การปรับปรุงคุณภาพก๊าซชีวภาพโดยการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยสารละลายเอมีน
ก๊าซชีวภาพคืออะไร ?
ก๊าซชีวภาพ เป็นก๊าซที่เกิดมาจากธรรมชาติของการสลายอินทรีย์สาร ซึ่งเกิดจากสภาพอันปราศจากออกซิเจน ในปัจจุบันการผลิตก๊าซชนิดนี้ มาจากการย่อยสลายของมูลสัตว์ , ซากเน่าของพืชผัก รวมทั้งสารอินทรีย์ต่างๆ ที่นำเข้าไปผสมจนก่อให้เกิดการหมัก ในสภาพไร้อากาศ โดยเป็นผสมก๊าซหลากชนิด คือ ก๊าซมีเทน , ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ , ก๊าซไนโตรเจน , ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ แต่ก๊าซมีเทนจะมีเยอะที่สุดคือประมาณ 60-70 % เพราะฉะนั้นเราจึงสามารถนำเอาก๊าซตัวนี้ไปใช้เป็นเชื้อเพลิงได้อย่างดีเยี่ยม นอกจากนี้ยังนำไปใช้เป็นพลังงานทดแทนจากการใช้เชื้อเพลิงชนิดต่างๆ ได้อีกด้วย
แต่ถึงอย่างนั้นก๊าซมีเทนก็มีค่าความร้อนสูง รวมทั้งการที่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผสมด้วย ก็จะทำให้ค่าความร้อนโดยรวมของก๊าซลดลง แถมยังทำให้ความเข้มข้นของก๊าซมีเทนไม่คงที่ เมื่อทำไปใช้จะส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ จากปัญหาเล็กๆ อย่างทำให้ไฟดับ แต่มันอาจลามไปถึงการระเบิดในห้องเผาไหม้เลยก็ได้ เพราะฉะนั้นเราจึงต้องมีการปรับปรุงคุณภาพของก๊าซชีวภาพ ให้มีความสมบูรณ์และเมื่อนำไปปรับปรุงจนมีความเสถียรแล้วจะเรียกมันว่า ไบโอมีเทน
การปรับปรุงคุณภาพก๊าซชีวภาพสามารถแบ่งออกเป็น 4 วิธี ดังนี้
- Water scrubbing
- คือ การนำคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากการไหลเวียน ด้วยวิธีสัมผัสทางตรงของทั้งน้ำและก๊าซ ทำการคัดแยกภายในกระบอกดูดซับ และเมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้สัมผัสกับน้ำแล้ว มันก็จะละลายเข้าไปในน้ำ ส่วนก๊าซที่เหลือจากการดูดซับจะทำให้สัดส่วนของไปโอมีเทนเพิ่มสูงขึ้น
- Pressure swing absorption คือ การนำคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากมีเทน ด้วยการปรับความดัน โดยการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะโดนดูดซับจากของแข็งที่มีรูพรุน โดยพึ่งพาความแตกต่างของแรงดัน ไบโอมีเทนที่ได้ก็จะมีความเข้มข้นมากขึ้น
- Amine Absorption Process โดยวิธีนี้ได้นำมาใช้อย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรม ซึ่งมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นในการปฏิบัติงาน ยกตัวอย่างเช่น การแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น โดยกระบวนการนี้สามารถนำสารละลายเอมีนกลับมาใช้ได้ใหม่ จึงเป็นวิธีอันน่าสนใจ รวมทั้งได้รับความนิยมมาก
Membrane Separation คือ การแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากการใช้วิธี Membrane ทำโดยการป้อนก๊าซชีวภาพเข้าไปทางด้านหนึ่งของ Membrane และกำหนดความดัน P1 ต่อมาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งผสมอยู่ในก๊าซชีวภาพจะเดินทางผ่าน Membrane ไปยังอีกด้าน โดยด้านนี้จะควบคุมความดันไว้ที่ P2 จากการควบคุมให้ความดันของ P1 , P2 ให้มีค่าต่างกัน จึงส่งผลให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซมีเทน แยกออกจากกันได้เกือบสมบูรณ์