PL243099B1 - Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases - Google Patents

Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases Download PDF

Info

Publication number
PL243099B1
PL243099B1 PL433513A PL43351320A PL243099B1 PL 243099 B1 PL243099 B1 PL 243099B1 PL 433513 A PL433513 A PL 433513A PL 43351320 A PL43351320 A PL 43351320A PL 243099 B1 PL243099 B1 PL 243099B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
exchanger
cryogenic
carbon dioxide
exchangers
gas
Prior art date
Application number
PL433513A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL433513A1 (en
Inventor
Agnieszka Sobieraj
Michał Sobieraj
Original Assignee
Agnieszka Sobieraj
Sobieraj Michal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agnieszka Sobieraj, Sobieraj Michal filed Critical Agnieszka Sobieraj
Priority to PL433513A priority Critical patent/PL243099B1/en
Publication of PL433513A1 publication Critical patent/PL433513A1/en
Publication of PL243099B1 publication Critical patent/PL243099B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/061Natural gas or substitute natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0635Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/067Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/20Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using solidification of components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/24Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using regenerators, cold accumulators or reversible heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/66Landfill or fermentation off-gas, e.g. "Bio-gas"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/70Flue or combustion exhaust gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/04Compressor cooling arrangement, e.g. inter- or after-stage cooling or condensate removal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30Compression of the feed stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/18External refrigeration with incorporated cascade loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/66Closed external refrigeration cycle with multi component refrigerant [MCR], e.g. mixture of hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/902Details about the refrigeration cycle used, e.g. composition of refrigerant, arrangement of compressors or cascade, make up sources, use of reflux exchangers etc.
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration
    • F25J2270/906External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration by heat driven absorption chillers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Zespół urządzeń do separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, wyposażony w sprężarkę (1), wstępny wymiennik (2) ciepła, rurociąg z trójdrożnym zaworem (3) doprowadzający gaz przemiennie do kriogenicznych wymienników (6, 17), oraz instalację odprowadzającą uzyskany ciekły dwutlenek węgla w postaci rurociągu (10) i równoległego rurociągu (9) odprowadzającego ciekły biometan, znamienny tym, że działające przemiennie co najmniej dwa równoległe kriogeniczne wymienniki (6, 17) zaopatrzone są każdy w co najmniej jeden wymiennik (5, 16) instalacji termosyfonowej oraz w co najmniej jeden parownik (7, 18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego, przy czym rzeczone wymienniki instalacji termosyfonowej (5, 16) w układzie zamkniętym połączone są szeregowo z wymiennikiem (12) instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła (2), natomiast autokaskadowy układ obiegu czynnika chłodniczego zasilany jest sprężarką (24) połączoną po stronie tłocznej ze skraplaczem (25) zasilanym chłodniczym układem absorpcyjnym (29) oraz separatorem fazy (26), którego króciec parowy połączony jest poprzez wymiennik regeneracyjny (23) z zaworem  rozprężnym (28) i zaworem trójdrogowym (30) z parownikami (7, 18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego, zaś króciec cieczowy połączony jest poprzez zawór rozprężny (27) z wymiennikiem  regeneracyjnym (23) i zaworem trójdrogowym (22) z parownikami (7, 18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego. Przedmiotem zgłoszenia jest ponadto, sposób separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu.A set of devices for the separation of carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, equipped with a compressor (1), an initial heat exchanger (2), a pipeline with a three-way valve (3) supplying gas alternately to cryogenic exchangers (6, 17), and an installation discharging the obtained liquid carbon dioxide in the form of a pipeline (10) and a parallel pipeline (9) discharging liquid biomethane, characterized in that at least two parallel cryogenic exchangers (6, 17) operating alternately are provided with at least one exchanger (5, 16) each ) of a thermosiphon installation and at least one evaporator (7, 18) of an auto-cascade refrigerant circuit system, said thermosyphon system exchangers (5, 16) in a closed system are connected in series with the thermosiphon system exchanger (12) located in the preliminary heat exchanger (2), while the auto-cascade refrigerant circulation system is powered by a compressor (24) connected on the discharge side with a condenser (25) powered by an absorption refrigeration system (29) and a phase separator (26), whose steam connector is connected through a regenerative exchanger (23) with an expansion valve (28) and a three-way valve (30) with evaporators (7, 18) of the auto-cascade refrigerant circulation system, while the liquid connector is connected through an expansion valve (27) with the regenerative exchanger (23) and a three-way valve (22) with evaporators (7, 18) auto-cascade refrigerant circulation system. The subject of the application is also a method of separating carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zespół urządzeń oraz sposób kriogenicznej separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, mający zastosowanie przy oczyszczaniu biogazu oraz gazów powstałych w procesie spalania węglowodorów.The subject of the invention is a set of devices and a method of cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases, applicable in the purification of biogas and gases produced in the process of hydrocarbon combustion.

