Universiteti I tiranës fakulteti I shkencave tё natyrёs departamenti I kimisë industriale


Download 5.04 Kb.

bet8/11
Sana10.01.2019
Hajmi5.04 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

2.1.6.3  Ndarja e dioksidit të karbonit 
•  Larja me ujë nën presion 
Metoda  e  larjes  me  ujë  nën  presion  është  për  momentin  metoda  më  e  përdorur  për 
pastrimin  e  biogazit.  Ajo  mundëson  pastrimin  e  biogazit  pa  përdorimin  e  kimikateve. 
Përqendrimi  i  metanit  (CH
4
)  në  gazin  përfundimtar  mund  të  regjistrohet  në  raport  me 
përqendrimin e CO
2
, si për rastin e gazit me energji të ulët apo edhe për atë me energji 
të lartë, në një vlerë deri 97 apo 99% të volumit. Në këtë rast nuk duhet harruar fakti, që 
aftësitë  e  ndryshme  absorptive  (tretshmëria  e  gazit  në  ujë)  të  dy  komponentëve 
kryesorë, metanit dhe dioksidit të karbonit, luajnë rol vendimtar në reaksion (tab. 2-11). 
Tabela 2-11:  Tretshmëria  e  komponentëve  të  biogazit  në  ujë  në  temperatura  të  ndryshme 
(modifikuar sipas: (Tenscher, 2002)) 
Komponentë 
Tretshmëria  në  ujë  në  1  bar  presion  të  pjesshëm  e  gazit  të 
tretur
39
 [mmol/(kg·bar)] 
0 °C 
25 °C 
Amoniak (NH
3

53.000 
28.000 
Sulfur hidrogjeni (H
2
S) 
205 
102 
Dioksid karboni (CO
2

75 
34 
Metan (CH
4

2,45 
1,32 
                                                 
38
 Alkan-thiol-et quhen ndryshe edhe thio-alkoole, pasi një atom i hidrogjenit të alkoolit zëvendësohet me një atom të 
squfurit.  Grupi  –SH  quhet  ndryshe  edhe  Mercapto-  ose  grupi  thiol.  Ato  kanë  një  erë  të  neveritshme  dhe  janë 
helmuese duke ndikuar direkt në sistemin nervor qendror. Në sasira të vogla ndodhen tek aroma e qumështit, djathit, 
qepës, hudhrës apo çlirohen gjatë procesit të kalbëzimit të lëndëve organike. 
39
 Presioni i pjesshëm (en. partial pressure) quhet presioni që mund të ushtrojë një komponent i gazit në një përzierje 
gazesh ideale. Ky presion merret edhe si vlera e presionit, që do të ushtronin komponentët e gazit të ndodhura vetëm 
në volumin e dhënë. 

53 
Për  shkak  të  karakterit  amfoteren
40
  të    ujit  të  përdorur  si  tretësirë  larëse,  bashkë  me 
substancat  përbërëse  acide  të  gazit  (CO
2
  dhe  H
2
S)  treten  shumë  më  mirë  edhe 
komponentët  e  tjerë  bazikë  (amoniaku),  sesa  përbërësit  unpolar  hidrofobë 
(hidrokarburet). 
Sipas  të  dhënave  të  firmave  të  ndryshme  prodhuese,  pastrimi  biologjik  nga  mbetjet  e 
squfurit  mund  të  anashkalohet,  pasi  në  rastin  e  larjes  me  ujë  nën  presion,  shkalla  e 
papastërtive të lejuara në gazin përfundimtar, mund të jetë deri në 5.000 ppm. Përmes 
kësaj  arrihen  edhe  vlerat  e  lejuara  kufitare  prej  5  mg/m
3
  (gaz  natyror)  për  biogazin  i 
pastruar.  Për  përqendrime  deri  në  10.000  ppm  të  gazit  të  papërpunuar  do  të  duhet 
patjetër  të  kryhet  edhe  një  herë  largimi  i  mbetjeve  të  squfurit  përmes  përdorimit  të 
qymyrit aktiv. 
-  Etapat e larjes me ujë nën presion 
Në parim pastrimi në këtë metodë kalon nëpër katër etapa: 
-  Filtrimi 
-  Kompresimi 
-  Absorpimi 
-  Tharja 
Si fillim gazi fillestar kalon përmes një filtri prej zhavorri, në të cilin ndahen fluskat e 
lagështisë  apo  ato  të  grimcave,  që  ndodhen  në  gaz  në    trajtë  suspensionesh  (en. 
Suspended solids). Më pas, gazi ngjeshet në një kompresor deri në presionin prej 3 bar, 
proces  ky  që  shoqërohet  me  ngritje  të  temperaturës  deri  në  100  °C.  Pas  ftohjes  dhe 
ndarjes  së  kondensatit,  gazi  kalon  në  një  etapë  të  dytë  kompresimi,  në  të  cilën  ai 
ngjeshet  deri  në  9  bar.  Pas  ftohjes  gazi  fryhet  në  pjesën  e  poshtme  të  kolonës  së 
absorpimit dhe kalon përmes saj nga poshtë-lart (fig. 2-11). 
Në kollonën e absorpimit presioni i gazit mund të luhatet nga 8 deri në 15 bar, si dhe 
ftohet deri në temperatura ndërmjet 10 dhe 25 °C. Në vija të përgjithshme kolona është 
e ndërtuar në formën e një reaktori me shtrat kullues. Uji e përshkon atë nga lart-poshtë 
në krah të kundërt me gazin. Në mënyrë që, sipërfaqja e kontaktit ndërmjet ujit larës dhe 
gazit në kolonë të jetë sa më e madhe, ajo mbushet me një ngarkesë të çrregullt inerte, 
përmes së cilës kullon uji. 
Në  rastin  e  kolonave  të  larta  është  i  domosdoshëm  ndërtimi  i  një  dyshemeje  të 
ndërmjetme,  për  të  grumbulluar  ujërat  larëse  dhe  më  pas  për  ti  shpërndarë  ato  në 
mënyrë të njëtrajtshme në mbushjen me material inert (en. Sphere packing). 
                                                 
40
  Amfoter  (nga  greqishtja  e  vjetër-  ἀµφοτέρως,  amphotéros  „në  të  dy  mënyrat“)  në  kimi  quhet  një 
material/substancë, e cila në varësi të ambientit të krijuar nga partneri në reaksion – reagon në mënyra të ndryshme. 

