Щелочная очистка биогаза от углекислого газа водным раствором едкого натрия NaOH основано на необратимой реакции [44]
2NaOH + СО2 = Na2СО3 + Н2О. (4.8)
Парциальное давление СО2 над раствором едкого натрия NaOH в процессе поглощения равен нулю до тех пор, пока весь луг не перейдет в карбонат. Поглощение СО2 раствором карбоната натрия протекает с образованием бикарбоната
СО2 + NaOH + Н2O = 2NаHCO3. (4.9)
Дифференциальная теплота растворения СО2 в растворах едких щелочей независимо от рода катиона составляет 117 кДж / моль.
Скорость абсорбции СО2 щелочью возрастает с повышением температуры. Увеличение концентрации карбоната в растворе способствует снижению скорости абсорбции.
Регенерация отработанного раствора щелочи осуществляется известью:
Na2CO3 + Ca (OH) 2 = 2NaOH + CaCO3. (4.10)
Процесс проходит в жидкой фазе при 90-95 ° С и при перемешивании. Установка регенерации щелочи известью является громоздкой и процесс недостаточно удовлетворяет современные санитарно-гигиенические требования (измельчения и гашеной извести, транспортировки шлама в отвал и т. д.). Поэтому регенерацию отработанного щелока предусматривают только при значительной затрате щелочи и необходимости привоз его. В других случаях водные растворы отработанного щелока пытаются использовать для вспомогательных процессов нейтрализации и сбрасывают в специальные системы химически загрязненных стоков. На очистку 1000 м3 газа расходуется 0,15-1,6 кг 92%-ной каустической соды (в зависимости от концентрации СО2 в исходном газе). На регенерацию отработанного раствора щелочи расходуется 9 кг СаО и 30 кг пара при давлении 0,5 МПа.