W artykule przedstawiono możliwości uzdatniania biogazu do biometanu. Biogaz jest to mieszanina gazów, składająca się głównie z metanu oraz dwutlenku węgla, a także w mniejszym stopniu mogąca zawierać wilgoć, azot, tlen, siarkowodór oraz stosunkowo małe ilości amoniaku i siloksanów, a także węglowodory halogenowe i inne lotne związki organiczne. Może on posiadać również drobne cząstki stałe. Co bardzo istotne, każdy biogaz pochodzący z odmiennego źródła posiada trochę inny skład i co za tym idzie inne są jego specyfikacje, właściwości. Biogaz może być wytwarzany zarówno w sposób naturalny, jak i w drodze przemysłowej. W przypadku planowanego wprowadzenia biogazu do sieci gazowej lub wykorzystania go jako paliwa do silników pojazdów, oprócz usunięcia zanieczyszczeń, konieczne jest usunięcie z niego dwutlenku węgla. Obecnie trwa ciągły rozwój technologii oczyszczania biogazu, z tych istniejących większość była stosowana do uszlachetniania gazu ziemnego do postaci wysokometanowej, a następnie została przystosowana do uzdatniania biogazu, który posiada jednak inny skład, zwłaszcza początkowy, od gazu ziemnego. Z tego względu istnieje szereg możliwości stworzenia nowych technik, a także ulepszenie obecnych i w ten sposób stworzenie tańszych, bardziej efektywnych źródeł pozyskania biometanu.
EN
The article presents the possibilities of biogas treatment to biomethane. Biogas is a mixture of gases, consisting mainly of methane and carbon dioxide, and to a lesser extent may contain moisture, nitrogen, oxygen, hydrogen sulfide and relatively small amounts of ammonia and siloxanes, as well as halogen hydrocarbons and other volatile organic compounds. It may also contain fine solid particles. What is very important, each biogas from a different source has a slightly different composition and thus its specifications and properties are different. Biogas can be produced both naturally and industrially. If biogas is planned to be introduced into the gas network or used as fuel for vehicle engines, in addition to removing pollutants, it is necessary to remove carbon dioxide from it. Currently, biogas purification technologies are constantly being developed, most of the existing ones have been used to upgrade natural gas to a high-methane form, and then have been adapted to treat biogas, which, however, has a different composition, especially the initial one, than natural gas. For this reason, there are a number of opportunities to create new techniques, as well as to improve the existing ones and thus create cheaper, more effective sources of biomethane.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Naturalną rudę darniową kawałkową rozdrobniono, oczyszczono i scharakteryzowano w zakresie zawartości metali i specyfiki tekstury powierzchni (SBET, objętość i rozmiar porów). Następnie rudę zmodyfikowano, impregnując ją wodorotlenkiem potasu i węglanem sodu (roztwory wodne 5% mas.). Oznaczono zawartość wybranych metali (ASA) i innych składników w otrzymanych sorbentach oraz zbadano teksturę ich powierzchni (adsorpcja N₂).
EN
The natural bog Fe ore was crushed, cleaned and modified with 5% by mass KOH or Na₂CO₃. The surface morphol. (SEM-EDS), metals content as well as the sp. surface area and porosity (low-temp. N₂ adsorption/desorption) of the obtained metals were detd. and compared with the properties of natural bog Fe ore. The presence of Fe, Si, Mn, K, P, O, C, Ca and Al was found in the natural ore. The sp. surface area of the KOH and Na₂CO₃-modified ores decreased significantly compared to the starting material.
Siarkowodór jest gazem silnie toksycznym, dlatego też niezwykle ważne staje się przedstawienie jego wpływu na organizm człowieka, szczególnie w kontekście zagrożenia pochodzącego z wód stosowanych w gospodarstwach domowych. W artykule przeanalizowano regulacje prawne odnośnie stężeń tego gazu, przedstawiono jego możliwe pochodzenie w wodzie, a także opisano jego leczniczy oraz szkodliwy wpływ na organizm człowieka.
