Sobre o biogás

Possui uma composição gasosa de biometano e gás carbônico, com componentes residuais como $H_{2} S$ , $N_{2}$ e $H_{2}$ , originada de fermentação.
Diferencia-se da compostagem pela presença de nitrogênio.
Proporção de CNPS 600:15:5:1.

Componente	Fórmula	Concentração
Metano	$CH_{4}$	75-50 Vol.-%
Gás carbônico	$CO_{2}$	45-25 Vol.-%
Vapor d'água	$H_{2} O$	7-2 Vol.-%
Oxigênio	$O_{2}$	<2 Vol.-%
Nitrogênio	$N_{2}$	<2 Vol.-%
Amoníaco	$NH_{3}$	<1 Vol.-%
hidrogênio	$H_{2}$	<1 Vol.-%
Ácido Sulfídrico	$H_{2} S$	20-20000 ppm

^[1]

Produção

Dividida em 5 etapas:

Biogás#Hidrólise
Biogás#Acidogênese
Acetogênese
Desidrogenação
Biogás#Metanogênese

Hidrólise

hidrolisação de macromoléculas, degradação de polímeros complexos em monômeros e oligômeros. O pH varia entre 6,8 a 7,8. O excesso de celulose prejudica a produção.

Acidogênese

Produção de ácidos orgânicos, acetato, $CO_{2}$ e $H_{2}$ a partir da hidrólise. Feita por bactérias anaeróbicas facultativas.

Metanogênese

Arqueobactérias que consomem acetato produzido pela acteogênese, elas consomem $H_{2}$ , realizando a desidrogenação e produzindo metano e $CO_{2}$ .

Biodigestores rurais

Tem um tempo de produção de 30 a 45 dias, normalmente com uma capacidade de produção de 5,5 a 8 KWh/m³. Utilizam modelos pré-determinados para facilitar a produção.
Substrato com 6 a 8% de sólidos totais.

Modelos

Modelo indiano

Contínuo à pressão constante.

Modelo chinês

Contínuo à pressão variável, campânula fixa.

Modelo canadense

Contínuo à pressão constante, campânula móvel de lona, mais largo horizontalmente. Um doas mais conhecidos pela facilidade de instalação.

Purificação do biogás

Remoção dos gases residuais: $CO_{2}$ , $O_{2}$ , $H_{2} O$ e $H_{2} S$ .
Utilização de membranas de permeação, pureza chega a 99%.
Upgrade: Biogás, torna-se biometano.

Outras alternativas

Lavagem com água pressurizada, remove $CO_{2}$ e $H_{2} S$ ;
Criogenia/arrefecimento a -45 $°$ C para separar $CO_{2}$ condensado;
Adsorção em carvão ativado, sílica ou zeólito para remover $CO_{2}$ (corrói com $H_{2} S$ );
Purificação biológica utilizando microalgas, remove $CO_{2}$ com 87 a 97% de pureza;
Adsorção química: limalha de ferro oxidada:
$FeO + H_{2} S ⟶ FeS + H_{2} O$
$FeS + \frac{1}{2} O_{2} ⟶ FeO + S$

Fonte: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, adaptado. ↩︎