Rozwój technologii wzbogacania biogazu do jakości gazu ziemnego może przynieść wymierne korzyści dla sektora energetycznego. Wdrożenie ulepszonych rozwiązań oczyszczania biogazu prowadzi do wzrostu wykorzystania odpadów pochodzenia organicznego jako istotnego źródła energii odnawialnej. Biometan powstały po uzdatnieniu biogazu stanowi pełnowartościowe paliwo gazowe z OZE. Jako efektywny i ekologiczny nośnik energii może zastąpić paliwa konwencjonalne w produkcji ciepła i energii elektrycznej. Zmniejszenie zależności od paliw kopalnych oraz redukcja emisji gazów cieplarnianych do atmosfery są istotnymi aspektami dzisiejszych czasów, a wszelkie działania powinny zmierzać do zabezpieczenia sektora energetycznego.The development of biogas upgrading technology to the quality of natural gas can bring measurable benefits to the energy sector. The implementation of improved solutions for biogas purification leads to an increase in the use of organic waste as an important source of renewable energy. Biomethane formed after biogas treatment is a full-fledged RES gas fuel. As an effective and ecological energy carrier, it can replace conventional fuels in the production of heat and electricity. Reducing dependence on fossil fuels and reducing greenhouse gas emissions into the atmosphere are important aspects of today, and all actions should be aimed at securing the energy sector.

Biogaz otrzymywany jest w wyniku rozkładu materii organicznej w warunkach beztlenowych i zawiera w zależności od warunków prowadzenia fermentacji oraz zastosowanych substratów: 45-60% metanu, 35-55% dwutlenku węgla oraz 1-5% pary wodnej, siarkowodoru, azotu, tlenu i wodoru. Parametry surowego biogazu i zawartych w nim zanieczyszczeń różnią się w zależności od pochodzenia gazu biologicznego. Wyróżnia się trzy główne źródła jego pochodzenia: fermentacja odpadów produkcji rolnej, fermentacja osadów ściekowych oraz gaz wysypiskowy. Ze względu na duże stężenie dwutlenku węgla w mieszaninie, wartość opałowa nieoczyszczonego biogazu jest niska. Kluczowe jest, oprócz oczyszczenia biogazu z wszelkich innych zanieczyszczeń, usunięcie dwutlenku węgla ponieważ stanowi on obciążenie energetyczne dla surowego biogazu. Zwiększenie udziału metanu powoduje wzrost kaloryczności paliwa. Zanieczyszczenia występujące w biogazie uniemożliwiają jego bezpośrednie wykorzystanie bez wcześniejszego uzdatnienia. Obecnie, biogaz stosuje się głównie w kogeneracji spalając uzyskane paliwo gazowe w miejscu wytwarzania. Uzdatnianie ogranicza się wtedy do eliminacji siarkowodoru i pary wodnej. Usunięcie z biometanu dwutlenku węgla, tak aby zawartość metanu w produkcie końcowym sięgała 95%, powala na uzyskanie parametrów jakościowych dopuszczających na zatłaczanie wytworzonego biometanu do gazowej sieci dystrybucyjnej. Uszlachetniony, do parametrów gazu wysokometanowego biogaz, po skropleniu, może również zostać zmagazynowany w celu dalszego transportu i sprzedaży.Biogas is obtained as a result of the decomposition of organic matter under anaerobic conditions and, depending on the conditions of fermentation and the substrates used, contains: 45-60% methane, 35-55% carbon dioxide and 1-5% water vapor, hydrogen sulfide, nitrogen, oxygen and hydrogen . The parameters of raw biogas and the impurities contained in it vary depending on the origin of the biological gas. There are three main sources of its origin: fermentation of agricultural waste, fermentation of sewage sludge and landfill gas. Due to the high concentration of carbon dioxide in the mixture, the calorific value of untreated biogas is low. It is crucial, in addition to cleaning the biogas of any other impurities, to remove carbon dioxide as it is an energy burden for the raw biogas. Increasing the share of methane increases the calorific value of the fuel. Impurities present in biogas prevent its direct use without prior treatment. Currently, biogas is mainly used in cogeneration by burning the obtained gaseous fuel at the production site. Treatment is then limited to the elimination of hydrogen sulphide and water vapour. Removal of carbon dioxide from biomethane, so that the methane content in the final product reaches 95%, allows for obtaining quality parameters that allow for the injection of the biomethane produced into the gas distribution network. Refined biogas to the parameters of high-methane gas, after liquefaction, can also be stored for further transport and sale.

