PL210541B1

PL210541B1 - Sposób odzysku metanu z gazu wysypiskowego o niskiej jego zawartości

Info

Publication number: PL210541B1
Application number: PL386047A
Authority: PL
Inventors: Lucjan Pawłowski; Małgorzata Pawłowska; Witold Dadej
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2012-01-31
Also published as: PL386047A1; EP2163599A2

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzysku metanu z gazu wysypiskowego o niskiej jego zawartości.

Biogaz ujmowany na składowisku odpadów komunalnych zawiera mieszaninę CH4 i CO2, w której zawartość metanu zmienia się od około 70% do kilkunastu procent. Ponadto gaz wysypiskowy zawiera od kilku do kilkudziesięciu mg H2S/m³.

Wykorzystanie energetyczne gazu wysypiskowego jest opłacalne kiedy zawartość metanu przekracza 30%. Gaz wysypiskowy o korzystnych parametrach tj. o zawartości metanu powyżej 30% wytwarzany jest na składowisku przez około 20-30 lat. Po czym przez kilkadziesiąt lat emitowana jest mieszanina gazowa o malejącej zawartości metanu. Traci się wtedy nie tylko energię zawartą w emitowanym metanie, ale co jest bardzo ważne, metan przyczynia się do powstawania efektu cieplarnianego, którego cząsteczki wywierają 20-to krotnie większy wpływ na efekt cieplarniany niż powszechnie znany ditlenek węgla. Dlatego też podejmowane są działania zdążające do ograniczenia emisji metanu. Znane są dotychczas sposoby eliminacji metanu wysypiskowego przez jego utlenianie w nadkładzie glebowym, czy w specjalnych biofiltrach.

W patencie chińskim CN nr 1978866 przedstawiona jest metoda polegająca na inkubacji metanotrofów w biofiltrze, do którego doprowadzono substancje pożywkowe i gaz zawierający metan. Metan jest utleniany przez bakterie do CO2. W ten sposób co prawda eliminuje się emisję CH4, ale także traci się wartość energetyczną metanu.

W patencie japońskim JP 2007275022 przedstawiono metodę polegają c ą na inkubacji bakterii metanotroficznych w glebie, na której posadzono intensywnie rosnące rośliny pokrywające nie uszczelnione składowisko. Bakterie utleniają metan do ditlenku węgla, a podwyższone stężenie CO2 sprzyja wzrostowi roślin, zmniejszają w ten sposób emisję ditlenku węgla do atmosfery. Również w tym przypadku traci się wartość energetyczną zawartą w metanie.

Istotą sposobu odzysku metanu z gazu wysypiskowego o niskiej jego zawartości jest to, że gaz wysypiskowy miesza się pod ciśnieniem z roztworem siarczanu (VI) żelaza (II), korzystnie o stężeniu 1%, do którego wprowadza się równocześnie roztwór siarczanu (VI) żelaza (II) po czym mieszaninę zawierającą wytrącony siarczek żelaza (II), metan i rozpuszczony w roztworze CO2 przesyła się do separatora, w którym wzbogacony w metan gaz wysypiskowy gromadzi się w górnej części a roztwór wodny CO2 zawierający zawiesinę siarczku żelaza (II) w dolnej części, przy czym biogaz wzbogacony w metan odbiera się przez zawór redukcyjny i przesył a się do uż ytkownika, zawiesinę siarczku ż elaza (II) w roztworze zawierającym CO2 odbiera się z dolnej części separatora i przesyła się do odstojnika, w którym pod ciśnieniem atmosferycznym następuje uwolnienie CO2 do atmosfery, a wytrącony siarczek żelaza (II) gromadzi się w dolnej części odstojnika, skąd odprowadza się na zewnątrz, sklarowany roztwór z górnej części odstojnika po uzupełnieniu siarczanu (VI) żelaza (II) do odpowiedniego stężenia, korzystnie do 1% wtłacza się do separatora.

Korzystnym skutkiem sposobu według wynalazku jest to, że pozwala na ograniczenie emisji metanu zawartego w gazie wysypiskowym o zawartości metanu poniżej 30%, z jednoczesnym odzyskiem energii poprzez usuwanie ditlenku węgla w roztworze siarczanu (VI) żelaza (II).

P r z y k ł a d:

Gaz wysypiskowy o zawartości metanu 22% i diltenku węgla 78% oraz siarkowodoru 80 mg H2S/m³ gazu wysypiskowego, tłoczy się pod ciśnieniem 5 barów z szybkością 10 m³/h do mieszalnika, do którego podawany jest pod takim samym ciśnieniem 1% roztwór siarczanu (VI) żelaza (II) z szybkością 4,5 m³/h. Po wymieszaniu roztworu z gazem wysypiskowym, mieszanina przepływa pod własnym ciśnieniem do separatora, z którego gaz wysypiskowy odbierany jest od góry przez zawór redukcyjny ustawiony pod ciśnieniem 4,95 bara. Zawiesina siarczku żelaza (II) w roztworze wodnym zawierającym rozpuszczony CO2, odbierana jest z szybkością 4,5 m³/h i przesyłana do odstojnika. Roztwór siarczanu (VI) żelaza (II) po wydzieleniu CO2 i sklarowaniu w drodze sedymentacji, wymaga uzupełnienia stężenia siarczanu (VI) żelaza (II) w ilości 3,97 g FeSO4/m³. W ciągu godziny odbierane jest 3,9 m³ gazu wzbogaconego w metan, pozbawionego siarkowodoru o składzie 83% metanu i 17% CO2, a z osadnika 23 g osadu siarczku żelaza (II).

Claims

Sposób odzysku metanu z gazu wysypiskowego o niskiej jego zawartości, znamienny tym, że gaz wysypiskowy miesza się pod ciśnieniem z roztworem siarczanu (VI) żelaza(II), korzystnie o stężeniu 1%, do którego wprowadza się równocześnie roztwór siarczanu (VI) żelaza (II) po czym mieszaninę zawierającą wytrącony siarczek żelaza (II), metan i rozpuszczony w roztworze CO2 przesyła się do separatora, w którym wzbogacony w metan gaz wysypiskowy gromadzi się w górnej części a roztwór wodny CO2 zawierający zawiesinę siarczku żelaza (II) w dolnej części, przy czym biogaz wzbogacony w metan odbierany jest przez zawór redukcyjny i przesyłany do użytkownika, zawiesinę siarczku żelaza (II) w roztworze zawierającym CO2 odbiera się z dolnej części separatora i przesyła się do odstojnika, w którym pod ciśnieniem atmosferycznym następuje uwolnienie CO2 do atmosfery, a wytrącony siarczek żelaza (II) gromadzi się w dolnej części odstojnika, skąd odprowadza się na zewnątrz, sklarowany roztwór z górnej części odstojnika po uzupełnieniu siarczanu (VI) żelaza (II) do odpowiedniego stężenia, korzystnie do 1% wtłacza się do separatora.