54 
 
Figura 2-11: 
Skema e qarkullimit në metodën e larjes me ujë nën presion me kapacitet prej 
1.000 m
3
/orë (modifikuar sipas (DVGW, 2006)) 
Gazi  i  pastruar  del  nga  kolona  absorpuese  me  një  përmbajtje  metani  deri  në  98%  të 
volumit dhe me një përqendrim shumë të ulët (1 deri 2% të vol.) të mbetjeve të CO
2
. Më 
pas  ai  do  të  duhet  të  thahet  përmes  kombinimit  të  ndryshimit-  të  presionit  dhe 
temperaturës në filtra molekularë. Nivele të larta të pastërtisë arrihen kur përdoret ujë i 
rrjedhshëm. Edhe në aspektin ekonomik kjo precedurë ka rentabilitet vetëm kur kostoja 
e ujit është e ulët (p.sh.: uji i pastruar nga një impiant i pastrimit të ujrave të zeza). Në 
rastin  kur  përdoret  vetëm  uji  i  pijshëm  me  kosto  të  lartë,  atëherë  ai  do  të  duhet  të 
ripërtërihet përmes disa etapave.  
Më pas ujit absorpues i ulet presioni deri në 2 bar duke iu larguar kështu pothuajse e 
gjithë sasia e metanit bashkë me një pjesë e dioksidit të karbonit. Me qëllim që humbjet 
e metanit të jenë më të vogla sesa 2% dhe vlera e pastërtisë së metanit të përpunuar të 
kalojë 98%, gazi i çliruar në këtë mënyrë kalon përsëri nëpër kompresor. 

55 
Uji  absorpues  i  ndotur  pak  kalon  në  kolonën  e  dytë  desorbuese  (en.  Stripper
41
),  e  cila 
është  e  ndërtuar  në  të  njëjtën  mënyrë  si  kolona  absorpuese.  Më  tej  uji  larës  do  ta 
përshkojë  materialin  e  filtrit  nga  lart-poshtë.  Nga  ana  e  poshtme  fryhet  ajër  në  kushte 
atmosferike,  i  cili  ngarkohet  me  CO
2
  dhe  H
2
S.  Më  pas,  kjo  sasi  ajri,  e  cila  është  e 
ngarkuar  me  afro  30%  me  mbetje  të  CO
2
  dhe  me  afro  0,1%  të  volumit  H
2
S,  kalon 
përmes një filtri biologjik në atmosferë (DVGW, 2006). 
Mospasja nevojë për një pastrim të imët nga mbetjet e squfurit të gazit fillestar, si dhe 
kursimi i rrymës së ajrit për të, janë ndër përparësitë kryesore të metodës së larjes me 
ujë  nën  presion.  Largimi  i  H
2
S  nga  përzierja  e  desorbuar  CO
2
-gaz  kryhet  me  kosto 
minimale përmes një filtri biologjik dhe jo përpara pastrimit me qymyr aktiv të mbuluar 
me shtresë të hollë jodi. Përmes kësaj metode mund të largohen në masë të madhe edhe 
Silane  (SiH
4
)  dhe  Siloxane
42
:  po  ashtu  në  këtë  mënyrë  largohen  përfundimisht  edhe 
NH
3
, prania e të cilit në gaz është vetëm “helmuese”. 
I  rëndësishëm  është  fakti  që,  përmes  kësaj  metode  eleminohet  plotësisht  mundësia  e 
helmimit  të  ujit,  p.sh.:  përmes  sulfurit  të  hidrogjenit.  Në  të  njëjtën  mënyrë  shmangen 
edhe ndërrimi i ndërlikuar i filtrave dhe ndezja apo fikja e herëpashershme e impiantit.  
Për të rritur shkallën e pastërtisë paraprake nga H
2
S, në rastin e prodhimit të gazit me 
fuqi  kalorifike  të  ulët,  mund  të  futet  në  impiant  ajër  me  tepricë.  Në  të  kundërt  të 
metodës së pastrimit më filtra molekularë të karbonit, përmes kësaj metode azoti (N
2

nuk  ndikon  negativisht  në  procesin  e  pasurimit  dhe  nuk  është  e  nevojshme  një 
shkatërrim përfundimtar i kimikateve. Një përparësi tjetër ka të bëjë edhe me rregullsinë 
(thjeshtësinë në kontroll), si në rastin e kompresorëve ashtu edhe në rrjetin e qarkullimit 
të ujit. E gjitha kjo lidhet me faktet e mëposhtme: 
-  50 deri 100% të kapazitetit të kompresorëve 
-  Ndryshim i presionit të absorpimit ndërmjet 8 dhe 15 bar 
-  Ndryshim i shpejtë i nevojave për ujë absorptiv përmes pompimit 
-  Ndërrim i ujit absorptiv në kontakt me mbetjet 
-  Mundësi e kontrollimit të temperaturës ndërmjet 10 dhe 25 °C 
Duke qenë se kemi uji absorptiv do të duhet të riqarkullojë në sistem, detyrimisht do të 
duhen  edhe  sasira  të  madha  të  energjisë  elektrike,  prandaj  kjo  është  edhe  një  ndër 
mangësitë kryesore të kësaj metode. 
•  Adsorpimi me luhatje presioni 
Adsorpimi me luhatje presioni (en. PSA - Pressure Swing Adsorption) është një metodë 
tjetër  efikase  e  pasurimit  të  metanit.  Përpara  se  të  fillojë  procesi  i  ndryshimit  të 
                                                 
