Removal of siloxanes from biogas using uv irradiation

Abstract

Küresel ısınmanın yol açtığı sorunlar her geçen gün artmakta ve dünyanın her yerinde insanlar farklı şekillerde de olsa bu sorunlarla karşı karşıya kalmaktadır. Küresel ısınma ve iklim krizinin önlenmesi temelde kullanılan enerji kaynaklarının yenilenebilir kaynaklarla değiştirilmesi ile mümkündür. Fosil yakıtların gün geçtikçe tükenmesi ve yol açtığı çevre sorunları yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talebi artırmış ve önemli hale getirmiştir. Ülkeler arasında yapılan anlaşmalar ve protokoller son derece yenilikçi ve çevre dostu çözümler sunmakta, tüm taraflar anlaşmalarla belirlenen hedefleri kabul ederek hareket etmektedir. Anlaşmalar ile sadece fosil yakıt temelli kaynakların yenilenebilir enerji kaynakları ile değiştirilmesinin olumlu etkileri değil, aynı zamanda atık yönetimi, su yönetimi gibi alanlarda yenilikçi ve sürdürülebilir değişiklikler ile küresel ısınmaya neden olan sera gazı emisyonları gibi atmosfere salınan zararlı emisyonlar da azaltılmaktadır. Geçmişten günümüze birçok yenilenebilir enerji kaynağı günün koşullarına göre popülerlik kazanmış olsa da günümüzde önemli olan yenilikçi ve yeşil döngülerle uyumlu enerji kaynaklarının kullanılmasıdır. Biyogaz, enerji ihtiyacının karşılanmasında en etkili teknolojilerden biri olarak görülmektedir. Bu gazın yüksek enerji verimliliğine sahip olabilmesi için CO2, H2S ve siloksan gibi safsızlıkların giderilmesi gerekmektedir. Biyogaz akışındaki siloksan bileşiklerinin giderilmesi, enerji üretimi sırasında motor bileşenlerine verdiği zarar nedeniyle bir öncelik haline gelmiştir. Bu çalışma, UV ışınlama ile siloksan giderimi yoluyla biyogazın iyileştirilmesine odaklanmıştır. Biyogazda en yaygın türler olan L2 ve D4 üzerinde çalışılmıştır. Çalışma sırasında, sabit UV radyasyonu ile çeşitli siloksan konsantrasyonları (70, 140, 280, 560, 1120 mg/m3) ve farklı bekleme süreleri (42 s, 84 s, 168 s) çalışılmıştır. Bu çalışmada önemli bir siloksan giderim verimi gözlenmemiş olsa da (%20'den az), elde edilen sonuçlar gelecekteki çalışmalar için bir ön hazırlık olabilir ve UV ile siloksan giderimindeki sınırlamaları vurgulamayı amaçlamaktadır.

The problems caused by global warming are increasing day by day and people all over the world face these problems, albeit in different ways. Preventing global warming and climate crisis is basically possible by replacing the energy resources used with renewable resources. The depletion of fossil fuels day by day and the environmental problems they cause have increased the demand for renewable energy sources and made them important. Agreements and protocols between countries offer highly innovative and environmentally friendly solutions, with all parties accepting the targets set by the agreements and acting. With the agreements, not only the positive effects of replacing fossil fuel-based resources with renewable energy sources, but also the harmful emissions released into the atmosphere such as greenhouse gas emissions that cause global warming are reduced through innovative and sustainable changes in areas such as waste management and water management. Although many renewable energy sources have gained popularity from the past to the present according to the conditions of the day, what is important today is the use of energy sources that are innovative and compatible with green cycles. Biogas is seen as one of the most effective technologies for meeting energy needs. In order for this gas to have high energy efficiency, impurities such as CO2, H2S and siloxane must be removed. The removal of siloxane compounds in the biogas stream has become a priority due to the damage caused to engine components during power generation. This study focused on biogas upgrading through siloxane removal by UV irradiation. L2 and D4, the most common species in biogas, were studied. During the study, various siloxane concentrations (70, 140, 280, 560, 1120 mg/m3) and different residence times (42 s, 84 s, 168 s) with constant UV radiation were studied. Although no significant siloxane removal efficiency was observed in this study (less than 20%), the results obtained can be a preliminary for future studies and aim to highlight the limitations in siloxane removal by UV.