Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biomonitoring studies and supervisory research for the purposes of underground gas storage and currently exploited natural gas deposits

Turkiewicz Anna, Janiga Marek

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 8

503--509

EN

This paper refers to several aspects of research studies supporting the oil and gas industry – in particular underground gas storage (UGS) in depleted deposits and salt caverns – and focuses on questions related to the formation of hydrogen sulphide contamination in reservoir conditions as well as on methods for limiting unfavourable biogenic phenomena. The main problem found at gas storage facilities is the activity of sulphate reducing bacteria (SRB). The elimination or limitation of H2S generation in microbiologically contaminated environments have been the subject of many extensive studies. Biocides, biocorrosion inhibitors and H2S scavengers are widely applied to protect reservoir structure, gas storage infrastructure as well as water-based drilling fluids from the negative effects of bacterial activity. One of the most popular biocidal products, recommended for oil and gas industry are triazine derivatives, laboratory tested in the presented biomonitoring studies. Triazine products prove very effective in biomass reduction and elimination of anaerobic bacteria, especially SRB. Before any industrial operation (based on technology of using biocides), it was necessary to analyse the sulphur compounds in the stored natural gas in different exploitation gas wells of UGS. It was also necessary to investigate the selection of a specific biocidal product and its proper concentration. A concentration that is too low may even stimulate the microbial growth; since the substance is not toxic for microorganisms, they may start to metabolise it. Moreover, the wrong choice of biocides may even generate an economic loss or environmental hazard. Generally, the application of biocides, H2S scavengers and nitrate-based treatment are one of the most effective world strategies to decrease microbiological contamination, which affects various areas of the oil and gas industry. These products have also been successfully applied to control bacterial growth in Polish natural gas wells. The issue of the influence of microorganisms and biomass on the permeability of reservoir rocks was also presented. In addition, the paper refers to biodegradation processes, that take place in the environment of drilling fluids. Also, the issue of choice of biocide/ H2S scavenger preparations for industrial applications is presented. The choice of chemicals includes efficiency tests of nanoparticles in contaminated media.

PL

Artykuł dotyczy kilku aspektów prac badawczych stanowiących wsparcie dla przemysłu nafty i gazu, głównie podziemnego magazynowania gazu w złożach sczerpanych i kawernach solnych. Skoncentrowano się na zagadnieniach związanych z powstawaniem skażeń siarkowodorowych w warunkach złożowych oraz na metodach ograniczania niekorzystnych zjawisk o charakterze biogennym. W obiektach magazynowania gazu duży problem stanowią aktywne bakterie redukujące siarczany z grupy SRB. Eliminacja lub ograniczenie zawartości siarkowodoru w skażonych mikrobiologicznie środowiskach jest przedmiotem wielu prac badawczych. Preparaty takie jak biocydy, inhibitory biokorozji lub neutralizatory H2S są często stosowane do ochrony struktury złożowej, obiektów magazynowych, jak również wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych przed niekorzystnym oddziaływaniem bakterii. Jednym z najbardziej popularnych środków biobójczych stosowanych w przemyśle nafty i gazu są pochodne triazyny, testowane również w ramach omawianych badań biomonitoringowych. Produkty triazynowe są bardzo efektywne w procesach redukcji biomasy oraz eliminacji bakterii beztlenowych, głównie z grupy SRB. Przed każdorazowym zabiegiem przemysłowym (opartym na technologii stosowania biocydów) niezbędne jest przebadanie zawartości związków siarki w magazynowanym gazie, pobranym z różnych odwiertów eksploatacyjnych podziemnego magazynu. Konieczny jest również dobór odpowiednich preparatów oraz wytypowanie optymalnych stężeń preparatów biobójczych. Zbyt niskie stężenie może bowiem stymulować wzrost mikroorganizmów, które są zdolne do wykorzystania danej substancji w procesach metabolicznych. Ponadto niewłaściwy dobór biocydu może powodować straty i wpływać negatywnie na środowisko przyrodnicze. Generalnie stosowanie biocydów, neutralizatorów siarkowodoru i związków azotanowych stanowi jedną z najbardziej skutecznych światowych strategii ograniczenia skażeń mikrobiologicznych w wielu obiektach złożowych. Wymienione wyżej środki chemiczne były również z sukcesem stosowane w polskich odwiertach gazowych. W artykule przedstawiono także problem wpływu mikroorganizmów i biomasy na przepuszczalność skał zbiornikowych. Ponadto nawiązano do zjawisk o charakterze biodegradacyjnym, które mają miejsce w środowisku płuczek wiertniczych. Zaprezentowano problematykę dotyczącą wspomnianego doboru preparatów typu biocyd/H2S scavenger do zastosowań przemysłowych z uwzględnieniem badań efektywności działania nanocząsteczek w skażonych mediach.

2

Kinetics models of hydrogen sulphide adsorption from hydrogel biochar derived from empty fruit bunch (EFB)

Alias A.B., Ariffin A.Y., Norain N.M.R., Rashid Z.A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 120, nr 1

15--21

EN

Purpose: This research aims to investigate the detailed state of adsorption kinetics modelling and research on the application of hydrogen sulfide adsorption by hydrogel derived from empty fruit bunch (EFB), the determination of the kinetics parameters, and the comparison between models in a selection of the best-fit model. Design/methodology/approach: The kinetics modelling used are pseudo-first-order and pseudo-second-order models. The correlation coefficient was used to evaluate the suitability of the equation R2. After obtaining the results, the comparison was made by comparing the R2 of each model. The pseudo-second-order model has a higher value of correlation coefficient, R2, making it the most suitable kinetics model for adsorption systems. Findings: The R2 for pseudo-first-order on the effect of dry bed height was 0.8814, whereas its effect on powder bed height was 0.9537, and that of the wet bed height was 0.9607. Meanwhile, the R2 for pseudo-second-order on the effect of dry bed height was 0.89, on the effect of the powder bed height was 0.99, and on the effect of the bed height of wet was 0.99, the highest among kinetic models. Based on the results, the pseudo-second-order model best describes the adsorption of hydrogen sulfide (H2S) by hydrogel biochar. Research limitations/implications: The kinetics modelling used are pseudo-first-order, and pseudo-second-order models for hydrogen sulfide adsorption by hydrogel originating from empty fruit bunches (EFB). Practical implications: Based on the results, the pseudo-second-order model best describes the adsorption of hydrogen sulfide (H2S) by hydrogel biochar. Kinetic studies are important in understanding the reactions and design of the process. Originality/value: The authenticity results of this article were found to be 17% similar. The novelty of this paper is the kinetics study of the new adsorbent developed based on EFB to adsorb H2S.

3

Laboratory tests on the use of Thiobacillus and Acidihiobacillus species in the process of eliminating H2S from formation waters and process waters

Turkiewicz Anna, Kapusta Piotr, Kania Małgorzata

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 8

521--528

EN

This article reports on a series of laboratory tests aimed at determining to what extent it is possible to neutralise hydrogen sulphide with H2S-utilising bacteria from the genera Thiobacillus and Acidithiobacillus in the environment of formation water and process water. Four active bacterial suspensions were used for this study. The formation water was sourced from underground gas storage (UGS) areas and from currently exploited deposits. The water was taken mainly from natural gas reservoirs. Different sample incubation times were applied during the experiments, i.e. 1-day to 30-day incubation periods. The changes in H2S content under the influence of bacterial cultures were measured in individual samples and compared to the hydrogen sulphide content in control samples. The percentage of changes in H2S levels in the tested formation water samples were calculated. Further tests were conducted on contaminated process water. These served as ‘base waters’ used for preparing water-dispersible polymer drilling fluids. The changes in hydrogen sulphide content under bacterial action were also studied in these samples. The aim of this work was to compare the performance of Thiobacillus and Acidithiobacillus bacteria. The suspension of A. thiooxidans was by far the most effective in neutralising H2S, followed by the suspension of A. ferrooxidans. The detailed results are included in the tabulated statements. Other suspensions of the genus Thiobacillus proved to be much less effective at neutralising hydrogen sulphide in the tested water samples. The article also discusses the results of tests carried out to show the combined effect of bacteria and a nitrate inhibitor (called BMF Bac 4), which is used in some deposits with nitrate-based treatment technology. This technology is used worldwide as an alternative to the use of biocides in reducing hydrogen sulphide content in reservoir media.

PL

Artykuł omawia badania laboratoryjne ukierunkowane na stwierdzenie, w jakim zakresie możliwa jest neutralizacja siarkowodoru przez bakterie z rodzajów Thiobacillus i Acidithiobacillus w środowisku wody złożowej i wody technologicznej. Woda złożowa pochodziła z obszarów PMG (podziemnego magazynowania gazu) oraz z obecnie eksploatowanych złóż; wody pobierano głównie ze złóż gazu ziemnego. W trakcie eksperymentów zastosowano zróżnicowany czas inkubacji próbek testowych: od inkubacji 1-dobowej do 30-dobowej. W poszczególnych próbkach określano zmiany zawartości H2S pod wpływem oddziaływania kultur bakteryjnych w stosunku do zawartości siarkowodoru w próbkach kontrolnych. Obliczono procentową zmianę poziomu H2S w badanych próbkach wód złożowych. Kolejne testy przeprowadzono na skażonych wodach technologicznych. Są to tzw. wody bazowe, służące do sporządzania wodno-dyspersyjnych polimerowych płuczek wiertniczych. W wodach tych również badano zmiany zawartości siarkowodoru pod wpływem działania bakterii. W ramach pracy dokonano porównania działania czterech zawiesin bakterii z rodzajów Thiobacillus i Acidithiobacillus. Zdecydowanie najbardziej efektywne okazały się bakterie A. thiooxidans, natomiast na drugim miejscu była zawiesina A. ferrooxidans. Szczegółowe wyniki zawarto w zestawieniach tabelarycznych. Pozostałe zawiesiny bakterii z rodzaju Thiobacillus użyte w pracy badawczej okazały się znacznie mniej skuteczne w neutralizacji siarkowodoru w badanych próbkach wód. Artykuł omawia również wyniki przeprowadzonych testów obrazujących łączny efekt oddziaływania bakterii oraz inhibitora azotanowego (o nazwie BMF Bac 4), stosowanego w niektórych złożach w ramach technologii nitrate-based treatment. Technologia ta znalazła zastosowanie na świecie jako alternatywa dla wykorzystania biocydów, w celu zmniejszenia zawartości siarkowodoru w mediach złożowych.

4

The potential use of a Dräger X-am 8000 portable multi-gas detector for monitoring explosive gases in the area of historical oil and gas fields in the Podkarpackie region

Maruta Michał

Journal of Geotechnology and Energy

|

2021

|

Vol. 38, no. 2

5--14

EN

The oldest oil basin in the world is located in the Polish Carpathians. Former mines, often abandoned, have become technical monuments. The growing popularity of industrial tourism in the world and in Poland attracts more and more tourists who want to “find oil” on their own. In most cases, these are abandoned crude oil and natural gas fields, with such places associated with the risk of poisoning, ignition or explosion of escaping gases from unprotected crude oil fields or borehole outlets. The article also highlights the heritage of oil mining in the Polish Carpathians and related cultural routes. The author focuses on the issue related to the occurrence of the hazard zone of hydrogen sulphide poisoning or methane explosion in the sites of old oil fields. It presents the possibility of using the Dräger X-am 8000 portable multi-gas detector as a personal device for monitoring the concentration of gases and vapours considered toxic and/or explosive, such as methane or hydrogen sulphide. It also proposes the use of the Dräger X-am 8000 multi-gas detector, which in combination with the Dräger X-site Live real-time area monitoring module, can serve as a mobile system for short- or long-term monitoring of the above-mentioned zones.

5

Indonesia's Natural Zeolite as an Adsorbent for Toxic Gases in Shrimp Ponds

Anggoro Didi Dwi, Sumantri Indro, Buchori Luqman

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 6

202--208

EN

The objective of this research was to produce safe water for shrimp by using zeolite as adsorbent to absorb unwanted substances (NH3 and H2S). In particular, this study also aimed to design the shrimp pond water treatment equipment, effect of flow rate on zeolite ability to absorb toxic gases (NH3 and H2S), and rate of absorption (K) and reaction (k). The adsorbent is zeolite which has adsorption properties, high surface area and pores suitable for water (3Å). Then, the concentration of ammonia, hydrogen sulfide was analyzed using Ammonia Test Kit and Hydrogen Sulphide of Hach Hydrogen Sulfide Test Kit. The materials used in this study were zeolite of Malang (East Java, Indonesia) and shrimp pond water. The best result of NH3 and H2S adsorption obtained at a flow rate of 3 L•min-1. The best adsorption constant value (K) achieved by a flow rate of 3 L•min-1. On the basis of the best value of R2, NH3 and H2S adsorption, it can be classified in the first-order kinetic model with R2 of 0.9763 and a k value of 0.0007 hours-1 with a flow rate of 6 L•min-1. From the data above, it can be calculated that the adsorbent needed in the adsorption of NH3 and H2S in a scale shrimp pond requires 18 kg of Malang zeolite with a column height of 3.62 m of adsorbent, a diameter of 2.07 m, and a column volume of 12.21 m3.

6

Separacja siarkowodoru z gazu ziemnego w kaskadowych układach technologii membranowej

Janocha Andrzej

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 12

935--943

PL

W nowych warunkach ekonomicznych eksploatacja zasiarczonych złóż gazowych i ropno-gazowych obniża zyski przy stosowaniu dotychczasowych konwencjonalnych procesów przygotowania gazu do transportu. Użycie taniej jednostki membranowej jako wstępnej technologii przed klasycznym, dość energochłonnym procesem absorpcji aminowej (hybrydyzacja) może znacząco obniżyć koszty usuwania składników kwaśnych z gazu ziemnego. Artykuł jest kontynuacją poprzednich publikacji autora związanych z badaniami separacji kilku mieszanek CH4–H2S. Testy rozdziału składników gazowych prowadzono na modułach z membranami poliimidowymi w szerokim zakresie ciśnień. Rozszerzono zakres wykonywanych testów separacji do stężeń rzędu 22% H2S w mieszance gazowej. Na podstawie wyników eksperymentalnych uzyskano dane do symulacji i prognoz niezbędnych do oceny i porównań dwumodułowych układów kaskadowych. Określono wpływ ciśnienia gazu przepływającego przez membranę filtratu (permeatu) na efekty separacji. Podwyższanie ciśnienia strumienia permeatu obniża w nim koncentrację siarkowodoru oraz podwyższa straty metanu. Stwierdzono, że stosunek ciśnień gazu wlotowego do ciśnienia permeatu ma większe znaczenie niż różnica tych ciśnień. Jednostopniowe układy membranowe są wystarczające dla gazu zawierającego powyżej 12% H2S, natomiast dla gazów mniej zasiarczonych sugerowany jest dwustopniowy układ kaskadowy. W przypadku niskich stężeń H2S w gazie straty metanu w układzie jednostopniowym są zbyt wysokie. W artykule porównano dwa warianty dwumodułowych kaskadowych układów membranowych. Przedstawiono wyniki porównawcze obliczeń symulacyjnych zawartości siarkowodoru dla gazu wlotowego o stężeniu 7,73% dla obu układów ze sprężarką przed i po drugim stopniu separacji. Obliczenia wykazały, że w przypadku wariantu z kompresorem przed drugim modułem – stężenia H2S w strumieniach produktowych są korzystniejsze. Dla obu układów obliczono wskaźniki stopnia usunięcia siarkowodoru z gazu wlotowego. Rozważono wpływ składu permeatu na zjawiska fazowe związane z jego skropleniem i sprężaniem celem zatłoczenia do złoża wspólnie z gazem kwaśnym z części aminowej instalacji hybrydowej.

EN

Under the new economic conditions, the exploitation of sour gas deposits reduces profits when using the conventional processes used to prepare gas for transport. Adding an inexpensive membrane unit as a preliminary technology before the classic quite energyconsuming amine absorption process (hybridization) can significantly reduce the cost of removing acidic components from natural gas. The article is a continuation of the author’s previous publications related to the research on the separation of several CH4–H2S mixtures. Gaseous separation tests were carried out on modules with polyimide membranes in a wide range of pressures. The scope of the conducted separation tests was extended to concentrations of 22% H2S in the gas mixture. Based on the experimental results, data for simulations and forecasts necessary for the evaluation and comparison of two-module cascade systems were obtained. The influence of the pressure of the gas flowing through the membrane (permeate) on the separation effects was determined. Increasing the pressure of the permeate flux reduces the concentration of hydrogen sulphide in it and increases the loss of methane. It was found that the ratio of the inlet gas pressure to the permeate pressure is of greater importance than the pressure difference. Single-stage membrane systems are sufficient for gas containing more than 12% H2S, for less sulfurized gases a two-stage cascade system is suggested. In the case of low concentrations of H2S in the gas, the methane losses in the one-stage system are too high. The article compares two variants of two-module cascade membrane systems. The paper presents comparative results of hydrogen sulphide content in simulation calculations for inlet gas with a concentration of 7.73% for both systems with a compressor before and after the second separation stage. The calculations showed that for the variant with the compressor before the second modulus, the H2S concentrations in the product streams are more favourable. H2S removal rates from the inlet gas were calculated for both systems. The influence of the permeate composition on the phase phenomena related to their condensation and compression for injection into the bed together with the acid gas from the amine part of the hybrid installation was considered.

7

Microscopic Evaluation of Concrete Samples from Manholes Exposed on Hydrogen Sulphide

Bogusławski Bartosz, Bering Sławomira, Mazur Jacek, Tarnowski Krzysztof, Rucińska Teresa, Głowacka Anna

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 1

188--194

EN

The field test of the sewer system in a rural area was made. The results from two different pressure-gravity systems localized in two settlements were compared. The investigated sewer system operates in serial connection; the sewage from one settlement is pumped to the expansion well in the next one. In both systems, the high concentration of hydrogen sulfide, exceeding 200 ppm, and visible concrete wells corrosion effects were recorded. The samples of corroded concrete from the internal walls of the chosen wells were collected. The results of an electron microscope with the EDS attachment (Energy dispersive X-ray Spectroscopy) analysis showed a significant sulfur content in a concrete surface layer from 11.2% to 64.2% for the first system and from 7.53% to 42.9% for the second one. The exposure of concrete to high concentrations of hydrogen sulfide and relatively high content of sulfur on the surface of concrete might be a reason for hydrogen sulfide corrosion of concrete in the investigated systems.

8

Olfactometric testing as a method for assessing odour nuisance of biogas plants processing municipal waste

Wiśniewska Marta, Kulig Andrzej, Lelicińska-Serafin Krystyna

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 3

60--68

EN

Biogas plants processing municipal waste are very important investments from the point of view of waste management and also the sustainable development of urban infrastructures. They may also have a potentially negative impact on the environment in the form of odour emission. Olfactometry is the main method for odour impact assessment. Field olfactometry allows for performing a wide range of tests, the results of which are practically instantaneous. The purpose of this work is to provide a tool for assessing the odour impacts of municipal management facilities, including biogas plants processing municipal waste and evaluating the correctness of processes carried out in these plants, namely the method of field olfactometry. In order to compare obtained olfactometric results with the concentration of chemical compounds, chromatographic tests were also carried out using the Photovac Voyager portable chromatograph (hydrogen sulphide – H2S and dimethyl sulphide – (CH3) 2S. The results of the odour concentration tests are in line with the results of odorant concentration tests and indicate that cod is strongly related to the concentration of hydrogen sulphide. Thanks to this method, it is possible to find a relationship between odour nuisance, technological processes used in the plant and the type of treated waste.

9

Badania separacji siarkowodoru z gazu zasiarczonego przy różnych konfiguracjach modułów membranowych

Janocha Andrzej

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 4

222--229

PL

W artykule zawarto studium przypadku zastosowania dwustopniowych układów membranowych w technologii separacji siarkowodoru z gazu. Zaprojektowano laboratoryjną instalację ciśnieniową, dostosowując ją do prowadzenia testów z dwoma modułami membranowym. Testy wykonano na mieszance wzorcowej o stężeniu 7,73% H2S w metanie przy różnych stosunkach przepływu permeatu do nadawy dla różnych konfiguracji modułów membranowych. Testy prowadzono w układzie jednomodułowym i w układach dwumodułowych w konfiguracji szeregowej i kaskadowej. Przedstawiono równania bilansowe charakteryzujące poszczególne układy modułowe. Obliczono i zbilansowano stężenia i przepływy strumieni pośrednich oraz produktowych w zależności od przepływu i współczynnika podziału. Stwierdzono, że moduły różnią się przepuszczalnością i selektywnością. Symulowano zawracanie sprężonych części strumieni produktowych o stężeniu równym nadawie w warunkach pomiarowych badanych modułów dla układu szeregowego i kaskadowego. W konfiguracji szeregowej dla ciśnienia 60 bar współczynniki podziału wynosiły odpowiednio: Ѳ1 = 0,15; Ѳ2 = 0,52. W konfiguracji kaskadowej ciśnienia wlotowe na moduły wynosiły 76 bar i 16 bar, a współczynnik podziału Ѳ1 = 0,11; Ѳ2 = 0,37. Stopień usunięcia H2S ze strumienia gazu wlotowego w układzie szeregowym jest wyższy (74%) niż w układzie kaskadowym (25%). Straty metanu w układzie szeregowym wynoszą 23% i są znacznie wyższe niż w układzie kaskadowym, w którym ubytek metanu wynosił 2,2%. Wypracowana metoda symulacji i prognoz na podstawie testów eksperymentalnych na membranach mieszanin CH4 – H2S umożliwi uzyskanie danych niezbędnych do praktycznego zastosowania technologii membranowej, w tym w hybrydowych procesach odsiarczania gazu ziemnego. Praca wykazała możliwość wykorzystania technologii membranowej do odsiarczania gazu ziemnego. Wyniki testów wykazały możliwość znaczących zmian w składach strumieni produktowych w prowadzonym procesie separacji membranowej.

EN

The article contains a case study of the use of two-stage membrane systems in the technology of hydrogen sulphide separation from gas. A laboratory pressure system was designed to be used for testing with two membrane modules. The tests were carried out on a standard mixture with a concentration of 7.73% H2S in methane, at different permeate flow rates for feed for various membrane modules configurations. The tests were carried out in a one-module system and in two-module systems in a serial and cascade configuration. The concentrations and flows of intermediate and product streams were calculated and balanced, depending on the flow and stage cut. It was found, that the modules differ in their permeability and selectivity. The recycle of compressed parts of product streams at a concentration equal to the feed in the measurement conditions of the tested modules for the serial and cascade systems was simulated. Balance equations characteristic for individual modular systems were presented. Concentrations and flows of streams (intermediate and products) were calculated and balanced depending on the flow and partition coefficient. It was found that the tested modules displayed differences in their permeability and selectivity. The recycle of compressed parts of product streams at a concentration equal to the feed were simulated. Simulations were done for the measurement conditions of the tested modules and for the serial and cascade systems. In the serial configuration, for 60 bar inlet pressure, the value of partition coefficients Ѳ1 and Ѳ2 were 0.15 and 0.52 respectively. In the cascade configuration (inlet pressure for module 1st was 76 bar and for 2nd 16 bar) the partition coefficients were equal Ѳ1 = 0.11, Ѳ2 = 0.37. The degree of H2S removal from the feed gas stream in the serial system was higher (74%) than in the cascade system (25%). Methane loss in the serial system was 23%, and it was much higher than in the cascade system (2.2%). The developed method of simulations and forecasts based on experimental tests on CH4 – H2S mixtures membranes will enable obtaining data necessary for the practical application of membrane technology, including hybrid processes of natural gas desulfurization. The work showed the possibility of using membrane technology for natural gas desulfurization. The test results showed the possibility of significant changes in the composition of product streams the membrane separation process.

10

Studies reducing the H2S from natural gas of using polyimide membrane

Janocha A., Wojtowicz K.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 7

511--517

EN

A laboratory pressure system with a membrane module was set up allowing to perform flow measurements and separation of gases and vapors. At the membrane polyimide module permeability test was conducted four mixes CH4–H2S concentrations ranging from 0.28% to 17.9% H2S, with different ratios of the permeate flow to the retentate inlet pressures in the range of 10÷96 bar. It has been found that with increasing H2S content in the inlet gas, methane losses decrease. Tests were carried out for different inlet gas flows at breakdown coefficients in the range of 0.08÷0.45.The study was conducted in a high pressure, aggressive environment for highly toxic gases. The article shows the possibility of changing the composition of product streams in the conducted membrane separation process. Three times the hydrogen sulfide content in the permeate was increased. The degree of H2S removal from the inlet gas was up to 90%. It has been found that membrane techniques can be successfully used in the preliminary stage of the natural gas sweetening process.

PL

Zestawiono laboratoryjną instalację ciśnieniową z modułem membranowym pozwalającą wykonywać pomiary przepływu i separacji gazów i par. Na module z membranami poliimidowymi przeprowadzono badania przepuszczalności czterech mieszanek CH4–H2S o stężeniach od 0,28 % do 17,9% H2S, przy różnych stosunkach przepływu permeatu do retentatu dla ciśnień wlotowych w zakresie 10÷96 bar. Stwierdzono, że ze wzrostem zawartości H2S w gazie wlotowym, maleją straty metanu. Testy prowadzone były dla różnych przepływów gazu wlotowego przy współczynnikach podziału na strumienie w zakresie 0,08÷0,45. Badania prowadzono w wysokociśnieniowym, agresywnym środowisku dla gazów wysokotoksycznych. W artykule wykazano możliwość zmiany składu strumieni produktowych w prowadzonym procesie separacji membranowej. Uzyskano trzykrotny wzrost zawartości siarkowodoru w permeacie. Stopień usunięcia H2S z gazu wlotowego dochodził do 90%. Stwierdzono, że techniki membranowe mogą z powodzeniem być zastosowane we wstępnym etapie procesu odsiarczania gazu ziemnego.

11

Zastosowanie metody georadarowej w górnictwie podziemnym soli kamiennej w kopalni O/ZG „Polkowice-Sieroszowice”

Chrul T., Pawlik W., Wrzosek J.

Przegląd Solny

|

2017

|

T. 13

35--46

PL

W KGHM Polska Miedź S.A. w O/ZG „Polkowice-Sieroszowice” wykorzystywana jest metoda georadarowa do rozpoznawania budowy geologicznej pokładu najstarszej soli kamiennej (Na1). Impulsem do zastosowania georadaru było pojawienie się zagrożenia gazowego w wykonywanych wyrobiskach górniczych. Metoda ta doskonale sprawdza się do lokalizowania bloków anhydrytowych, będących potencjalnym miejscem akumulacji siarkowodoru oraz jest pomocna przy określaniu stropu i spągu pokładu soli. W badaniach zastosowano anteny georadarowe o częstotliwościach 100MHz i 30MHz, którymi osiągnięto zasięgi odpowiednio 40m i 60m przy rozdzielczości 0,25m i 1,0m. Profilowania z użyciem georadaru wykonywano w otworach badawczych i wzdłuż spągu wyrobisk.

EN

In the KGHM Polska Miedź S.A. in the “Polkowice-Sieroszowice” mine, the georadar method is used to recognize the geological structure of the Zechstein (Upper Permian) Oldest Halite rock salt (Na1) deposits. The incentive to use the georadar was the occurrence of a gas risk in mining excavations. This method is ideal for locating anhydrite blocks, which are potential sites of hydrogen sulfide accumulation, and is helpful in determining the top and base of the salt deposits. In the tests, 100MHz and 30MHz antennas were used, which reached the ranges of respectively 40m and 60m and resolutions of 0.25m and 1.0m. The profiling with use of a georadar was performed in research boreholes and along the floors of excavation drifts.

12

Zmienność stężeń gazów w powietrzu strefy aeracji środowiska naturalnego i przekształconego rolniczo

Jóźwiak K.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/1

1075--1079

EN

The paper presents results of studies of gas concentrations in soil air of the vadose zone (O2, CO2, CH4, H2S, NH3) in natural (alder swamp and dune) and agriculturally modified (plough fields, permanent grassland) environments. Basing on the results of the field measurements dependence of gas exchange between aeration zone and atmosphere can be observed. Limited gas exchange between atmosphere and aeration zone results in increase of CO2 concentration and decrease of O2 content. The processes that regulate the concentrations of CO2 and O2 are: [1] variations of the temperature of the atmosphere and soil, [2] variations of soil moisture, [3] variations of atmospheric pressure. The oxygen concentration in the vadose zone decreases with increasing depth, while the CO2 concentration increases. Analysis of the distribution of gases in the vadose zone against the mean daily temperature shows that the O2 concentration was lower during cooler periods than during warm periods. An increase of soil moisture (e.g., resulting from the precipitation infiltration) is related to the O2 concentration decrease and CO2 concentration increase resulting from unfavourable conditions of gas exchange between soil and the atmosphere.

13

Charakterystyka wód geotermalnych cenomańskiego systemu wodonośnego na pograniczu SE części niecki miechowskiej i zapadliska przedkarpackiego

Gorczyca G., Chowaniec J., Gągulski T.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/1

962--967

EN

Wider exploration of geothermal waters of the Cenomanian aquifer system at the south-eastern border of the Miechów Basin and the Carpathian Basin was possible due to research carried out in boreholes OB-I and OB-II in 2016. Geothermal water occurring in sand and Cenomanian sandstone was found in both boreholes. The waters differ in mineralization and content of specific constituents, and the outflow temperature. In borehole OB-I occurs Cl—Na, I type water with the mineralization of 9.83 g/dm3and the outflow temperature of 27.2°C, whereas in borehole OB-II the water was Cl-Na, S type with a mineralization of 12.08 g/dm3 and outflow temperature of 21.5°C.

14

Zastosowanie georadaru do identyfikacji potencjalnych źródeł zagrożeń gazowych oraz rozpoznania budowy geologicznej pokładu najstarszej soli kamiennej (Na1) w O/ZG Polkowice-Sieroszowice

Chrul T., Pawlik W., Wrzosek J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 469

35--46

PL

W KGHM Polska Miedź S.A. w O/ZG Polkowice-Sieroszowice jest wykorzystywana metoda georadarowa do rozpoznawania budowy geologicznej pokładu najstarszej soli kamiennej (Na1). Impulsem do zastosowania georadaru było pojawienie się zagrożenia gazowego w wykonywanych wyrobiskach górniczych. Metoda ta doskonale sprawdza się do lokalizowania bloków anhydrytowych, będących potencjalnym miejscem akumulacji siarkowodoru oraz jest pomocna przy określaniu stropu i spągu pokładu soli. W badaniach zastosowano anteny o częstotliwościach 100 MHz i 30 MHz, którymi osiągnięto zasięgi odpowiednio 40 m i 60 m przy rozdzielczości 0,25 m i 1,0 m. Profilowania z użyciem georadaru wykonywano w otworach badawczych i wzdłuż spągu wyrobisk.

EN

The Polkowice-Sieroszowice Mine the KGHM Polska Miedź S.A. uses the georadar method to recognize the geological structure of the Zechstein (Upper Permian) Oldest Halite rock salt deposits (Na1). The incentive to use the georadar was the occurrence of a gas risk in mining excavations. This method is ideal for locating anhydrite blocks, that are potential sites of hydrogen sulphide accumulation, and is helpful in determining the top and base of the salt deposits. In the tests, 100 MHz and 30 MHz antennas were used, which reached the ranges of 40 m and 60 m and resolutions of 0.25 m and 1.0 m, respectively. The profiling with use of a georadar was performed in research boreholes and along the floors of excavation drifts.

15

Pochodzenie i zagrożenia siarkowodorem i wysokociśnieniowym gazem ziemnym w złożu kopalń rud miedzi Polkowice-Sieroszowice i Rudna – wstępne badania izotopowe i mineralogiczne

Kotarba M. J., Bilkiewicz E., Manecki M., Pawlik W., Ciesielczyk A., Selerowicz T.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 469

9--33

PL

Wyniki badań składu cząsteczkowego i izotopowego (13C/12C w CH4, C2H6, C3H8, iC4H10, nC4H10 i CO2, 2H/1H w CH4 i 15N/14N w N2) dwóch próbek gazu ziemnego występującego w utworach wapienia cechsztyńskiego (Ca1) kopalni Rudna porównano z gazem ziemnym akumulowanym w utworach karbonu, czerwonego spągowca i wapienia cechsztyńskiego (Ca1) monokliny przedsudeckiej oraz gazu wytworzonego podczas pirolizy wodnej z kopalnej materii organicznej utworów dolomitu głównego (Ca2). Badany gaz ziemny charakteryzuje się normalnym składem izotopowym w układzie metan–etan–propan, co świadczy o tym, że powstał w jednej fazie generowania z tej samej skały macierzystej, zawierającej kerogen mieszanego typu II/III, prawdopodobnie w obrębie utworów karbońskich. Na podstawie badań mineralogicznych i izotopowych 13C/12C 12 próbek węglanowych i 34S/35S 14 próbek siarczanowych, pobranych w strefie głębokości eksploatacji rud miedzi od 900 do ok. 1200 m ZG Polkowice-Sieroszowice i Rudna w zakresie współczesnych temperatur od 35 do 45°C, wykazano, że w dwóch próbkach węglanów i w dwóch próbkach siarczanów pobranych z jednego rdzenia zachodzą procesy mikrobialnej redukcji anhydrytu dolnego (Ad1) cyklu PZ1 prowadzące do powstawania siarkowodoru.

EN

Composition of natural gas from the Zechstein Limestone (Ca1) strata of Rudna mine has been compared with the natural gas from Carboniferous, Rotliegend strata of the Fore-Sudetic Monocline and with gas generated from the organic matter of the Main Dolomite during hydrous pyrolysis experiments. The gas from Rudna mine is characterized by the normal methane–ethane–propane isotopic system which indicates formation in one stage from a single source rock probably of the Carboniferous age containing kerogen of mixed II/III type. Generation of the hydrogen sulphide resulted from the microbial sulphate reduction processes of the basal anhydrite has been proven by mineralogical and isotopic 13C/12C analyses of 12 carbonate and 34S/35S analyses of 14 sulphate samples. These samples were collected in the mine at the depth of about 900–1200 m at temperature range of 35–45°C and two samples of carbonates were taken from one core.

16

Eksperymentalne badania interakcji H2S z materiałem warstwy wodonośnej

Labus K., Suchodolska K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2016

|

nr 466

193--199

PL

Przeprowadzone badania eksperymentalne w układzie solanka–skała–gaz, miały na celu zbadanie interakcji H2S z matrycą skalną wybranych piaskowcowych poziomów wodonośnych bloku małopolskiego. Skaningowa analiza mikroskopowa próbek potwierdziła intensywne rozpuszczanie składników spoiwa (głównie hematytu i węglanów). Stwierdzono, że głównym procesem prowadzącym do mineralnego pułapkowania siarkowodoru jest jego reakcja z hematytem, prowadząca do powstawania siarczku żelaza (III). Na podstawie przeprowadzonego modelowania kinetyki reakcji dokonano wstępnej oceny ilości siarki pułapkowanej w postaci mineralnej oraz w wodach porowych. Wysunięto przypuszczenie, że analizowane skały posiadają znaczny potencjał geologicznej sekwestracji H2S w dłuższym horyzoncie czasowym.

EN

The experimental research in brine–rock–gas was performed in order to investigate the interactions of hydrogen sulphide with selected aquifer rocks from the Małopolska Block (Poland). Scanning microscopic analysis of reacted samples confirmed intense dissolution of the cement components (mainly hematite and carbonates). It was also found that the main process leading to hydrogen sulphide mineral trapping is its reaction with hematite, leading to the formation of iron (III) sulphide. Based on modeling of kinetic reactions we also assessed the amounts of sulphur blocked in the mineral form and in solution. On this basis, it was hypothesized that the analyzed rocks have significant potential for geological sequestration of H2S in the long term.

17

Use of biological methods for removal of H2S from biogas in wastewater treatment plants – a review

Barbusiński K., Kalemba J.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2016

|

Vol. 9, no. 1

103--112

EN

Biogas is produced during anaerobic digestion of organic substances by a consortium of microorganisms. Biogas consists mainly of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2). Other gases such as dinitrogen (N2), water vapour (H2O), ammonia (NH3), hydrogen sulfide (H2S) and other sulfur compounds could also be found therein. Biogas produced by waste biomass has been recognized as one of the most important alternative energy sources in the recent years. In order to be used as a source of energy to generate heat and electricity, biogas should be cleaned. H2S is a colourless, flammable, malodorous and toxic gas. The main issues due to the high concentrations of H2S in biogas are its corrosive action, which damages engines and the production of sulfur oxides (SOx) due to H2S combustion. The best ways to remove H2S from biogas are the biological methods with the use of biofilters, biotrickling filters, bioscrubbers and using of activated sludge.

PL

Biogaz jest produktem ubocznym beztlenowego rozkładu substancji organicznych przez mikroorganizmy. Biogaz głównie składa się z metanu (CH4) oraz dwutlenku węgla (CO2). Inne gazy wchodzące w jego skład to: azot (N2), para wodna (H2O), amoniak (NH3), siarkowodór (H2S) i inne związki siarki. Biogaz jest jednym z ważniejszych źródeł energii w ostatnich latach, ponieważ pochodzi z biomasy co stanowi alternatywę dla źródeł kopalnych. Przed konwersją do ciepła i energii elektrycznej biogaz należy oczyścić. H2S stanowiący składnik biogazu jest bezbarwnym, palnym, toksycznym odorantem. Głównym problemem wynikającym z obecności wysokiego stężenia H2S w biogazie jest jego korozyjne działanie na części silników oraz w wyniku spalania H2S tworzą się tlenki siarki (SOx). Najlepszym sposobem usunięcia H2S z biogazu są metody biologiczne, przy użyciu biofiltrów, reaktorów strużkowych, bioskruberów oraz zastosowanie osadu czynnego.

18

Chemizm niezagospodarowanych wód mineralnych rejonu Buska-Zdroju i Solca-Zdroju

Chowaniec J., Gągulski T., Gorczyca G.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/1

645--651

EN

In Busko-Zdrój and Solec area two types of therapeutic waters: Cl–Na, S, I and Cl–Na, I are explored. Mineralization of these waters varies from 12.1 g/dm3 to 67.0 g/dm3 (brines). In this area we are also dealing with not utilized mineral water discharges appearing as springs as well as outflows in abandoned mineshafts. There are four chemical types with mineralization from 2.37 g/dm3 to 48.45 g/dm3. Water of the SO4–Ca type is related to a Miocene gypsum bearing series which is leached by meteoric water. This is a shallow water circulation. Water of the Cl–Na type (infiltrating brines) is linked to a deep water circulation occurring in the Upper Jurassic beds. Water of Cl–SO4–Na and Cl–SO4–Ca types is assorted water related to Miocene and Upper Cretaceous beds.

19

Laboratory testing of steel L360NB, L80, J55 resistance to sulphide stress cracking SCC and hydrogen induced cracking HIC

Stachowicz A.

Nafta-Gaz

|

2015

|

R. 71, nr 11

917--923

EN

Results of laboratory study of 3 types of steel, resistance to sulphide stress cracking and hydrogen induced cracking in H2S environments, are presented in this article. Those steels have been applied in the petroleum industry. Determining the threshold of safety for each type of steel (with regard to yield strength Re) below where stress cracking won’t occur was possible owing to these examinations. Hydrogen induced cracking test was applied to research steel resistance to cracking caused by hydrogen from sulphur aqueous environments. These tests permit determination of the threshold of safety of a given material to be admitted for use in hydrogen sulphide environments.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności trzech gatunków stali, stosowanych w przemyśle naftowym, na korozję naprężeniową oraz kruchość wodorową występującą w środowisku zawierającym H2S. Testy korozji naprężeniowej SCC pozwalają na określenie progu bezpieczeństwa dla danego materiału w odniesieniu do granicy plastyczności Re, poniżej którego nie występuje siarczkowe pękanie naprężeniowe. Test kruchości wodorowej HIC stosuje się do badań odporności stali na pękanie indukowane absorpcją wodoru pochodzącego z zasiarczonego środowiska wodnego. Badania te pozwalają na określenie klasy odporności dla danego materiału dopuszczając go do pracy w środowisku siarkowodoru.

20

Application of micro- and nanostructural multifunctional halloysite-based sorbents from DUNINO deposit in selected biotechnological processes

Sakiewicz P., Cebula J., Piotrowski K., Nowosielski R., Wilk R., Nowicki M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 69, nr 2

69--78

EN

Purpose: The aim of this paper was to present some research data from real industrial tests of halloysite-based sorbents in simultaneous removal of various groups of gaseous hazardous substances produced in selected industrial-scale biotechnological processes. Special attention was paid on effectiveness of original, newly developed micro- and nanostructural, universal “Dunino” halloysite-based sorbents in simultaneous removal of odors, ammonia, hydrogen sulphide, silanes, siloxanes and VOCs. Design/methodology/approach: Numerous studies including SEM, analytical method of continuous flame-ion detection (FID), identification of outlet gas stream composition with spectrophotometric methods, olfactometry tests and practical verification in real industrial-scale biotechnological processes were made to examine sorption properties of the halloysite-based filters. Findings: Newly invented nanostructural multifunctional halloysite-based sorbents show high capabilities in respect to simultaneous removal of unwanted substances from biotechnological processes penetrating into natural environment, e.g. odors, ammonia, hydrogen sulphide, silanes, siloxanes, VOCs. Research limitations/implications: Experimental studies described in this work should contribute to improvement of halloysite-based sorbents composition and optimal selection of their work parameters. Practical implications: Enhanced research results in the discussed problem area will make appropriate, rational composition of filtration bed possible – sorbent mixture (halloysite with other sorbents admixtures, natural or synthetic), disintegration degree (granulated form, powder, dust), activation method (physical, chemical) and optimal conditions for interphase contact between sorbent of a given size distribution and purified gas stream to reach the possibly maximal efficiency in unwanted components removal. Originality/value: Newly invented nanostructural halloysite-based sorbents demonstrate higher sorption capabilities in relation to known conventional solutions, moreover simultaneous sorption of many hazardous species is possible.