Usuwanie z wód geotermalnych siarkowodoru i innych, niepożądanych składników gazowych jak np. Rn-222 prowadzi się metodami fizycznymi polegającymi na wymianie gazów w układach silnie zdyspergowanych. Znane są techniczne rozwiązania, w których rozpyla się wodę w strumieniu powietrza lub dozuje strumień sprężonego powietrza do oczyszczanej wody. Tworzenie zdyspergowanej fazy wodnej lub gazowej w drugiej fazie ciągłej ma na celu fizyczną separację lotnych związków z oczyszczanej wody i ich przechodzenie do powietrza odlotowego. Według pomysłu autorów sposób usuwania gazów z wody geotermalnej polega na fizycznej separacji fazy gazowej oraz utlenieniu siarkowodoru w układzie trójfazowym: stałe złoże reakcyjne – woda geotermalna – powietrze. Zasadę i efektywność oczyszczania wody zweryfikowano za pomocą instalacji modelowej. Projekt instalacji jest przedmiotem zastrzeżonego wzoru użytkowego (zgłoszenie W.125316 z dnia 08.07.2016).
EN
The removal from geothermal water of hydrogen sulphide and other undesirable gases like Rn-222, may be based on physical methods involving the exchange of gases in highly dispersed systems. Technical solutions are known in which water is sprayed in an air stream or pressurized air is injected into the treated water. The formation of the dispersed gas phase in water or the dispersed liquid phase in the air is intended for the physical separation of volatile compounds from water being treated and to pass into the waste air. According to the authors, the idea of a removal process of gases (hydrogen sulphide and radon) from geothermal water is based on the physical separation of the gas phase and the oxidation of hydrogen sulphide in the three-phase system: solid bed – geothermal water – air. The principle and efficiency of water purification was verified by the laboratory model. The project installation is subject to a proprietary utility model (application W.125316 dated 07/08/2016).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy krótko opisano instalację odsiarczania biogazu otrzymywanego w wyniku fermentacji osadów ściekowych, pracującą na terenie Grupowej Oczyszczalni Ścieków Łódzkiej Aglomeracji Miejskiej. Wykonano analizę opłacalności potencjalnego zastąpienia w tej instalacji dotychczas stosowanej masy odsiarczającej Sulphurex N (uwodniony Fe203 z dodatkami) przez sorbent haloizytowy Halosorb. Stwierdzono, że proponowany sorbent może być prawie trzykrotnie tańszy od dotychczas stosowanego materiału. Ponadto doniesienia literaturowe wskazują, że Halosorb może efektywnie usuwać siloksany, co nie zachodzi wystarczająco efektywnie z udziałem masy Sulphurex N.
EN
In the paper Łódź Municipal Sewage Treatment Plant biogas desulphurization installation was briefly revised. Cost effectiveness was analyzed for Sulphurex N desulphurization mass (hydrated Fe203 with additions) potential replacement by halloysite sorbent Halosorb. The results show, that suggested sorbent could be almost three times cheaper than desulphurization mass used so far. Literature reports, that Halosorb has the ability of siloxanes removal, what does not occur right in case of Sulphurex N.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Opracowano ankietę - kwestionariusz, która może być użyteczna przy ocenie aspektów ekonomicznych i ekologicznych instalacji odsiarczania biogazu. Ankieta ma strukturę złożoną z czterech grup pytań. Pierwsza dotyczy zagadnień ogólnych, natomiast pozostałe trzy to charakterystyki rodzaju sorbentu stałego, roztworu sorpcyjnego i metod biologicznych. Opracowanie może stanowić dogodne narzędzie oceny i selekcji technologii usuwania siarkowodoru z biogazu zarówno na etapie projektowania biogazowni i jej pracy, jak i w okresie występowania przesłanek do zmiany dotychczas stosowanej metody odsiarczania. Znaczenie ankiety, która może podlegać modyfikacjom i uzupełnieniom, będzie zwiększało się, bowiem prognozy wskazują, iż w najbliższych latach powstanie wiele nowych biogazowni na terenie Polski, w tym kilka w województwie łódzkim.
EN
The questionnaire, which could be useful for assessment of economic and ecological aspects of biogas desulphurization process was developed. Questions was divided into four groups. The first group refers to general issues, and the remaining three refers accordingly to different desulphurization methods: solid sorbent, absorbent solution and biological methods. It could be suitable assessment tool, both for the design (or redesign) and operation stage of biogas production process. Significance of the questionnaire, which could be updated or modified will increase, since according to prognosis many new biogas plants will be built in Poland in following years, including several in Lodz Province.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule w oparciu o dane literaturowe, poruszono kwestie otrzymywania biogazu oraz jego odsiarczania. Biogaz stanowi odnawialne źródło energii, które powstaje w wyniku fermentacji beztlenowej biomasy różnego pochodzenia. W zależności od rodzaju substratów stosowanych w procesie, zmienia się skład chemiczny otrzymywanej mieszaniny gazowej. Należy pamiętać, że pozyskiwany biogaz surowy zawiera tylko średnio 60% obj. metanu, natomiast pozostałymi składnikami są ditlenek węgla, para wodna, siarkowodór, amoniak, siloksany i inne. Wyróżnia się biogaz wysypiskowy, który otrzymuje się w wyniku przetwarzania nieposegregowanych odpadów komunalnych; biogaz rolniczy, otrzymywany z odpadów rolniczych, a także biogaz pozyskiwany z osadów ściekowych i biogaz powstający w wyniku przetworzenia odpadów z branży przemysłu żywnościowego. Obecność w biogazie surowym substancji gazowych, innych niż metan, obniża jego potencjał energetyczny, a także ogranicza możliwości jego zastosowania. Wspomniane substancje gazowe stanowią zanieczyszczenia, które charakteryzują się niekorzystnym wpływem na środowisko naturalne (gazy cieplarniane) oraz korozyjnością w stosunku do aparatury (głównie siarkowodór). Aby polepszyć właściwości użytkowe biogazu należy przeprowadzić jego odsiarczanie, oczyszczanie i uzdatnianie. Skutkuje to uzyskaniem biogazu o właściwościach gazu ziemnego, który można wtłoczyć do sieci infrastruktury gazowej. Odsiarczanie biogazu polega na usunięciu lub ograniczeniu zawartości siarkowodoru w mieszaninie gazowej. Proces ten może być prowadzony kilkoma metodami. Wśród metod odsiarczania wyróżnia się m.in. utlenianie biologiczne, metody mokre, a także metody sorpcyjne, np. adsorpcję na węglu aktywnym.
EN
In this article, based on the literature, the issues of obtaining biogas and its desulphurization were discussed. Biogas is a renewable source of energy that is produced by anaerobic fermentation of various origins biomass. Depending on the type of feedstock used in the process, chemical composition of obtained gas mixture is changed. Must be remembered that sourced raw biogas contains only an average of 60% vol. methane and other ingredients are CO2, water vapor, hydrogen sulfide, NH3, siloxanes and others. Biogas is divided into landfill biogas, agricultural biogas, biogas extracted from sewage sludge and biogas which is produced by processing waste from the food industry.The presence of gases other than methane in the raw biogas, reduce its potential energy and limits possibility of its application. These gaseous substances are the impurities which have a negative impact on the environment (CO2) and are corrosive with respect to the apparatus (mainly H2S). To improve the performance of the biogas its desulfurization, purification and treatment should be carried out. The obtained biogas has properties as natural gas and can be pumped into the gas infrastructure network. Desulfurization of biogas involves removing or reducing the amount of hydrogen sulfide in the gas mixture. Desulphurization methods can be divided into biological oxidation, wet methods and the adsorption method.
Bioconversion of H2S into elemental sulfur has been investigated using an airlift bioreactor with direct injection of the gas into the bioreactor. Almost complete removal of H2S has been achieved at its inlet concentrations lower than 25 000 ppm. Maximum bioconversion capacity of ca 111.3 g/(m3·h) and up to 93.5% conversion of the inlet sulfide to elemental sulfur was obtained. To further improve the bioreactor performance, factors influencing mass transfer and biological activity should be investigated in future studies.
Siarkowodór jest powszechnie występującym składnikiem biogazu, który powoduje m. in. Zanieczyszczenie atmosfery, korozję urządzeń stosowanych w biogazowniach oraz ma niekorzystny wpływ na pracę urządzeń kogeneracyjnych. Jego usuwanie przed dalszym przetwarzaniem biogazu jest zatem konieczne ze względów środowiskowych oraz technicznych. W publikacji przedstawiono przegląd metod chemicznych i biochemicznych wykorzystywanych do usuwania siarkowodoru z biogazu.
EN
Hydrogen sulphide is a common component of the biogas resulting in the atmospheric pollution, corrosion of the biogas plants and has a negative effect on the operation of cogeneration equipment. For environmental and technical reasons it should be removed from the biogas prior to further processing. This paper reviews wet chemical and biochemical methods of desulphurization. It follows our previous work on technologies, based on solid sorbents.
Hydrogen sulphide is a commonly occurring component of biogas that causes atmospheric pollution and corrosion of equipment used in biogas plants. Its removal before further processing of biogas is therefore necessary for environmental and technical reasons. The paper presents a critical review of technologies that use solid sorbents. The next paper will discuss the chemical and biochemical processes taking place in liquid systems.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The efficiency of hydrogen sulphide removal from biogas using bog ore-based desulphurizing pulp is investigated. Measurements were carried out on quarterly basis over a five-year period in one of Polish municipal sewage treatment plants. Measurement results are presented as a function of H2S removal efficiency drop over time, with the resulting times of desulphurizing layer breakthrough compared with theoretical calculations. Sorption capacity, per unit consumption, and relative cost of the sorbent were estimated, which allows the results to be generalized and applied in comparable treatment plants.
PL
Przedstawiono wyniki badań nad skutecznością usuwania siarkowodoru z biogazu za pomocą masy odsiarczającej utworzonej na bazie rudy darniowej. Pomiary wykonywano co kwartał, przez pięć lat, w jednej z krajowych oczyszczalni ścieków miejskich. Wyniki pomiarów opracowano w postaci zależności zmniejszania się skuteczności usuwania H2S od czasu, a uzyskane czasy "przebicia" złoża porównano z czasami obliczonymi teoretycznie. Określono chłonność, jednostkowe zużycie oraz oszacowano względne koszty sorbentu, co pozwoliło uogólnić wyniki badań i wykorzystać je w podobnych obiektach.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ropa naftowa zawiera często dużo siarkowodoru, który przed transportem należy usunąć. Tradycyjne, stosowane w kopalniach metody eliminacji siarkowodoru z ropy na kopalniach nie zawsze są skuteczne dla uzyskania odpowiedniego poziomu H2S w ropie. W przedstawionym artykule opisano badania laboratoryjne odgazowania surowej ropy naftowej, zawierającej siarkowodór, z zastosowaniem przedmuchu oraz techniki ultradźwiękowej. Przedstawione badania pozwalają określić wpływ różnych czynników na stopień usuwania siarkowodoru.
EN
As usually, crude oils contain large amounts of H2S that must be removed before transporting them. Conventional removal methods are often ineffective in obtaining the desired level of hydrogen sulfide. In the present paper there have been described laboratory studies how to outgas crude oils containing H2S, using blowdown and ultrasound techniques. Results of the studies may help to evaluate effects of different factors and level of H2S removal.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.