41
 Stripping (distilim) është një metodë e ndarjes fizike, gjatë së cilës substancat tërhiqen/largohen nga një fazë e 
lëngshme (përmes etapave të desorpimit), në një fazë të gaztë. Për këtë duhet që rryma e fazës së lëngshme të bjerë në 
kontakt në kah të kundërt me gazin. 
42
 Sipas IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) përkufizimi silane përfshin lidhjet kimike, të 
cilat  kanë  si  përbërës  kryesorë  Silicium  (Si)  dhe  hidrogjen.  Formula  e  përgjithshme  e  tyre  është  Si
n
H
2n+2
.  Lidhjet 
rrethore  të  silicium-hidrogjenit  quhen  cyclosilane  (Si
n
H
2n
).  Formula  e  përgjithshme  e  Siloxaneve  është 
R
3
Si−[O−SiR
2
]
n
−O−SiR
3
, ku –R mund të jenë atome të hidrogjenit apo të grupeve të alkyleve (C
n
H
2n+1)
. E veçanta e 
tyre në raport me silanet është që, atomet e Si nuk janë poshtë njëra-tjetrës, por lidhen përmes një atomi oksigjeni me 
atomin më të afërt: Si-O-Si. 

56 
presionit, do të duhet që përmbajtja e mbetjeve të squfurit, ujit dhe sulfurit të hidrogjenit 
të reduktohet në mënyrë të ndjeshme. Largimi i komponentëve të lartpërmendur është i 
domosdoshëm, pasi ato duke kaluar përmes filtrit me karbon molekular do të mund të 
adsorboheshin,  duke  ulur  ndjeshëm  aftësitë  ndarëse  të  tij,  apo  duke  e  bllokuar  atë 
komplet.  Vlerat  maksimale  të  lejuara  të  përmbajtjes  së  biogazit  përpara  metodës  së 
PSA-së janë 5 mg/m
3
 sulfur hidrogjeni dhe 0,2 g/m
3
 (0,15% të vol.) ujë. 
Si  lëndë  e  parë  për  filtrin  molekular  të  karbonit  përdoret  qymyr  guri,  pasi  ai  ka  një 
sistem poresh me diametër të përmasave molekulare. Në mënyrë që, ky sistem poresh të 
mund të ndryshojë në mënyrë sistematike, si dhe shpërndarja e poreve me përmasa të 
mjaftueshme të sipërfaqeve të brendshme, të jetë sipas nevojës së procesit, do të duhet 
që ai të përgatitet teknologjikisht. 
Si pasojë e madhësive të ndryshme, të gjithë komponentët e dëmshëm, që ndodhen në 
biogaz dhe janë më të vegjël sesa metani, adsorpohen nga filtri i karbonit molekuar (fig. 
2-12). 
 
Figura 2-12: 
Parimi  themelor  i  adsorpimit  me  luhatje  presioni  (modifikuar  sipas: 
(CarboTech, 2007) 
Ngjitur me filtrin e karbonit molekular përdoret edhe adsorbentë të tjerë, si p.sh.: filtri 
molekular prej silikateve të aluminit
43
. Në përzgjedhjen e adsorbentit, përveç të tjerave, 
do të duhet të merret parasysh fakti që, adsorbentët të cilët përmbajnë karbon, në kushte 
të  caktuara  sillen  si  hidrofobë  (nuk  treten  në  ujë),  ndërkohë  që  zeolitet  mbahen  si 
hidrofilë (treten në ujë). Pra, në raste të caktuara tharja e gazit është e domosdoshme. 
                                                 
43
 Zeolith A - është një silikat sintetik, i pangjyrë dhe kristalin i aluminit dhe në formën e hidratizuar me natrium ka 
formulën: Na
12
((AlO
2
)
12
(SiO
2
)
12
)·27 H
2
O. 

57 
Në  rast  se  në  gaz  nuk  ka  përmbajtje  të  elementëve  të  veçantë,  koha  e  shfrytëzimit  të 
filtrave  të  karbonit  molekularë  është  pothuajse  e  pakufizuar.  Kur  lidhjet  me  shumë 
vargje  të  karbon-hidrogjenit  ose  piklat  e  vajit  nga  vajosja  e  një  kompresori  bien  në 
kontakt me adsorberin, ato bllokojnë poret e tij dhe mund të sjellin probleme. 
-  Etapat e procesit të adsorpimit me luhatje presioni 
Në mënyrë të përmbledhur metoda e adsorpimit me luhatje presioni përbëhet nga katër 
etapa: 
-  Adsorpim në presion të lartë 
-  Desorpim përmes uljes së presionit në rrymë të kundërt 
-  Desorpim përmes shpërlarjes me gaz- të papërpunuar ose të përpunuar 
-  Rritje e presionit me gaz- të papërpunuar ose të përpunuar 
Në fillim gazi i papërpunuar ngjeshet në një presion nga 5 deri në 10 bar. Kjo sjell edhe 
rritjen e temperaturës së tij deri në afro 170 °C. Më pas biogazi pastrohet me një nga 
metodat e përmendura deri tani për pastrimin e mbetjeve të squfurit, si dhe ftohet deri në 
temperaturën 40 °C. Sa më e ulët të jetë temperatura e gazit, aq më mirë kryhet edhe 
procesi i adsorpimit. 
Ndërkohë që, biogazi e përshkon nga poshtë-lartë adsorberin, në të cilin ndodhet lënda 
adsorpive  (filtrin  me  karbon  molekular),  fillon  edhe  procesi  i  adsorpimit  me  luhatje 
presioni. Gazrat shoqëruese si CO
2
, H
2
O, N
2
, O
2
 adsorbohen nga filtri molekular. Gazi i 
pastruar largohet nga adsorberi në mënyrë të vazhdueshme, pothuajse me volume rryme 
të  pandryshueshme  dhe  përmbajtje  konstante.  Me  këtë  metodë  përftohet  gaz 
përfundimtar me nivele të pastërtisë deri në 98% metan. 
Pak  përpara  se  filtri  molekular  të  jetë  ngopur  me  komponentët  e  adsorbuar,  gazi  i 
ngjeshur përcillet në një adsorbues tjetër të sapo ripërtëritur. Kjo ndodh pa ndërprerje. 
Ndërkohë duke fryrë gaz në kah të kundërt, adsorberit të tejngopur i ulet presioni në një 
vlerë të ndërmjetme mes atij të adsorpimit dhe presionit të ambientit. Gazi, i cili më pas 
bie në dyshemenë e adsorberit, përmban sasira të mëdha të metanit, prandaj përcillet në 
adsorberin e sapo larguar për rritjen e përqendrimit të metanit. Në vazhdim adsorberit i 
ulet presioni (deri në vlerën e presionit të ambientit), duke i fryrë gaz në kah të kundërt. 
Gazi  i  rrjedhur,  i  cili  përmban  kryesisht  dioksid  karboni  dhe  avuj  uji,  shpërndahet  në 
ambientin rrethues. 
Për të kryer ripërtëritjen e plotë të adsorbentit, në etapën e tretë adsorbenti largohet me 
rrymë në kah të kundërt përmes një pompe vakumi. Duke iu ulur presioni derin në 100 
mbar, atij i largohen edhe mbetjet e fundit të avujve të ujit, të cilat po ashtu lëshohen në 
ambientin rrethues. 
Tani  absorberi  është  ripërtërirë  tërësisht  dhe  mund  të  përgatitet  për  prodhimin  e 
mëtejshëm të gazit. Si fillim grumbullohet gazi me përmbajtje metani nga etapa e parë e 
uljes  së  presionit  së  një  adsorbuesi  të  sapo  tejngopur,  në  adsorberin  e  ripërtërirë  së 
fundmi.  Procesi  shoqërohet  me  rritje  presioni.  Në  vazhdim,  paralel  me  prodhimin  e 
gazit nga adsorberi me gaz të ngjeshur, realizohet edhe një rritje e plotë e presionit deri 
në vlerat maksimale të procesit. Pas kësaj, adsorberi është i gatshëm për tu futur përsëri 
në proces (Klinski, Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz, 2006), (Theißing, 2006). 

