Application of Iron Oxide Sorbent Based on Cellular Ceramics for Purification of Biogas from Hydrogen Sulfide
Keywords:
sorbent, purification, biogas, hydrogen sulfide, cellular ceramic material, iron oxide
Abstract
The use of biogas for various purposes usually involves its preliminary purification from impurities, among which hydrogen sulfide is the main problem. Evaluation of the prospects for the use of a highly porous cellular ceramic material with an iron oxide sorbent for the purification of biogas from hydrogen sulfide. Experimental studies were carried out on a test bench including an anaerobic bioreactor equipped with a developed biogas purification system from hydrogen sulfide. An iron-containing powder deposited on a highly porous cellular ceramic material was used as a sorbent of the purification system. The obtained experimental data show that the developed purification system effectively reduces the content of hydrogen sulfide in biogas. The calculated resource of the developed system can be about 41 m3 for biogas and about 18 liters for hydrogen sulfide. To purify biogas to the standard values of the hydrogen sulfide content permissible for combustible, natural gases, it is necessary to install at least two purification systems sequentially.
References
1. Тихонравов В.С. Ресурсосберегающие биотехнологии и производства альтернативных видов топлива в животноводстве. М.: Росинформагротех, 2011.
2. Черяпкин Д.Ю. Анализ существующих способов и систем очистки и разделения метанасодержащих газовых смесей. Оренбург: Изд-во Оренбургского гос. ун-та, 2017.
3. Рязанцев А.А., Глазков Д.В., Просяников Е.Д. Очистка биогаза от сероводорода // Вестник Сибирского гос. ун-та путей сообщения. 2016. № 3. – С. 19—24.
4. Ковалева Ю.К., Михайлов Н.М., Трубицын К.В. О способах очистки биогаза от сероводорода // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием. Екатеринбург: УрФУ, 2015. С. 382—385.
5. Zicari S.M. Renoval of Hydrogen Sulfide from Biogas Using Cow-Manure Compost. N.-Y.: Cornell University, 2003.
6. Kovalev A.A., Fedotov A.V., Kovalev D.A., Panchenko V.A. Development of Catalysts for Anaerobic Processing of Liquid Organic Waste // Intern. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48(52). Pp. 19907—19916.
7. Леонов А.И., Сморыго О.Л., Ромашко А.Н. Сравнительная оценка свойств блочных носителей сотового и ячеистого строения с точки зрения использования в процессах каталитической очистки газов // Кинетика и катализ. 1998. № 5. Т. 39. С. 691—700.
8. Ванчурин В.И. и др. Распределительная насадка сотовой структуры для процесса окисления аммиака // Химическая промышленность. 1995. № 10. С. 581—583.
9. Ковалев Д.А., Федотов А.В. Исследование накопления биомассы в биореакторах на различных материалах-носителях // Инновационные технологии и цифровые технологии в животноводстве: Материалы XXIV Междунар. науч.-практ. конференции. М.: Институт механизации животноводства — филиал Федерального научного агроинженерного центра «ВИМ», 2021.
10. Федотов А.В., Григорьев В.С., Ковалев Д.А. Перспективы применения пористых керамических носителей биомассы для анаэробной переработки органических отходов // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. №1. С. 148—155.
---
Для цитирования: Ковалев Д.А., Ковалев А.А., Федотов А.В. Применение железооксидного сорбента на основе ячеистой керамики для очистки биогаза от сероводорода // Вестник МЭИ. 2024. № 4. С. 69—73. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-4-69-73
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Tikhonravov V.S. Resursosberegayushchie Biotekhnologii i Proizvodstva Al'ternativnykh Vidov Topliva v Zhivotnovodstve. M.: Rosinformagrotekh, 2011. (in Russian).
2. Cheryapkin D.Yu. Analiz Sushchestvuyushchikh Sposobov i Sistem Ochistki i Razdeleniya Metanasoderzhashchikh Gazovykh Smesey. Orenburg: Izd-vo Orenburgskogo Gos. Un-ta, 2017. (in Russian).
3. Ryazantsev A.A., Glazkov D.V., Prosyanikov E.D. Ochistka Biogaza ot Serovodoroda. Vestnik Sibirskogo Gos. Un-ta Putey Soobshcheniya. 2016;3:19—24. (in Russian).
