Biogázok vizes abszorpcióval való tisztításának vizsgálata

Készítette: Schneider Gyula vegyipari energetikus hallgató

Témavezető: Dr. Láng Péter egyetemi tanár, ÉPGET

Napjainkra az energetikai ipar feladata a fenntartható fejlődést biztosító technológiák alkalmazása, mely fenntartható fejlődés magában kell, hogy foglalja a társadalmi- ökológiai- és gazdasági fenntarthatóságot. A biogáz technológia alkalmazásával lehetőség nyílik ezt a hármas célt kielégíteni. A biogáz szerves anyagok fermentációja során jön létre, metánképző mikroorganizmusok anyagcseretermékeként. Sokáig nem tulajdonítottak kellő figyelmet az egyes folyamatok során keletkező gázfázisú melléktermékeknek. Vagy figyelmen kívül hagyták, vagy bármiféle energetikai célú felhasználás nélkül elégették azokat ártalmatlanítás céljából.

A biogáz technológia jelentősége az energiaszektor területén realizálható, mivel a fosszilis energiahordozók közül a földgáz szinte minden ország primerenergia mérlegében megjelenik. Jelenleg a jogi és szabályozási környezetnek betudhatóan (kötelező „zöldáram” átvétel) a biogázokat főként a kapcsolt (hő- és villamos) energiatermelésben hasznosítják. Az elmúlt években kezdenek elterjedni olyan biogáz-hasznosítási megoldások, melyek során a biogázt a vezetékes földgázhálózatba táplálják adalék-, ill. teljes értékű cseregázként.

A fermentorból távozó nyers biogáz cseregázzá alakítására több, már a gyakorlatban is alkalmazott technológia létezik, amelyek zöme a fizikai, ill. kémiai abszorpción alapul. Az egyik általam is vizsgált technológia a HPWS, amely három fő lépésből áll: kénmentesítés, szén-dioxid leválasztás és gázpárátlanítás. A bemutatott technológia kettőnek az ötvözése. Az egyik szerint a gáz nagynyomású, vizes mosásával eltávolítják a széndioxidot és a kénhidrogént, majd egy környezeti levegővel sztrippelt oszlopban regenerálják a mosóvizet, eltávolítva a kioldott komponenseket. A sztripperből kilépő levegő- és víz áramot végül egy biofilteren vezetik keresztül, ahol fizikai adszorpció során megkötődik a kénhidrogén. A másik szerint pedig a vizet, a maradék kén-hidrogént és a további bennmaradt szennyezőket (szerves szilícium vegyületek) a biogáz hűtésével és szárításával távolítják el. A cseregáz minőségét az határozza meg, hogy a betáplálás a helyi, lokális vagy országos földgázhálózatba történik. A dolgozat keretében ezen viszonyok részletes vizsgálatára is sor kerül.

Munkám célja a biogázok tisztasági követelményeinek feltárása és ez alapján a küszöbszintek számítása, valamint a HPWS technológia üzemi paramétereinek meghatározása egyszerűsített, ill. részletes modellező számítással az abszorber oszlopra. A vizsgálódás során az egyes oszlopparamétereket irodalmi ajánlások alapján rögzítettem. Ez az átmérő valamint a töltetmagasság specifikációját jelenti. Az abszorber esetén az átmérőt 1,5 a töltetmagasságot pedig 9 m-re vettem fel és meghatároztam a 95,5 %-os illetve a 83%-os kilépő gáz metán koncentráció határértékek eléréséhez szükséges oldószer mennyiségének alakulását. Mindezen számításokat a metán-széndioxid-víz rendszer gáz-folyadék egyensúlyának leírásának, valamint a koncentrált gázfázisból történő diffúziós műveletek elméletének vizsgálata előzte meg.

csatolmány

szerző

Schneider Gyula
energetikai mérnöki
nappali alapszak

konzulens

Dr. Láng Péter
Egyetemi tanár, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

helyezés

II. helyezett