58 
Nevojat  e  vogla  për  mirëmbajtje,  jetëgjatësia  e  madhe  e  impiantit  adsorbues  dhe 
adsorberëve të përdorur bashkë me kapazitetet e larta, si dhe regjimi konstant i punës 
edhe  për  raste  kur  nuk  punohet  me  kapacitet  të  plotë,  janë  përparësi  të  veçanta  të 
metodës me luhatje presioni. 
Kjo metodë është “si e lindur” për kapacitete të vogla. Nuk ka nevojë për rregullime të 
ndërlikuara, ndërkohë që garanton edhe prodhimin e gazit me cilësi të lartë. 
Si  mangësi  të  kësaj  metode  duhen  përmendur  nevoja  e  një  sasie  të  lartë  energjie 
elektrike dhe domosdoshmëria e shkatërrimit të qymyrit aktiv të përdorur. 
•  Adsorpimi me selexol 
Metoda e selexol bazohet mbi principin e adsorpimit fizik. Si substancë tretëse përdoret 
selexol,  i  cili  është  një  përzierje  e  dimetiletereve  (C
2
H
6
O)  dhe  polyglykoleve
44
  të 
ndryshme  dhe  nuk  ka  vetitë  e  tretësirave  helmuese  apo  korrozive  (p.sh.:  ujit).  Kjo 
metodë  është  e  përshtatshme  sidomos  për  rastin  kur  në  rrymën  e  gazit,  që  do  të 
pastrohet,  përqendrimet  e  sulfurit  të  hidrogjenit  dhe  të  dioksidit  të  karbonit  janë  të 
mëdha. 
Si  në  rastin  e  larjes  nën  presion  edhe  në  këtë  metodë  ka  një  etapë  absorbimi,  e  cila 
ndodh në presion nga 20 deri në 30 bar, si dhe një etapë ripërtëritjeje (desorption).  
Procesi i pastrimit ndodh në temperatura nga 40 °C deri në 0 °C (për rastin e proceseve 
me  ftohje).  Në  këto  procese  duhen  shmangur  temperaturat  nën  0  °C,  pasi  viskoziteti 
rritet  shumë  dhe  do  të  kërkonte  një  energji  më  të  lartë  për  ta  përmbysur/përzier  apo 
transportuar. 
Përveç  CO
2
,  H
2
S  dhe  COS  ndahen  edhe  komponentë  të  tjerë  organik  të  squfurit,  apo 
NH
3
, HCN dhe H
2
O. Duke qenë se COS dhe H
2
S treten në selexol shumë më mirë se 
CO
2
,  ripërtëritja  e  tretësirës  larëse  me  distilim  në  një  vakum  të  ulët,  nuk  është  e 
mjaftueshme për të arritur një shkallë të lartë të larjes së materialit larës. Vetëm përmes 
zierjes  mund  të  ripërtërihet  selexol  për  absorpimin  e  COS  dhe  H
2
S.  Për  shkak  të 
temperaturës  së  lartë  të  avullimit  (ndërmjet  200  dhe  350  °C)  nevojat  për  energji  janë 
shumë të mëdha (Klinski, Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz, 2006). 
Thjeshtësia në ripërtëritje në metodën e largimit të CO
2
, bashkë me energjinë e paktë të 
nevojshme, si dhe nevoja e vogël për substanca larëse, janë disa nga përparësitë e kësaj 
teknologjie. Ndërkohë fakti që, me anë të kësaj metode mund të largohen në një etapë si 
H
2
S, CO
2
 dhe H
2
O, e bëjnë atë edhe më rentabël. 
Tek  mangësitë  e  kësaj  metode  do  të  duhet  të  përmendim,  humbjet  e  metanit  deri  në 
6,5% të volumit, kostot e larta të vënies në punë dhe të shkatërrimit të mbetjeve, bashkë 
me energjinë e lartë, e cila shpenzohet për tretjen dhe largimin e komponentëve të tjerë 
përveç CO
2
 nga selexol. Së fundmi, nuk duhen lënë pas dore edhe shpenzimet për një 
përpunim  të  mëtejshëm  të  gazrave,  që  dalin  nga  procesi.  Në  aspektin  ekonomik,  kjo 
                                                 
44
  Pylyglycolide  apo  acidi  polyglycolic  (PGA)  është  një  polimer  termoplastik  dhe  i  degradueshëm  biologjikisht. 
Quhet ndryshe edhe aliphatic pylyester. 

