JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Tämän työn tarkoituksena oli tarkastella erilaisista raaka-aineista tuotetun biokaasun VOC-yhdisteitä ja selvittää niiden erotukseen liittyviä vaihtoehtoja. VOC-yhdisteiden erotus biokaasusta voi usein olla tarvittava toimenpide, sillä yhdisteet voivat aiheuttaa haasteita biokaasun jatkokäsittelyprosesseissa ja lopullisen käytön yhteydessä. VOC-yhdisteistä pyrittiin selvittämään yleisimmät ja biokaasun käytön kannalta keskeisimmät yhdisteet. Erotusmenetelmistä selvitettiin mahdollisesti jo teollisessa mittakaavassa käytössä olevia menetelmiä sekä uudempia laboratoriomittakaavassa tutkittuja menetelmiä. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena kandidaatintyöksi.

Biokaasussa esiintyvien VOC-yhdisteiden määrittämiseksi vertaillaan kaatopaikalta, jätevesilietteistä, biojätteistä ja maatalousjätteistä tuotettua biokaasua. Tutkimustietoa yhdisteiden pitoisuuksista löytyy suhteellisen rajallisesti, mutta keskeisimmät eroavaisuudet olivat havaittavissa eri raaka-aineita käytettäessä. VOC-yhdisteiden pitoisuudet vaihtelevat huomattavasti samoillakin tuotantolaitoksilla.

Tässä työssä tarkastellaan sekä fysikaaliskemiallisia että biologisia menetelmiä VOC-yhdisteiden erotukseen. Tarkastelu keskittyy adsorptioon ja absorptioon perustuviin menetelmiin sekä biologiseen erotukseen. Myös muiden yhdisteiden, kuten hiilidioksidin ja rikkivedyn, erotukseen käytettyjen menetelmien kapasiteettia VOC-yhdisteiden erotukseen on käsitelty lyhyesti.

Volatile organic compounds in biogas and their removal

Abstract

The aim of this study was to determine the VOCs of biogas from different biogas production feeds and find out methods for their removal. VOCs removal from biogas can often be needed as they may cause difficulties to the biogas upgrading process and the final use of biogas. This study aimed to find out the most common and essential VOCs in biogas. Regarding the removal of VOCs, methods on an industrial scale and novel, researched methods were reviewed. This study is a literature review as a bachelor’s thesis.

To determine the VOCs of biogas, gases produced from landfill, sewage sludge, biowaste and agricultural waste were compared. Research information seems to be relatively limited regarding the concentration of VOCs but the main differences between different raw materials were observed. The concentration of VOCs can prove to vary significantly even at the same production plant.

Both physicochemical and biological methods for the removal of VOCs are reviewed in this work. The focus of the review are methods based on adsorption and absorption, and also biological methods. Additionally, other methods, whose main purpose is to remove other compounds, such as carbon dioxide and hydrogen sulfide, are briefly studied for the removal of VOCs from biogas.