Experimental research on the removal of hydrogen sulfide and ammonia from biogas using zeolite charges

Abstract

Experimental studies have been carried out using an adsorber – a constructed laboratory bench. Zeolite, a natural mineral, has been selected as a charge. This aluminosilicate of a crystalline structure is resistant to high temperatures, aggressive mediums and the impact of radiation. Zeolite is ecologically clean, inert and non-toxic material, which fully suits to be used in most industrial, agricultural, environment fields and at home for eliminating the consequences of ecological accidents etc. For the purification of contaminated biogas, the laboratory adsorber is equipped with three sections filled up with 10 cm of adsorbing material the efficiency of which is established after every filtration column (10 cm, 20 cm and 30 cm). The studies have been carried employing two different contaminants – sulphur hydrogen (H2S) and ammonia (NH3). It has been established that, with a high concentration of sulphur hydrogen, the efficiency has amounted to 96.1% while the degree of ammonia purification has reached 95.4%,when NH3 concentration in biogas is 24.0 mg/m3.

Article in Lithuanian.

Sieros vandenilio ir amoniako adsorbcijos ceolito įkrova iš biologinių dujų eksperimentiniai tyrimai

Santrauka

Eksperimentiniai tyrimai atlikti naudojant laboratorinį stendą – adsorberį. Adsorbentu naudojamas gamtinės kilmės mineralas – ceolitas. Šis kristalinės struktūros aliumosilikatas yra atsparus aukštoms temperatūroms, agresyvioms terpėms ir jonizuojančiosios spinduliuotės poveikiui. Ceolitai – ekologiškai švari, inertinė ir nenuodinga medžiaga, visiškai tinkama naudoti daugelyje pramonės, žemės ūkio, buities, gamtosaugos sričių, taip pat ekologinių katastrofų pasekmėms šalinti ir kitur. Užterštoms biologinėms dujoms valyti laboratoriniame adsorberyje įrengtos trys kolonėlės, pripildytos 10 cm storio adsorbuojamosios medžiagos. Išmatavus teršalo koncentracijas prieš ir po kiekvienos adsorberio kolonėlės (10 cm, 20 cm ir 30 cm), nustatomas adsorbento – ceolito granulių – efektyvumas. Tyrimai atlikti per įrenginį leidžiant sieros vandeniliu (H2S) ir amoniaku (NH3) užterštas biologines dujas. Nustatyta, kad kai pradinė sieros vandenilio koncentracija yra 2371 mg/m3, teršalo išvalymo efektyvumas siekė 96,1 %. Amoniako (NH3) adsorbcijos efektyvumas siekė 95,4 %, kai pradinė NH3 koncentracija biologinėse dujose buvo 24,0 mg/m3.

Reikšminiai žodžiai: adsorbcija, biologinės dujos, sieros vandenilis, amoniakas, komunalinės atliekos.

Keyword : adsorption, biogas, hydrogen sulphide, ammonia, municipal waste