59 
metodë ka rentabilitet vetëm për rryma të mëdha  gazi. Nga ana e aspektit shkencor dhe 
teknologjik,  duhet  përmedur  fakti  që,  deri  më  tani  për  këtë  metodë,  nuk  ka  vlera  apo 
studime të plota shkencore. 
•  Larja me tretësira alkanesh apo aminash 
Në rastin e larjes me tretësira alkanesh apo aminash
45
 kemi të bëjmë me një absorpim 
kimik të absorpentëve në një tretësirë të përshtatshme prej monoethanolamin- (MEA
46

ose diethanolamin (DEA
47
). Kjo metodë bazohet në sorpimin e ripërtëritshëm kimik të 
dioksidit të karbonit në një tretësirë të DEA. Gazi, i cili vjen nga procesi i kalbëzimit 
apo nga impianti fermentues, ka një presion jo shumë të lartë, është i ngopur me ujë dhe 
do të ishte mirë të ishte i pastruar nga pluhurat apo avujt e ujit. Në shumë raste është e 
nevojshme që atij ti rritet pak presioni, në mënyrë që të përballohen humbjet e presionit 
në  impiant.  Për  këtë  qëllim  është  paraparë  vënia  në  punë  e  kompresorit,  i  cili  rrit 
presionin e gazit me afro 110-150 mbar. 
Përpara se të ndodhi procesi i ndarjes së CO
2
, gazi hyrës do të duhet të pastrohet me anë 
të  një  larësi,  nga  mbetjet  e  sulfurit  të  hidrogjenit  dhe  të  komponentëve  të  tjerë  të 
padëshirueshëm,  siç  janë  amoniaku  (NH
3
).  Në  disa  raste  të  tjera  përdoren  edhe 
adsorbues  me  qymyr  aktiv.  Moduli  i  impiantit  për  ndarjen  e  CO
2
  përbëhet  nga  një 
kolonë  absorpimi  (pa  presion),  moduli  ripërtëritës,  si  dhe  nga  përçues  nxehtësie  dhe 
pompa. 
-  Etapat e metodës së larjes me amina 
Në mënyrë të përmbledhur teknologjia e larjes me amina përbëhet nga katër etapa: 
-  Absorpim në kolonën absorpuese 
-  Desorpim i tretësirës së aminave përmes nxehjes 
-  Rifutja e tretësirave të aminave në proces 
-  Rritja e presionit në gazin përfundimtar 
Në kolonën absorpive gazi fillestar, i cili më përpara është pastruar, kalon përmes një 
ngarkese  inertesh.  Tretësira  e  diethanolaminave  spërkatet  nga  lart  në  kolonë  dhe 
drejtohet në kah të kundërt me rrymën e gazit përmes ngarkesës së inerteve. Gjatë kësaj 
kohe  dioksidi  i  karbonit  lidhet  përmes  sorpimit  kimik  me  absorbentin.  Tretësira  e 
aminave e pasuruar me CO
2
 ndahet nga llumi i fundit të kolonës dhe ripërtërihet. Gazi i 
pasuruar me metan, i cili grumbullohet në pjesën e sipërme të kolonës, do të duhet që të 
komprimohet  në  një  etapë  tjetër.  Në  të  kundërt  të  procesit  të  absorpimit,  ripërtëritja  e 
tretësirës  larëse  ndihmohet  nga  temperaturat  e  larta.  Ajo  nxehet  në  një  modul 
ripërtëritjeje, nga ku dioksidi i karbonit ndahet në një ambient të veçantë nga tretësira e 
aminave, e cila pas ftohjes do të drejtohet përsëri për tek kolona e absorpimit. Në një 
hap tjetër CO
2
 i ndarë, i cili mund të përmbajë edhe gjurmë të avullit të ujit, do të ftohet, 
                                                 
45
 Aminat janë komponentë organikë apo derivate të amoniakut, tek të cilat një apo më shumë atome të hidrogjenit 
janë zëvëndësuar me grupe të alkyleve (–CH
3
) ose aryleve (mbetje e një lidhjeje organike me një strukturë themelore 
aromatike, p.sh.: Benzol (C
6
H
6
)). 
46
 Monoethanolamina (MEA) – e quajtur ndryshe edhe 2-Aminoethanol është një lidhje kimike e grupit të alkooleve 
dhe aminave, e cila përdoret si lëndë bazë në industrinë kimike. 
47
 Diethanolamina (DEA) – është një alkool i pangjyrë i amoniakut, i cili gjen përdorim në industrinë kimike si tretës, 
lëndë ndihmëse apo pastrues. 

60 
ndërsa energjia e përfituar do të përdoret në ciklet e mëtejshme (fig. 2-13) (Fachagentur 
Nachwachsende Rohstoffe e.V., 2006). 
Përmbajtja e lartë e metanit pas pastrimit (deri në 99%), si dhe humbjet shumë të vogla, 
të cilat nuk i kalojnë 0,1% të volumit, janë ndër përparësitë kryesore të larjes me amina. 
Përveç  kësaj,  përparësi  të  tjera  të  kësaj  metode  janë  edhe  mundësia  e  ripërdorimit  të 
dioksidit të karbonit të ndarë, shpenzimet e ulëta për vënien në punë dhe mirëmbajtje, 
mënyra automatike e kryerjes së procesit, si dhe modulet kompakte të impiantit. 
Si gjithë të tjerat edhe kjo metodë ka mangësitë e veta, të cilat gjatë fazës së planifikimit 
të pastrimit të biogazit, nuk duhet të lihen pa u marrë parasysh. Nuk duhet harruar fakti, 
që do të duhet të kryhet një tharje e mëtejshme e gazit përfundimtar, si dhe ripërtëritja e 
tretësirës  së  aminave  kërkon  një  energji  relativisht  të  lartë.  Presioni  i  ulët  i  gazit 
përfundimtar në dalje, është po ashtu një mangësi, e cila duhet përmendur, sidomos për 
rastin kur ai do të transportohet për në linjat e rrjetit të furnizimit të përgjithshëm me 
biogaz. 
 
Figura 2-13: 
Parimi i punës i teknologjisë së larjes me amina (modifikuar sipas (Fachagentur 
Nachwachsende Rohstoffe e.V., 2006) 
Si rrjedhim i këtyre: në qoftëse kemi rezerva me kosto të ulët të nxehtësisë, si dhe gazi i 
prodhuar  do  të  përdoret  për  furnizim  të  nënrrjeteve,  të  cilat  nuk  kërkojnë  presion  të 
lartë,  atëherë  mund  të  flasim  për  shfrytëzimin  e  përparësive  dhe  përdorimin  e  kësaj 
metode.  Për  rastet  kur  gazi  përfundimtar,  për  të  kaluar  në  rrjetin  e  përgjithshëm  të 
furnizimit, do të duhet të ngjeshet nën presion mbi 20 bar, si dhe nuk eksistojnë burime 
të lira të nxehtësisë, atëherë bie efikasiteti i shfrytëzimit të kësaj metode (Frauenhofer 
Institut, 2008), (Datzmann, 2008), (Reppich, Beck, & Hiepp, 2010). 
 

61 
•  Metoda ndarëse me membranë 
Teknika  e  ndarjes  membranore  përmbledh  të  gjitha  metodat  teknologjike  për 
ndarjen/transportin  e  lëndëve  ndërmjet  dy  fraksioneve  me  ndihmën  e  membranave  të 
depërtueshme
48
 dhe përdoren në teknologjinë e përpunimit dhe kondicionimit të gazit.  
Faktori vendimtar, që ndikon në depërtueshmëri në metodën ndarëse membranore, është 
diferenca e presioneve, ndërsa në rastin e membranave për ndarjen e tretësirave, është 
tretshmëria  dhe  shpejtësia  e  difuzionit
49
  të  gazeve  përmes  membranës,  pra  ndërmjet 
gazit  hyrës  dhe  gazit  të  depërtuar  (en.  permeat).  Gjatë  këtij  procesi  mund  të  ndodhin 
njëkohësisht  të  dyja  proceset,  ai  i  difuzionit  dhe  ai  i  transportit  konvektiv  (marrja  me 
vete  nga  rryma)  i  molekulave  të  gazit.  Vendimtar  është  vetëm  krijimi  i  një  diference 
potencialesh.  Kapaciteti  i  përgjithshëm  i  një  membrane  përcaktohet  nga 
depërtueshmëria e tij (raporti ndërmjet tretshmërisë dhe koeficentit të difuzionit) si dhe 
nga  karakteristikat  ndarëse  (varësia  ndërmjet  depërtueshmërisë  së  gazeve  njëra  me 
tjetrën), vlera të cilat në shumicën e rasteve fitohen përmes rrugëve eksperimentale. 
 
Figura 2-14: 
Depërtueshmëria,  parimi  themelor  i  metodës  me  membrana  të  depërtueshme 
(modifikuar sipas (Klinski, Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz, 2006)) 
Kriter i rëndësishëm për depërtueshmërinë e secilit komponent të gazit është difuzioni 
dhe aftësia tretëse e vetë molekulave të gazit. Duke qenë se depërtueshmëria e dioksidit 
të karbonit - është gati 20 herë dhe e sulfurit të hidrogjenit afro 60 herë - më e lartë se 
ajo e metanit, këta të dy komponentë depërtojnë shumë më shpejtë përmes membranës 
sesa metani. Siç duket edhe në figurën 2-14, CO
2
, H
2
S dhe komponentë të tjerë të gazit 
me depërtueshmëri më të lartë mund të ndahen nga metani. 
Aftësitë ndarëse të membranës së difuzionit varen nga veçoritë e ndryshme të sorptimit 
dhe  difuzionit  të  molekulave  në  polimerin  e  membranës.  Për  të  zvogëluar  rezistencën 
                                                 
48
 Depërtueshmëria - en. permeability (lat. permeare “depërtuese”, nga lat. per “përmes”, dhe meare “kaloj”) – është 
aftësia e trupave të ngurtë për të lejuar kalimin e gazrave apo/edhe lëngjeve. Në kimi dhe biologji këta trupa të ngurtë 
quhen membrana.  
49
 Difuzioni (lat. diffundere “ujis”, “shpërndaj”, përhap”) është një proces fizik, i cili kryhet në mënyrë natyrale dhe 
çon  në  përzierjen  e  plotë  të  dy  apo  më  shumë  lëndëve  përmes  shpërndarjes  së  njëtrajtshme  të  grimcave  përbërëse. 
Tretësira e cila nuk e depërton membranën quhet retentat (nga lat. retinere “e mbetur”). 

