BE1030785B1 - Werkwijze voor het ontzwavelen van biogas en inrichting daartoe - Google Patents
Werkwijze voor het ontzwavelen van biogas en inrichting daartoe Download PDFInfo
- Publication number
- BE1030785B1 BE1030785B1 BE20225643A BE202205643A BE1030785B1 BE 1030785 B1 BE1030785 B1 BE 1030785B1 BE 20225643 A BE20225643 A BE 20225643A BE 202205643 A BE202205643 A BE 202205643A BE 1030785 B1 BE1030785 B1 BE 1030785B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- vessel
- height
- salt water
- liquid
- fluid connection
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 86
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 60
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 34
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims abstract description 24
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 144
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 90
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 66
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 7
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 241000342340 Candidatus Arcobacter sulfidicus Species 0.000 claims description 4
- 241001135163 Arcobacter Species 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 67
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 65
- 239000003570 air Substances 0.000 description 29
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- -1 H2S Chemical class 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 5
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 241000605118 Thiobacillus Species 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/84—Biological processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/101—Removal of contaminants
- C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
- C10L3/103—Sulfur containing contaminants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/95—Specific microorganisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
- B01D2256/245—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/304—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/05—Biogas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S), waarbij het biogas in contact gebracht wordt met zout water omvattende zwaveloxiderende bacteriën, waarbij het zout water een geleidbaarheid van minimaal 20 mS/cm bezit, en waarbij de zwaveloxiderende bacteriën H2S oxideren tot vast zwavel (S).
Description
WERKWIJZE VOOR HET ONTZWAVELEN VAN BIOGAS EN INRICHTING
DAARTOE
TECHNISCH DOMEIN
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ontzwavelen van biogas, alsook een inrichting daartoe.
STAND DER TECHNIEK
Waterstofsulfide (H2S) kan aanwezig zijn in gasstromen, zoals aardgas of biogas, en is de precursor van zwavelzuur, dat een giftige en corrosieve zwavelverbinding is voor verschillende installaties. Zo kan H2S zorgen voor corrosie in warmtekrachtkoppelingen.
Alvorens het gas te gebruiken, wordt H2S best verwijderd met behulp van ontzwavelingstechnologieën.
De aanwezigheid van H2S in brandstofgassen veroorzaakt veel milieu- en technische problemen die de verwijdering ervan vòòr de verbranding noodzakelijk maken.
Gewoonlijk gebeurt dit door katalytische oxidatie.
US20210402368 en WO2004074178 zijn ontzwavelingstechnologieën waarbij gebruik gemaakt wordt van vaste ab- of adsorbentia. Nadeel is dat de ab- of adsorbentia vervangen of gezuiverd moeten worden wanneer deze verzadigd zijn. Bovendien is het vervolgens moeilijk om de zwavelcomponenten te scheiden van de ab- of adsorbentia.
Bekende biologische ontzwavelingstechnologiën kunnen tot op heden geen grote H2S- concentraties verwijderen.
In het algemeen vereisen de bestaande H2S-verwijderingsprocessen vaak meerdere stappen, meerdere componenten, hoge druk, hoge temperatuur en/of hoge kapitaal- of bedrijfskosten.
Daarom is er behoefte aan een eenvoudiger en kosteneffectievere methode om H2S te verwijderen uit gassen, en meer specifiek biogassen, die H2S bevatten.
? BE2022/5643
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
De uitvinding betreft een werkwijze voor het ontzwavelen van biogas volgens conclusie 1. Voorkeursvormen zijn weergegeven in conclusie 2 tot en met 7. In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het ontzwavelen van biogas volgens conclusie 8. Voorkeursvormen van de inrichting zijn weergegeven in conclusies 9 tot en met 14.
Verder betreft de uitvinding een kit volgens conclusie 15.
Het is een doelstelling van de uitvinding waterstofsulfide efficiënter te verwijderen uit gasstromen, en meer bepaald uit biogas, d.w.z. een eenvoudiger en kosteneffectievere werkwijze te bieden.
Het is daartoe een doel van de uitvinding om de belastingcapaciteit van het ontzwavelen te verhogen. De uitvinding laat toe gasstromen met hogere hoeveelheden aan HzS te ontzwavelen.
Het is een specifieke doelstelling van de uitvinding om biogas afkomstig van een anaerobe vergister van mest te ontzwavelen om beschadigingen aan een warmtekrachtkoppeling stroomafwaarts gelegen aan de anaerobe vergister te verminderen of zelfs te vermijden.
Bovendien is het een doel van de uitvinding om elementair zwavel te recupereren uit gasstromen. Hiertoe is het een doel van de uitvinding elementair zwavel te produceren dat gemakkelijk af te scheiden is van het medium waarin het gevormd is.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING
Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding.
Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd. “Een”, ”de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.
3 BE2022/5643
De termen “omvatten”, “omvattende”, “voorzien van”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.
De termen “bestaan uit”, “bestaande uit”, “bevatten”, “bevattende” zijn synoniemen en zijn exclusieve of gesloten termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.
De uitdrukking “gewichtsprocent”, “gew.%”, “m%"” of “% gew” refereert in dit document naar het relatieve gewicht van een component gebaseerd op het totale gewicht van het volledige product waarnaar verwezen wordt.
De uitdrukking “volumeprocent” of “volume®%”, “v%” refereert in dit document naar het relatieve volume van een component gebaseerd op het totale volume van het volledige product waarnaar verwezen wordt.
Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.
In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het ontzwavelen van een gasstroom omvattende waterstofsulfide (H2S).
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de gasstroom in contact gebracht met zwaveloxiderende bacteriën, waarbij de zwaveloxiderende bacteriën (SOB) het waterstofsulfide omzetten naar elementair zwavel (S°).
SOB kunnen zowel fotoautotrofen als chemolithotrofen zijn. Fotoautotrofen gebruiken
CO: als de eindstandige elektronenacceptor, terwijl chemolithotrofen zuurstof, nitraat of nitriet als elektronenacceptor gebruiken. Bij fotoautotrofen is licht de energiebron en is CO2 de koolstofbron. Chemolithotrofen daarentegen gebruiken een redoxreactie als energiebron. Als elektronendonor wordt voor beide een anorganische verbinding gebruikt, onder andere H2S. In termen van energie- en koolstofbronnen kunnen de chemolithotrofen nog verder onderverdeeld worden. Ze worden onderverdeeld in vier groepen: de obligaat chemolithotrofen, de facultatieve chemolithotrofen, de chemolithoheterotrofen en de chemo-organoheterotrofen.
+ BE2022/5643
In een uitvoeringsvorm zijn de zwaveloxiderende bacteriën chemolithotrofen. De zwaveloxiderende bacteriën zijn bij voorkeur in staat om H2S te oxideren tot elementair zwavel volgens de reactie:
HS +10, — S° + H20 (1)
In een uitvoeringsvorm is de gasstroom eender welke gasstroom die waterstofsulfide omvat. In een voorkeursvorm is de gasstroom gekozen uit de lijst van: biogas, aardgas, syngas, rookgas, stortgas, of een combinatie hiervan. In een bijzondere voorkeursvorm is de gasstroom biogas.
Biogas is een gasmengsel dat ontstaat als gevolg van biologische enzymatische processen. Het biogas omvat in een uitvoeringsvorm methaan. Bij voorkeur omvat het biogas ten minste 30 m% methaan, meer bij voorkeur omvat het biogas ten minste 40 m% methaan, meer bij voorkeur omvat het biogas ten minste 50 m% methaan, meer bij voorkeur omvat het biogas ten minste 55 m% methaan. In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat het biogas methaan in een hoeveelheid gelegen tussen 50 en 70 m%, meer bij voorkeur tussen 55 en 65 m%. In een andere of verdere uitvoeringsvorm omvat het biogas koolstofdioxide, in een hoeveelheid gelegen tussen 30 en 50 m%, meer bij voorkeur tussen 35 en 45 m%. Daarnaast kan het biogas andere vluchtige organische componenten, zoals bijvoorbeeld, maar niet gelimiteerd tot, waterstofsulfide, stikstofgas, waterdamp, ammoniak omvatten.
Het biogas is bij voorkeur geproduceerd via een microbiologisch proces, bij voorkeur via anaerobe vergisting van organisch materiaal. Het biogas is met de meeste voorkeur geproduceerd als gevolg van anaerobe vergisting van organisch materiaal zoals bijvoorbeeld maar niet gelimiteerd tot mest, rioolslib, actief slib, GFT-afval, gras, maïs, of glycerine.
In een bijzondere voorkeursvorm is het biogas geproduceerd via anaerobe vergisting van mest. Onder mest worden hoofdzakelijk dierlijke uitwerpselen verstaan, waaronder maar niet gelimiteerd tot stalmest, kippenmest, paardenmest, koeienmest, varkensmest, wormenmest, of een combinatie hiervan. De meeste voorkeur heeft varkensmest, daar de vergisting van varkensmest resulteert in hoge hoeveelheden waterstofsulfide in het verkregen biogas. De aanwezigheid van waterstofsulfide is te verklaren door de invoer van biomassa met verschillende zwavelhoudende componenten. Zo bezitten de afbraakproducten van mest en eiwitrijke industriële afvalstromen over het algemeen een hogere H2S-concentratie. De oorzaak hiervan is de afbraak van zwavelhoudende eiwitten (vb. methionine en cysteïne) of de omzetting van sulfaten.
