Mengenal Sifat-sifat Komponen Biogas

Komponen minor terpenting adalah karbon monoksida (CO), O2, hidrogen sulfida, H2, dan NH3. Bergantung pada sumber substrat dalam reaktor, biogas mungkin mengandung kontaminan lain seperti siloksan (0--41 mg Si/m3), hidrokarbon volatil (alkohol, asam lemak, terpena) atau hidrokarbon terfluorinasi, uap terklorinasi, logam berat, dan aromat

Semua gas kecuali CH4 yang terkandung dalam biogas adalah gas yang tidak diinginkan dan dikenal sebagai polutan biogas. Untuk proses pemurnian biogas, langkah pertama adalah pembersihan biogas dan langkah kedua adalah peningkatan biogas. Pembersihan biogas dilakukan untuk menghilangkan komponen berbahaya atau beracun seperti H2S, Si, CO, siloksan, VOC, dan NH3. Langkah kedua, upgrading biogas, bertujuan untuk meningkatkan nilai kalor biogas dan mengubahnya menjadi bahan bakar standar. 

Selain itu, peningkatan biogas adalah proses pemisahan gas bertingkat yang melibatkan pemisahan gas CO2, mengeringkan gas untuk menghilangkan kadar air, dan mengekstraksi serta mengompres komponen kecil lainnya. Agar biogas dapat digunakan dalam aplikasi yang berbeda, kandungan metananya harus minimal 90% (v/v) . Biogas yang ditingkatkan yang memiliki kandungan metana 95% (v/v) disebut biometana

Karbon Dioksida

Hampir semua bagian biogas yang tidak mudah terbakar adalah gas CO2, dan hal ini mengurangi nilai kalori per satuan volume biogas. Hal ini membatasi penggunaan biogas seperti biofuel untuk transportasi, memasak, dan penerangan, dll., yang membutuhkan teknologi pembakaran langsung. 

CO2 menimbulkan kerugian seperti ruang ekstra yang ditempati di area penyimpanan biogas dan penggunaan energi ekstra dalam kompresi biogas. Es kering terbentuk sebagai hasil kompresi biogas dengan CO2 dan hal ini menimbulkan masalah pembentukan gumpalan dan pembekuan di katup atau titik pengukuran. Hal ini mempersulit penyimpanan biogas dalam wadah untuk transportasi dan membatasi penggunaannya. Untuk alasan tersebut, penghilangan CO2 dalam biogas menjadi penting dalam hal penggunaannya dalam skala yang lebih besar.

Berbagai teknologi komersial tersedia untuk memisahkan CO2 dari biogas. Kelarutan CO2 yang lebih tinggi dalam air daripada gas CH4 memungkinkan mereka untuk dipisahkan satu sama lain dengan memanfaatkan perbedaan kelarutannya dalam air. Pada suhu 25 C, kelarutan CO2 dalam air 26 kali lebih tinggi daripada kelarutan CH4 dalam air. Biometana yang mengandung 95--99% (v/v) CH4 dapat diperoleh dari hasil proses pemisahan dengan cara ini. 

Water scrubbing adalah salah satu metode yang paling umum digunakan untuk pembersihan biogas .. Biogas dikirim ke kolom absorpsi dengan menekan dari bawah (6-10 bar) dan air disuplai dari atas kolom pada waktu yang bersamaan. Kolom serapan yang digunakan diisi dengan bahan pengemas secara acak agar dapat bekerja lebih efektif. Air jenuh dipindahkan ke flash tank di mana tekanan diturunkan menjadi sekitar tiga bar untuk meminimalkan kehilangan metana. 

Air meninggalkan tangki flash dan pergi ke kolom desorpsi. Udara dibawa ke tangki desorpsi karena meningkatkan gaya penggerak untuk desorpsi CO2 dengan menurunkan tekanan parsialnya. Sistem peningkatan scrubber air biogas mentah 1000 Nm3/jam perlu mensirkulasikan 200 m3/jam air pada tekanan 8 bar pada suhu 20 C. Manfaat water scrubber adalah H2S dapat dihilangkan dengan penghilangan CO2 karena kelarutan H2S dalam air lebih tinggi daripada CO2. 

Jika H2S dihilangkan dengan CO2 pada saat yang sama, kualitas air dapat menurun dengan cepat, oleh karena itu dianjurkan menggunakan air tawar. Sistem upgrading memiliki beberapa keuntungan seperti ekonomis, memiliki efisiensi tinggi, tidak memerlukan bahan kimia tambahan, dan memperoleh tingkat pemulihan metana yang tinggi di atas 97% Namun, investasi awal yang tinggi dan permintaan energi yang tinggi selama regenerasi air merupakan kelemahan utama dari sistem ini.

CO2 adalah komponen utama kedua dari biogas. Selama proses degradasi bahan organik yang kompleks, berbagai jenis bakteri terlibat untuk menghasilkan biogas. CO2 diproduksi selama beberapa langkah ini dan bertindak sebagai akseptor elektron untuk mikroorganisme metanogenik.