From Biogas to Biofuel: Materials Used for Biogas Cleaning to Biomethane

Abstract

Biomethane is one of the biofuel sources produced from biogas which is an important source of renewable energy. Since it is an alternative and clean energy source, its implementation as fuel source applying established energy infrastructure is an attractive opportunity. However, biogas as a source of biomethane contains undesirable compounds, e.g., H2S, NH3, siloxanes, water, etc. and needs to be decontaminated before usage. Biogas cleaning technologies are presented from a material point of view along with their property modifications. A brief discussion of materials applied in technologies with a particular emphasis on biogas cleaning is followed by the alternative properties and possibilities of liquid and solid adsorbents as well as chemical reactions used for biogas cleaning to produce biomethane suitable as fuel source to replace or reduce fossil fuel consumption.

Biogas Purification: A Comparison of Adsorption Performance in D4 Siloxane Removal Between Commercial Activated Carbons and Waste Wood-Derived Char Using Isotherm Equations

“…A greater heat of adsorption is recorded [30]. High selectivity and a broad concentration range are essential for competitive siloxane adsorption/separation [31]. Several strategies have been developed to improve the adsorption capacity of siloxane.…”

“…Several strategies have been developed to improve the adsorption capacity of siloxane. The major issues that influence siloxane removal are: (a) the type of siloxanes considered, e.g., decamethylcyclopentasiloxane (D5) adsorbs better than hexamethyldisiloxane (L2); (b) the humidity of the biogas since water can interact with active pores; and (c) the capacities of the adsorbents used [31]. In summary, the chemical and textural properties of adsorbents are crucial for gas cleaning, starting from the basicity and considering its microporous volume and surface area.…”

Carbon-Based Nanomaterials in Biomass-Based Fuel-Fed Fuel Cells

“…These gaseous fuels can be further purified in an upgrader system to more desirable forms that are suitable for engines, gas turbines, fuel cells, boilers, industrial heaters, etc. albeit at some loss of energy [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]. Manufacturing combustible fuels from biomass inevitably involves intensive energy processes such as drying, pulverizing to minimize heat-transfer resistance and residue removal which not only results in partial loss of total heating value but also increases the cost of the conversion process.…”

Estudo Da Produção De Energia Elétrica a Partir De Biogás Com E Sem Purificação De Estação De Tratamento De Esgoto

“…Os métodos de remoção das impurezas (gases ácidos) presentes no biogás, , são classificados em duas categorias: remoção física, que engloba um processo de absorção controlada pelas condições de pressão e temperatura (Loureiro et al, 2006;Yang et al, 2003), às quais o sistema é submetido; e remoção química, que representa o processo de absorção dependente de reações de neutralização ácido-base (Chaemchuen et al, 2016;Sircar et al, 2006;Tock et al, 2010;Vaidya et al, 2007). Segundo Elfattah et al (2016), em alguns casos, o processo de purificação a que o biogás é submetido favorece a redução combinada de compostos indesejados, como é o caso da remoção conjunta de parte do dióxido de carbono e do ácido sulfídrico durante a etapa de absorção física realizada através do uso de uma solução composta por dietanolamina (DEA) e água.…”

“…Segundo Elfattah et al (2016), em alguns casos, o processo de purificação a que o biogás é submetido favorece a redução combinada de compostos indesejados, como é o caso da remoção conjunta de parte do dióxido de carbono e do ácido sulfídrico durante a etapa de absorção física realizada através do uso de uma solução composta por dietanolamina (DEA) e água. Atualmente, as indústrias de biogás utilizam diversos procedimentos de purificação como remoção química, lavagem com água, utilização de membranas, absorção com solventes orgânicos e separação criogênica, como pode ser constado em Chaemchuen et al (2016).…”