Kén-hidrogén adszorpció modellezése biometán technológiában

Szerző: Schneider Gyula gépészmérnök hallgató

Témavezető: Dr. Láng Péteregyetemi tanár, ÉPGET

Konzulens: Lángné dr. Lázi Márta docens, Analízis Tanszék

Napjainkra az energetikai ipar feladata a fenntartható fejlődést biztosító technológiák alkalmazása és kutatása, mely fenntartható fejlődés magában kell, hogy foglalja a társadalmi- ökológiai- és gazdasági fenntarthatóságot. A biometán technológia alkalmazásával lehetőség nyílik ezt a hármas célt kielégíteni. A biometán a földgázzal egyenértékű energiahordozónak tekinthető. A földgáz a fejlett országok energiamérlegében jelentős hányadot képvisel, így a biometán technológiák alkalmazásanagymértékben hozzájárulhat ezen országok diverzifikált energiaellátáshoz.

Korábbi munkám során azt vizsgáltam, hogy mely technológiai lépések szükségesek a fermentorból távozó biogáz biometánná alakításához. A vizsgált technológia a nagy nyomáson, víz oldószerrel végzett, fizikai abszorpción alapuló gázmosás volt, amelynek fő lépései a kénmentesítés a szén-dioxid leválasztás és a gázpárátlanítás. Jelenlegi munkámban az abszorber oszlop után az adszorber oszlop műveleti méretezését végzem el. Itt történik a tisztítandó gázban található kén-hidrogén leválasztása. A leválasztás a biometán felhasználási módjától függően történhet első lépésként, közvetlenül a nyers biogázból, ill. a harmadik lépésben is, az abszorberből kilépő telített oldószer regenerációja során. Az előbbi esetben a biogáz vagy biometán villamosenergia termelésben történő felhasználása során, az erőművi berendezések korróziós védelme érdekében, az utóbbi során a környezeti emissziós kibocsájtási határértékek betartása érdekében szükséges a leválasztás.

Dolgozatom első részében a jelenleg alkalmazott, kén-hidrogén leválasztására alkalmas technológiákat ismertetem, majd ezek közül részletesen foglalkozom a frontális adszorpció műveleti méretezésével, biometán technológiában alkalmazva azt. A méretezés során egy működő berendezés áttörési görbéjét határozom meg kismintára végzett mérési adatsor alapján. Az áttörési időt a Bohart-Adams modell alapján becsülöm. Ezt követően a teljes áttörési görbét közelítem, elsőként lineáris egyensúlyi izotermát feltételezve,a Klinkenberg modell szerint, majd az adszorpció differenciál egyenletének numerikus megoldásával az áttörési görbe pontos megoldását állítom elő. Az így meghatározott paraméterek ismeretében számítom az ipari oszlop áttörési görbéjét. Ennek ismeretében megbecsülhető, hogy mekkora gázmennyiség kezelésére alkalmas az ipari oszlopa töltet kimerülése előtt. Ez a karbantartás szempontjából fontos, mivel a jelenlegi gyakorlat szerint csak szemrevételezés alapján, a töltet színváltozásából tudnak következtetni az oszlop telítettségi szintjére.

szerző

Schneider Gyula
gépészmérnöki
nappali alapszak

konzulens

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

helyezés

Jutalom