаза, включая очистку водой под давлением, адсорбцию под давлением, химическую абсорбцию, мембранное разделение и криогенную технологию. Водный скруббинг и адсорбция под давлением позволяют одновременно удалять из биогаза CO2 и H2S, но имеют такой фатальный недостаток, как большие потери CH4 (от 2% до 20%).

Хорошо известно, что парниковый эффект CH4 примерно в 21 раз превышает эффект CO2. Поэтому многие исследователи остановились на методе химической абсорбции, который отличается незначительными потерями CH4 и высокой скоростью реакции. В то же время, поскольку в результате химической реакции между абсорбентом и кислым газом может образовываться устойчивая соль, в процессе химической абсорбции существуют проблемы высокого энергопотребления системы и потери абсорбента CO2.

Для решения проблем вышеуказанного метода химической абсорбции профессор Шуйпин Янь и его сотрудники предложили использовать возобновляемый водно-аммиачный абсорбент из биогазовой пульпы (побочного продукта анаэробного сбраживания) в сочетании с принципом зеленой энергетики. Возобновляемый водный абсорбент аммиака, богатый CO2, может использоваться в качестве аммонийного азотного удобрения для непосредственного внесения в сельскохозяйственные угодья, что позволяет избежать проблем с традиционными химическими абсорбентами.

Кроме того, участники проекта добились эффективного одновременного удаления CO2 и H2S из биогаза с помощью водного растворителя из возобновляемого аммиака в газожидкостном мембранном контакторе. По сравнению с обычной физической абсорбцией (эффективность удаления H2S — 48%), водный растворитель возобновляемого аммиака 0,1 моль-л-1 NH3 позволяет удалить из биогаза 97% H2S, причем на эффективность удаления H2S меньше влияют примеси в этом абсорбенте.

При доведении концентрации водного раствора возобновляемого аммиака до 0,5 моль-л-1 NH3 биогаз может быть очищен до уровня трубопроводного биометана. Кроме того, были определены оптимальные условия работы для одновременного удаления CO2 и H2S в мембранном контакторе с полым волокном путем исследования влияния различных рабочих параметров, таких как температура и скорость газожидкостного потока в процессе мембранной абсорбции, что позволило создать определенную теоретическую базу и техническую поддержку для экологически безопасного развития процесса переработки биогаза.

Данное исследование опубликовано в журнале Frontiers of Agricultural Science and Engineering.

27.09.2023


Подписаться в Telegram



Экология

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Ртуть в тропиках — скрытая опасность
Ртуть в тропиках — скрытая опасность

Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на...

Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов
Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов

Бразильские исследователи протестировали фоток...

Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды
Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды

В ходе исследования, которое может улучшить пр...

Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед

Готовясь к зиме многие американцы столкну...

Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны
Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны

Международная группа ученых предостерегла от&n...

Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры
Science: Открытие белков-диригентов позволит вывести неприхотливые культуры

Исследователи обнаружили белок, который уплотн...

«Тунберг это не понравится, но счастливые свинки важнее климата»
«Тунберг это не понравится, но счастливые свинки важнее климата»

Производство свинины вызывает обеспокоенность ...

В организмах и жилищах людей найдены пагубные химикаты
В организмах и жилищах людей найдены пагубные химикаты

Пер- и полифторалкильные вещества, PFAS, ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса