
وجود هیدروژن سولفید (H۲S) در بسیاری از موارد به خصوص در کارخانههای گاز زیستی، باعث بروز مشکل شده است. در مواردی که غلظتهای بالای H۲S از پیش در هاضم شکل گرفته، تزریق ازن، میتواند منجر به کاهش آن شود.
گاز زیستی یا Biogas
بیوگاز یا گاز زیستی مخلوطی از گازهای تولید شده در اثر تجزیه مواد آلی در غیاب اکسیژن است که در درجه اول از متان و دیاکسیدکربن تشکیل شده است. بیوگاز را میتوان از موادی مانند زبالههای کشاورزی، زیالههای شهری، مواد گیاهی، فاضلاب یا دورریز مواد غذایی تولید کرد.
هاضم یا digester
مخزن بزرگی است که در آن بیوگاز از طریق تجزیه مواد آلی طی فرآیندی به نام هضم بی هوازی تولید میشود. در واقع مواد آلی ریخته شده در آن توسط باکتریها هضم میشود تا بیوگاز تولید کنند، از این رو به آن هاضم میگویند.
استفاده از ازن جهت ارتقای متان
هاضم در شرایط بی هوازی (یا به عبارت دیگر عدم حضور اکسیژن) فعالیت دارد،از این رو در هنگام تزریق ازن باید تمامی جوانب احتیاط رعایت شود. تزریق ازن در کیسهی هوایی که بالای بستر واکنش میکروبی قرار دارد، انجام میپذیرد. جهت افزیش ایمنی در شرایط بیهوازی، میتوان یک مخزن میان هاضم و واحد ارتقای متان افزود که این امر سبب افزایش هزینههای مربوط به نصب میشود.
کیسهی هوایی که در بالای بستر واکنش قرار گرفته است، حجم نسبتا زیادی از ازن را جهت واکنش با هیدروژن سولفید ارائه میدهد. بنابراین، واکنش اکسیداسیون با ازن، بسیار موثر واقع می شود.
نمودار زیر تبدیل هیدروژن سولفید به عنوان یک مورد مرجع برای هاضم ازن زده شده، را نشان میدهد:

ازن این قابلیت را دارد که میزان H۲S را از ppm 1000-500 به ppm 150-75 کاهش دهد. بر اساس واکنش زیر، با تبدیل به SO۲ سبب کاهش مشکلات مرتبط با بویایی و خورندگی میشود:

SO۲ نسبت به H۲S خاصیت خورندگی کمتری دارد و با بویی ۱۰۰۰ بار خفیفتر از آن همراه است. به این صورت ازن نقش بهسزایی در حل مشکلات بویایی دارد.
در مقایسه با دیگر فناوریها، ازن مزایای فراوانی جهت کاهش H۲Sدر هاضمها را دارا میباشد. به عنوان مثال، استفاده از کلرید آهن در بستر زیستی، چندین سال است که کاربرد فراوانی دارد؛ اما، از مشکلات این فرآیند میتوان به هزینههای عملکردی بالای آن(به دلیل استفاده مداوم از کلراید آهن در روند هضم بیهوازی) اشاره کرد. همچنین، ممکن است مشکلاتی در رابطه با خوردگی، به دلیل پتانسیل بالای کلرید آهن در این خصوص نیز ایجاد شود.
ازن زنی در مقایسه با هوا و یا تزریق اکسیژن، به دلیل پتانسیل بالای اکسیداسیون، بسیار موثرتر و کارآمدتر است. به هنگام بهرهگیری از هوا، وجود نیتروژن، میزان گاز زیستی را به شکل قابل توجهی کاهش میدهد؛ چرا که نیتروژن غلظت بالایی دارد و در مراحل بعدی فرآیند غیرقابل حذف است. استفاده از اکسیژن مشکل کاهش گاز زیستی را حل میکند، اما عملکرد آن در برابر ازن، در سطح پایینتری قرار دارد که علت آن این است که اکسیژن پتانسیل اکسیداسیون کمتری دارد و واکنش اکسیداسیون آن آرامتر از ازن به وقوع می پیوندد. این بدان معنی است که تزریق اکسیژن، نیازمند حجمهای بسیار وسیع تر و زمان واکنش بیشتر میباشد. بنابراین به کارگیری تزریق اکسیژن در کارخانههایی که فضای محدودی دارند، امکان پذیر نیست. در سوی مقابل، ازن نرخ واکنش بسیار سریع تری دارد که منجر به عملکردی کارآمد حتی در حجم های کوچک میشود.
مزایای استفاده از ازن در هاضم برای حذف H۲S
- حذف بالای H۲S
- بهرهوری بالای انرژی
- هزینه عملکرد پایین
- بسیار انعطافپذیر
- عدم نیاز به نگهداری و تعمیر
- بدون خورندگی
- عدم تولید محصولات جانبی خطرناک
- میزان بالای گاز زیستی