> BE2022/5643
In een voorkeursdragende uitvoeringsvorm omvat het biogas ten minste 100 ppm H2S, meer bij voorkeur ten minste 250 ppm H25, meer bij voorkeur ten minste 500 ppm HzS, meer bij voorkeur ten minste 1000 ppm H2S, meer bij voorkeur ten minste 1500 ppm
H2S, meer bij voorkeur ten minste 2000 ppm HzS, meer bij voorkeur ten minste 2500 ppm HzS, meer bij voorkeur ten minste 3000 ppm HzS, meer bij voorkeur ten minste 3500 ppm H2S, meer bij voorkeur ten minste 4000 ppm H2S, meer bij voorkeur ten minste 4500 ppm H2S, meer bij voorkeur ten minste 5000 ppm HzS.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat het ontzwavelde biogas, na behandeling door de werkwijze volgens het eerste aspect, ten hoogste 1000 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 800 ppm H2S, meer bij voorkeur ten hoogste 600 ppm
H25, meer bij voorkeur ten hoogste 500 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 400 ppm H2S, meer bij voorkeur ten hoogste 300 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 250 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 200 ppm H:S, meer bij voorkeur ten hoogste 150 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 100 ppm H2S, meer bij voorkeur ten hoogste 75 ppm H2S, meer bij voorkeur ten hoogste 50 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 25 ppm H2S, meer bij voorkeur ten hoogste 20 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 15 ppm H2S, meer bij voorkeur ten hoogste 10 ppm HzS, meer bij voorkeur ten hoogste 5 ppm H2S.
In een voorkeursvorm gaat de werkwijze door op een temperatuur gelegen tussen 10 en 60°C, bij voorkeur tussen 15 en 50°C, meer bij voorkeur tussen 20 en 45°C, nog meer bij voorkeur tussen 22 en 40°C, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 23 en 38°C, en met meeste voorkeur tussen 25 en 37°C.
In een voorkeursvorm bedraagt de vochtigheid van het gas minstens 60%, bij voorkeur minstens 70%, meer bij voorkeur minstens 80%, nog meer bij voorkeur minstens 85%, en met de meeste voorkeur minstens 90%. Met de term “vochtigheid van het gas” wordt de vochtigheid beoogd gemeten bij 50-60°C en 1033-1113 mbar (absolute druk) van de inkomende gasstroom, voorafgaand aan het in contact brengen met zwaveloxiderende bacteriën.
In een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de temperatuur van het ontzwavelingsproces gestuurd middels de inlaattemperatuur van het biogas. Meer bij voorkeur is het biogas rechtstreeks afkomstig van een vergister. Dit laat voordelig toe de restwarmte in het biogas van de vergister te benutten. Meer bij voorkeur wordt het biogas, na de vergister, in temperatuur en vochtigheid bijgestuurd met opzicht de gewenste temperatuur en vochtigheid te bekomen.
© BE2022/5643
In een voorkeursvorm gaat de werkwijze door bij een pH gelegen tussen 5 en 9, bij voorkeur tussen 5,1 en 8,9, meer bij voorkeur tussen 5,2 en 8,8, nog meer bij voorkeur tussen 5,3 en 8,7, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 5,4 en 8,6, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 5,5 en 8,5, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 5,6 en 8,4, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 5,7 en 8,3, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 5,8 en 8,2, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 5,9 en 8,1, en met de meeste voorkeur tussen 6 en 8.
De werkwijze gaat door bij een absolute druk gelegen tussen 1014 en 1213 mbar, bij voorkeur tussen 1063 en 1163 mbar.
Zout water
In een bijzondere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding wordt de gasstroom omvattende waterstofsulfide (H2S) in contact gebracht met zout water omvattende zwavelhoudende bacteriën, waarbij de zwaveloxiderende bacteriën H2S oxideren tot vast zwavel (S) dat afgescheiden wordt.
Met de term “zout water” wordt een oplossing van zouten in water beoogd. Zout water omvat bijvoorbeeld zeewater, het water van zoutmeren of pekel. Zout water heeft een zoutgehalte (of saliniteit) gelegen tussen 0,1 en 40 m%, bij voorkeur gelegen tussen 0,1 en 20 M%.
In een voorkeursvorm bezit het zout water een geleidbaarheid van minstens 5 mS/cm, bij voorkeur minstens 10 mS/cm, meer bij voorkeur minstens 15 mS/cm, en met de meeste voorkeur minstens 20 mS/cm. In een andere of verdere voorkeursvorm bezit het zout water een geleidbaarheid van maximaal 50 mS/cm, bij voorkeur maximaal 45 mS/cm, meer bij voorkeur maximaal 40 mS/cm, en met de meeste voorkeur maximaal 35 mS/cm. In een andere of verdere voorkeursvorm bezit het zout water een geleidbaarheid gelegen tussen 5 en 50 mS/cm, bij voorkeur gelegen tussen 10 en 45 mS/cm, meer bij voorkeur gelegen tussen 15 en 40 mS/cm, en met de meeste voorkeur gelegen tussen 20 en 35 mS/cm.
Met de term “geleidbaarheid” wordt de omgekeerde waarde beoogd van de elektrische weerstand van zout water gemeten over twee elektroden van 1 cm? die op een afstand van 1 cm van elkaar zijn verwijderd bij 25°C.
In een voorkeursvorm omvat de werkwijze het toevoegen van voedingsstoffen aan het zout water. Zowel anorganische voedingsstoffen, bijvoorbeeld maar niet gelimiteerd tot
7 BE2022/5643 nitraten en/of fosfaten, als organische voedingsstoffen, zoals koolhydraten, met als niet-limitatief voorbeeld glucose, eiwitten, vetten en/of vitamines kunnen toegevoegd worden. Bij voorkeur worden organische en anorganische voedingsstoffen toegevoegd aan het zout water. De organische voedingsstof met voorkeur is glucose. De anorganische voedingsstoffen zijn bij voorkeur gekozen uit: anorganische stikstofverbindingen, anorganische koolstofverbindingen, anorganische fosforverbindingen, of een combinatie ervan.
In een voorkeursvorm bezit het zout water een minimaal zoutgehalte van 1,8 m%, meer bij voorkeur minimaal 2 m%, nog meer bij voorkeur minimaal 2,5 m%, nog meer bij voorkeur 3 m%, en met de meeste voorkeur minimaal 3,5 m%.
In een uitvoeringsvorm wordt het waterstofsulfide omgezet tot elementair zwavel volgens de volgende reacties:
H,S SHS +H* (2)
HS- + = 0, 25 5° + Ho- (3)
In het zoute water zal het zwakke zuur waterstofsulfide dissociëren volgens reactie (2), waarbij kationen (H*) en hydrosulfide anionen (HS) worden gevormd.
In een voorkeursvorm omvatten de zwaveloxiderende bacteriën bacteriën van het genus
Arcobacter, bij voorkeur Candidatus Arcobacter sulfidicus.
Candidatus Arcobacter sulfidicus vormt filamenteus zwavel. Het detoxificerend mechanisme, waarbij een snelle omzetting van sulfide in elementair zwavel plaatsvindt, zal ervoor zorgen dat de zwaveloxiderende bacterie hoge waterstofsulfideconcentraties kan tolereren. Ze scheiden zwavel uit als metabolisch afvalproduct.
In een voorkeursvorm omvat de werkwijze het toevoegen van lucht in het zout water.
In een verdere voorkeursvorm wordt de lucht geïnjecteerd in het zout water. Het injecteren gebeurt middels ten minste één injector. Met de term “lucht” wordt omgevingslucht beoogd omvattende tussen 18 en 22 volumeprocent zuurstofgas, in m3 zuurstofgas per m3 omgevingslucht.
Alternatief kan zuiver zuurstofgas in het zout water geïnjecteerd worden. Met zuiver zuurstofgas wordt zuurstofgas beoogd dat minimaal 95% zuiver is, bij voorkeur minimaal 96% zuiver is, meer bij voorkeur minimaal 97% zuiver is, nog meer bij voorkeur minimaal 98% zuiver is, zelfs nog meer bij voorkeur minimaal 99% zuiver is.
In een uitvoeringsvorm wordt de lucht of het zuiver zuurstofgas geïnjecteerd in het zout water middels fijnbellen beluchting. Bij voorkeur hebben de lucht- of zuurstofbellen een diameter tussen 1 en 2000 um, meer bij voorkeur tussen 10 um en 300 um.
De opgeloste zuurstofconcentratie bedraagt in een uitvoeringsvorm maximaal 0,5 mg/L, bij voorkeur maximaal 0,45 mg/L, nog meer bij voorkeur maximaal 0,4 mg/L, nog meer bij voorkeur maximaal 0,35 mg/L, zelfs nog meer bij voorkeur maximaal 0,3 mg/L, zelfs nog meer bij voorkeur maximaal 0,25 mg/L, en met de meeste voorkeur 0,2 mg/L, uitgedrukt in mg zuurstof per liter zout water, omdat een te hoge zuurstofconcentratie zal zorgen voor overoxidatie van zwavel met vorming van sulfaten, en dit volgens onderstaande reactie:
HS + 20, > S02 + H* (4)
De sulfaten zullen oplossen in het water en zo het water verzuren.
In een alternatieve of verdere voorkeursvorm is de redoxpotentiaal van het zout water gelegen tussen 100 en -400 mV, bij voorkeur gelegen tussen 50 en -300 mV, meer bij voorkeur gelegen tussen 10 en -200 mV, en met de meeste voorkeur gelegen tussen 0 en -100 mV.
In een uitvoeringsvorm wordt een basische oplossing, zoals maar niet gelimiteerd tot natriumhydroxide, toegevoegd aan het zeewater, indien de pH lager wordt dan 6,0.
In een voorkeursvorm is het zout water zeewater. “Zeewater”, zoals gebruikt in de tekst, wordt eender welk water beoogd dat afkomstig is uit zeeën en oceanen. In deze uitvoeringsvorm zijn de zwaveloxiderende bacteriën van nature aanwezig in het zeewater. Dit wil zeggen dat de zwaveloxiderende bacteriën natuurlijk voorkomen in het zeewater.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het ontzwavelen van een gasstroom omvattende waterstofsulfide (H2S).
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting ten minste één cilindrisch vloeistofvat met een hoogte h, geschikt voor het houden van zout water, omvattende: - een gasinlaat gekoppeld middels een fluïdumverbinding aan elk vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 0 en 5% van de hoogte h, - een dragermateriaal voorzien in elk vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 5 en 50% van de hoogte h,
3 BE2022/5643 - een gasuitlaat gekoppeld middels een fluïidumverbinding aan elk vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 90 en 100% van de hoogte h.
Het dragermateriaal heeft als doel om en is geschikt om een groeibodem en houvast te bieden aan de zwaveloxiderende bacteriën in het zout water.
In een voorkeursvorm heeft het dragermateriaal een oppervlakte-tot-volumeverhouding van minstens 500 m2/m3, uitgedrukt in vierkante meter dragermateriaal per kubieke meter dragermateriaal. Bij voorkeur heeft het dragermateriaal een oppervlakte-tot- volumeverhouding van minstens 550 m2/m3, nog meer bij voorkeur minstens 600 m2/m3, zelfs nog meer bij voorkeur minstens 650 m2/m3, zelfs nog meer bij voorkeur minstens 700 m2/m3, zelfs nog meer bij voorkeur minstens 750 m2/m3, en met de meeste voorkeur minstens 800 m2/m3.
In een voorkeursvorm is de hoogte h gelegen tussen 0,50 en 20 meter, bij voorkeur tussen 1,0 en 19 meter, meer bij voorkeur tussen 2,0 en 18 meter, nog meer bij voorkeur tussen 3,0 en 17 meter, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 4,0 en 16 meter en met de meeste voorkeur tussen 4,5 en 15,5 meter.
In een voorkeursvorm heeft het cilindrisch vat een diameter gelegen tussen 100 en 2000 mm, bij voorkeur gelegen tussen 150 en 1500 mm, meer bij voorkeur tussen 200 en 1000, nog meer bij voorkeur tussen 250 en 900 mm, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 300 en 800 mm, en met de meeste voorkeur tussen 350 en 750 mm.
De inrichting is geschikt om het gas via de gasinlaat gelijk te verdelen in het water en over het dragermateriaal waardoor de zwaveloxiderende bacteriën optimaal in contact komen met het gas voor de oxidatie van waterstofsulfide tot elementair zwavel.
De gasinlaat is gekoppeld middels een fluïdumverbinding aan het vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen O en 5% van de hoogte h, bij voorkeur een hoogte gelegen tussen 1 en 5% van de hoogte h.
Het dragermateriaal is voorzien in het vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 5 en 50% van de hoogte h. In een verdere voorkeursvorm is het dragermateriaal aanwezig in het vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 10 en 40% van de hoogte h. Hiermee wordt de hoogte beoogd waar zich de onderkant van het dragermateriaal bevindt.
10 BE2022/5643
Verder strekt het dragermateriaal zich uit in het vloeistofvat over een afstand gelegen tussen 5 en 50% van de hoogte h. In een verdere voorkeursvorm strekt het dragermateriaal zich uit in het vloeistofvat over een afstand gelegen tussen 10 en 50% van de hoogte h. Hiermee wordt de afstand beoogd waarover het dragermateriaal zich uitstrekt vanaf de voornoemde hoogte in de paragraaf hierboven. Met andere woorden is deze afstand de afstand tussen de onderkant van het dragermateriaal en de bovenkant van het dragermateriaal. De bovenkant van het dragermateriaal bevindt zich bijgevolg op een hoogte gelijk aan de voornoemde hoogte vermeerderd met de afstand waarover het dragermateriaal zich uitstrekt.
In een voorkeursvorm bevindt de bovenkant van het dragermateriaal zich op een hoogte gelegen tussen 10 en 90% van de hoogte h, meer bij voorkeur tussen 10 en 80%, nog meer bij voorkeur tussen 10 en 70%, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 10 en 60%.
Het vloeistofvat is gevuld met zout water, waarbij het vloeistofoppervlak zich bij voorkeur op een hoogte van maximaal 95 % van de hoogte h bevindt, meer bij voorkeur maximaal 90% van de hoogte h, nog meer bij voorkeur maximaal 85% van de hoogte h.
In een voorkeursvorm bevindt het vloeistofoppervlak zich op een hoogte van minstens 100% van de hoogte van de bovenkant van het dragermateriaal, nog meer bij voorkeur bevindt het vloeistofoppervlak zich op een hoogte van minstens 105% van de hoogte van de bovenkant van het dragermateriaal, en met de meeste voorkeur bevindt het vloeistofoppervlak zich op een hoogte van minstens 110% van de hoogte van de bovenkant van het dragermateriaal.
In een voorkeursvorm is het vloeistofvat voorzien van ten minste één luchtinjector, geschikt voor het injecteren van lucht of zuurstof in het vat, bij voorkeur is de wand van het vloeistofvat voorzien van ten minste één radiaal middels een fluïdumverbinding gekoppelde luchtinjector. In een verdere voorkeursvorm is de luchtinjector een fiinbellen luchtinjector geschikt voor het injecteren van luchtbellen met een diameter gelegen tussen 1 en 2000 um, bij voorkeur tussen 10 en 300 um.
In een andere uitvoeringsvorm is er ten minste één luchtinjector axiaal op het vat gepositioneerd. In een uitvoeringsvorm is het vloeistofvat voorzien van ten minste twee luchtinjectoren, waarbij de luchtinjectoren radiaal en/of axiaal gekoppeld kunnen zijn.
t1 BE2022/5643
In een verdere voorkeursvorm is het vloeistofvat voorzien van tussen 1 en 5 luchtinjectoren per m3 vloeistofvat. In een nog verdere voorkeursvorm is het vloeistofvat voorzien van 2 luchtinjectoren per m3 vloeistofvat, meer bij voorkeur 3 luchtinjectoren per m3 vloeistofvat.
In een voorkeursvorm is de inrichting voorzien van een recirculatieleiding, geschikt voor het recirculeren van het zout water in het vloeistofvat, waarbij een recirculatieuitlaat gekoppeld is aan het vloeistofvat middels een fluïdumverbinding op een hoogte gelijk aan 0-5% van de hoogte h, en waarbij een recirculatieinlaat gekoppeld is aan het vloeistofvat middels een fluidumverbinding op een hoogte gelijk aan 80-100% van de hoogte h.
De recirculatieleiding is geschikt voor het leiden van zout water en is daartoe voorzien van bijvoorbeeld, maar niet gelimiteerd tot, een pomp, waarbij het zout water omhoog gepompt kan worden.
Met de term “recirculatieuitlaat”, zoals gebruikt in de tekst, wordt het deel van de recirculatieleiding beoogd waar het zoutwater het vloeistofvat verlaat en richting de recirculatieinlaat geleid wordt. Met de term "recirculatieinlaat”, zoals gebruikt in de tekst, wordt het deel van de recirculatieleiding beoogd waar het zoutwater de recirculatieleiding verlaat en in het vloeistofvat geleid wordt. De recirculatieleiding is bijgevolg geschikt voor het leiden van het zout water van de recirculatieuitlaat naar de recirculatieinlaat.
In deze uitvoeringsvorm wordt het zout water dus onderaan het vloeistofvat afgetapt en bovenaan het vloeistofvat terug in het vloeistofvat geleid. Bij voorkeur gebeurt het recirculeren maximaal 3 maal per 48 uur, nog meer bij voorkeur maximaal 2 maal per 48 uur, nog meer bij voorkeur maximaal 1 maal per 48 uur.
In een voorkeursvorm is de inrichting verder voorzien van een vloeistofaflaat gekoppeld middels een fluidumverbinding met elk vloeistofvat, geschikt voor het aflaten van het zout water uit het vloeistofvat. In een verdere voorkeursvorm is de vloeistofaflaat gekoppeld aan het vloeistofvat op een hoogte gelijk aan 0-5% van de hoogte h.
In een andere of verdere uitvoeringsvorm wordt het zout water middels een fluïdumverbinding naar een extern vat geleid. In deze uitvoeringsvorm wordt het zout water uit het extern vat vervolgens gerecirculeerd naar het vloeistofvat.
12 BE2022/5643
In een voorkeursvorm is de inrichting verder voorzien van een of meerdere openingen, voorzien van deuren, in de wand van het vloeistofvat. De gevormde zwavel kan na het aflaten van het zout water uit het vloeistofvat via deze openingen uit het vloeistofvat gehaald worden. Bij voorkeur zijn de openingen mangaten. Met de term “mangat” wordt een opening beoogd die bedoeld is om een persoon toegang te bieden tot het vat.
In een andere of verdere uitvoeringsvorm is het vloeistofvat voorzien van afscheidingsmiddelen geschikt voor het afscheiden van de vaste zwavel, zoals, maar niet gelimiteerd tot een flens.
In een voorkeursvorm omvat de inrichting ten minste twee vloeistofvaten, waarbij de vloeistofvaten in serie gekoppeld middels een fluïdumverbinding zijn, zodat de gasuitlaat van een eerste vloeistofvat gekoppeld is middels een fluidumverbinding aan de gasinlaat van een tweede vloeistofvat stroomafwaarts gelegen van het eerste vloeistofvat.
In een voorkeursvorm omvat de inrichting ten minste twee vloeistofvaten, waarbij de vloeistofvaten in parallel gekoppeld zijn, waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasinlaat, waarbij er een fluïdumverbinding is tussen de hoofgasinlaat en de gasinlaat van elk vloeistofvat, en waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasuitlaat, waarbij er een fluïdumverbinding is tussen de hoofgasuitlaat en de gasuitlaat van elk vloeistofvat.
In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat de inrichting zowel fluïdumverbindingen die de vloeistofvaten parallel koppelen, als fluïdumverbindingen die de vloeistofvaten in serie koppelen. Bij voorkeur zijn hierbij de fluidumverbindingen voorzien van kleppen, zodat een keuze gemaakt kan worden om de vaten parallel of serie te koppelen door de kleppen open en toe te zetten, zoals weergegeven in voorbeeld 2 (figuur 2C).
In een uitvoeringsvorm omvat de inrichting een voedingsstoffeninlaat gekoppeld middels een fluidumverbinding aan het vloeistofvat. In een verdere uitvoeringsvorm is de voedingstoffeninlaat gekoppeld aan het vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 90 en 100% van de hoogte h, bij voorkeur op een hoogte gelegen tussen 95 en 100% van de hoogte h. In een voorkeursvorm is de voedingsstoffeninlaat axiaal gekoppeld middels een fluïidumverbinding aan de bovenkant van het vloeistofvat.
In een voorkeursvorm is de inrichting stroomafwaarts gekoppeld aan een anaerobe vergister. In een voorkeursvorm is de inrichting stroomopwaarts gekoppeld aan een
13 BE2022/5643 warmtekrachtkoppeling. Hierbij is stroomafwaarts en stroomopwaarts gedefinieerd volgens de gasstroom.
Bij voorkeur is een waterstofsulfide-meetsysteem voorzien in de gasinlaat, geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom in de gasinlaat. In een andere of verdere voorkeursvorm is een waterstofsulfide-meetsysteem voorzien in de gasuitlaat, geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom in de gasuitlaat.
Wanneer de inrichting meerdere vloeistofvaten omvat, is elk vloeistofvat voorzien van een gasinlaat en een gasuitlaat. In een uitvoeringsvorm kan elke gasinlaat en/of gasuitlaat voorzien zijn van een waterstofsulfide-meetsysteem. Alsook kan in het geval van een parallelle koppeling, de hoofdgasuitlaat en/of hoofdgasinlaat voorzien zijn van een waterstofsulfide-meetsysteem.
Wanneer de inrichting meerdere vloeistofvaten omvat, kan de inrichting voorzien zijn van een extern vat, waarbij het extern vat in fluïdumverbinding staat met de vloeistofvaten, zodat het zout water middels een fluïdumverbinding naar het extern vat geleid kan worden. In deze uitvoeringsvorm wordt het zout water uit het extern vat vervolgens gerecirculeerd naar en verdeeld over de meerdere vloeistofvaten.
In een derde aspect betreft de uitvinding een kit voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S), de kit omvattende: - een inrichting volgens het tweede aspect van de uitvinding, en - Zout water omvattende zwaveloxiderende bacteriën, waarbij het zout water een geleidbaarheid van minimaal 20 mS/cm bezit, en waarbij de zwaveloxiderende bacteriën geschikt zijn om H2S te oxideren tot vast zwavel (S).
Mest of digestaat
In een andere bijzondere uitvoeringsvorm volgens het eerste aspect van de uitvinding wordt de gasstroom omvattende waterstofsulfide (H2S) in contact gebracht met mest of digestaat omvattende zwavelhoudende bacteriën, waarbij de zwaveloxiderende bacteriën H2S oxideren tot vast zwavel (S).
Onder mest worden dierlijke uitwerpselen verstaan, waaronder maar niet gelimiteerd tot stalmest, kippenmest, paardenmest, koeienmest, varkensmest, wormenmest, of een combinatie hiervan. Bij voorkeur is de mest koeienmest of varkensmest.
14 BE2022/5643
Onder digestaat wordt de vloeibare fractie verstaan die overblijft na anaerobe vergisting van organisch materiaal, zoals bijvoorbeeld maar niet gelimiteerd tot mest, rioolslib, actief slib, GFT-afval, gras, maïs, of glycerine. In een bijzondere voorkeursvorm is digestaat afkomstig van een anaerobe vergisting van mest.
In een voorkeursvorm bezit de mest of het digestaat een drogestofgehalte van minstens kg/ton, bij voorkeur minstens 15 kg/ton, meer bij voorkeur minstens 20 kg/ton, nog meer bij voorkeur 25 kg/ton, zelfs nog meer bij voorkeur 30 kg/ton, uitgedrukt in kg droge stof per ton mest of digestaat. 10
Het drogestofgehalte is de massa aan droge stof van de mest of het digestaat gedeeld door de totale massa van de mest of het digestaat.
In een uitvoeringsvorm wordt de gasstroom in contact gebracht met de mest of het digestaat in een afgesloten vat of kamer voorzien van de mest of het digestaat. Bij voorkeur is het vat of de kamer een kolom, meer bepaald een cilindrische kolom.
In een verdere uitvoeringsvorm is het vat of de kamer voorzien van een dragermateriaal. In een voorkeursvorm is de mest of het digestaat aanwezig op het dragermateriaal. In een uitvoeringsvorm is het dragermateriaal ondergedompeld in de mest of het digestaat, waardoor de mest of het digestaat aanwezig is op het dragermateriaal.
Het dragermateriaal heeft bij voorkeur een net-structuur, In een voorkeursvorm is het dragermateriaal een net dat opgehangen is in het vat of de kamer.
In een voorkeursvorm omvat het dragermateriaal draden met een draaddikte gelegen tussen 0,1 en 5 mm, bij voorkeur gelegen tussen 0,5 en 4 mm, meer bij voorkeur gelegen tussen 0,75 en 3 mm, en met de meeste voorkeur gelegen tussen 1 en 2 mm.
In een voorkeursvorm omvat het dragermateriaal mazen met een maasgrootte gelegen tussen 0,1 en 5 cm, bij voorkeur gelegen tussen 0,5 en 4 cm, meer bij voorkeur gelegen tussen 1 en 3 cm, en met de meeste voorkeur gelegen tussen 1,5 en 2,5 cm.
In een voorkeursvorm omvat de werkwijze het toevoegen van voedingsstoffen aan het vat of de kamer. Zowel anorganische voedingsstoffen, bijvoorbeeld maar niet gelimiteerd tot nitraten en/of fosfaten, als organische voedingsstoffen, zoals koolhydraten, met als niet-limitatief voorbeeld glucose, eiwitten, vetten en/of vitamines kunnen toegevoegd worden. Bij voorkeur worden organische en anorganische voedingsstoffen toegevoegd aan het vat. De organische voedingsstof met voorkeur is glucose. De anorganische voedingsstoffen zijn bij voorkeur gekozen uit: anorganische stikstofverbindingen, anorganische koolstofverbindingen, anorganische fosforverbindingen, of een combinatie ervan.
In een uitvoeringsvorm wordt het waterstofsulfide omgezet tot elementair zwavel volgens de volgende reacties:
H,S+HO > HS” +H,0 (5)
HS- + = 0, 25 s° + HO- (6)
In een uitvoeringsvorm wordt een basische oplossing, zoals maar niet gelimiteerd tot natriumhydroxide, toegevoegd aan het vat of de kamer zodat reactie (5) doorgaat. Bij voorkeur is de pH in de reactor waar de omzetting van waterstofsulfide tot elementair zwavel doorgaat, groter dan 6.
In een voorkeursvorm omvatten de zwaveloxiderende bacteriën bacteriën van het genus
Thiobacillus. Dit zijn voordelig chemolithotrofen.
In een voorkeursvorm zijn de zwaveloxiderende bacteriën van nature aanwezig in de mest of het digestaat. Dit wil zeggen dat de zwaveloxiderende bacteriën natuurlijk voorkomen in het de mest of digestaat.
In een voorkeursvorm omvat de werkwijze het toevoegen van lucht aan het vat of de kamer. In een verdere voorkeursvorm wordt de lucht geïnjecteerd in het vat of de kamer. Het injecteren gebeurt middels ten minste één injector. Met de term “lucht” wordt omgevingslucht beoogd omvattende tussen 18 en 22 volume®% zuurstofgas.
Alternatief kan zuiver zuurstofgas in het vat geïnjecteerd worden. Met zuiver zuurstofgas wordt zuurstofgas beoogd dat minimaal 95% zuiver is, bij voorkeur minimaal 96% zuiver is, meer bij voorkeur minimaal 97% zuiver is, nog meer bij voorkeur minimaal 98% zuiver is, zelfs nog meer bij voorkeur minimaal 99% zuiver is.
In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het ontzwavelen van een gasstroom omvattende waterstofsulfide (H2S).
16 BE2022/5643
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm omvat de inrichting ten minste één cilindrisch vat met een hoogte h omvattende: - een gasinlaat gekoppeld middels een fluïidumverbinding aan elk vat op een hoogte gelegen tussen 0 en 5% van de hoogte h, - een net, verwijderbaar opgehangen in elk vat, - een gasuitlaat gekoppeld middels een fluidumverbinding aan elk vat op een hoogte gelegen tussen 90 en 100% van de hoogte h.
Het net heeft als doel om en is geschikt om een groeibodem en houvast te bieden aan de zwaveloxiderende bacteriën in de mest of het digestaat. Eveneens dient het net als afzetbodem voor de geproduceerde zwavel. Het net kan uit het vat verwijderd worden om de zwavel dat afgezet is, te recupereren.
In een voorkeursvorm is de hoogte h gelegen tussen 0,50 en 20 meter, bij voorkeur tussen 1,0 en 19,0 meter, meer bij voorkeur tussen 2,0 en 18,0 meter, nog meer bij voorkeur tussen 3,0 en 17,0 meter, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 4,0 en 16,0 meter en met de meeste voorkeur tussen 4,5 en 15,5 meter.
In een voorkeursvorm heeft het cilindrisch vat een diameter gelegen tussen 100 en 2000 mm, bij voorkeur gelegen tussen 150 en 1500 mm, meer bij voorkeur tussen 200 en 1000, nog meer bij voorkeur tussen 250 en 900 mm, zelfs nog meer bij voorkeur tussen 300 en 800 mm, en met de meeste voorkeur tussen 350 en 750 mm.
In een voorkeursvorm neemt het net tussen 40 en 100% van het volume van het vat in, bij voorkeur tussen 45 en 95% van het volume van het vat, meer bij voorkeur tussen 50 en 90% van het volume van het vat, nog meer bij voorkeur tussen 55 en 85% van het volume van het vat, en met de meeste voorkeur tussen 60 en 80% van het volume van het vat.
In een uitvoeringsvorm is de verhouding tussen de oppervlakte van het net en het volume van het vat gelegen tussen 500 en 3000 m2/m3, uitgedrukt in oppervlakte (m?) van het net per volume van het vat (m3), meer bij voorkeur tussen 750 en 2750 m2/m3, nog meer bij voorkeur tussen 1000 en 2500 m2/m3, nog meer bij voorkeur tussen 1250 en 2250 m2/m3.
De inrichting is geschikt om het gas via de gasinlaat gelijk te verdelen in het vat en over het net waardoor de zwaveloxiderende bacteriën optimaal in contact komen met het gas voor de oxidatie van waterstofsulfide tot elementair zwavel.
7 BE2022/5643
De gasinlaat is gekoppeld middels een fluidumverbinding aan het vat op een hoogte gelegen tussen 0 en 5% van de hoogte h, bij voorkeur een hoogte gelegen tussen 1 en 5% van de hoogte h.
Het net heeft in opgehangen toestand een bovenkant en een onderkant. De bovenkant van het net is voorzien in het vat op een hoogte gelegen tussen 60 en 100% van de hoogte h, bij voorkeur tussen 70 en 95% van de hoogte h, meer bij voorkeur tussen 80 en 93% van de hoogte h, nog meer bij voorkeur tussen 87 en 93% van de hoogte h.
De onderkant van het net is voorzien in het vat op een hoogte gelegen tussen 0 en 20% van de hoogte h, bij voorkeur tussen 1 en 15% van de hoogte h, meer bij voorkeur tussen 1 en 10% van de hoogte h, nog meer bij voorkeur tussen 3 en 7% van de hoogte h.
In een verdere voorkeursvorm is het net aanwezig in het vat over een hoogte gelegen tussen 40 en 100% van de hoogte h, bij voorkeur tussen 55 en 95% van de hoogte h, meer bij voorkeur tussen 60 en 90% van de hoogte h, nog meer bij voorkeur tussen 65 en 90% van de hoogte h, en met de meeste voorkeur tussen 70 en 90% van de hoogte h.
In een voorkeursvorm is het vat voorzien van ten minste één luchtinjector, geschikt voor het injecteren van lucht of zuurstof in het vat, bij voorkeur is de wand van het vat voorzien van ten minste één radiaal middels een fluïdumverbinding gekoppelde luchtinjector.
In een andere uitvoeringsvorm is er ten minste één luchtinjector axiaal op het vat gepositioneerd. In een uitvoeringsvorm is het vloeistofvat voorzien van ten minste twee luchtinjectoren, waarbij de luchtinjectoren radiaal en/of axiaal gekoppeld kunnen zijn.
In een uitvoeringsvorm is de inrichting voorzien van een afdruipbak geschikt voor het opvangen van afdruipende mest of digestaat van het net. Bij voorkeur bevindt de afdruipbak zich onder de onderkant van het net.
In een voorkeursvorm is de inrichting voorzien van een recirculatieleiding, geschikt voor het recirculeren van de mest of het digestaat in de afdruipbak, waarbij de recirculatieuitlaat gekoppeld is aan de afdruipbak middels een fluidumverbinding, en waarbij de recirculatieinlaat gekoppeld is aan het vat middels een fluïdumverbinding op een hoogte gelijk aan 80-100% van de hoogte h. De recirculatieinlaat bevindt zich bij voorkeur boven de bovenkant van het net.
18 BE2022/5643
De recirculatieleiding is geschikt voor het leiden van de mest of het digestaat en is daartoe voorzien van bijvoorbeeld, maar niet gelimiteerd tot, een pomp, waarbij de mest of het digestaat omhoog gepompt kan worden.
Met de term “recirculatieuitlaat”, zoals gebruikt in de tekst, wordt het deel van de recirculatieleiding beoogd waar de mest of het digestaat het vat verlaat en richting de recirculatieinlaat geleid wordt. Met de term “recirculatieinlaat”, zoals gebruikt in de tekst, wordt het deel van de recirculatieleiding beoogd waar de mest of het digestaat de recirculatieleiding verlaat en in het vat geleid wordt. De recirculatieleiding is bijgevolg geschikt voor het leiden van de mest of het digestaat van de recirculatieuitlaat naar de recirculatieinlaat.
In deze uitvoeringsvorm wordt de opgevangen mest of het opgevangen digestaat dus onderaan het vat uit de afdruipbak afgetapt en bovenaan het vat terug in het vat geleid.
Bij voorkeur gebeurt het recirculeren maximaal 3 maal per 48 uur, nog meer bij voorkeur maximaal 2 maal per 48 uur, nog meer bij voorkeur maximaal 1 maal per 48 uur.
In een andere of verdere uitvoeringsvorm wordt de afgedrupte mest of digestaat na het opvangen middels een fluidumverbinding naar een extern vat geleid. In deze uitvoeringsvorm wordt de mest of het digestaat uit het extern vat vervolgens gerecirculeerd naar het vat, omvattende het net.
In een voorkeursvorm is de inrichting verder voorzien van een vloeistofaflaat gekoppeld middels een fluidumverbinding met elk vat, geschikt voor het aflaten van de vloeibare mest of digestaat uit het vat. In een verdere voorkeursvorm is de vloeistofaflaat gekoppeld aan het vat op een hoogte gelijk aan 0-5% van de hoogte h.
In een voorkeursvorm is de inrichting verder voorzien van een of meerdere openingen, voorzien van deuren, in de wand van het vat. De gevormde zwavel kan via deze openingen uit het vat gehaald worden. Bij voorkeur zijn de openingen mangaten.
In een andere of verdere uitvoeringsvorm is het vat voorzien van afscheidingsmiddelen geschikt voor het afscheiden van de vaste zwavel, zoals, maar niet gelimiteerd tot een flens.
In een voorkeursvorm omvat de inrichting ten minste twee vaten, waarbij de vaten in serie gekoppeld middels een fluïidumverbinding zijn, zodat de gasuitlaat van een eerste
19 BE2022/5643 vat gekoppeld is middels een fluïdumverbinding is aan de gasinlaat van een tweede vat stroomafwaarts gelegen van het eerste vat.
In een voorkeursvorm omvat de inrichting ten minste twee vaten, waarbij de vaten in parallel gekoppeld zijn, waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasinlaat, waarbij er een fluïdumverbinding is tussen de hoofgasinlaat en de gasinlaat van elk vat, en waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasuitlaat, waarbij er een fluïdumverbinding is tussen de hoofgasuitlaat en de gasuitlaat van elk vat.
In een alternatieve uitvoeringsvorm omvat de inrichting zowel fluidumverbindingen die de vaten parallel koppelen, als fluïidumverbindingen die de vaten in serie koppelen. Bij voorkeur zijn hierbij de fluidumverbindingen voorzien van kleppen, zodat een keuze gemaakt kan worden om de vaten parallel of serie te koppelen door de kleppen open en toe te zetten, zoals weergegeven in voorbeeld 4 (figuur 4C).
In een uitvoeringsvorm omvat de inrichting een voedingsstoffeninlaat gekoppeld middels een fluïdumverbinding aan het vat. In een verdere uitvoeringsvorm is de voedingstoffeninlaat gekoppeld aan het vat op een hoogte gelegen tussen 90 en 100% van de hoogte h, bij voorkeur op een hoogte gelegen tussen 95 en 100% van de hoogte h. In een voorkeursvorm is de voedingsstoffeninlaat axiaal gekoppeld middels een fluïdumverbinding aan de bovenkant van het vat.
In een voorkeursvorm is de inrichting stroomafwaarts gekoppeld aan een anaerobe vergister. In een voorkeursvorm is de inrichting stroomopwaarts gekoppeld aan een warmtekrachtkoppeling. Hierbij is stroomafwaarts en stroomopwaarts gedefinieerd volgens de gasstroom.
Bij voorkeur is een waterstofsulfide-meetsysteem voorzien in de gasinlaat, geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom in de gasinlaat. In een andere of verdere voorkeursvorm is een waterstofsulfide-meetsysteem voorzien in de gasuitlaat, geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom in de gasuitlaat.
Wanneer de inrichting meerdere vaten omvat, is elk vat voorzien van een gasinlaat en een gasuitlaat. In een uitvoeringsvorm kan elke gasinlaat en/of gasuitlaat voorzien zijn van een waterstofsulfide-meetsysteem. Alsook kan in het geval van een parallelle koppeling, de hoofdgasuitlaat en/of hoofdgasinlaat voorzien zijn van een waterstofsulfide-meetsysteem.
20 BE2022/5643
Wanneer de inrichting meerdere vaten omvat, kan de inrichting voorzien zijn van een extern vat, waarbij het extern vat in fluidumverbinding staat met de afdruipbakken van de vaten, zodat de afgedrupte mest of digestaat na het opvangen middels een fluïdumverbinding naar het extern vat geleid kan worden. In deze uitvoeringsvorm wordt de mest of het digestaat uit het extern vat vervolgens gerecirculeerd naar en verdeeld over de meerdere vaten.
In een derde aspect betreft de uitvinding een kit voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S) omvattende: - een inrichting volgens het tweede aspect van de uitvinding, en - mest of digestaat omvattende zwaveloxiderende bacteriën, waarbij de mest of het digestaat een drogestofgehalte van minstens 10 kg/ton, bij voorkeur minstens 15 kg/ton, meer bij voorkeur minstens 20 kg/ton, nog meer bij voorkeur 25 kg/ton, zelfs nog meer bij voorkeur 30 kg/ton, uitgedrukt in kg droge stof per ton mest of digestaat, bezit, en waarbij de zwaveloxiderende bacteriën geschikt zijn om HzS te oxideren tot vast zwavel (S).
In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.
VOORBEELDEN EN FIGUURBESCHRIJVING
Voorbeeld 1 betreft een werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S), waarbij het biogas in contact gebracht wordt met zout water, zoals weergegeven in figuur 1.
Voorbeeld 2 betreft een werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S) in sequentiële of in parallelle vaten, waarbij het biogas in contact gebracht wordt met zout water, zoals weergegeven in figuren 2A, 2B en 2C.
Voorbeeld 3 betreft een werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S), waarbij het biogas in contact gebracht wordt met mest of digestaat, zoals weergegeven in figuur 3.
Voorbeeld 4 betreft een werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S) in sequentiële of in parallelle vaten, waarbij het biogas in contact gebracht wordt met mest of digestaat, zoals weergegeven in figuren 4A, 4B en 4C.
Figuur 1
Een cilindrisch vat (1) is voorzien van een gasinlaat (2) in het onderste deel van het vat (1), langs waar een (bio)gasstroom (4) het vat (1) binnenkomt. In het geval van biogas, is het biogas afkomstig van een anaerobe vergister. De gasinlaat (2) is radiaal gekoppeld aan de wand (11) van het vat op een hoogte A verwijderd van de bodem van het vat (10), waarbij A gelijk is aan 0-5% van he hoogte h van het vat.
Verder is het cilindrisch vat (1) voorzien van een biogasuitlaat (3), langs waar een ontzwavelde (bio)gasstroom (5) het vat (1) verlaat. De gasuitlaat (3) is radiaal gekoppeld aan de wand van het vat (11) op een hoogte B verwijderd van de bodem van het vat (10), waarbij B groter of gelijk is aan 90% van de totale hoogte van het vat h.
Het vat (1) is tot op een bepaalde hoogte C gevuld met zout water (6) met een geleidbaarheid van minstens 20 mS/cm. Het zout water (6) is voorzien van Candidatus
Arcobacter sulfidicus die waterstofsulfide omzet in elementair zwavel.
De elementaire zwavel dat gevormd is, kan verwijderd worden via mangaten (30) die in de wand van het cilindrisch vat voorzien zijn. De zwavel kan eveneens via een flens (31) bovenaan het vat verwijderd worden.
Het cilindrisch vat (1) is verder voorzien van een vloeistofaflaat (8), waarlangs het zout water uit het vat (1) verwijderd kan worden. De vloeistofaflaat (8) kan geregeld worden middels een klep (7).
In het vat is een dragermateriaal (9) aanwezig op een hoogte D verwijderd van de bodem van het vat (10), waarbij D gelijk is aan minimaal 5% van de totale hoogte van het vat h, en waarbij D groter is dan A. Op deze hoogte D rust het dragermateriaal (9) op een net (22).
Het vat (1) is eveneens voorzien van luchtinjectors (12) waarlangs het zout water (6) belucht wordt met omgevingslucht of zuiver zuurstofgas.
Een waterstofsulfide-meetsysteem (13) is voorzien in de gasinlaat (4), geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom voorafgaand aan het ontzwavelen.
Er is eveneens een waterstofsulfide-meetsysteem (14) voorzien in de gasuitlaat (5), geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom na het ontzwavelen.
22 BE2022/5643
Er is eveneens een recirculatieleiding (15a) voor het recirculeren van het zout water (6) in het vat (1), waarbij de recirculatieuitlaat (16a) radiaal gekoppeld is aan de wand (11) van het vat middels een fluïdumverbinding op een hoogte E kleiner dan D, en waarbij de recirculatieinlaat (17a) radiaal gekoppeld is aan het vloeistofvat (1) middels een fluïdumverbinding op een hoogte F. Het zoutwater (6) wordt via de recirculatieuitlaat (16a) onderaan het vat naar de recirculatieinlaat (17a) geleid bovenaan het vat.
Een voedingsstoffeninlaat (18) is axiaal gekoppeld middels een fluïdumverbinding aan de bovenkant het vat (20), waar langs voedingsstoffen (19) toegevoegd worden aan het vat (1).
Verder is het vat voorzien van een hogedruk ventiel (23) op de bovenkant van het vat (20). De biogasstroom (4) die het vat binnengaat kan geregeld worden aan de hand van een klep (21) in de inlaat (2).
Figuur 2A, 2B en 2C
Figuur 2A toont een uitvoeringsvorm waarin de inrichting drie vaten (1) volgens voorbeeld 1 (figuur 1) omvat, waarbij de vaten in serie gekoppeld middels fluïdumverbindingen (101), zodat de gasuitlaat (3) van een eerste vat (13) gekoppeld is middels een fluïdumverbinding (101) aan de gasinlaat (2) van een tweede vat (1b) stroomafwaarts gelegen van het eerste vat (la), en zodat de gasuitlaat (3) van het tweede vat (1b) gekoppeld is middels een fluïdumverbinding (101) aan de gasinlaat (2) van een derde vat (1c) stroomafwaarts gelegen van het tweede vat (1b).
Figuur 2B toont een uitvoeringsvorm waarin de inrichting drie vaten (1) omvat, waarbij de vaten in parallel gekoppeld zijn, waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasinlaat (102), waarbij er een fluïdumverbinding (103) is tussen de hoofgasinlaat (102) en de gasinlaat (2) van elk vat (1), en waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasuitlaat (104), waarbij er een fluïdumverbinding (105) is tussen de hoofgasuitlaat (104) en de gasuitlaat (3) van elk vloeistofvat (1).
Figuur 2C toont een uitvoeringsvorm waarin de inrichting drie vaten (1) omvat, die zowel in serie als in parallel gekoppeld zijn, en waarbij door middel van kleppen een pad gekozen kan worden om de vaten in serie of in parallel te laten werken. De inrichting is voorzien van kleppen (201, 202, 203, 204, 205) op de fluïdumverbindingen die de vaten verbinden. Indien kleppen 2014, 201b en 203 gesloten worden, zal de inrichting in parallel werken. Indien kleppen 202a, 202b, 204a, 204b en 203 gesloten worden, zal de inrichting in serie werken. Indien kleppen 201(a,b), 202(a,b), 204(a,b) en 205 gesloten worden, zal de gasstroom niet door de vaten gaan en niet ontzwaveld worden.
Figuur 3
Een cilindrisch vat (1) is voorzien van een gasinlaat (2) in het onderste deel van het vat (1), langs waar een (bio)gasstroom (4) het vat (1) binnenkomt. In het geval van biogas, is het biogas afkomstig van een anaerobe vergister. De gasinlaat (2) is radiaal gekoppeld aan de wand (11) van het vat op een hoogte A verwijderd van de bodem van het vat (10), waarbij A gelijk is aan 0-5% van de hoogte h van het vat.
Verder is het cilindrisch vat (1) voorzien van een biogasuitlaat (3), langs waar een ontzwavelde (bio)gasstroom (5) het vat (1) verlaat. De gasuitlaat (3) is radiaal gekoppeld aan de wand van het vat (11) op een hoogte B verwijderd van de onderkant van het vat (10), waarbij B groter of gelijk is aan 90% van de totale hoogte van het vat h.
Het vat (1) is over een bepaalde hoogte G gevuld met een net (24) gedrenkt in digestaat of mest (25). De mest of het digestaat (25) is van nature voorzien van Thiobacillus die waterstofsulfide omzetten in elementair zwavel. De elementaire zwavel wordt afgezet op het net (24). Het net is opgehangen aan een of meerdere ophangpunten (26).
De elementaire zwavel dat gevormd is, kan verwijderd worden via mangaten (30) die in de wand van het cilindrisch vat voorzien zijn. Het net (24) en dus de aangehechte zwavel kan eveneens via een flens (31) bovenaan het vat verwijderd worden.
Het cilindrisch vat (1) is verder voorzien van een vloeistofaflaat (8), waarlangs de vloeibare stromen zoals vloeibare mest of digestaat uit het vat (1) verwijderd kunnen worden. De vloeistofaflaat (8) kan geregeld worden middels een klep (7).
De onderkant van het net (27) rust op een draagnet (22) en is een hoogte H verwijderd van de bodem van het vat (10), waarbij H gelijk is aan minimaal 5% van de totale hoogte van het vat h, en waarbij H groter is dan A.
Het vat (1) is eveneens voorzien van luchtinjectors (12) waarlangs het vat (1) belucht wordt met omgevingslucht of zuiver zuurstofgas.
Een waterstofsulfide-meetsysteem (13) is voorzien in de gasinlaat (4), geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid HzS in de gasstroom voorafgaand aan het ontzwavelen.
Er is eveneens een waterstofsulfide-meetsysteem (14) voorzien in de gasuitlaat (5), geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid H2S in de gasstroom na het ontzwavelen.
24 BE2022/5643
Het vat (1) is voorzien van een afdruipbak (28) onderaan het vat (1) geschikt voor het opvangen van afdruipende mest of digestaat van het net. De afdruipbak (28) is de ruimte voorzien tussen de bodem van het vat (10) en de onderkant van het net (27).
Er is eveneens een recirculatieleiding (15b) voor het recirculeren van mest of digestaat in de afdruipbak (28) in het vat (1), waarbij de recirculatieuitlaat (16b) radiaal gekoppeld is aan de wand (11) van het vat middels een fluïidumverbinding op een hoogte
E kleiner dan H, en waarbij de recirculatieinlaat (17b) radiaal gekoppeld is aan het vat (1) middels een fluidumverbinding op een hoogte F. De mest wordt via de recirculatieuitlaat (16b) onderaan het vat naar de recirculatieinlaat (17b) geleid bovenaan het vat.
Een voedingsstoffeninlaat (18) is axiaal gekoppeld middels een fluïdumverbinding aan de bovenkant het vat (20), waarlangs voedingsstoffen (19) toegevoegd worden aan het vat (1).
Verder is het vat voorzien van een hogedruk ventiel (23) op de bovenkant van het vat (20). De biogasstroom (4) die het vat binnengaat, kan geregeld worden aan de hand van een klep (21) ter hoogte van de inlaat (2).
Figuur 4A, 4B en 4C
Figuur 4A toont een uitvoeringsvorm waarin de inrichting drie vaten (1) volgens voorbeeld 3 (figuur 3) omvat, waarbij de vaten in serie gekoppeld middels fluïdumverbindingen (101), zodat de gasuitlaat (3) van een eerste vat (13) gekoppeld is middels een fluïdumverbinding (101) aan de gasinlaat (2) van een tweede vat (1b) stroomafwaarts gelegen van het eerste vat (la), en zodat de gasuitlaat (3) van het tweede vat (1b) gekoppeld is middels een fluïdumverbinding (101) aan de gasinlaat (2) van een derde vat (1c) stroomafwaarts gelegen van het tweede vat (1b).
Figuur 4B toont een uitvoeringsvorm waarin de inrichting drie vaten (1) omvat, waarbij de vaten in parallel gekoppeld zijn, waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasinlaat (102), waarbij er een fluïdumverbinding (103) is tussen de hoofgasinlaat (102) en de gasinlaat (2) van elk vat (1), en waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasuitlaat (104), waarbij er een fluïdumverbinding (105) is tussen de hoofgasuitlaat (104) en de gasuitlaat (3) van elk vat (1).
Figuur 4C toont een uitvoeringsvorm waarin de inrichting drie vaten (1) omvat, die zowel in serie als in parallel gekoppeld zijn, en waarbij door middel van kleppen een pad gekozen kan worden om de vaten in serie of in parallel te laten werken. De inrichting is voorzien van kleppen (201,202,203) op de fluïdumverbindingen die de vaten verbinden.
25 BE2022/5643
Indien kleppen 201a, 201b en 203 gesloten worden, zal de inrichting in parallel werken.
Indien kleppen 202a, 202b, 2043, 204b en 203 gesloten worden, zal de inrichting in serie werken. Indien kleppen 201(a,b), 202(a,b), 204(a,b) en 205 gesloten worden, zal de gasstroom niet door de vaten gaan en niet ontzwaveld worden.
Figuur 5
Voorbeeld 5 betreft een werkwijze en inrichting voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S), waarbij het biogas in contact gebracht wordt zowel met zout water als met een mest of digestaat, zoals weergegeven in figuur 5.
De inrichting is voorzien van twee cilindrische vaten (301 en 301”), waarbij elk vat (301, 301”) voorzien is van een gasinlaat (302, 302’) in het onderste deel van het vat (301, 301”), langs waar een gasstroom (304, 305) het vat (301, 301”) binnenkomt. Verder zijn de cilindrisch vaten (301, 301”) voorzien van een gasuitlaat (303, 303’), langs waar een gasstroom (305, 305”) het vat (301, 301”) kan verlaten.
Het eerste vat (301) en diens onderdelen zijn overeenkomstig met voorbeeld 1 (figuur 1). Het tweede vat (301”) en diens onderdelen zijn overeenkomstig met voorbeeld 3 (figuur 3).
De inkomende (bio)gasstroom (304) komt het eerste vat (301) binnen via de gasinlaat (302). In het geval van biogas, is het biogas afkomstig van een anaerobe vergister. Een eerste maal ontzwavelde gasstroom (305) verlaat het eerste vat (301) bovenaan het vat via de gasuitlaat (303).
Het eerste vat (301) en het tweede vat (301”) zijn in serie gekoppeld middels een fluïdumverbinding (306), zodat de gasuitlaat (303) van een eerste vat (301) gekoppeld is middels een fluïdumverbinding (306) aan de gasinlaat (302) van een tweede vat (301”) stroomafwaarts gelegen van het eerste vat (301). De eerste maal ontzwavelde gasstroom (305) komt het tweede vat (301) binnen via de gasinlaat (302). Een tweemaal ontzwavelde gasstroom (305) verlaat de inrichting via de gasuitlaat (303) van het tweede vat (301).
Deze inrichting is voordelig daar een gasstroom met een hoge concentratie aan waterstofsulfide eerst door een kolom met zout water gestuurd kan worden, waar de
Arcobacter de hoge concentratie aan waterstofsulfide efficiënt kan omzetten door de hoge tolerantie en substraataffiniteit. Daarna wordt de gasstroom met een verlaagde
26 BE2022/5643 waterstofsulfideconcentratie door de mest of het digestaat gestuurd waarin Thiobacillus de lagere waterstofsulfideconcentratie efficiënt kan omzetten.
Het is duidelijk dat de uitvinding niet gelimiteerd is tot een inrichting omvattende één vat volgens voorbeeld 1 en één vat volgens voorbeeld 3. De uitvinding omvat eveneens inrichtingen omvattende één of meerdere van deze vaten en in eender welke volgorde.
In de uitvoeringsvormen weergegeven in voorbeelden 1 tot en met 5 zijn de verschillende in- en uitlaten (zoals gasinlaat, gasuitlaat, recirculatieinlaat, recirculatieuitlaat, luchtinjectoren) weergegeven als radiale in- en uitlaten. Het is duidelijk dat de uitvinding niet gelimiteerd is tot radiaal gepositioneerde in- en uitlaten en dat de uitvinding eveneens inrichtingen omvat waarbij één of meerdere in- en/of uitlaten axiaal op het vat gepositioneerd is.
Claims (15)
1. Een werkwijze voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S), waarbij het biogas in contact gebracht wordt met zout water omvattende zwaveloxiderende bacteriën, waarbij het zout water een geleidbaarheid van minimaal 20 mS/cm bezit, en waarbij de zwaveloxiderende bacteriën H2S oxideren tot vast zwavel (S).
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het zout water zeewater is.
3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de werkwijze doorgaat op een temperatuur gelegen tussen 25 en 45°C.
4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de relatieve vochtigheid van het biogas voorafgaand aan het in contact brengen met zout water minstens 75% bedraagt gemeten bij 50-60°C en 1113 mbar absolute druk, bij voorkeur bedraagt de relatieve vochtigheid minstens 80%.
5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het zout water een minimaal zoutgehalte van 1,8 m% bezit.
6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de zwaveloxiderende bacteriën bacteriën van het genus Arcobacter omvatten, bij voorkeur Arcobacter sulfidicus.
7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij lucht geïnjecteerd wordt in het zout water.
8. Een inrichting voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S) omvattende ten minste één cilindrisch vloeistofvat met een hoogte h, geschikt voor het houden van zout water, omvattende: - een gasinlaat gekoppeld middels een fluidumverbinding aan elk vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 0 en 5% van de hoogte h, - een dragermateriaal voorzien in het vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 5 en 50% van de hoogte h, - een gasuitlaat gekoppeld middels een fluidumverbinding aan elk vloeistofvat op een hoogte gelegen tussen 90 en 100% van de hoogte h.
9. Inrichting volgens een van de conclusies 8, waarbij het vloeistofvat voorzien is van ten minste één luchtinjector, geschikt voor het injecteren van lucht of zuurstof in het vat, bij voorkeur is de wand van het vloeistofvat voorzien van ten minste één radiaal gekoppelde luchtinjector.
10. Inrichting volgens een van de conclusies 8 of 9, waarbij de inrichting voorzien is van een recirculatieleiding, geschikt voor het recirculeren van het zout water in het vloeistofvat, waarbij de recirculatieuitlaat gekoppeld is aan het vloeistofvat middels een fluïdumverbinding op een hoogte gelijk aan 0-5% van de hoogte h,
28 BE2022/5643 en waarbij de recirculatieinlaat gekoppeld is aan het vloeistofvat middels een fluidumverbinding op een hoogte gelijk aan 80-100% van de hoogte h.
11. Inrichting volgens een van de conclusies 8-10, waarbij de inrichting ten minste twee vloeistofvaten omvat, waarbij de vloeistofvaten in serie gekoppeld middels een fluïdumverbinding zijn, zodat de gasuitlaat van een eerste vloeistofvat gekoppeld is middels een fluidumverbinding is aan de gasinlaat van een tweede vloeistofvat stroomafwaarts gelegen van het eerste vloeistofvat.
12. Inrichting volgens een van de conclusies 8-10, waarbij de inrichting ten minste twee vloeistofvaten omvat, waarbij de vloeistofvaten in parallel gekoppeld zijn, waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasinlaat, waarbij er een fluidumverbinding is tussen de hoofgasinlaat en de gasinlaat van elk vloeistofvat, en waarbij de inrichting voorzien is van een hoofdgasuitlaat, waarbij er een fluidumverbinding is tussen de hoofgasuitlaat en de gasuitlaat van elk vloeistofvat.
13.Inrichting volgens een van de conclusies 8-12, waarbij de inrichting stroomafwaarts gekoppeld is aan een anaerobe vergister.
14.Inrichting volgens een van de conclusies 8-13, waarbij de inrichting stroomopwaarts gekoppeld is aan een warmtekrachtkoppeling.
15. Een kit voor het ontzwavelen van een biogas omvattende waterstofsulfide (H2S) omvattende: - een inrichting volgens één van de conclusies 8-14, en - zout water omvattende zwaveloxiderende bacteriën, waarbij het zout water een geleidbaarheid van minimaal 20 mS/cm bezit, en waarbij de zwaveloxiderende bacteriën geschikt zijn om H2S te oxideren tot vast zwavel
(S).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20225643A BE1030785B1 (nl) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | Werkwijze voor het ontzwavelen van biogas en inrichting daartoe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20225643A BE1030785B1 (nl) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | Werkwijze voor het ontzwavelen van biogas en inrichting daartoe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1030785A1 BE1030785A1 (nl) | 2024-03-12 |
| BE1030785B1 true BE1030785B1 (nl) | 2024-03-18 |
Family
ID=83115549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE20225643A BE1030785B1 (nl) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | Werkwijze voor het ontzwavelen van biogas en inrichting daartoe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1030785B1 (nl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2129351A1 (es) * | 1997-02-07 | 1999-06-01 | Univ Cadiz | Sistema automatizado para la eliminacion del sulfhidrido del biogas prducido en plantas de aguas residuales, con recuperacion biologica del reactivo. |
| JPH11169884A (ja) * | 1997-12-09 | 1999-06-29 | Meidensha Corp | 化学合成依存生物を用いた硫化水素及び溶存メタンの処理方法 |
| JP2008138095A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 生物脱硫装置及び生物脱硫方法 |
| US20220241724A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-04 | Industrial Technology Research Institute | Biological desulfurization processing method and biological desulfurization processing system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004074178A1 (en) | 2003-02-19 | 2004-09-02 | Sheeta Global Technology Corporation | A single step removal of hydrogen sulfide from gases |
| WO2020262779A1 (ko) | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 한국에너지기술연구원 | 청정연료 생산을 위한 바이오가스 정제 시스템 및 방법 |
-
2022
- 2022-08-17 BE BE20225643A patent/BE1030785B1/nl active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2129351A1 (es) * | 1997-02-07 | 1999-06-01 | Univ Cadiz | Sistema automatizado para la eliminacion del sulfhidrido del biogas prducido en plantas de aguas residuales, con recuperacion biologica del reactivo. |
| JPH11169884A (ja) * | 1997-12-09 | 1999-06-29 | Meidensha Corp | 化学合成依存生物を用いた硫化水素及び溶存メタンの処理方法 |
| JP2008138095A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 生物脱硫装置及び生物脱硫方法 |
| US20220241724A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-04 | Industrial Technology Research Institute | Biological desulfurization processing method and biological desulfurization processing system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M SYED ET AL: "Removal of hydrogen sulfide from gas streams using biological processes - A review", CANADIAN BIOSYSTEMS ENGINEERING, vol. 48, 1 January 2006 (2006-01-01), pages 1, XP055122483, Retrieved from the Internet <URL:http://engrwww.usask.ca/oldsite/societies/csae/protectedpapers/c0436.pdf> [retrieved on 20230331] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1030785A1 (nl) | 2024-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Toledo-Cervantes et al. | Photosynthetic biogas upgrading to bio-methane: Boosting nutrient recovery via biomass productivity control | |
| Zicari | Removal of hydrogen sulfide from biogas using cow-manure compost | |
| CN201825951U (zh) | 沼气生物脱硫装置 | |
| Schieder et al. | Microbiological removal of hydrogen sulfide from biogas by means of a separate biofilter system: experience with technical operation | |
| CN2870960Y (zh) | 一种沼气生物脱硫设备 | |
| CN101622331B (zh) | 生物脱硫设备 | |
| CN101037271A (zh) | 将含硫化合物转化为单质硫的生物脱硫装置 | |
| Rodero et al. | Biogas purification and upgrading technologies | |
| Tabak et al. | Advances in biotreatment of acid mine drainage and biorecovery of metals: 2. Membrane bioreactor system for sulfate reduction | |
| Tóth et al. | Degradation of hydrogen sulfide by immobilized Thiobacillus thioparus in continuous biotrickling reactor fed with synthetic gas mixture | |
| DE102005010865A1 (de) | Verfahren zur biologischen Gasaufbereitung | |
| BG63467B1 (bg) | Бактерия редуцираща сярата и нейното използване при биологични десулфориращи процеси | |
| Huertas et al. | Comparing hydrogen sulfide removal efficiency in a field-scale digester using microaeration and iron filters | |
| CN102276118A (zh) | 废水中氮与沼气中硫同时脱出的方法 | |
| KR101297821B1 (ko) | 혐기성 소화조를 이용한 미세조류 배양 시스템 및 이를 이용한 미세조류 배양 방법 | |
| NL9000876A (nl) | Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen uit water. | |
| Cattaneo et al. | Biological desulfurization of biogas: A comprehensive review on sulfide microbial metabolism and treatment biotechnologies | |
| BE1030785B1 (nl) | Werkwijze voor het ontzwavelen van biogas en inrichting daartoe | |
| DE4419766A1 (de) | Verfahren zur biologischen Reinigung und Methananreicherung von Biogasen durch Ausnutzung der photoautotrophen Eigenschaften alkalitoleranter Bakterien und Algen | |
| Andreides et al. | Biological H2S removal from gases | |
| Costa et al. | Biological treatment of organic sulfate-rich wastewaters | |
| Kapłan et al. | Raw Biogas Desulphurization Using the Adsorption-Absorption Technique for a Pilot Production of Agricultural Biogas from Pig Slurry in Poland | |
| CN207775226U (zh) | 一种新型沼气脱硫装置 | |
| Van Den Bosch | Biological sulfide oxidation by natron-alkaliphilic bacteria: application in gas desulfurization | |
| CN101732985A (zh) | 沼气脱硫装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20240318 |