Оптимизация параметров технологической схемы аминовой очистки биогаза от СО₂ и H₂S

Abstract

Истощение месторождений традиционных ископаемых топлив приводит к поиску альтернативных источников энергии, к которым относится биогаз, образующийся из биологического сырья — биомассы. Основными компонентами биогаза являются биометан, диоксид углерода и примеси (сероводород и др.). Для получения биометана —аналога природного газа — необходимо извлекать из биогаза СО₂ иH₂S. С исполь­зованием программной системы технологического моделирования HYSYS проведены многовариантные расчеты. Предложено использовать абсорбционную схему с примене­нием в качестве абсорбента водного раствора смеси аминов: 40 % метил­диэта­ноламина (МДЭА) и 10 % моноэтаноламина (МЭА). Это приводит к снижению энергозатрат на процесс абсорбции-десорбциии в 1,5–3 раза по сравнению с растворами МЭА. Установ­лены оптимальные параметры процесса очистки биогаза полигонов твердых бытовых отходов от СО₂ и H₂S: давление в абсорбере — 0,26–0,28 МПа, давление в десорбере — 0,16–0,18 МПа, температура регенерированного аминового раствора на входе в абсорбер — 45 °C.

Виснаження родовищ традиційних викопних палив призводить до пошуку альтернативних джерел енергії, до яких належить біогаз, що утворюється з біологічної сировини — біомаси. Основними компонентами біогазу є біометан, діоксид вуглецю та домішки (сірководень та ін.). Для отримання біометану — аналога природного газу — необхідно вилучити з біогазу СО₂ та H₂S. З використанням програмної системи технологічного моделювання HYSYS було проведено багатоваріантні розрахунки. Запропоновано використати схему абсорбції із застосуванням абсорбенту — водного розчину амінів: 40 % метилдіетаноламіну (МДЕА) та 10 % моноетаноламіну (МЕА). Це призводить до зниження енерговитрат на процес абсорбції-десорбції у 1,5–3 рази у порівнянні з розчинами МЕА. Встановлено оптимальні параметри для процесу очищення біогазу полігонів твердих побутових відходів від СО₂ та H₂S: тиск в абсорбері — 0,26–0,28 МПа, тиск в десорбері — 0,16–0,18 МПа, температура регенерованого амінового розчину на вході в абсорбер — 45 °C.

Exhaustion of traditional fossil fuels deposits leads to the search for alternative energy sources, such as biogas produced from biological raw material — biomass. Basic components of biogas are biomethane, carbon dioxide and impurities such as hydrogen sulfide and others. It is necessary to remove CO₂ and H₂S from biogas for obtaining of biomethane — an analogue of the natural gas. Multiple calculations were carried out with software system of technological modeling HYSYS using and an absorption circuit with amine-water absorbent composition: 40 % MDEA (methyl­diethanol­amine) + 10 % MEA (monoethanolamine) + 50 % H₂O was offered. It allows cutting down energy costs 1,5–3 times on absorption-desorption process, as compared with aqueous solutions of MEA. It was found following optimal parameters of cleaning municipal solid waste biogas from CO₂ and H₂S: pressure in absorber 0,26–0,28 MPa, in desorber 0,16–0,18 MPa, temperature of the regenerated amine solution in the absorber inlet is 45 °C.