4. Kovaleva Yu.K., Mikhaylov N.M., Trubitsyn K.V. O Sposobakh Ochistki Biogaza ot Serovodoroda. Energo- i Resursosberezhenie. Energoobespechenie. Netraditsionnye i Vozobnovlyaemye Istochniki Energii: Materialy Vseross. Nauch.-prakt. Konf. Studentov, Aspirantov i Molodykh Uchenykh s Mezhdunar. Uchastiem. Ekaterinburg: UrFU, 2015:382—385. (in Russian).
5. Zicari S.M. Renoval of Hydrogen Sulfide from Biogas Using Cow-Manure Compost. N.-Y.: Cornell University, 2003.
6. Kovalev A.A., Fedotov A.V., Kovalev D.A., Panchenko V.A. Development of Catalysts for Anaerobic Processing of Liquid Organic Waste. Intern. J. Hydrogen Energy. 2023;48(52):19907—19916.
7. Leonov A.I., Smorygo O.L., Romashko A.N. Sravnitel'naya Otsenka Svoystv Blochnykh Nositeley Sotovogo i Yacheistogo Stroeniya s Tochki Zreniya Ispol'zovaniya V Protsessakh Kataliticheskoy Ochistki Gazov. Kinetika I Kataliz. 1998;5;39:691—700. (in Russian).
8. Vanchurin V.I. i dr. Raspredelitel'naya Nasadka Sotovoy Struktury dlya Protsessa Okisleniya Ammiaka. Khimicheskaya Promyshlennost'. 1995;10:581—583. (in Russian).
9. Kovalev D.A., Fedotov A.V. Issledovanie Nakopleniya Biomassy v Bioreaktorakh na Razlichnykh Materialakh-Nositelyakh. Innovatsionnye Tekhnologii i Tsifrovye Tekhnologii v Zhivotnovodstve: Materialy XXIV Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konferentsii. M.: Institut Mekhanizatsii Zhivotnovodstva — Filial Federal'nogo Nauchnogo Agroinzhenernogo Tsentra «VIM», 2021. (in Russian).
10. Fedotov A.V., Grigor'ev V.S., Kovalev D.A. Perspektivy Primeneniya Poristykh Keramicheskikh Nositeley Biomassy dlya Anaerobnoy Pererabotki Organicheskikh Otkhodov. Elektrotekhnologii i Elektrooborudovanie v APK. 2020;1:148—155. (in Russian)
---
Kovalev D.A., Kovalev A.A., Fedotov A.V. Application of Iron Oxide Sorbent Based on Cellular Ceramics for Purification of Biogas from Hydrogen Sulfide. Bulletin of MPEI. 2024;4:69—73. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-4-69-73
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
2. Черяпкин Д.Ю. Анализ существующих способов и систем очистки и разделения метанасодержащих газовых смесей. Оренбург: Изд-во Оренбургского гос. ун-та, 2017.
3. Рязанцев А.А., Глазков Д.В., Просяников Е.Д. Очистка биогаза от сероводорода // Вестник Сибирского гос. ун-та путей сообщения. 2016. № 3. – С. 19—24.
4. Ковалева Ю.К., Михайлов Н.М., Трубицын К.В. О способах очистки биогаза от сероводорода // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых с междунар. участием. Екатеринбург: УрФУ, 2015. С. 382—385.
5. Zicari S.M. Renoval of Hydrogen Sulfide from Biogas Using Cow-Manure Compost. N.-Y.: Cornell University, 2003.
6. Kovalev A.A., Fedotov A.V., Kovalev D.A., Panchenko V.A. Development of Catalysts for Anaerobic Processing of Liquid Organic Waste // Intern. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48(52). Pp. 19907—19916.
7. Леонов А.И., Сморыго О.Л., Ромашко А.Н. Сравнительная оценка свойств блочных носителей сотового и ячеистого строения с точки зрения использования в процессах каталитической очистки газов // Кинетика и катализ. 1998. № 5. Т. 39. С. 691—700.
8. Ванчурин В.И. и др. Распределительная насадка сотовой структуры для процесса окисления аммиака // Химическая промышленность. 1995. № 10. С. 581—583.