62 
specifike  të  transportit  për  polimerin,  si  dhe  për  të  arritur  norma  interesante  të 
rrjedhshmërisë  së  tretësirave,  do  të  duhet  të  prodhohen  shtresa  rezistente  të  holla. 
Membranat  e  përdorueshme  kanë  trashësi  nga  0,2  deri  10  µm.  Këto  shtresa  të  holla 
mund të realizohen vetëm përmes një konstrukti, qëndrueshmëria e të cilit rritet përmes 
përdorimit  të  polimereve,  të  cilat  mundësojnë  përdorimin  e  membranave  edhe  nën 
presion të lartë. 
Llojet  më  të  zakonshme  të  membranave  janë  konzeptuar  në  formë  tubi,  në  formë 
kapilarësh apo edhe në formë të sheshtë, të cilat përdoren si module në formë pllakash, 
mbëshjellësesh apo jastëkësh. 
Membranat  në  formë  tubi  në  shumicën  e  rasteve  përbëhen  nga  materiale  asimetrike 
sintetike  të  cilat  përshkohen  nga  brenda  apo  nga  jashtë  nga  gazi  i  papërpunuar.  Duke 
përdorur mënyra modulare ndërtimi bëhet e mundur që të ndërtohen edhe membrana me 
dendësi  shumë  të  lartë,  të  cilat  nuk  kanë  kosto  të  lartë  prodhimi  dhe  janë  po  ashtu  të 
lehta  në  modelim/përshtatje.  Duke  qenë  se  tubat  e  vegjël  kapilarë  mund  të  bllokohen 
shumë lehtë, rekomandohet që ky model membranash të praktikohet vetëm me lëngje. 
Modulet e sheshta membranore janë të përbëra nga fletë membrash, të cilat ngjiten apo 
shkrihen  në  formë  “pllakash”  ndërmjet  shtresave  izoluese.  Duke  qenë  se  ndërmjet 
fletëve të membranave të tilla përdoret një material distancues (en. spacer material), ato 
rrinë të larguara në mënyrë të atillë, që lënda e parë apo edhe rryma e gazit të pastruar 
(permeat)  të  mund  ta  përshkojnë  sipërfaqen  e  membranës  pa  u  penguar.  Modulet 
mbështjellëse  përbëhen  nga  shtresa  të  ndryshme  membranash  të  ngjitura  njëra  me 
tjetrën,  të  cilat  janë  mbështjellur  rreth  një  tubi  qendror  të  përshkuesit.  Të  meta  të 
theksuara  të  këtyre  formave  janë  rruga  relativisht  e  gjatë,  që  do  të  duhet  të  përshkojë 
gazi  i  filtruar,  si  dhe  humbjet  e  larta  të  presionit,  sidomos  në  anën  e  gazit  të  filtruar. 
Ndër përparësitë kryesore të këtyre membranave do të duhet të përmendim koston e ulët 
të prodhimit, si dhe imtësinë (dendësinë) e lartë të mundshme. Përzgjedhja e modelit të 
duhur varet nga rasti dhe kushtet e prodhimit, të cilat varen nga metoda ndarëse, volumi 
i  rrymave,  presionet  e  prodhimit  dhe  pjesët  e  produktit  përfundimtar.  Gërshetimi  i 
moduleve  të  ndryshme,  si  dhe  përzgjedhja  e  parametrave  të  ndryshëm  të  prodhimit, 
mundësojnë  ndërtimin  e  një  mori  metodash  të  filtrimit.  Një  ndikim  vendimtar  mbi 
aftësitë ndarëse të membranave kanë sidomos format e ndërtimit të moduleve përbërëse 
(të sheshta, me mbështjellje etj), lidhja në seri e moduleve (lidhje në seri dhe paralel me 
ripërdorim),  volumi  i  rrymave  (permeat,  retentat)  si  dhe  kushtet  e  presionit  (presion  i 
lartë, vakum). 
Për  të  rritur  aftësitë  ndarëse  mund  të  përdoren  edhe  pjesë  rizhfrytëzuese  modulare  të 
membranave.  Nuk  duhet  harruar  që,  rishfrytëzimi  kërkon  pompa  kompresorësh  apo 
vakumi.  Rishfrytëzimi  i  një  rryme  të  lëndës,  ndër  të  tjera  rrit  edhe  volumin  e 
përgjithshëm të impiantit, i cili do të duhet të planifikohet më i madh. Në këtë mënyrë 
shuma e përgjithshme e investimeve bashkë me energjinë e nevojshme janë detyrimisht 
më  të  larta  sesa  ato  në  rastin  e  një  ndarësi  të  thjeshtë  (fig.  2-15).  Në  këtë  rast  duhet 
përmendur, që biogazi në shumicën e rasteve ndodhet nën presion të lartë dhe në këtë 
mënyrë do të duhet edhe një hermetizim i rrjetit, i cili po ashtu ka kosto më të lartë. 

63 
 
Figura 2-15: 
Paraqitja grafike e metodës së pastrimit me membrana –modeli i thjeshtë, si dhe 
–modeli me disa kaskada (modifikuar sipas (Klinski, Einspeisung von Biogas in 
das Erdgasnetz, 2006)) 
Duke  qenë  se  dioksidi  i  karbonit,  sulfuri  i  hidrogjenit,  si  dhe  uji  depërtojnë  përmes 
filtrave  membranorë  shumë  më  mirë  sesa  metani,  i  bie  që  rryma  e  gazit  produktiv 
(metani) të dali si mbetës. Si rrjedhojë e kësaj me rritjen e sipërfaqes së membranave 
rritet  edhe  pastërtia  e  rrymës  së  mbetësit,  pasi  komponentët  me  depërtueshmëri  më  të 
lartë  tërhiqen  nga  membrana.  Prandaj  edhe  volumi  i  rrymës  vjen  gjithmonë  në  rënie. 
Pastërtia e rrymës së depërtuar në rastin e sipërfaqeve të vogla të membranave është më 
e madhe dhe zvogëlohet me rritjen e sipërfaqes së membranave, ndërkohë që volumi i 
rrymës vjen duke u rritur. Si rrjedhojë e kësaj, me rritjen e sipërfaqes së membranave, 
kemi  një  rënie  të  vazhdueshme  të  gazit  produktiv,  e  cila  shoqërohet  me  rritjen  e 
vazhdueshme  të  pastërtisë  së  gazit.  Në  përdorimin  praktik  do  të  duhet  të  kërkohet 
gjithmonë një kompromis ndërmjet sasisë së gazit të filtruar dhe pastërtisë së tij. 
Si  kusht  paraprak  për  të  ndarë  përzierjet  e  gazrave  është  krijimi  i  një  diferencë 
presionesh  në  të  dy  anët  e  membranës.  Ajo  mund  të  realizohet  në  formë  presioni  në 
anën  e  lëndës  së  parë,  por  edhe  në  formë  vakumi  në  anën  e  gazit  të  depërtuar. 
Efektshmëria  e  kësaj  metode  rritet  me  rritjen  e  presionit  dhe  fuqisë  motorrike  të 
aparaturave përkatëse. 
Vendimtar  në  përzgjedhjen  e  një  prodhimi  me  presion  apo  me  vakum  janë  edhe 
përqendrimet  e  komponentëve  të  depërtueshëm  në  gazin  fillestar.  Për  rastet  kur 
përqindjet e komponentëve të depërtueshëm arrijnë vlera më të mëdha sesa 20 – 50%, 
filtrimi me rritje presioni, duket që është me kosto më të lirë, ndërkohë që në rastin e një 
përqindjeje  më  të  ulët,  metoda  me  vakum  është  më  e  rekomandueshme.  Arsyeja  e 
vërtetë për këtë është ngjeshja e domosdoshme e rrymës fillestare. Praktikimi i modelit 
të filtrimit me vakum çon në uljen e shkallës së pastërtisë së gazit të filtruar. 

