FI120965B

FI120965B - Procedure and apparatus for purifying and pressurizing gas

Info

Publication number: FI120965B
Application number: FI20070132A
Authority: FI
Inventors: Urpo Kuronen
Original assignee: Metaenergia Oy
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2010-05-31
Also published as: FI20070132A0; FI20070132A

Description

J 5, 5 Menetelmä ja laite kaasun puhdistamiseksi ja paineistamiseksiJ 5, 5 Method and apparatus for purifying and pressurizing gas

Keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteistoon biokaasun puhdistamiseksi ja paineistamiseksi.The invention relates to a process and apparatus for purifying and pressurizing biogas.

10 Biokaasua muodostuu anaerobisten bakteerien toiminnan tuloksena, jossa bakteerit hajottavat orgaanista biomassaa ja välivaiheiden kautta muodostavat hajoamistuotteista mm. biokaasua. Kaasua voidaan tuottaa tarkoituksellisesti esimerkiksi yhdyskuntajätteistä, kuten keittiöjätteestä ja viemärilietteestä, elintarviketeollisuuden sivu-ja jätevirroista sekä maatiloilla syntyvästä lannasta.10 Biogas is formed as a result of the action of anaerobic bacteria, in which bacteria decompose organic biomass and, through intermediates, form, among other things, decomposition products. biogas. Gas can be deliberately produced, for example, from municipal waste such as kitchen waste and sewage sludge, food industry sludge and waste streams and farm manure.

15 Biokaasun tuottamiseen voidaan käyttää myös siihen tarkoitukseen kasvatettuja kasveja kuten nurmea tai ruokohelpeä.15 Cultivated plants such as grass or reed can also be used for biogas production.

Biokaasu sisältää yleisesti mm. metaania, rikkivetyä ja hiilidioksidia. Bakteerien 20 käyttämästä biomassasta riippuen kaasu voi sisältää myös häkää, piiyhdisteitä sekä muita kaasun käytön kannalta haitallisia yhdisteitä. Hyötykäytön kannalta haitallisimpia biokaasussa esiintyviä epäpuhtauksia ovat rikkivety, hiilidioksidi ja piiyhdisteet. Hiilidioksidi sinänsä ei yleensä ole haitallinen käytettävälle • · · I; " laitteistolle, mutta siitä ei myöskään ole mitään hyötyä, koska se ei esimerkiksi pala, • · · • ·# 25 eikä siitä ole palotapahtumassa myöskään muuta etua.Biogas generally contains e.g. methane, hydrogen sulfide and carbon dioxide. Depending on the biomass used by the bacteria, the gas may also contain carbon monoxide, silicon compounds, and other compounds harmful to the use of the gas. Hydrogen sulfur, carbon dioxide and silicon compounds are the most harmful biogas contaminants. Carbon dioxide per se is generally not harmful to use • · · I; "hardware, but it's also of no use because it doesn't burn, for example, and there is no other benefit to a fire event.

\.. * Hiilidioksidia voi esiintyä biokaasussa jopa 50% ja se alentaa siis biokaasussa • · • · .**· esiintyessään kaasun energia-arvoa ja aiheuttaa esimerkiksi sen, että kaasupoltinten • · • · · *... käytännön teho on oleellisesti pienempi, kuin poltinten teoreettinen maksimi teho ♦ ♦ • · *** olisi puhtaalla metaanilla. Ajoneuvojen polttoainekäytössä hiilidioksidi aiheuttaa ... 30 metaanin tankkaustilavuuden pienenemistä, joka puolestaan lyhentää ajoneuvojen • · · • · · I.. tankkausväliä. Metaanipitoisuuden alhaisuus puolestaan voi aiheuttaa häiriöitä • · • * *** ajoneuvojen palotapahtuman ohjausjärjestelmiin.\ .. * Carbon dioxide can be up to 50% present in biogas, thus reducing the energy value of biogas when present in biogas and causing, for example, substantially reduced practical efficiency of gas burners • · • · · * ... , than the theoretical maximum power of the burners ♦ ♦ • · *** would be pure methane. In the fueling of vehicles, carbon dioxide causes ... 30 methane refueling volume, which in turn shortens vehicle refueling intervals. Low methane concentrations, in turn, can cause malfunctions in vehicle fire control systems.

··· • · « *·* * Rikkivety on käytettävälle laitteistolle huomattavasti hiilidioksidia haitallisempi • · · • · *···* yhdiste, koska se sopivissa olosuhteissa muodostaa syövyttävää rikkihappoa. Sillä • · : : 35 on myös taipumus kiteytyä laitteiston tiettyihin osiin, kuten lämmityskattila tai • · • · · • · · • · > 2 * * 5 turbiinin lämmönvaihdin, ja aiheuttaa siellä hyötysuhteen alenemista ja toimintahäiriöitä.Hydrogen sulphide is considerably more harmful than carbon dioxide to the equipment used, as it forms corrosive sulfuric acid under suitable conditions. It also has a tendency to crystallize in certain parts of the equipment, such as a boiler or heat exchanger 2 * * 5 turbine, causing efficiency losses and malfunctions.

Piiyhdisteet puolestaan aiheuttavat esimerkiksi ajoneuvojen ja generaattoreiden moottoreissa ylimääräistä kulumista.Silicon compounds, in turn, cause extra wear in the engines of vehicles and generators, for example.

10 Rikkivetypitoisuuden alentaminen paineistamattomassa kaasussa on mahdollista suhteellisen helposti käyttämällä biologista puhdistusta, jossa bakteerit sopivissa olosuhteissa käyttävät rikkivetyä ravinnokseen ja muuttavat yhdisteessä olevan rikin alkuainerikiksi, joka ei ole enää prosessille haitallista.Decreasing the hydrogen sulfide content of unpressurised gas is relatively easy using biological purification, in which the bacteria, under suitable conditions, use hydrogen sulphide for food and convert the sulfur present in the compound into an elemental sulfur that is no longer harmful to the process.

Rikkivetypitoisuus jää tässäkin menetelmässä liian korkeaksi, jotta sitä voisi käyttää 15 ajoneuvojen polttoaineena, mutta monet biokaasukäyttöön suunnitellut generaattorit ja myös kaasupolttimet ja kaasukattilat sietävät hyvin jäljelle jääneen rikkivetypitoisuuden. Rikkivedyn haitallisuutta kaasussa voidaan edelleen pienentää kuivaamalla kaasu mahdollisimman kuivaksi.The sulfur content of this process remains too high to be used as fuel for 15 vehicles, but many of the biogas generators, including gas burners and gas boilers, tolerate the residual hydrogen content well. The harmfulness of hydrogen sulphide in gas can be further reduced by drying the gas as dry as possible.

Hiilidioksidin poistaminen ei kuitenkaan näillä menetelmillä onnistu, vaan jotta 20 voitaisiin saada taloudellisesti järkevän kokoinen laitteisto, on biokaasu hiilidioksidin poistamiseksi paineistettava yli 60 bar paineeseen, jossa paineessa hiilidioksidi liukenee merkittävän helposti esimerkiksi veteen.However, these methods do not succeed in removing carbon dioxide, but in order to obtain an economically rationally sized installation, the biogas must be pressurized to above 60 bar to remove carbon dioxide, at which pressure carbon dioxide dissolves significantly, for example, in water.

• i • · · ^ / Biokaasun paineistamiseen ja pesemiseen käytettään yleisesti laitteistoja, jossa • · · • · * *# 25 kaasun paine nostetaan esimerkiksi tarkoitukseen suunnitellulla kompressorilla • · ... riittävän korkeaksi ja jonka jälkeen kaasu johdetaan korkeassa paineessa veteen.Equipment for pressurizing and scrubbing biogas is generally used to raise the gas pressure, for example by means of a specially designed compressor, and then to supply the gas under high pressure to water.

• · • · .1 2 3 Tässä ratkaisumallissa kompressorit ja siihen liittyvät kaasulaitteet joutuvat • · • · · *... tekemisiin epäpuhtauksia sisältävän kaasun kanssa ja pitkäaikaisen toiminnan • · • · *’* mahdollistamiseksi laitteistossa käytettävät tekniset ratkaisut ovat kalliita ja ... 30 monimutkaisia.• · • · .1 2 3 In this solution, the compressors and associated gas devices have to deal with • • • · * * gas containing impurities and long-term operation • · • · * '* The technical solutions used in the equipment are expensive and .. .30 complex.

• · · • · · !.. On olemassa myös laitteita ja menetelmiä, joissa kaasun pesemiseen ja • · *1* paineistamiseen käytettävän veden paine nostetaan esimerkiksi erikoisesti korkean • · · • · · * paineen tuottamiseen tarkoitetulla vesipumpulla korkeaksi ja sen avulla, erillistä • · · 2 • · 3 paine-ja pesusäiliötä käyttäen pesuja paineistus voidaan tehdä. Käytetty vesi on • · ί γ 35 vaihdettava erikseen jokaisen paineistusvaiheen jälkeen. Jos näissä laitteissa • ♦ ♦ ♦ * • »· • · 3 5 halutaan käyttää samaa vettä uudelleen, kierrätys ja puhdistusvaihe tarvitsevat sitä varten erikseen järjestetyn pumppausjärjestelmän. Näissä laitteistoissa epäkohtana on käytettyjen pumppujen ja muiden toimilaitteiden korkea hinta ja toisaalta myös pesu- paineistus-poistokierron hitaus. Jotta tällainen laitteisto voidaan saada tehokkaaksi, on se oltava kooltaan suuri ja siten sen kustannukset tulevat olemaan 10 korkeat. Epäkohtana on myös se, että pyrittäessä tällaisella laitteella suuriin paineisiin, myös käyttölaitteena olevan pumpun on pystyttävä tuottamaan sama paine. Tämä tekee pumpusta kalliin ja teknisesti vaikea valmistaa. Tällaisen laitteiston huolto on myös erikoisosaamista vaativaa, jolloin laitteiston käytettävyys pienissä kohteissa, esimerkiksi maatiloilla tulee kyseenalaiseksi. Myös laitteiston 15 korkeat valmistuskustannukset vaikeuttavat sen käyttöä pienessä kokoluokassa. Ainakin joissakin tarkoitukseen valmistetussa laitteistoissa veden paine laskee voimakkaasti pumpattaessa sitä pois pesemiseen käytettävästä paineastiasta. Tällöin veteen imeytynyt hiilidioksidi alkaa nopeasti irrota vedestä ja näin ollen paineastian vapautuvaan tilavuuteen erittyy huomattavan paljon hiilidioksidia ennen kuin 20 paineastia on saatu tyhjäksi. Tämä huonontaa laitteen tehokkuutta erittäin paljon, koska puhdistettaessa uutta kaasuerää on sen kaasun sekaan joutunut ylimääräinen hiilidioksidi ja mahdolliset muut edellisen vaiheen pesuvedestä irronneet epäpuhtaudet liuotettava uudelleen veteen.There are also devices and methods for raising the pressure of the water used for gas scrubbing and • 1 * pressurization by, for example, using a high-pressure water pump to provide high and separate pressure. • · · 2 • · 3 pressure and wash tanks using washing pressurization can be done. The water used must be changed after each pressurization step. If the same water is to be reused in these units, a separate pumping system is required for the recycling and purification step. The disadvantages of these systems are the high cost of used pumps and other actuators, and also the slowness of the pressure washing-off cycle. In order to be effective, such equipment must be large in size and hence cost 10 high. It is also a disadvantage that when aiming such a device at high pressures, the drive pump must be able to produce the same pressure. This makes the pump expensive and technically difficult to manufacture. The maintenance of such equipment also requires specialized expertise, which makes the usability of the equipment on small sites, such as farms, questionable. Also, the high manufacturing cost of the apparatus 15 makes it difficult to use it in a small size range. At least in some purpose-built installations, the water pressure drops sharply when pumped out of the pressure vessel used for washing. Thus, the carbon dioxide absorbed into the water begins to be rapidly released from the water, and thus a considerable amount of carbon dioxide is emitted into the released volume of the pressure vessel before the pressure vessels have been emptied. This greatly degrades the efficiency of the device, since during the cleaning of a new batch of gas, excess carbon dioxide and any other impurities removed from the scrubbing water of the previous stage have to be reconstituted with water.

• · · • · · • · • · · • · · • ·] 25 Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin menetelmä ja laitteisto, joilla saadaan aikaan • · · · · ratkaiseva parannus edellä esitettyihin epäkohtiin. Keksinnön mukaiset tavoitteet • · ]···' saavutetaan menetelmällä ja laitteistolla, jolle on tunnusomaista, mitä on esitetty • · itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on • · * * * esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.It is an object of the invention to provide a method and apparatus for providing a decisive improvement over the above disadvantages. The objects of the invention are achieved by a method and apparatus characterized in the independent claims. Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

30 • · · • · ·30 • · · • · ·

Keksinnön tärkeimpinä etuina voidaan pitää, että niin rakennus-, huolto- kuin « · • · ylläpitokustannuksiltaankin erittäin edullisella menetelmällä ja laitteistolla voidaan • · · * .* * poistaa kaasusta hiilidioksidi ja rikkivety ja tuottaa näin ollen oleellisen puhdasta • · · • · ’·.metaania käytettäväksi ajoneuvojen polttoaineena tai muussa sopivassa : : : 35 tarkoituksessa. Tämän vuoksi menetelmä ja laitteisto ovat sopivia käytettäväksi • · • · · • · · • · 4 5 myös pienissä maatilakohteissa, joissa tarve kaasun paineistamiselle on suuri, mutta tuotettavat kaasumäärät pieniä.One of the main advantages of the invention is that both the construction, maintenance and maintenance costs, which are very inexpensive, can remove carbon dioxide and hydrogen sulphide from the gas and thus produce a substantially pure gas. .methane for use as fuel in vehicles or other suitable::: for 35 purposes. Therefore, the method and apparatus are suitable for use on small farm sites where the need for gas pressure is high but the amount of gas produced is small.

Keksinnön tärkeänä etuna on myös se, pesemiseen käytettävä vesi tai muu väliaine poistetaan samalla, tai lähes samalla paineella, jota on käytetty hiilidioksidin poistamisessa kaasusta. Tämän ansiosta kaikki, tai lähes kaikki se hiilidioksidi, joka 10 veteen on liuennut, saadaan säiliöstä myös ulos. Keksinnön mukainen laitteisto voidaan tosin toteuttaa myös tavalla, jossa väliaineen paine voi laskea poistettaessa sitä sylinteristä, mutta siinäkin tapauksessa haihtunut hiilidioksidi poistuu paineastiasta työkierron loppuvaiheessa. Keksinnön mukaisen laitteiston toiminnassa oleellisena osana käytettyä väliainetta, kuten vettä, voidaan käyttää 15 myös suojaamaan laiteen komponentteja ja myös estämään kaasun vuotaminen laitteessa olevien liikkuvien osien tiivisteiden kautta ulos.Another important advantage of the invention is that the water or other medium used for washing is removed at the same, or almost the same pressure used to remove carbon dioxide from the gas. As a result, all, or almost all, of the carbon dioxide dissolved in 10 water is also removed from the tank. The apparatus according to the invention may, however, also be implemented in a manner in which the pressure of the medium can decrease when it is removed from the cylinder, but even in this case, the evaporated carbon dioxide exits the pressure vessel at the end of the cycle. A medium such as water, which is an essential part of the operation of the apparatus of the invention, may also be used to protect the components of the apparatus and also to prevent gas leakage through the seals of the moving parts within the apparatus.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite mahdollistavat myös biokaasun paineistamisen korkeaan paineeseen ilman kalliita erikoiskomponentteja. Laitteen 20 toimintaperiaate on yksinkertainen, sen rakentaminen on edullista ja käyttäminen on helppoa. Laitteen toiminta voidaan myös erittäin helposti automatisoida.The method and apparatus according to the invention also enable the biogas to be pressurized to high pressure without the need for expensive special components. Device 20 is simple to operate, inexpensive to install, and easy to operate. The operation of the device can also be very easily automated.

Menetelmä ja laitteisto voidaan helposti rakentaa myös suurten kaasumäärien käsittelemiseen, eikä käytetty tekniikka rajoita laitteen kapasiteettia mitenkään.The method and apparatus can also be easily constructed to handle large volumes of gas, and the technique used does not in any way limit the capacity of the apparatus.

• · · ’ · ]· Keksinnön mukainen laite sisältää ainakin paineastian, jonka tilavuutta voidaan t · · • \ 25 muuttaa, kaasun sisääntuloputken, kaasun poistoputken ja veden poisto-ja [ m . * sisääntuloputken. Nämä putket voidaan järjestää myös niin, että ne ovat yhteydessä • · .*·* paineastiaan vain yhdestä yhteisestä pisteestä. Laitteisto varustetaan myös • · • · · *... venttiilillä, jolla menoveden virtaus paineastiasta pois ja paineastiaan sisälle • · • · *** voidaan katkaista ja sallia sekä yksisuuntaventtiileillä tai muunlaisilla ... 30 takaisinvirtauksen estämiseen tarkoitetuilla laitteilla, joilla voidaan hallita kaasun • · · • · · I.. virtausta paineastiaan ja sieltä pois. Laitteiston toimintaa ohjataan rajakytkimillä tai • · • · T sitä vastaavilla laitteilla tai järjestelyillä. Esitetty ratkaisu ei kuitenkaan rajoitu • · · • · · *.* * kaasun ja veden virtauksien ohjaamisessa vain erikseen ohjattaviin toimilaitteisiin, • · · • · *···’ kuten venttiileihin, vaan näiden virtauksien hallintaan voidaan käyttää myös muuta • · : : 35 prosessissa esiintyvää toimintaa, kuten esimerkiksi sylinterin männän liikettä, joka • · • · · • · · • · f ' s 5 5 voi sallia ja sulkea kaasun ja veden virtauksia sopivasti. Esimerkkinä tällaisesta järjestelystä voidaan käyttää ratkaisua, jossa hydrauliikkasylinterin tapainen paineastia on asetettu sellaiseen asentoon, jossa puristusvaiheen aikana kaasu pääsee poistumaan sopivaan kohtaan järjestetyn kanavan kautta niin kauan, että paineastian tilavuus on pienentynyt sopivasti, jolloin liikkuva mäntä sulkee kanavan 10 jajonkajälkeen vesi painetaan ulos sylinteristä esimerkiksi riittävän korkeaan arvoon asetetun paineventtiilin kautta.The device according to the invention comprises at least a pressure vessel, the volume of which can be changed, a gas inlet pipe, a gas outlet pipe and a water outlet and [m. * inlet pipe. These pipes may also be arranged so that they are connected to the pressure vessel from one common point only. The system is also equipped with a valve to control the flow of water out of and into the pressure vessel, and to allow non-return valves or other anti-return devices to control the gas. Flow into and out of the pressure vessel. The operation of the equipment is controlled by limit switches or • · • · T equivalent devices or arrangements. However, the proposed solution is not limited to the control of gas and water flows to individually controlled actuators, such as valves, but other controls may also be used to control these flows: •:: 35 process movements, such as cylinder piston movement, which can allow and shut off gas and water flows appropriately. As an example of such an arrangement, a solution may be used in which a pressure vessel such as a hydraulic cylinder is positioned so that during the pressing step the gas can escape through a suitably arranged passage until the volume of the pressure vessel is suitably reduced. via a high-pressure valve.

Myöskään laitteistossa käytettävän paineastian asento ei rajoitu tässä esitettyihin, vaan sen asentoja sijoitustapa voi vaihdella laajasti käytettävän toteutusmuodon puitteissa.Also, the position of the pressure vessel used in the apparatus is not limited to those shown here, but its positioning may vary within a widely used embodiment.

15 Paineasiana voidaan käyttää esimerkiksi tavanomaista hydrauliikkasylinteriä, joka on valmistettu tarpeellisilta osin biokaasua kestäväksi. Keksinnön mukaisen laitteen toteutustapa ei kuitenkaan rajoitu esitettyyn ratkaisuun, vaan paineastiana voidaan käyttää mitä tahansa paineastian tapaista ratkaisua, jonka tilavuutta voidaan jollakin keinolla muuttaa. Yksi tällainen paineastia on hydrauliikassa yleisesti käytössä 20 oleva paineakku, jota voidaan muuttaa sopivilta osin tähän tarkoitukseen sopivaksi.For example, a conventional hydraulic cylinder can be used which is made of biogas-resistant material as necessary. However, the embodiment of the device according to the invention is not limited to the solution shown, but any solution of the pressure vessel can be used, the volume of which can be changed by any means. One such pressure vessel is a pressure accumulator 20 commonly used in hydraulics, which may be modified to suit its purpose.

Keksinnön mukaisen paineistus ja -pesulaitteen voimalaitteena voidaan käyttää mitä tahansa voimalaitetta tai voimalaiteparia, jolla on mahdollista toteuttaa paineastian • · · tilavuuden muuttuminen keksinnön tarkoittamalla tavalla. Esimerkkinä tällaisesta • · · • ·' 25 voimalaiteparista voidaan mainita hydrauliikkasylinterin tapaista paineastiaa [mm' käytettäessä ulkopuolinen hydrauliikkasylinteri ja jousi tai kaksitoiminen • « [···1 hydrauliikkasylinteri.The power unit of the pressurization and washing device of the invention may be any power unit or pair of power units capable of effecting a change in the volume of the pressure vessel in the sense of the invention. An example of such a pair of power units • · · • · '25 is a hydraulic cylinder-like pressure vessel [mm'] with an external hydraulic cylinder and a spring or double-acting • «[··· 1 hydraulic cylinder.

• · Käytettäessä hydrauliikkasylinterin tapaista paineastiaa, edestakainen liike saadaan • · *·· aikaiseksi myös johtamalla sylinteriin hydrauliikkapaine sylinterin varren puolelle, ... 30 joka paine saa aikaan männän liikkumisen kohti pohjaa ja näin ollen aikaansaa • · · • · · keksinnön tarkoittaman tilavuuden pienenemisen. Männän palautusliike voidaan • · • · ’2 saada aikaiseksi jollakin muulla voimalaitteella tai jopa painovoiman avulla.When using a pressure vessel such as a hydraulic cylinder, the reciprocating motion is also achieved by applying a hydraulic pressure to the cylinder side of the cylinder, ... 30 which causes the piston to move towards the base and thus cause the volume to fall within the invention. . The reciprocating motion of the piston may be achieved by some other power unit or even by gravity.

• · · *.1 · Voimalaite voi olla kuitenkin myös muu kuin edellä kuvatut eikä keksinnön • · · » · *...· toteutustapa rajoitu esitettyihin esimerkkeihin.However, the power unit may be other than those described above and the embodiment of the invention is not limited to the examples given.

35 • · · • · · • # · 2 • · \ 6 5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa voidaan käyttää väliaineena vettä tai muuta tarkoitukseen sopivaa ainetta. Väliaineen puhdistuskykyä voidaan parantaa lisäämällä siihen sopiva määrä jotain tarkoitukseen soveltuvaa lisäainetta. Väliainetta, kuten vettä, voidaan puhdistaa hiilidioksidista johtamalla paineastiasta poistettu vesi esimerkiksi ilmanpaineessa avoimeen astiaan, erilliseen 10 haihdutuskolumniin tai muuhun tähän tarkoitukseen sopivaan laiteeseen.In the process and apparatus of the invention, water or other suitable material may be used as a medium. The purification capacity of the medium can be improved by adding an appropriate amount of a suitable additive. A medium, such as water, can be purified from carbon dioxide by passing water removed from the pressure vessel, for example, at atmospheric pressure into an open vessel, a separate evaporation column, or other suitable device.

Ylimääräinen hiilidioksidi haihtuu vedestä paineen laskiessa riittävän alas joko veden poiston yhteydessä tai sen jälkeen.The excess carbon dioxide will evaporate from the water as the pressure drops down sufficiently either during or after the dewatering.

Laitteisto voidaan varustaa tarpeellisilla antureilla, kuten paineanturi ja 15 ohjausventtiileillä, kuten suuntaventtiili, joiden avulla laitteiston toimintaa voidaan hallita haluttaessa automaattisesti.The apparatus may be provided with the necessary sensors, such as a pressure sensor, and control valves, such as a directional valve, which enable automatic control of the operation of the apparatus if desired.

Kaasun kuivaamiseksi paineastiasta lähtevään kaasuputkeen voidaan liittää kaasunkuivain.A gas drier may be connected to the gas pipe leaving the pressure vessel to dry the gas.

20 Menetelmän ja laitteen toimintaa voidaan edelleen tehostaa käyttämällä kaksi- tai useampivaiheista voimalaitetta, jossa nopea, mutta heikompivoimainen toimilaite aiheuttaa paineastian tilavuuden muuttumisen siihen asti, kunnes paine on noussut sopivasti. Loppuvaiheessa, paineen noustessa ja voimantarpeen lisääntyessä • · · *· ’· voidaan käyttää hitaampaa, mutta samalla voimakkaampaa toimilaitetta.The operation of the method and apparatus can be further enhanced by the use of a two-stage or multi-stage power unit in which a rapid but less powerful actuator causes the volume of the pressure vessel to change until the pressure is appropriately raised. In the final stages, as pressure increases and power demand increases, a slower but more powerful actuator can be used.

• · · • ·' 25 Esimerkkinä tällaisesta järjestelystä on kaksi eri maksimipaineella ja [#^ * maksimitilavuustuotolla varustettua hydrauliikkapumppua. Myös yksi ja sama • · ’·*·* voimalaite voi suorittaa tällaisen toiminnan, kuten esimerkiksi • · 7 • · *..]* muuttuvatilavuuksinen hydrauliikkapumppu.• · · • · '25 An example of such an arrangement is two hydraulic pumps with different maximum pressures and [# ^ * maximum flow rates. One and the same • · '· * · * power unit can also perform such an operation, such as a • · 7 • · * ..] * variable volume hydraulic pump.

• · **·* Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen toimintaa voidaan tehostaa myös siten, ... 30 että käytetään kahta tai useampaa erilaista paineastiaa. Tällaisessa toteutusmallissa • · · • · · *.. paineastioiden tilavuudet ovat erikokoiset ja myös vastaavasti kaasun • · • · *1* paineistusominaisuudet ovat erilaiset. Tästä esimerkkinä voi käyttää kahta taiThe operation of the method and apparatus of the invention can also be made more effective by ... using two or more different pressure vessels. In such an embodiment, the volumes of the pressure vessels are of different sizes and, accordingly, the pressure properties of the gas are different. Two or can be used as an example

«M«M

*.· * useampaa hydrauliikkasylinterin tapaista paineastiaa, joiden tilavuudet voivat • · · poiketa toisistaan. Tällaisessa ratkaisussa esimerkiksi ensimmäisellä sylinterillä : V: 35 voidaan puristaa paljon kaasua nopeasti esimerkiksi 70 baarin paineeseen, jonka • · • · · • · · • · t v 7 5 jälkeen toisella sylinterillä, joka voi olla tilavuudeltaan pienempi, ensimmäisestä sylinteristä saatu 70 baarin paineessa oleva kaasu voidaan puristaa esimerkiksi 250 baarin paineeseen. Sylinterit voivat olla järjestetty myös siten, että käytetään kahta tai useampaa sylinteriä matalapainevaiheen aikaansaamiseen ja vastaavasti sopivaa määrää sylintereitä korkeapainevaiheen aikaansaamiseen.*. · Several hydraulic cylinder - type pressure vessels, which may • • · vary in volume. In such a solution, for example, the first cylinder: V: 35 can rapidly compress a large amount of gas to a pressure of, for example, 70 bar, followed by a second cylinder, which may be smaller in volume, at 70 bar. for example, the gas can be compressed to a pressure of 250 bar. The cylinders may also be arranged such that two or more cylinders are used to provide a low pressure phase and a corresponding number of cylinders to provide a high pressure phase.

10 Tässä kuvatussa toteutusmallissa voidaan haluttaessa kaasun pesu suorittaa vain matalammalle paineelle tarkoitetussa paineastiassa tai -astioissa ja suorittaa paineenkorotus ilman pesua korkeapainevaiheessa.In the embodiment described herein, if desired, gas scrubbing can only be carried out in a pressure vessel or vessels for a lower pressure and a pressure increase can be performed without high pressure washing.

Kaasun kuivaaminen on myös mahdollista suorittaa näiden vaiheiden välissä, jolloin kaasunkuivaimen rakenteen ei tarvitse kestää niin suurta painetta ja se 15 voidaan mitoittaa ja rakentaa kevyemmin ja edullisemmin.It is also possible to perform gas drying between these steps, whereby the gas dryer structure does not have to withstand such a high pressure and it can be dimensioned and constructed lighter and more economically.

Keksinnön mukaisen laitteen toteutusmallit eivät kuitenkaan rajoitu tältäkään osin tässä esitettyyn yksi- tai kaksivaiheisiin toteutustapoihin, vaan vaiheita voi olla rajoittamaton määrä.However, the embodiments of the device according to the invention are not limited in this respect either to the one-stage or two-stage embodiments disclosed herein, but may be an unlimited number of stages.

Keksinnön mukaisen laitteiston toimintaa voidaan tehostaa myös siten, että 20 sylinterissä käytettävää vettä ei poisteta pesu- paineistusprosessista suoraan puristusvaiheen lopussa, vaan se saatetaan virtaamaan pitkin kaasun poistolinjaa, joka tässä ratkaisumallissa toimii myös kaasunpesurina. Tällöin edellisessä puristusvaiheessa poistettu vesi jää kaasunpoistolinjaan, jolloin seuraavan vaiheen • · · *· *· aikana muodostuva paineistettu kaasu joutuu menemään tämän veden läpi ja kaasun • · · • ·] 25 paineistuksen jälkeen seuraavan uusi vesiannos pakottaa edellisen vesiannoksen siirtymään eteenpäin kohti vedenerotinta. Tämän toteutusmallin toiminta poikkeaa • · ."· piirustuksen 1 esittämästä mallista, joten tätä toteutusmallin toiminta on kuvattu • t • · · ·... myöhemmin erikseen viitaten piirustukseen 2.The operation of the apparatus according to the invention can also be made more effective by not removing the water used in the cylinder 20 directly from the washing pressurization process at the end of the compression stage, but by flowing it along the gas discharge line which also serves as a gas scrubber. In this case, the water removed in the previous compression step remains in the degassing line, whereby the pressurized gas formed during the next step · · · * · * · has to pass through this water and after the pressurization of gas the next new dose of water forces the previous water dose to move forward to the water separator. The operation of this embodiment differs from that shown in the drawing 1, so this embodiment is described later with reference to the drawing 2.

• · • · # * · ... 30 Seuraavassa keksintöä selostetaan viitaten oheiseen piirustukseen 1, jossa on • · · • · · kuvattu kaasun tuloputki 1, poistoputki 2, veden poisto-ja sisääntuloputki 3, • · • · *!* paineastia 4, poistoveden sulkuventtiili 5, tulokaasun takaisinvirtauksen esto 6, ·«· *.* * poistoveden putki 8, tulo veden putki 9, poistoveden takaisinvirtauksen esto 10, ♦ ·· • * tuloveden takaisinvirtauksen esto 11, kaasunkuivain 12, paineistetun kaasun • ♦ • · · • ♦ · • · • « • · · • ♦* ♦ · * 8 5 keräysastia 13, voimalaitteen symboli 14, kaasun sulkuventtiili 15, poistoveden kuristin 16, tilavuusraja Vaja toinen tilavuusraja Vy.In the following, the invention will be described with reference to the accompanying drawings 1, in which a gas inlet 1, an outlet 2, a water outlet and an inlet 3, a pressure vessel are illustrated. 4, outlet water shut-off valve 5, inlet gas backflow prevention 6, · «· *. * * Outlet water pipe 8, inlet water pipe 9, outlet water backflow prevention 10, ♦ ·· • * inlet water backflow prevention 11, gas drier 12, pressurized gas • ♦ • 8 collecting trays 13, power plant symbol 14, gas shut-off valve 15, discharge water choke 16, volume limit Vd another volume limit Vy.

Piirustuksessa 1 kuvatulla laitteella puhdistamaton biokaasu voidaan puhdistaa seuraavasti: 10 Paineastian 4 (tässä tapauksessa käyttöön sopivaksi muunnettu hydrauliikkasylinteri) ollessa on maksimitilavuudessaan, sen alaosassa on väliainetta, tässä vettä, ja yläosassa on puhdistamatonta biokaasua.With the device described in Figure 1, the crude biogas can be purified as follows: 10 The pressure vessel 4 (a hydraulic cylinder adapted for use in this case) is at its maximum volume, at the bottom is medium, here water, and at the top is crude biogas.

Seuraavaksi voimalaitteella 14 aloitetaan paineastian 4 tilavuuden pienentäminen, 15 jolloin paine astiassa nousee ja rikkivety, hiilidioksidi ja myös muut kaasumaiset epäpuhtaudet liukenevat veteen. Takaisinvirtauksen esto 6 estää kaasun virtaamisen kaasun tuloputkeen.Next, the power unit 14 begins to reduce the volume of the pressure vessel 4, whereupon the pressure in the vessel rises and the hydrogen sulfide, carbon dioxide and also other gaseous impurities are dissolved in water. The backflow blocker 6 prevents gas from flowing into the gas inlet.

Paineastian tilavuuden pienenentämistä jatketaan, kunnes paineastian tilavuus on 20 pienentynyt rajan Va osoittamalle rajalle, jolloin kaasun sulkuventtiili avataan ja paineistettu kaasu johtuu kaasuputkea 2 pitkin pois. Paineastian tilavuuden pienentämistä jatketaan samalla edelleen.The volume reduction of the pressure vessel is continued until the volume of the pressure vessel is reduced to the limit indicated by the limit Va, in which case the gas shut-off valve is opened and the pressurized gas is carried away along the gas pipe 2. At the same time, the volume of the pressure vessel is further reduced.

• · « · · ’· *· Paineastian tilavuuden pienenentämistä jatketaan, kunnes saavutetaan tilavuusraja • · · • ·’ 25 Vy, jolloin kaikki kaasu on jo puristettu pois kaasusäiliöstä ja painesäiliössä on ·· ·· · ] * jäljellä vain vettä. Tässä vaiheessa kaasun sulkuventtiili suljetaan, jolloin kaasun • · . ·1· * ’ virtaus kaasuputkeen estyy.Continue reducing the volume of the pressure vessel until the volume limit is reached • 25 V, when all gas has already been squeezed out of the gas reservoir and only · · · · · * water remains in the pressure vessel. At this point, the gas shut-off valve is closed to allow the gas to · ·. · 1 · * 'flow to the gas pipe is blocked.

• · • · · ··· • · *··’ Poistoveden sulkuventtiili avataan samalla kun paineastian tilavuutta edelleen ... 30 pienennetään jolloin vesi virtaa veden poistoputkessa olevan sulkuventtiilin ja • · « • · · *.. kuristimen kautta pois.The drain water shut-off valve is opened while the pressure vessel volume is further reduced ... 30, whereby water flows through the shut-off valve in the drain pipe and the choke.

• · • · *1’ Takaisinvirtauksen esto 11 estää veden virtaamisen veden tuloputkeen. Kuristimen • · · *.* * 16 jälkeen veden paine laskee, jolloin siihen liuennut hiilidioksidi haihtuu.• · • · * 1 'Backflow prevention 11 prevents water from flowing into the water inlet. After the choke • · · *. * * 16 the water pressure drops and the carbon dioxide dissolved therein evaporates.

• · · *...* Sama toiminta voidaan toteuttaa ilman kuristintakin, jolloin toiminta nopeutuu, : 35 mutta tällöin osa hiilidioksidista haihtuu jo paineastiassa paineen laskemisen • · · • · · • · * 9 5 johdosta. Painesäiliön tilavuuden lähestyessä nollaa haihtunut hiilidioksidi joutuu kuitenkin ulos paineastiasta.• · · * ... * The same operation can be carried out without a choke to accelerate the operation: 35 but then some of the carbon dioxide is already evaporated in the pressure vessel due to the pressure reduction. However, as the volume of the pressure vessel approaches zero, the evaporated carbon dioxide escapes from the pressure vessel.

Paineastian tilavuuden saavuttaessa pienimmän arvonsa on kaikki, lähes kaikki, tai haluttu määrä vettä poistettu paineastiasta 4. Paineastian tilavuutta aletaan kasvattaa 10 voimalaitteen 14 avulla samalla kun poistoveden sulkuventtiili pidetään edelleen avoinna, jolloin astiaan alkaa virrata vettä veden tuloputkea 9 pitkin. Takaisinvirtauksen esto 10 estää veden pääsemisen takaisin paineastiaan (4). Veden syöttö on järjestetty siten, että syöttöputkessa on aina suurempi paine, kuin kaasun tulolinjassa. Tämä voidaan järjestää esimerkiksi siten, että vesisäiliö on riittävän 15 korkealla paineastiaan nähden.When the pressure vessel volume reaches its lowest value, all, almost all, or the desired amount of water has been removed from the pressure vessel 4. The pressure vessel volume 10 is increased by the power unit 14 while maintaining the outlet water shutoff valve. The backflow blocker 10 prevents water from returning to the pressure vessel (4). The water supply is arranged such that the pressure in the supply pipe is always higher than in the gas inlet line. This can be arranged, for example, so that the water tank is sufficiently high relative to the pressure vessel.

Tällöin paineastia täyttyy vedellä, kunnes saavutetaan tilavuusraja Vy, jolloin veden sulkuventtiili 5 suljetaan.The pressure vessel is then filled with water until the volume limit Vy is reached, whereby the water shut-off valve 5 is closed.

Kasvatettaessa painesäiliön tilavuutta edelleen, paineastiaan alkaa virrata 20 puhdistamatonta kaasua, kunnes saavutetaan paineastian suurin haluttu tilavuus ja työkierto voidaan aloittaa uudestaan.As the volume of the pressure vessel is further increased, 20 unpurified gases begin to flow into the pressure vessel until the maximum desired volume of the pressure vessel is reached and the cycle can be restarted.

• · ·.**: Keksinnön erästä toista toteuttamisvaihtoehtoa selostetaan seuraavassa viitaten ·· · : .1 25 piirustukseen 2, jossa on kuvattu kaasun tuloputki 1, kaasun poistoputki 2, veden * 1 poisto-ja sisääntuloputki 3, paineastia 4, poistoveden sulkuventtiili 5, tulokaasun ··· • · takaisinvirtauksen esto 6, paineistetun kaasun ja poistettavan pesuveden ·· • · : ** takaisinvirtauksen esto 7, poistoveden putki 8, tuloveden putki 9, kaasunkuivain 12, ··· • φ *··.1 paineistetun kaasun keräysastia 13, voimalaitteen symboli 14, kaasun sulkuventtiili 30 15, poistoveden kuristin 16, vedenerotin 17, tulevan veden sulkuventtiili 18 ja ··· • · · *·1 1 tilavuusraja Vy.**: Another embodiment of the invention will be described below with reference to ···: .1 25 drawings 2 illustrating a gas inlet 1, a gas outlet 2, a water * 1 outlet and inlet 3, a pressure vessel 4, an outlet water shut-off valve 5 , inlet gas ··· • · backflow prevention 6, pressurized gas and flushing water ·· • ·: ** backflow prevention 7, outlet water pipe 8, inlet water pipe 9, gas dryer 12, ··· • • * ·· .1 pressurized gas a collecting vessel 13, a power plant symbol 14, a gas shut-off valve 30 15, an outlet water choke 16, a water separator 17, an incoming water shut-off valve 18, and a volume limit Vy.

• · · • 1 • · • · · • · · Σ.ϊ · Piirustuksessa 2 esitetyllä laitteistolla voidaan kaasun puhdistusta tehostaa • · · verrattuna piirustuksessa 1 esitettyyn laitteistoon, koska siinä kaasun pesu on • m • · · • · · • · · ♦ · · • · · • · ♦ \ 10 5 kaksivaiheinen paineistetun kaasun joutuessa kulkemaan poistovaiheessa paineenalaisen veden läpi.The apparatus shown in Figure 2 can be used to improve gas purification compared to the apparatus shown in Figure 1 because it has a gas scrubbing function. 10 two-phase, when pressurized gas has to pass through the pressurized water during the discharge phase.

Piirustuksessa 2 kuvatulla laitteella puhdistamaton biokaasu voidaan puhdistaa seuraavasti: 10Using the apparatus described in Figure 2, the raw biogas can be purified as follows:

Paineastian 4 (tässä tapauksessa käyttöön sopivaksi muunnettu hydrauliikkasylinteri) ollessa suurimmassa halutussa tilavuudessaan, sen alaosassa on väliainetta, tässä vettä, ja yläosassa on puhdistamatonta biokaasua.When the pressure vessel 4 (in this case a suitably adapted hydraulic cylinder) is at its maximum desired volume, the lower part contains medium, here water, and the upper part contains unpurified biogas.

15 Seuraavaksi voimalaitteella 14 aloitetaan paineastian 4 tilavuuden pienentäminen, jolloin paine astiassa nousee, rikkivetyjä hiilidioksidi ja myös muut kaasumaiset epäpuhtaudet liukenevat veteen. Takaisinvirtauksen esto 6 estää kaasun virtaamisen kaasun tuloputkeen 1.Next, the power unit 14 begins to reduce the volume of the pressure vessel 4, thereby increasing the pressure in the vessel, dissolving the hydrogen sulfide in carbon dioxide and also other gaseous impurities in water. The backflow blocker 6 prevents gas from flowing into the gas inlet 1.

20 Paineastian 4 tilavuuden pienenentäminen aiheuttaa kaasun paineen kohoamisen edelleen ja paineen saavuttaessa isomman paineen, kuin vettä ja kaasua sisältävän putkiston 2 ja vedenerottimen 17 muodostaman tilavuuden vallitseva paine, kaasu virtaa mainittuun putkistoon siellä ennestään olevan veden läpi. Putki 2 ja sen * · *. *: sisältämä vesi muodostavat itsessään toisen pesuvaiheen, jossa kaasussa vielä • · · • · · : .* 25 mahdollisesti olevat epäpuhtaudet vähenevät entisestään tarttuessa veteen.Reducing the volume of the pressure vessel 4 causes the gas pressure to rise further and, when the pressure reaches a higher pressure than the prevailing pressure of the volume formed by the water and gas pipeline 2 and the water separator 17, the gas flows into said pipeline through pre-existing water. Tube 2 and its * · *. *: The water in itself constitutes the second stage of washing, whereby any impurities still present in the gas are further reduced by trapping in the water.

• · • « · « · '···* Paineastian 4 tilavuuden pienenentämistä jatketaan edelleen, jolloin kaasun ·· • · • ’* poistuttua paineastiasta, jäljellä oleva vesi joutuu myös putkeen 2. Putkessa • · · • · ’···’ ennestään oleva vesi puolestaan virtaa eteenpäin kunnes joutuu vedenerottimeen 17.The reduction in the volume of the pressure vessel 4 is continued, whereupon, when the gas has left the pressure vessel, the remaining water also enters the pipe 2. In the pipe 2. the existing water in turn flows forward until it reaches the water separator 17.

30 ··· • · ·30 ··· • · ·

Kaasun paineen noustessa putkiston 2 ja vedenerottimen 17 muodostamassa • · *···* tilavuudessa halutun paineen yläpuolelle, avataan kaasun sulkuventtiili 15 ja ··· · päästetään kaasu kaasun keräysastiaan 13.As the gas pressure rises above the desired pressure in the volume formed by the piping 2 and the water separator 17, the gas shut-off valve 15 is opened and the gas is discharged into the gas collection vessel 13.

• · ·• · ·

Veden pinnan noustessa vedenerottimessa yli veden ylärajan Vy2, avataan veden 9 ;V; 35 sulkuventtiili 5, ja päästetään vesi virtaamaan kuristimen 8 kautta pois, kunnes vesi • · • * • · · • · · • · 11 > 1 «k 5 saavuttaa veden korkeuden alarajan Va2. Kuristimen 8 käyttö ei ole välttämätöntä, mutta sillä voidaan luotettavasti hallita poistuvan veden painetta paine niin, ettei siitä haihdu hiilidioksidia tai muita epäpuhtauksia vedenerottimen 17 ja putken 2 muodostamaan kaasutilaan. Vedenerottimen 17 veden pintaa ei koskaan lasketa alle rajan Va2, jotta kaasua ei joudu ulos laitteistosta. Tyhjennettäessä vedenerotinta 17 10 tarkkaillaan myös putken 2 ja vedenerottimen 17 muodostaman tilavuuden kaasunpainetta, jotta paine ei pääse missään vaiheessa laskemaan tasolle, jossa veteen liuenneet epäpuhtauden alkaisivat irrota vedestä kaasutilaan.When the water level in the water separator rises above the upper water limit Vy2, the water 9; V; 35, and allowing water to flow through the choke 8 until the water reaches a lower water level Va2. The use of the choke 8 is not necessary, but it can reliably control the pressure of the water exiting so that it does not evaporate carbon dioxide or other impurities into the gas space formed by the water separator 17 and the pipe 2. The water level of the water separator 17 is never lowered below the Va2 limit to prevent gas escaping from the system. During the emptying of the water separator 17 10, the gas pressure of the volume formed by the pipe 2 and the water separator 17 is also monitored so that at no point does the pressure drop to a level where the impurities dissolved in water begin to release from the water to the gas space.

Paineastian 4 tilavuuden saavuttaessa pienimmän arvonsa on kaikki, lähes kaikki 15 (tai haluttu määrä) kaasusta ja vedestä poistunut paineastiasta 4.When the volume of the pressure vessel 4 reaches its lowest value, all, almost all 15 (or the desired amount) of gas and water have been discharged from the pressure vessel 4.

Paineastian 4 tilavuutta aletaan kasvattaa voimalaitteen 14 avulla, jolloin kaasun poistoputken 2 takaisinvirtauksen esto 7 sulkeutuu estäen veden ja kaasun virtaamisen takaisin paineastiaan.The volume of the pressure vessel 4 is started to increase by means of the power unit 14, whereby the backflow prevention 7 of the gas discharge pipe 2 is closed, preventing the flow of water and gas back into the pressure vessel.

Tällöin vettä alkaa virrata veden tuloputkea 9 pitkin paineastiaan 4. Veden syöttö on 20 järjestetty siten, että syöttöputkessa 9 on aina suurempi paine, kuin kaasun tulolinjassa 1. Tämä voidaan järjestää esimerkiksi siten, että vesisäiliö on riittävän korkealla paineastiaan nähden.Here, water begins to flow along the water inlet pipe 9 to the pressure vessel 4. The water supply 20 is arranged such that the pressure in the inlet pipe 9 is always higher than the gas inlet line 1. This can be arranged for example such that the water tank is sufficiently high relative to the pressure vessel.

Tämän seurauksena paineastia 4 täyttyy vedellä, kunnes saavutetaan tilavuusraja • · • · · *. *: Vy, jolloin tuloveden sulkuventtiili 18 suljetaan.As a result, pressure vessel 4 is filled with water until the volume limit • · • · · * is reached. *: Act to close the inlet water shut-off valve 18.

·· · : V 25 * * Kasvatettaessa painesäiliön 4 tilavuutta edelleen, paineastiaan 4 alkaa virrata • · · • · *···* puhdistamatonta kaasua kaasun tuloputkesta 1, kunnes saavutetaan paineastian 4 ·· • · • ** suurin haluttu tilavuus, jolloin uusi työkierto voidaan aloittaa.·· ·: V 25 * * As the volume of the pressure vessel 4 is further increased, the pressure vessel 4 will begin to flow from the gas inlet 1 until the maximum desired volume of the pressure vessel 4 is reached, whereby a new cycle can be started.

• · · • · • · ··· 30 Keksintö ei rajoitu edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan sovellukset voivat vaihdella ··· • · · *·* laajasti. Esimerkiksi poisto-ja tulovesien kytkeminen työkiertoon voidaan tehdä • · *···* useilla eri tavoilla. Poistovesi voi esimerkiksi mennä säiliöön, josta vettä myös «·· V * välittömästi valutetaan uudelleen paineastiaan samaa putkea pitkin.The invention is not limited to the above example, but applications may vary widely. For example, connecting drain and inlet water to the cycle can be done in a number of ways. For example, the effluent can go into a reservoir, from where it is also immediately drained again into the pressure vessel through the same pipe.

»··»··

Vesi voi tulla laitteeseen myös kokonaan ulkopuolelta, esimerkiksi :*j*. 35 vesijohtoverkosta.Water may also enter the device completely from the outside, for example: * j *. 35 water supply networks.

• · • · • · · • ·« • · > ^ 12 5 Työkierto ei myöskään välttämättä pääty joka kerta veden poistoon, vaan paineastiassa olevaa vettä voidaan käyttää kaasusta riippuen myös useamman työkierron ajan.The cycle does not necessarily end up draining every time, but the water in the pressure vessel can be used for several cycles depending on the gas.

Edelleen laitteen toiminta voi olla järjestetty siten, että kaasun tuloputkeen on sopivasti järjestetty sulkuventtiili tai muu toimilaite tai järjestely, jolla kaasun 10 virtaaminen estetään veden sisään virtauksen aikana, jolloin vesi voidaan imeä paineastian sisään ilman ulkopuolista painetta.Further, the operation of the device may be arranged such that a gas inlet pipe is suitably provided with a shut-off valve or other actuator or arrangement for preventing gas 10 from flowing into the water during which the water can be drawn into the pressure vessel without external pressure.

Keksinnön mukaisen laitteiston toiminta voidaan järjestää myös siten, että vesi ja kaasu lisätään paineastiaan yhtä aikaa. Sulkuventtiilit voivat lyös olla paitsi varsinaisia venttiilejä, myös erilaisilla toimilaitejärjestelyillä aikaansaatuja 15 toimintoja.The operation of the apparatus according to the invention can also be arranged so that water and gas are added to the pressure vessel simultaneously. The shut-off valves may also be not only the actual valves but also the functions provided by the various actuator arrangements.

Tällaisesta toiminnosta esimerkkinä voi olla paineastian muuttuvaa tilavuutta hyväksikäyttävä toiminto, kuten hydrauliikkasylinterin tapaisen paineastian männän liikkeen avulla toteutettu venttiilinomainen toiminta. Esimerkkinä voidaan käyttää myös paineastiaan otettavan tuloveden määrän säätämistä vesisäiliön 20 vedenkorkeuden tai täyttöveden määrän mittauksen mukaan.An example of such a function may be a variable-volume operation of the pressure vessel, such as a valve-like action performed by the movement of a piston of a pressure vessel similar to a hydraulic cylinder. By way of example, it is also possible to adjust the amount of inlet water to be drawn into the pressure vessel according to the measurement of the water level of the water tank 20 or the amount of filling water.

Paineastian 4 asento ei myöskään rajoitu vain esimerkissä ja piirustuksessa esitettyyn, vaan sen voi sijoittaa toteutustavasta riippuen hyvin monella tavalla ja moneen asentoon.Also, the position of the pressure vessel 4 is not limited only to that shown in the example and the drawing, but it can be placed in many different ways and in many positions depending on the embodiment.

• · • i t • · · • · ·· · • · · : .· 25 • · • · · • · • · • · · • · • · • · · • · · • · • · • · · 30 • · · • · · • · · • I* • · • t • · · t · · • · · • · · • · · • · • · • · · :Y: 35 • · • · • · · • ·· • ·• • • • • • • • •: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • · • I I I I t t t I: Y Y: Y: 35 · 35 35 · Y Y Y · • ·

Claims

1. Plant for purification and pressurization of biogas, characterized in that the plant used for purification and pressurization of biogas comprises a pressure vessel (4) whose volume can be changed by means of any power device (14), an inlet pipe (1) for gas with at least backflow shut-off (6), an outlet pipe (2) with at least shut-off valve (15) and inlet and outlet pipes (3) for water with at least shut-off valve (5), which can be controlled according to the following operating cycle: - the pressure vessel (4), whose volume is zero or substantially close to zero, volume has begun to increase at the same time as the shut-off valve (5) in the water inlet pipe has been set in the open position until the volume limit Vy is reached and the increased volume has been filled with water, the shut-off valve (5) is closed, - the pressure vessel (4) volume has been further increased, whereby the backflow barrier (6) in the gas inlet tube has been opened and the further increased volume of the pressure vessel (4) has been filled with gas, - the back flow barrier (6) for the incoming gas is closed when the pressure vessel (4) reaches its largest volume and the gas flow into the pressure vessel has ceased, - the volume of the pressure vessel (4) has begun to decrease and, when the gas pressure becomes sufficiently high or alternatively the volume has decreased to volume limit Va, the shut-off valve (15) in the gas outlet tube is opened and the gas is introduced into the pressure vessel (13) while the volume of the pressure vessel (4) has been further reduced to a minimum, - when the volume of the pressure vessel (4) has decreased to the volume limit Vy, the shut-off valve ( 15) in the gas outlet pipe is closed and the shut-off valve (5) in the water outlet pipe is then opened, the water having run away from the pressure vessel (4) when the volume of the pressure vessel (4) has further reduced to zero;

Plant for purification and pressurization of biogas, characterized in that the plant comprises a pressure vessel (4) whose volume can be changed, an inlet pipe (1) for gas with an at least back flow barrier (6), an outlet pipe (2) with an at least rear flow barrier (7). , an inlet pipe (3) for water with at least shut-off valve (18) and a water separator (17), the function of which can be controlled according to the following operating cycle: - the pressure vessel (4), the volume of which is zero or substantially near zero, volume has increased simultaneously the shut-off valve (18) in the water inlet pipe (3) has been set in the open position until the pressure vessel has reached the volume limit Vy, whereby the shut-off valve (18) in the water inlet pipe has been closed, whereupon the gas flowing into the Μη gas inlet pipe (1) has the filling volume (1). - the incoming gas back flow barrier (6) is closed when the pressure vessel (4) reaches its maximum volume and the gas flow into the pressure vessel has up - the volume of the pressure vessel (4) has begun to decrease, and when the gas pressure exceeds the rescue pressure in the volume that the outlet pipe (2) and the water separator (17) together constitute, the backflow barrier (7) is opened and the gas flowed into the outlet pipe (2). the water that was previously therein - when the volume of the pressure vessel (4) is still approaching zero, the water in the pressure vessel (4) has flowed into the outlet pipe (2) and propelled the water that was previously therein until it has entered the water separator. (17).

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the working cycle of the process is not regular and the water is not necessarily removed from the pressure vessel during each working cycle, but increase of the volume of the pressure vessel and introduction of new gas into the pressure vessel can be started immediately after the pressurized gas has dissipated. away from the pressure vessel.

Installation according to claim 1, characterized in that the outlet pipe (2) and the inlet pipe (1) can be made of one and the same pipe.

Installation according to claim 1 or 2, characterized in that a gas dryer (12) has also been connected to the outlet pipe (2).

Installation according to Claim 1 or 2, characterized in that a device for the purification and recovery of water has also been connected to the outlet pipe (2).

Installation according to Claim 1 or 2, characterized in that a device with which the pressure of the outgoing water is maintained significantly higher than the air pressure during the removal of the water has been connected to the outlet pipe (2).

An installation according to claim 1 or 2, characterized in that gas is introduced into the pressure vessel by means of some power device, such as a pump.

Installation according to Claim 1 or 2, characterized in that water is introduced into the pressure vessel by means of some power device, such as a pump.

An installation according to claim 1 or 2, characterized in that the volume of the pressure vessel can be changed by using gravity, heat or pressure.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the plant consists of several devices according to the same operating principle, so that the devices are connected in series and the pressure is higher in each device input in series compared to the previous device.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the plant consists of several devices according to the same principle of operation, such that the devices have been connected to operate in parallel or in series so that the pressure and / or the exchange increase compared to a single device.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that water and gas are simultaneously introduced into the pressure vessel (4). Method for purifying and pressurizing biogas, characterized in that a plant is used for purification and pressurization comprising a pressure vessel (4) whose volume can be changed by means of any power device (14), an inlet pipe (1) for gas having at least a back flow barrier (6), an outlet pipe (2) with a minimum at least shut-off valve (15) and an inlet and outlet pipe (3) for water with a at least a shut-off valve (5), which is controlled according to the following operating cycle: - the pressure vessel (4), the volume of which is zero or substantially near zero, the volume of beeches is increased while the shut-off valve (5) in the water inlet pipe is opened in open position until the volume limit Vy is reached and the increased volume is filled with water, the shut-off valve (5) is closed, - the volume of the pressure vessel (4) is increased further. the backflow barrier (6) in the gas inlet pipe is opened and the further increased volume of the pressure vessel (4) is filled with gas, - the backflow barrier (6) for the the incoming gas is closed when the pressure vessel (4) reaches its maximum volume and the gas flow into the pressure vessel has ceased, the volume of the 2 pressure vessel (4) begins to decrease and, when the gas pressure becomes sufficiently high or alternatively the volume has dropped to the volume limit Va, the shut-off valve (15) is opened. in the gas outlet pipe and the gas is led into the pressure vessel (13) while further reducing the volume of the pressure vessel (4) to a minimum, - when the volume of the pressure vessel (4) has decreased to the volume limit Vy, the shut-off valve (15) is closed in the gas outlet pipe and the shut-off valve is then opened (5). in the water outlet pipe, whereby the water flows away from the pressure vessel (4) as the volume of the pressure vessel (4) further decreases towards zero.

15. A process for purifying and pressurizing biogas, characterized in that a plant is used for purification and pressurization comprising a pressure vessel (4) whose volume can be changed, an inlet pipe (1) for gas with at least back flow barrier (6), an outlet pipe (2). ) with an at least backflow barrier (7), an inlet tube (3) for the water with an at least shut-off valve (18) and a water separator (17), the function of which can be controlled according to the following operating cycle: - the pressure vessel (4), the volume of which is zero or substantially close to zero, volume begins to increase while the shut-off valve (18) in the water inlet pipe (3) is stalled in the open position until the pressure vessel reaches the volume limit V volume, - the incoming gas back flow barrier (6) closes as the pressure vessel (4) reaches its largest volume and gas flow into it - the volume of the pressure vessel (4) begins to decrease and, when the gas pressure exceeds the rescue pressure in the volume that the outlet pipe (2) and the water separator (17) together constitute, the backflow barrier (7) opens and the gas flows into the outlet pipe (2). through water already present therein, - when the volume of the pressure vessel (4) is further approaching zero, the water flows from the pressure vessel (4) into the outlet pipe (2) and pushes the water already previously therein until it enters the water separator ( 17). Method according to claim 15, characterized in that the outlet valve (5) is opened and poured open when the water level in the water separator (17) has risen to the limit Vy2, the water being removed from the water separator through the pipe (8) until the water level has dropped to the limit Va2, after which the valve (5) closes.