9. Ковалев Д.А., Федотов А.В. Исследование накопления биомассы в биореакторах на различных материалах-носителях // Инновационные технологии и цифровые технологии в животноводстве: Материалы XXIV Междунар. науч.-практ. конференции. М.: Институт механизации животноводства — филиал Федерального научного агроинженерного центра «ВИМ», 2021.
10. Федотов А.В., Григорьев В.С., Ковалев Д.А. Перспективы применения пористых керамических носителей биомассы для анаэробной переработки органических отходов // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2020. №1. С. 148—155.
---
Для цитирования: Ковалев Д.А., Ковалев А.А., Федотов А.В. Применение железооксидного сорбента на основе ячеистой керамики для очистки биогаза от сероводорода // Вестник МЭИ. 2024. № 4. С. 69—73. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-4-69-73
---
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
#
1. Tikhonravov V.S. Resursosberegayushchie Biotekhnologii i Proizvodstva Al'ternativnykh Vidov Topliva v Zhivotnovodstve. M.: Rosinformagrotekh, 2011. (in Russian).
2. Cheryapkin D.Yu. Analiz Sushchestvuyushchikh Sposobov i Sistem Ochistki i Razdeleniya Metanasoderzhashchikh Gazovykh Smesey. Orenburg: Izd-vo Orenburgskogo Gos. Un-ta, 2017. (in Russian).
3. Ryazantsev A.A., Glazkov D.V., Prosyanikov E.D. Ochistka Biogaza ot Serovodoroda. Vestnik Sibirskogo Gos. Un-ta Putey Soobshcheniya. 2016;3:19—24. (in Russian).
4. Kovaleva Yu.K., Mikhaylov N.M., Trubitsyn K.V. O Sposobakh Ochistki Biogaza ot Serovodoroda. Energo- i Resursosberezhenie. Energoobespechenie. Netraditsionnye i Vozobnovlyaemye Istochniki Energii: Materialy Vseross. Nauch.-prakt. Konf. Studentov, Aspirantov i Molodykh Uchenykh s Mezhdunar. Uchastiem. Ekaterinburg: UrFU, 2015:382—385. (in Russian).
5. Zicari S.M. Renoval of Hydrogen Sulfide from Biogas Using Cow-Manure Compost. N.-Y.: Cornell University, 2003.
6. Kovalev A.A., Fedotov A.V., Kovalev D.A., Panchenko V.A. Development of Catalysts for Anaerobic Processing of Liquid Organic Waste. Intern. J. Hydrogen Energy. 2023;48(52):19907—19916.
7. Leonov A.I., Smorygo O.L., Romashko A.N. Sravnitel'naya Otsenka Svoystv Blochnykh Nositeley Sotovogo i Yacheistogo Stroeniya s Tochki Zreniya Ispol'zovaniya V Protsessakh Kataliticheskoy Ochistki Gazov. Kinetika I Kataliz. 1998;5;39:691—700. (in Russian).
8. Vanchurin V.I. i dr. Raspredelitel'naya Nasadka Sotovoy Struktury dlya Protsessa Okisleniya Ammiaka. Khimicheskaya Promyshlennost'. 1995;10:581—583. (in Russian).
9. Kovalev D.A., Fedotov A.V. Issledovanie Nakopleniya Biomassy v Bioreaktorakh na Razlichnykh Materialakh-Nositelyakh. Innovatsionnye Tekhnologii i Tsifrovye Tekhnologii v Zhivotnovodstve: Materialy XXIV Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konferentsii. M.: Institut Mekhanizatsii Zhivotnovodstva — Filial Federal'nogo Nauchnogo Agroinzhenernogo Tsentra «VIM», 2021. (in Russian).
10. Fedotov A.V., Grigor'ev V.S., Kovalev D.A. Perspektivy Primeneniya Poristykh Keramicheskikh Nositeley Biomassy dlya Anaerobnoy Pererabotki Organicheskikh Otkhodov. Elektrotekhnologii i Elektrooborudovanie v APK. 2020;1:148—155. (in Russian)
---
Kovalev D.A., Kovalev A.A., Fedotov A.V. Application of Iron Oxide Sorbent Based on Cellular Ceramics for Purification of Biogas from Hydrogen Sulfide. Bulletin of MPEI. 2024;4:69—73. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-4-69-73
---
Conflict of interests: the authors declare no conflict of interest
Published
2024-06-18
Section
Energy Systems and Complexes (2.4.5)