64 
Pastërti  të  larta  të  produkteve  përfundimtare  arrihen  vetëm  përmes  vënies  në  punë  në 
mënyrë  selektive  dhe  kaskadiale  të  membranave  të  sotshme,  përmes  së  cilave 
mundësohet rifiltrimi i mbetjeve të etapave të mëpërparshme. Nuk duhet harruar që në 
këtë  rast,  si  pasojë  e  domosdoshmërisë  së  vazhdueshme  për  ri-ngjeshje  të  gazit  të 
filtruar, edhe sasia e energjisë së përdorur është shumë më e lartë. Edhe impiantet me 
një etapë pastrimi mund të realizojnë pastërti të kënaqshme të gazit, por do të duhet të 
merret  parasysh,  që  sasia  e  përgjithshme  e  metanit  të  prodhuar  është  më  e  vogël. 
Përshkuesit, pra komponentët e ndarë të gazit, do të duhet të ripastrohen (p.sh.: përmes 
filtrave biologjikë). 
Një  metodë  e  tillë  e  lagësht  e  përshtatur  për  pastrimin  e  biogazit  arrin  të  pastrojë 
biogazin përmes membranave mikroporoze dhe hidrofobe. Si pasojë e presionit të ulët 
(presion  atmosferik  deri  në  vakum)  në  anën  e  përshkuesit,  CO
2
  dhe  H
2
S  depërtojnë 
(difuzojnë)  pëmes  membranës,  për  tu  absorbuar  nga  një  tretësirë  në  anën  tjetër.  Si 
absorbues  përdoren  tretësira  të  hidroksidit  të  natriumit  për  rastin  e  H
2
S  dhe  tretësira 
aminash për rastin e CO
2
. Duke përdorur këtë metodë mund të ulet përqindja e sulfurit 
të hidrogjenit në gazin fillestar nga 2%, deri poshtë vlerës 250 ppm në gazin e pastruar. 
Si përparësi e metodës me presion të ulët në krahasim me metodën me presion të lartë 
mund  të  përmenden  shpenzimet  e  ulëta,  të  cilat  vijnë  si  pasojë  e  kursimit  të  fuqisë 
motorike  (në anën e përshkuesit do të duhet të krijohet vakum). Nga ana tjetër do të 
duhet  që  si  pasojë  fuqisë  së  ulët  motorike,  të  rritet  sipërfaqja  e  membranave,  për  të 
arritur kështu një rendiment të ngjashëm, gjë e cila rrit edhe kjo kostot e përgjithshme. 
Ndër përparësitë e kësaj metode duhen përmendur: montimi i thjeshtë, mospasja nevojë 
për riparime apo shërbime mirëmbajtjeje, si dhe siguria e lartë në punë. Me këtë metodë 
është i mundur edhe pastrimi i rrymave të vogla të gazit, pa i rritur kostot specifike në 
mënyrë proporcionale. 
Si e metë e kësaj metode duhet përmendur fakti, që membranat nuk kanë jetëgjatësi më 
të  lartë  sesa  3  vjet,  si  dhe  deri  më  tani  nuk  ka  përvojë  të  mjaftueshme  teknike  për 
pastrimin e biogazit (Klinski, Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz, 2006). 
•  Metoda kryogene 
Në  metodat  kryogene
50
  shfrytëzohen  temperaturat  e  ndryshme  të  kondensimit  të 
dioksidit  të  karbonit  dhe  metanit.  Kryesisht  flitet  për  metodat  kryogene  të  rektifikimit 
dhe  atyre  të  temperaturave  shumë  të  ulëta.  Në  rastin  e  rektifikimit  krijohet  CO
2
  në 
formë të lëngshme, ndërsa në rastin e temperaturave të ulëta, CO

ngrihet plotësisht. Që 
të  dy  këto  metoda  garantojnë  përqindje  të  larta  të  pastërtisë  së  metanit  (më  shumë  se 
98%). 
Edhe rryma e CO

ka një pastërti të lartë, prandaj edhe ajo mund të përdoret për shumë 
qëllime.  Si  pasojë  e  energjisë  së  lartë  të  nevojshme,  e  cila  varion  nga  1,24  kWh  deri 
1,98  kWh  për  Nm
3
,  si  dhe  kompleksitetit  të  lartë  teknologjik,  deri  më  tani  metoda 
kryogene  nuk  përdoret  për  qëllime  tregtare  (Klinski,  Einspeisung  von  Biogas  in  das 
                                                 
50
  Kryogen  (gre.  κρυος:  „i  ngrirë,  akull“;  lat.  generare:  „lind,  krijoj“)  është  një  nocion,  i  cili  përdoret  për  lëndë, 
procese dhe veçori të caktuara në lidhje me temperaturat e ulëta. 

65 
Erdgasnetz, 2006). Për këto arsye metodat kryogene nuk do të merren fare parasysh në 
krahasimin e mëposhtëm të metodave të pastrimit të gazit. 
Tabela 2-12:  Krahasimi  i  metodave  të  pastrimit  të  biogazit  (modifikuar  sipas  (Poweron 
Energie und Kraftwerk (k.A.), 2012), (Frauenhofer Institut, 2010) 
 

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling