Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

On the possibility of the utilization of hydrogen sulfide from the Black Sea

Simova Iskra, Velichkova Rositsa, Uzunova Milka, Angelova Radostina, Stankov Peter, Atanasov Koycho

Polityka Energetyczna

|

2023

|

T. 26, z. 2

183--194

EN

Looking for alternative sources of energy to generate electricity has been a hot topic for society for a very long time. The need to replace current energy resources such as fuel, oil, and gas is increasing, and the replacement comes from energy obtained from the wind, sun, and sea waves. In many cases, valuable raw materials can be obtained in addition to energy production, while having a significant environmental effect simultaneously. The shortage of energy and raw material resources in many countries stimulates the growth of interest in all potential sources of energy – solar, wind, wave, tidal – has lead to accelerating the demand for oil and gas, shale gas, as well as the expansion of the areas for the cultivation of technical crops for biofuels. Classical energy resources like oil, gas and coal are serious polluters of the natural environment. Especially harmful is the release of carbon dioxide and sulfur oxides during the exploitation of these resources. A significant energy raw material potential of non-traditional resources lies in the waters and bottom of the Black Sea, which is a natural geobiotechnological reactor, capable of producing a variety of energy raw resources. This paper discusses the use of hydrogen sulfide available in the Black Sea waters to produce energy and useful industrial products and proposes the respective. The technology also has an ecological effect in terms of the purification of the hydrogen sulfide pool. The paper also discusses some technologies for the separation of hydrogen sulfide to hydrogen and sulfur. An estimation of the heat value of hydrogen sulfide in the water of the Black Sea is also presented.

PL

Poszukiwanie alternatywnych źródeł energii do produkcji energii elektrycznej od dawna jest gorącym tematem w społeczeństwie. Konieczność zastąpienia obecnych źródeł energii, takich jak paliwo, ropa naftowa i gaz, jest coraz większa, a pochodzi ono z energii pozyskiwanej z wiatru, słońca i fal morskich. W wielu przypadkach, oprócz produkcji energii, można pozyskać cenne surowce, mając jednocześnie znaczący wpływ na środowisko. Niedobór surowców energetycznych i surowcowych w wielu krajach stymuluje wzrost zainteresowania wszystkimi potencjalnymi źródłami energii – słońcem, wiatrem, falami, pływami – doprowadził do przyspieszenia popytu na ropę i gaz, gaz łupkowy, a także ekspansji powierzchni pod uprawę roślin technicznych na biopaliwa. Klasyczne źródła energii, takie jak ropa naftowa, gaz i węgiel, poważnie zanieczyszczają środowisko naturalne. Szczególnie szkodliwe jest wydzielanie się dwutlenku węgla i tlenków siarki podczas eksploatacji tych zasobów. Znaczący potencjał surowcowy energii nietradycyjnych zasobów tkwi w wodach i dnie Morza Czarnego, które jest naturalnym reaktorem geobiotechnologicznym, zdolnym do produkcji różnorodnych surowców energetycznych. W artykule omówiono wykorzystanie siarkowodoru dostępnego w wodach Morza Czarnego do produkcji energii i użytecznych produktów przemysłowych oraz zaproponowano odpowiednie rozwiązania. Technologia ma również efekt ekologiczny w zakresie oczyszczania basenu siarkowodoru. W artykule omówiono również niektóre technologie rozdziału siarkowodoru na wodór i siarkę. Przedstawiono również oszacowanie wartości opałowej siarkowodoru w wodach Morza Czarnego.

2

Study of the effectiveness of the new inhibitor in different aggressive media

Gurbanov Huseyn R., Talybov Gulahmad M., Adygezalova Mehpara B., Zhang Yu X.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 7

478--483

EN

The corrosion protection effect of the new S-1 reagent in media with the pH values of 2.0, 4.0, 6.0, as well as carbon dioxide and hydrogen sulfide added separately and combined to the mentioned media, was first tested under laboratory conditions. The protective effect of reagent S-1 was weak in the corrosion medium without hydrogen sulfide and carbon dioxide. However, as the acidity of the medium and the concentration of the reagent increases, the corrosion protection efficiency of the inhibitor also increases. The highest effect is observed at pH = 2.0 and reagent concentration of 30 mg/l. The corrosion protection effect of the reagent reaches 97% under these conditions. In the media with pH = 4.0 and pH = 6.0 without carbon dioxide and hydrogen sulfide, the protective effect of the inhibitor at the optimal concentration of 30 mg/l is 66% and 64%, respectively. In the medium with added carbon dioxide, the protective effect of inhibitor S-1 decreases at pH = 2.0 and, on the contrary, increases at the values of pH = 4.0 and pH = 6.0. Also, as the pressure of carbon dioxide in the medium increases, the protective effect of inhibitor S-1 increases. When hydrogen sulfide is added to the medium, it causes an increase in the corrosion rate and the protection efficiency of inhibitor S-1. However, in the medium without inhibitor, the increase of hydrogen sulfide concentration only up to CH2S = 400 mg/l is accompanied by an increase in the corrosion rate at all values of pH. The addition of 1000 mg/l of hydrogen sulfide to the corrosion medium leads to the decrease in the corrosion rate in the medium without inhibitors and a slight decrease in the protective effect at the concentration of the inhibitor Cinh = 10 mg/l. As the concentration of inhibitor S-1 increases in the medium with the addition of carbon dioxide and hydrogen, its corrosion protection effect also increases. In the range of Cinh = 10–30 mg/l, when PCO2 = 0.5 atm and CH2S = 200 mg/l, the protective effect is estimated at 38–99%, and when CH2S = 1000 mg/l, it is estimated at 17–79%. At PCO2 = 1.0 atm, the value of protective effect is 22–95% and 14–76%, and finally at PCO2 = 2.0 atm, the value of the corrosion protection effect of inhibitor S-1 is estimated at 44–92% and 15–75%, respectively. The coexistence of carbon dioxide and hydrogen sulfide in an aggressive medium leads to an increase in the protective effect of inhibitor S-1 compared to the medium containing only carbon dioxide, and reduces it in comparison to the medium with hydrogen sulfide. An increase in carbon dioxide pressure in the presence of hydrogen sulfide causes a decrease in the protective effect of inhibitor S-1. The protective effect of inhibitor S-1 is lower in the medium with hydrogen sulfide concentration of 1000 mg/l compared to a concentration of 200 mg/l. This case is also observed in the carbon dioxide free medium.

PL

Działanie antykorozyjne nowego odczynnika S-1 w agresywnych mediach o pH 2,0; 4,0; 6,0, a także dwutlenku węgla i siarkowodoru dodawanych osobno lub łącznie do tych mediów, zostało najpierw zbadane w warunkach laboratoryjnych. Działanie ochronne odczynnika S-1 było słabe w środowisku korozyjnym bez siarkowodoru i dwutlenku węgla. Jednak wraz ze wzrostem kwasowości medium i stężenia odczynnika wzrasta również skuteczność inhibitora w ochronie przed korozją. Najlepsze działanie antykorozyjne odnotowano przy wartości pH = 2,0 i stężeniu odczynnika 30 mg/l. Skuteczność ochronna odczynnika wynosi wówczas 97%. W medium o pH = 4,0 i pH = 6,0 bez dwutlenku węgla i siarkowodoru skuteczność ochronna inhibitora przy optymalnym stężeniu 30 mg/l wynosi odpowiednio 66 i 64%. W medium z dodatkiem dwutlenku węgla działanie ochronne inhibitora S-1 maleje przy wartości pH = 2,0 i odwrotnie wzrasta przy wartościach pH = 4,0 i pH = 6,0. Ponadto, wraz ze wzrostem ciśnienia dwutlenku węgla w środowisku wzrasta skuteczność ochronna inhibitora S-1. Dodanie siarkowodoru do medium powoduje wzrost tempa korozji i skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Jednak w medium bez inhibitora wzrostowi stężenia siarkowodoru nawet do tak niskiej wartości jak CH2S = 400 mg/l towarzyszy wzrost tempa korozji przy wszystkich wartościach pH. Dodanie 1000 mg/l siarkowodoru do medium korozyjnego prowadzi do zmniejszenia tempa korozji w medium bez inhibitorów i nieznacznego zmniejszenia działania ochronnego przy stężeniu inhibitora Cinh = 10 mg/l. Wraz ze wzrostem stężenia inhibitora S-1 w medium z dodatkiem dwutlenku węgla i siarkowodoru, zwiększa się również jego działanie antykorozyjne. W zakresie Cinh = 10–30 mg/l, gdy PCO2 = 0,5 atm i CH2S = 200 mg/l, skuteczność ochronną szacuje się na 38–99%, natomiast przy CH2S = 1000 mg/l na 17–79%. Dla PCO2 = 1,0 atm skuteczność ochronna wynosi od 22–95% do 14–76%, a przy PCO2 = 2,0 atm skuteczność antykorozyjną inhibitora S-1 szacuje się odpowiednio na 44–92% i 15–75%. Jednoczesne występowanie dwutlenku węgla i siarkowodoru w agresywnym medium zwiększa skuteczność ochronną inhibitora S-1 w stosunku do medium zawierającego tylko dwutlenek węgla i zmniejsza ją w porównaniu do medium z siarkowodorem. Wzrost ciśnienia dwutlenku węgla w obecności siarkowodoru powoduje zmniejszenie skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Ulega ona także zmniejszeniu w środowisku o stężeniu siarkowodoru 1000 mg/l w porównaniu do stężenia 200 mg/l. Ten przypadek obserwuje się również w środowisku bez dodatku dwutlenku węgla.

3

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.

4

Porównanie wpływu dawkowania koagulantów żelazowych do osadu poddawanego fermentacji, na zmniejszenie zawartości siarkowodoru w produkowanym biogazie

Kozłowski Dariusz, Ignatowicz Katarzyna

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 11

26--29

PL

Siarkowodór w biogazie zasilającym jednostki CHP (Combined Heat and Power), w pewnych stężeniach powoduje korozję komór spalania, zanieczyszcza i zakwasza olej silnikowy, wpływa destrukcyjnie na elementy silnika takie jak uszczelnienia, gniazda zaworowe, rozrząd. Paliwo w postaci gazu pofermentacyjnego, zanim zasili jednostki kogeneracyjne, musi spełnić normy stawiane przez producenta danej jednostki. Czy uda się osiągnąć takie wartości, zależy przede wszystkim od tego, jakie jest stężenie siarkowodoru w biogazie oraz jaką metodę odsiarczania zastosujemy. Celem przeprowadzonych badań było porównanie efektywności wiązania siarki w osadzie poprzez dawkowanie koagulantów żelazowych bezpośrednio do wsadu, przed wpompowaniem do komory fermentacyjnej. Otrzymane wyniki wskazują skuteczność obu badanych środków, jednakże zastosowanie PIX 211 dało możliwość utrzymania siarkowodoru w biogazie na poziomie 300ppm (±10%) przy zastosowaniu dwukrotnie mniejszej dawki niżeli w przypadku PIX 113. Pozytywne aspekty suplementacji osadu użytymi środkami, to między innymi obniżenie stężenia H2S w biogazie, wzrost jego produkcji, poprawa parametrów jakościowych biogazu takich jak procentowy udział metanu.

EN

Hydrogen sulphide in biogas supplying Combined Heat and Power units (CHP), in some concentrations contribute to corrosion of combustion chambers, contaminates and acidifies engine oil, has a destructive effect on engine components such as seals, valve seats, and timing. Produced biogas must meet the standards set by the manufacturer before powering cogeneration units. Whether such values can be achieved depends primarily on the hydrogen sulphide concentration in biogas and the desulphurization method used. The aim of the research was to compare the effectiveness of sulfur fixation in the sludge by dosing iron coagulants directly into the raw sludge before pumping into the fermentation chamber. The obtained results confirmed the effectiveness of both tested agents, however, the use of PIX 211 made it possible to maintain hydrogen sulphide in biogas at the level of 300 ppm (± 10%) using almost half the dose of PIX 113. Positive aspects of sludge supplementation with the tested agents are increase of biogas production and decrease of H2S content, improving the quality parameters of biogas such as the methan participation.

5

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.

6

Przedmuchy wraz z napowietrzaniem z wykorzystaniem stacji BTS

Kaczor Monika

Wodociągi - Kanalizacja

|

2022

|

nr 12

45--47

7

Zbiorowe zatrucie w zakładzie utylizacji odpadów

Żerański Jacek

Promotor BHP

|

2022

|

nr 4-5

72--77

PL

Przedstawiona analiza dotyczy zbiorowego wypadku przy pracy, do którego doszło w zakładzie utylizacji odpadów. Trzech pracowników zmarło na skutek zatrucia siarkowodorem. Jakie były przyczyny wypadku?

8

Metody usuwania siarkowodoru z gazów procesowych

Suwak Mikołaj, Kleszcz Tadeusz

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2022

|

nr 26

37--47

PL

Artykuł stanowi przegląd najczęściej stosowanych metod utylizacji siarkowodoru z gazów przemysłowych. W pracy skupiono się przede wszystkim na postępach w zakresie katalitycznego utleniania H2S oraz jego adsorpcji. Dane odnośnie współcześnie otrzymywanych katalizatorów oraz adsorbentów zostały omówione przez autorów oraz zestawione w tabelach.

EN

The issue of utilization of hydrogen sulfide and the reduction of its emissions is a key issue and results from its extraordinary toxicity to both humans and the environment. Due to the strong corrosive properties of H2S, its removal is necessary in every industrial process in which it is present. As the most significant desulfurizing process is considered the Claus process. It is the most widely used method and it is estimated that around 90 - 95% of all recovered sulfur in the world comes from this process. However, the Clauss plant outlet gas typically contains 3 to 5% H2S, so further processes are still required to reduce the hydrogen sulfide concentration to regulations-acceptable levels. This is usually done by catalytic hydrogen sulfide oxidation. Alumina is used as the most common catalyst. Contemporary research in this area focuses on modifying the hierarchical pore structure of Al2O3 and testing obtained alumina as a carrier for active ingredients such as metals and metal oxides. An interesting solution proposed by modern researchers may also be the use of silicon and titanium oxides as carriers for vanadium oxide. An alternative solution to the catalytic combustion of hydrogen sulfide is chemisorption. Theoretically, chemisorption allows the achievement of much lower concentrations of hydrogen sulfide at lower operating costs. The most popular adsorbents include zeolites and activated carbons. Modern research in this field consists in obtaining composite materials based on zeolites or activated carbons. This is usually done by impregnating said materials with metal/metal oxides. It is worth noting that in the case of activated carbons, the interest of scientists also includes obtaining activated carbons from the most ecological materials, such as biomass. Given the growing interest in green materials in general, interest in biochars can be expected to increase in the future.

9

Porównanie oznaczeń siarkowodoru z użyciem różnych typów detekcji (FPD, TCD) stosowanych w chromatografii gazowej

Wciślak Agnieszka, Janiga Marek, Kania Małgorzata

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 4

251--258

PL

Odpowiedni dobór detektorów w chromatografii gazowej pozwala na dokładniejsze pomiary analizowanych związków. Wybór detektora zależy od substancji, które chcemy oznaczać, od ich procentowej zawartości w analizowanym gazie, a w niektórych przypadkach również od matrycy próbki, w której dany związek się znajduje. Związki siarki są bardzo częstym przedmiotem badań w laboratoriach geochemicznych. Jak dotąd zdecydowanie najpopularniejszym dostępnym na rynku detektorem do pomiaru ich stężeń jest FPD, używany również w Laboratorium Geochemii Nafty i Gazu INiG – PIB. Jednak w zależności od rodzaju i ilości związków siarki można, po opracowaniu odpowiedniej metodyki, użyć również detektorów FID i TCD. Przy badaniu bardzo niskich stężeń siarkowodoru zgodnie z doniesieniami literaturowymi sugerowane jest użycie detektora SCD, a przy badaniach stężeń wysokich można zastosować miareczkowanie jodometryczne. W ramach badań została wykonana kalibracja oraz przeprowadzono elementy walidacji metodyk oznaczania siarkowodoru na zróżnicowanych poziomach stężeń z użyciem detektorów FPD i TCD. Została sprawdzona specyficzność oraz selektywność zastosowanych metodyk badawczych. Ustalono granicę wykrywalności oraz oznaczalności, obliczono powtarzalność, a także liniowość. Kalibracja oraz wybrane elementy walidacyjne pokazały, jakie są możliwości zastosowanych detektorów, a także dały wiedzę, na jakim poziomie należy oznaczać siarkowodór przy użyciu poszczególnych detektorów powszechnie wykorzystywanych w chromatografii gazowej. Wykonane badania udowodniły, że opracowane metodyki spełniają założone kryteria akceptacji dla wybranych elementów walidacji. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że detektor FPD jest adekwatnym wyborem przy badaniach siarkowodoru w zakresie od 1 ppm do 10 ppm, natomiast TCD jest odpowiedni do oznaczeń wyższych stężeń siarkowodoru, tj. od 0,5% do 5%.

EN

Appropriate selection of detectors in gas chromatography allows for more accurate measurements of the analyzed compounds. The choice of the detector depends on the substances one needs to determine and the percentage share in the analyzed gas, and in some cases also on the sample matrix. Sulfur compounds are a very frequent subject of examination in geochemical laboratories. Until now, the most popular detector commercially available for measuring their concentrations is FPD, also used in the Oil and Gas Geochemistry Laboratory of the Oil and Gas Institute – National Research Institute. However, depending on the type and amount of sulfur compounds, FID and TCD detectors can also be used (when developing an appropriate methodology). In case of low concentrations of hydrogen sulfide, the use of an SCD detector is suggested according to publications, while for high concentrations, iodometric titration can be used. As a part of the research, calibration was performed and elements of validation of the methodologies for the determination of hydrogen sulfide at various concentration levels with the use of FPD and TCD detectors were carried out. The specificity and selectivity of the applied analysis methodologies were checked. The limit of detection and quantification was determined, and the repeatability and linearity for the hydrogen sulfide were calculated. The calibration and selected validation elements showed the capabilities of the detectors used, as well as the knowledge at what level hydrogen sulfide should be determined by individual detectors, commonly used in gas chromatography. This research proved that the developed methodologies meet the assumed acceptance criteria for selected elements of validation. As a result of the conducted research, it was found that the FPD detector is an adequate choice for hydrogen sulfide tests in the range from 1 ppm to 10 ppm, while TCD is suitable for the determination of higher concentrations of hydrogen sulfide, i.e. from 0.5% to 5%.

10

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.

11

Odsiarczanie biogazu

Nowicki Maciej

Forum Eksploatatora

|

2021

|

Nr 3 (114)

34-38

PL

Każdy biogaz powstały w wyniku fermentacji substancji organicznych ma w swoim składzie siarkowodór, który jest substancją niepożądaną. Gaz ten wpływa destrukcyjnie na wszystkie elementy instalacji, a w przypadku, gdy biogaz z zawartością siarkowodoru zasila zespół prądotwórczy, może także negatywnie wpływać na silnik. Bezpośrednie działanie na podzespoły silnika można zauważyć tylko przy wysokich stężeniach siarkowodoru, natomiast przy niższych stężeniach spalanie siarkowodoru powoduje przede wszystkim zmianę własności oleju smarnego, a w szczególności jego pH oraz liczby TAN i TBN. Prawidło eksploatowany silnik napędzany biogazem, którego olej smarny nie ma przekroczonych parametrów dopuszczonych przez producenta, jest odporny na siarkowodór zawarty w biogazie. Należy jednak pamiętać, że siarkowodór zawarty w biogazie może skrócić żywotność oleju nawet czterokrotnie, co generuje znaczne koszty eksploatacji zespołów prądotwórczych.

12

Control of Hydrogen Sulfide Concentrations in Pressure Sewers in the System of Emission-Free Sewage Transport

Wojciechowski Rafał, Piaskowski Krzysztof

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 2

635--647

EN

The EST system – emission-free sewage transport is one of many methods used to counteract and limit the formation of hydrogen sulfide in the sewage system. EST method is the environment and human friendly, and effective at the same time. This solution applies aeration and flushing of pressure pipelines using compressed air with closed vent valves. The paper presents the results of field tests of the EST system, which also verified previous laboratory tests carried out in a broader range. The tests were carried out on two different delivery pipelines (Object-1, Object-2), consisting of several kilometers long sections Pump Station – Expansion well with hydrogen sulfide concentration measurement. The results show that the EST system is an effective solution for controlling hydrogen sulfide in a pressure sewage system. The application of the EST system caused an immediate decrease in H2S concentration under 50 ppm. The measurements were taken in the expansion well, where short-term outbursts of large loads of hydrogen sulfide were observed during sewage pumping. Purges carried out 1-2 times a day, caused a decrease in instantaneous gas load (from the average level of 758 mg H2S/pump cycle at Object-1 to 15 mg H2S/cycle and from 3 914 to 322 mg H2S/cycle at Object-2). Results of field studies have also shown that individual optimization of the EST system operation for a selected section of the pressure sewage system (length of the aeration cycle and its frequency during the day), may control the concentration of H2S. The EST system, reducing the concentration of H2S by over 90%, ensures the safety of sewage system operation and decreases its impact on the surrounding environment.

PL

Wśród wielu stosowanych metod przeciwdziałania i ograniczenia powstawania siarkowodoru, jedną z bardziej przyjaznych zarówno dla środowiska, jak i człowieka, a jednocześnie skuteczną jest system BTS – bezemisyjnego transportu ścieków. Rozwiązanie to bazuje na napowietrzaniu oraz płukaniu rurociągów tłocznych sprężonym powietrzem przy zamkniętych zaworach odpowietrzających. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki testów terenowych systemu BTS, które były jednocześnie weryfikacją przeprowadzonych wcześniej w szerszym zakresie badań laboratoryjnych. Badania przeprowadzano na dwóch różnych rurociągach tłocznych (Obiekt-1, Obiekt-2), obejmujących kilkukilometrowe odcinki Pompownia – Studnia rozprężna z pomiarem stężenia siarkowodoru. Uzyskane wyniki wykazały, że system BTS jest skutecznym rozwiązaniem kontroli siarkowodoru w kanalizacji ciśnieniowej. Bezpośrednio po jego zastosowaniu stężenie H2S obniżało się do wartości <50 ppm. Pomiary wykonywane były w studni rozprężnej, w której to obserwowano chwilowe wyrzuty dużych ładunków siarkowodoru podczas pompowania ścieków. Przeprowadzone przedmuchy płuczące rurociągu w cyklu 1-2 razy na dobę pozwoliły na obniżenie chwilowego ładunku gazu z poziomu średniego 758 mg H2S/cykl pompowy dla Obiektu-1 do 15 mg H2S/cykl oraz z 3914 do 322 mg H2S/cykl dla Obiektu-2. Badania terenowe wykazały, że w oparciu o indywidualną optymalizację pracy systemu BTS dla wybranego odcinka sieci kanalizacji tłocznej, w zakresie długości cyklu napowietrzania oraz jego częstotliwości w ciągu doby można uzyskać kontrolę stężenia siarkowodoru zapewniając bezpieczeństwo w zakresie eksploatacji kanalizacji oraz oddziaływania na otaczające środowisko, zmniejszając stężenie gazu o ponad 90%.

13

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.

14

Mechanizmy korozyjne w kanalizacji sanitarnej

Bogusławski Bartosz, Głowacka Anna

Wodociągi - Kanalizacja

|

2019

|

nr 5

15--17

15

Czynniki fizykochemiczne wskazujące na korozję betonu i odory w kanalizacji na obszarach wiejskich

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

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 9

1384--1387

PL

Przedstawiono wyniki badań terenowych systemu nowej, pięcioletniej wiejskiej kanalizacji sanitarnej grawitacyjno-tłocznej w zakresie określenia warunków fizykochemicznych panujących w kanałach sanitarnych wskazujących na występowanie korozji studni betonowych oraz powstawanie odorów.

EN

Field studies were performed on a 15 km long section of the sewage system, which comprised 6 settlements and consisted of pipelines and wells. System contained of pressure and gravity plastics pipelines and concrete wells. Sewage from the furthest located settlement was pumped to a well in subsequent settlements. After connection with local sewage, it was pumped further down to the wastewater treatment plant. COD and BOD₅, temp., sewage pH, cond., petroleum ether extractable matter as well as the content of sulfides and dissolved O were detd. In addn. contents of H₂S, NH₃, MeH in the air inside the well were also measured. Correlations between parameters of air, sewage and corrosion of concrete were also studied. The biggest traces of corrosion were obsd. in expansion wells directly connected with the main pressure pipelines transporting total sewage from each settlement. In the expansion wells, where concrete corrosion was found, the concn. of H₂S in the air above the sewage exceeded 200 ppm. A strong correlation between the H₂S and NH₃ content in the air in the wells was also obsd.

16

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.

17

Zapobieganie korozji siarczanowej w kanalizacji

Dąbrowska Barbara

Instal

|

2019

|

nr 10

38--41

PL

Przedstawiono dyskusję dotyczącą metod prewencji i ochrony kanałów betonowych przed korozją siarczanową. Podano zalety i wady poszczególnych metod zwracając szczególnie uwagę na prewencję.

EN

A discussion concerning methods of sulfate corrosion prevention and protection of concrete sewers are presented. Advantages and shortcomings of these methods were listed. Special attention was paid to prevention.

18

Microscopic evaluation of the manholes in selected sewerage pressure system

Bogusławski Bartosz, Głowacka Anna, Rucińska Teresa

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2019

|

Vol. 29, no. 2

31--40

EN

The aim of the research was to determine changes in the elemental composition of concrete under the influence of exposure to hydrogen sulphide in the existing sewage system. The system operator pointed to significant problems with odours in this system. The research included a fragment of the pressure sewage system. The concentration of gases: hydrogen sulphide, ammonia and methane was measured in selected wells. High concentrations of hydrogen sulphide (over 200 ppm) were recorded in the studies. Concrete samples were taken from the internal walls of the well for testing. The samples were used for a microscopic analysis of their composition, using an electron microscope with an EDS attachment. Also, concrete samples from a new sewage well were tested to compare their elemental composition. Gas measurements confirmed the problem of odors, while the analysis of the elemental composition showed a significant proportion of sulphur(from 7.53% to 42.9%) on the surface of the well compared to the reference sample (0%).

19

Siarkowodór w instalacji wodociągowej. Cz.II, Studium przypadku dla wybranego gospodarstwa jednorodzinnego w Wielkopolsce, w gminie Pobiedziska

Kiersnowska Z., Bambrowicz J., Ginter-Kramarczyk D., Kruszelnicka I.

Technologia Wody

|

2018

|

Nr 5 (61)

26--29

PL

Siarkowodór jest gazem silnie toksycznym, dlatego też niezwykle ważne staje się jego usunięcie z instalacji wodnych, szczególnie w gospodarstwach domowych. W artykule przeanalizowano możliwe przyczyny obecności siarkowodoru w wodzie, a także dostępne na rynku urządzenia do jego usunięcia. Spośród wszystkich możliwych rozwiązań wybrano trzy najatrakcyjniejsze dla danej sytuacji i rozpatrzono je pod względem technicznym.

EN

Hydrogen sulfide is a highly toxic gas, and therefore becomes extremely important to remove it on the water systems, especially in households. The article analyzes the possible causes of the presence of hydrogen sulfide in the water, as well as commercially available equipment for its removal. From among all possible solutions, the three most attractive for a given situation were selected and considered in technical terms.

20

Jak siarkowodór wpływa na organizm człowieka? Cz. I

Bambrowicz J., Ginter-Kramarczyk D., Kruszelnicka I.

Technologia Wody

|

2018

|

Nr 5 (61)

22--29

PL

Siarkowodór jest gazem silnie toksycznym, dlatego też niezwykle ważne staję 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.

EN

Hydrogen sulphide is a highly toxic gas. That is why it is very important to present its effect on the human body, especially on the issue of the dangers of the water used in households. The article analyzes the regulations relating to the concentration of this gas, there is shown the possible origin of this gas in water, and a description of its therapeutic and harmful effects on the human body.