Hreinsun með himnum
Almenn lýsing
Tvær megin útfærslur á hreinsun með himnum; þurrhreinsun eða vothreinsun. Munurinn liggur í því að þurrhreinsun hefur gasfasa beggja vegna himnunnar og á sér stað undir miklum þrýstingi meðan vothreinsunin hefur ísogsvökva öðrum megin og vinnur á litlum þrýstingi. Þessar tvær útfærslur eru sýndar á myndinni hér að neðan.

Hreinsun með gas beggja vegna himnu (þurrhreinsun)
Biogas er látið flæða undir miklum þrýstingi meðfram annarri hlið himnu. Á hinni hlið himnunnar er gas undir lægri þrýstingi. Þrýstingsmunurinn leiðir til þess að sameindir flæða yfir himnuna undan þrýstingi (sjá mynd A). Gerð himnunnar ræður því hvaða sameindir sleppa í gegn og hvaða sameindum er haldið eftir. Við hreinsunina flæða koldíoxíðsameindirnar yfir á lágþrýstihliðina en metansameindirnar verða eftir á háþrýstihliðinni. Himnurnar geta þó ekki haldið aftur af öllum metansameindum og sleppur einhver hluti þeirra alltaf í gegn. Slíkt metantap má bæta upp með hreinsun í fleiri skrefum. Meiri þrýstingsmunur yfir himnuna þýðir að meira koldíoxíð flæðir yfir himnuna en þýðir einnig að meira metan sleppur í gegn. Þrýstingur í þessu ferli er yfirleitt á bilinu 25-40 bör [2].

Himnurnar eru misgegndræpar gagnvart sameindum og ræðst það af lögun sameindanna og efnafræðilegum eiginleikum þeirra. Himnur úr acetat-sellulósa fjölliðum geta verið 20 sinnum gegndræpari á koldíoxíð heldur en metan. Slíkar himnur eru líka um 60 sinnum gegndræpari á brennisteinsvetni heldur en metan [1]. Þess vegna hreinsa himnurnar brennisteinsvetni vel úr gasinu. Til að lágmarka skemmdir á himnum er þó mælt með að brennisteinsvetni sé fjarlægt áður. Vatn getur dregið úr nýtni himnanna og því æskilegt að það sé einnig fjarlægt áður en hreinsun á sér stað [1]. Himnur eru viðkvæmar fyrir álagi og er líftími þeirra um 2-3 ár en getur þó verið meiri ef viðhald er gott.

Hreinsun með ísogsvökva (vothreinsun)
Í stað þess að hafa þrýstingsmun yfir himnuna er ísogsvökvi notaður til að taka upp koldíoxíðið. Ísogsvökvinn er oft amínlausn og getur upptakan átt sér stað við andrúmsloftsþrýsting, sem þýðir minni orkunotkun í samanburði við þurrhreinsun þar sem mikillar þjöppunar er krafist. Biogasinu er dælt inn í sérútbúna pípu þar sem yfirborð himnu er mikið og snertiflötur milli gass og ísogsvökva stór. Koldíoxíðsameindir eru þá teknar upp af ísogsvökvanum sem flæðir í gagnstæða átt og eftir situr hreinsað gas með allt að 96% metaninnihaldi [3] (sjá mynd B). Koldíoxíðið er svo fjarlægt úr ísogsvökvanum með hitun og vökvinn síðan endurnotaður.

Tækjabúnaður
Til að hreinsa biogas með himnum þarf gasþjöppu og sérútbúin rör með himnum. Himnurnar eru gjarnan lagðar í spíral inn í rörinu til að fá stóran snertiflöt milli óhreinsaðs og hreinsaðs gass. Nokkrar gerðir af himnum sem framleiðendur hafa gefið upp að henti til hreinsunarinnar er tekið saman í töflunni hér að neðan.

_________________________________________________________________________________

Heimildir:

[1] Persson, M. (2003). Evaluation of ugrading techniques for biogas (sk. júní ’09).

[2] Jönsson, O. & Dahl. A. (2001). Adding gas from biomass to the grid (sk. jún ’09).

[3] IEA Bioenergy.Biogas upgrading and utilisation (sk. maí ’09).

[4] Deublein, D.;Steinhauser, A. (2008). Biogas from Waste and Renewable Resources.Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.