Obecnie stosowane technologie oczyszczania biogazu dzielą się na następujące typy: separacja membranowa, metody wykorzystujące procesy adsorpcji i absorpcji oraz separacja kriogeniczna.The currently used biogas purification technologies are divided into the following types: membrane separation, methods using adsorption and absorption processes and cryogenic separation.

Znany jest sposób uzdatniania biogazu z niepożądanych zanieczyszczeń z zastosowaniem separatora membranowego. Metoda polega na przepuszczeniu mieszaniny gazów przez warstwę wyk onaną ze specjalnego kompozytu. Materiał membrany charakteryzuje selektywna przepuszczalność dla określonych gazów. Rozdział CH4 i CO2 następuje w wyniku różnicy wielkości cząsteczek lub przez powinowactwo składników mieszaniny z materiałem membrany. Proces wykorzystuje różnicę potencjałów chemicznych po obu stronach przegrody. Stopień oczyszczenia biogazu zależy od typu zastosowanej membrany. W tej technologii występuje niski odzysk metanu, a duże ilości zanieczyszczonego CH4 zostają w strumieniu odpadowym instalacji.There is a known method of treating biogas from undesirable impurities using a membrane separator. The method consists in passing a mixture of gases through a layer made of a special composite. The membrane material is selectively permeable to certain gases. The separation of CH4 and CO2 occurs as a result of the difference in molecular size or by the affinity of the components of the mixture with the membrane material. The process uses the chemical potential difference on both sides of the partition. The degree of biogas purification depends on the type of membrane used. In this technology, there is a low methane recovery, and large amounts of contaminated CH4 remain in the waste stream of the installation.

Znana jest metoda uzdatniania biogazu poprzez absorpcję. W absorpcji fizycznej CO2 jest absorbowany przez rozpuszczalnik za pomocą płuczki wodnej przy wykorzystaniu różnicy rozpuszczalności zgodnie z Prawem Henry’ego. Dwutlenek węgla charakteryzuje się wielokrotnie większą rozpuszczalnością w wodzie niż metan. Proces przeprowadza się poprzez schładzanie i sprężanie biogazu, a następnie wprowadzenie gazu do kolumny z przeciwprądowym strumieniem rozpuszczalnika. Zwiększenie ciśnienia biogazu implikuje, wzrost jego rozpuszczalności celem osiągnięcia wysokiej efektywności procesu. W kolumnie odpędowej zachodzi regeneracja wody płuczącej. Większość CO2 i H2S powstałego w kolumnie odpędowej przechodzi do fazy gazowej i jest odpędzane z użyciem powietr za. W procesie absorpcji fizycznej powstają dwa strumienie odpadowe - powietrza odlotowego zawierającego CO2 i H2S oraz strumienia rozpuszczalnika. Procesy w tej technologii wymagają zastosowania dużej ilości rozpuszczalnika, którego zużycie można ograniczyć przeprowadzając proces pod wyższym ciśnieniem lub wykorzystać inne absorbenty w których rozpuszczalność adsorbowanych związków jest wyższa. Oprócz wody jako rozpuszczalniki mogą być wykorzystane również inne związki chemiczne organiczne bądź nieorganiczne. Proces z użyciem rozpuszczalników organicznych przebiega przy recyrkulacji rozpuszczalnika. W wyniku procesu, zawartość metanu w strumieniu odbieranym na szczycie kolumny wynosi do 94%.A method of biogas treatment by absorption is known. In physical absorption, CO2 is absorbed by a solvent using a water scrubber using the difference in solubility according to Henry's Law. Carbon dioxide is many times more soluble in water than methane. The process is carried out by cooling and compressing the biogas, and then introducing the gas into a column with a countercurrent solvent stream. Increasing the biogas pressure implies an increase in its solubility in order to achieve high efficiency of the process. The washing water is regenerated in the stripping column. Most of the CO2 and H2S formed in the stripper goes into the gas phase and is stripped off with air. In the process of physical absorption, two waste streams are generated - exhaust air containing CO2 and H2S and a solvent stream. Processes in this technology require the use of a large amount of solvent, the consumption of which can be reduced by carrying out the process at higher pressure or using other absorbents in which the solubility of the adsorbed compounds is higher. In addition to water, other organic or inorganic chemical compounds can also be used as solvents. The process using organic solvents proceeds with solvent recirculation. As a result of the process, the methane content of the overhead stream is up to 94%.

W technologii absorpcji chemicznej dochodzi do kontaktu z cieczą absorbującą. Gazy przepuszczane są przez kolumnę absorpcyjną w przeciwprądzie. Absorpcja dwutlenku węgla odbywa się w wodnych roztworach aminy. Oprócz strumienia uzdatnionego biogazu kolumnę opuszcza roztwór aminowy. Po opuszczeniu kolumny rozpuszczalnik bogaty w dwutlenek węgla przepuszczany zostaje przez desorber, a uwolniony w procesie CO2 zostaje wyemitowany do atmosfery. Regeneracja roztworu wymaga dostarczenia dużej ilości ciepła (utrzymania temperatury procesu ponad 120°C). Stężenie metanu w otrzymanym gazie jest rzędu 90%.In the chemical absorption technology, contact with the absorbing liquid occurs. The gases are passed through the absorption column in countercurrent. Carbon dioxide absorption takes place in aqueous amine solutions. In addition to the treated biogas stream, an amine solution leaves the column. After leaving the column, the carbon dioxide-rich solvent is passed through a desorber and the CO2 released in the process is emitted to the atmosphere. Regeneration of the solution requires a large amount of heat (maintaining the process temperature above 120°C). The concentration of methane in the obtained gas is of the order of 90%.

Znana jest metoda uzdatniania biogazu poprzez adsorpcję, która polega na rozdziale metanu i dwutlenku węgla, przy wykorzystaniu fizycznego przyciągania i wiązania cząstek na powierzchni lub w mikroporach ciała stałego. Procesy adsorpcji dzieli się na fizyczne i chemiczne. Dobór odpowiednich warunków i rodzaju adsorbentu implikuje adsorpcję danego rodzaju cząsteczek na powierzchni ciała stałego. W celu efektywnego przebiegu procesu metan poddaje się adsorpcji w warunkach niskiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Proces przebiega w cyklach adsorpcji cząsteczek oraz procesu odwrotnego - desorpcji, w której uwalniane są zatrzymane cząsteczki i następuje ich przejście w fazę gazową. Gaz doprowadzony do złoża stałego jest selektywnie zatrzymywany. Dwutlenek węgla pozostaje w warstwie stałej, a pozostałe gazy zostają przepuszczone. Ciągłość pracy zapewnia instalacja oparta na układzie kilku adsorberów - kolumn pracujących równolegle w określonej sekwencji. W technologii tej, wskazane są adsorbenty o wysokiej porowatości takie jak węgiel drzewny, glinki aktywowane, żel krzemionkowy, aktywowany tlenek glinu i krystaliczne zeolity glinokrzemianowe. Najbardziej powszechną metodą usuwania CO2 z biogazu jest adsorpcja z regeneracją poprzez zmianę ciśnienia PSA (ang. Pressure Swing Adsorption). W oparciu o technikę zmiennociśnieniową uzyskuje się produkt o zawartości metanu w granicach 96-97%. W metodzie zmiennotemperaturowej TSA (ang. Temperature Swing Adsorption) adsorbent regenerowany jest zmianą temperatury, poprzez ogrzewanie złoża. Ze względu na konieczność doprowadzenia dużej ilości ciepła do wystąpienia desorpcji, metoda wymaga dużego wkładu energetycznego. Regeneracja adsorbentu może również zachodzić na skutek przepuszczenia niskonapięciowego prądu elektrycznego ESA (ang. Electric Swing Adsorption), w procesie zachodzi podniesienie temperatury adsorbentu z wykorzystaniem prawa Joule'a. Podgrzewanie złoża jest szybsze i efektywniejsze niż w metodzie TSA (ang. Temperaure Swing Adsorption), gdzie dobór złoża o dobrych właściwościach przewodzenia prądu a jednocześnie dużych możliwościach adsorpcji CO2 przy niskim ciśnieniu cząstkowym jest niemożliwy. Metoda wykorzystująca proces adsorpcji, nie jest odpowiednia do zastosowania przy dużej koncentracji gazu w mieszaninie.There is a known method of biogas treatment by adsorption, which consists in the separation of methane and carbon dioxide, using the physical attraction and binding of particles on the surface or in the micropores of the solid body. Adsorption processes are divided into physical and chemical. The selection of appropriate conditions and the type of adsorbent implies the adsorption of a given type of molecules on the surface of a solid. In order to run the process efficiently, methane is adsorbed under low temperature and high pressure conditions. The process is carried out in the cycles of particle adsorption and the reverse process - desorption, in which the retained particles are released and their transition to the gas phase takes place. The gas fed into the fixed bed is selectively retained. The carbon dioxide remains in the solid layer and the remaining gases are passed through. The continuity of operation is ensured by an installation based on a system of several adsorbers - columns operating in parallel in a specific sequence. In this technology, high porosity adsorbents such as charcoal, activated clays, silica gel, activated alumina and crystalline aluminosilicate zeolites are indicated. The most common method of removing CO2 from biogas is adsorption with PSA (Pressure Swing Adsorption) regeneration. Based on the pressure swing technique, a product with a methane content of 96-97% is obtained. In the TSA (Temperature Swing Adsorption) method, the adsorbent is regenerated by changing the temperature by heating the bed. Due to the need to supply a large amount of heat for desorption to occur, the method requires a large energy input. Regeneration of the adsorbent can also take place as a result of passing low-voltage electric current ESA (Electric Swing Adsorption), in the process the temperature of the adsorbent is increased using Joule's law. Heating the bed is faster and more effective than in the TSA (Temperaure Swing Adsorption) method, where the selection of a bed with good conductive properties and, at the same time, high CO2 adsorption capacity at low partial pressure is impossible. The method using the adsorption process is not suitable for use with high concentrations of gas in the mixture.

Znany jest kriogeniczny sposób oczyszczania biogazu z dwutlenku węgla, wykorzystujący zjawisko rozdziału fazowego między gazami w danych warunkach temperatury i ciśnienia. Dwutlenek węgla ulega wytrąceniu z mieszaniny gazowej, w postaci ciekłej lub stałej, w zależności od zastosowanej technologii procesu. Skroplenie CO2 wymaga znacznego obniżenia temperatury gazu lub jednoczesnego obniżenia temperatury i sprężenia gazu do wysokiego ciśnienia rzędu kilkudziesięciu bar. Realizacja procesu wytrącania CO2 w postaci stałej wymaga natomiast osiągnięcia dużo niższej temperatury gazu. Temperatura punktu potrójnego czystego CO2 wynosi -56,5°C, przy odpowiadającym ciśnieniu 5,2 bar. Przy niższym ciśnieniu dwutlenek węgla zmienia stan skupienia bezpośrednio z gazu w ciało stałe. W przypadku roztworu, osiągnięcie procesu zestalenia (resublimacji) jest ściśle związane z udziałem procentowym CO2 w mieszaninie. Resublimacja CO2 z roztworu CH4 i CO2 zachodzi poniżej temperatury równowagi fazowej wynoszącej około -60°C.There is known a cryogenic method of cleaning biogas from carbon dioxide, using the phenomenon of phase separation between gases under given temperature and pressure conditions. Carbon dioxide is precipitated from the gas mixture in liquid or solid form, depending on the process technology used. CO2 liquefaction requires a significant reduction of the gas temperature or simultaneous reduction of the temperature and compression of the gas to a high pressure of several dozen bars. However, the implementation of the process of precipitation of CO2 in a solid form requires a much lower gas temperature. The triple point temperature of pure CO2 is -56.5°C, with a corresponding pressure of 5.2 bar. At lower pressure, carbon dioxide changes state directly from a gas to a solid. In the case of a solution, the achievement of the solidification (resublimation) process is closely related to the percentage of CO2 in the mixture. Resublimation of CO2 from a solution of CH4 and CO2 occurs below the phase equilibrium temperature of about -60°C.

Wśród dostępnych na rynku technologii oczyszczania biogazu separacja kriogeniczna pozostaje w fazie badań i rozwoju.Among the biogas purification technologies available on the market, cryogenic separation remains in the research and development phase.

Znany jest kriogeniczny sposób oczyszczania, gdzie wykorzystuje się zjawisko Joule’a-Thomsona, sprężając biogaz do wysokiego ciśnienia, tak aby przy jego rozprężaniu temperatura gazu osiągnęła temperaturę punktu zmiany fazy. Proces przebiega w warunkach bardzo niskiej temperatury, do -100°C oraz pod wysokim ciśnieniem dochodzącym do 40 bar. Zawarty w biogazie dwutlenek ulega skropleniu lub resublimacji, podczas gdy metan pozostaje w fazie gazowej. Proces kriogenicznej separacji przebiega kilkuetapowo. Surowy gaz przechodzi przez wstępny wymiennik ciepła, który schładza gaz do temperatury -70°C, przy wykorzystaniu wymiany ciepła z uzdatnionym już gazem o niskiej temperaturze. W następnym etapie gaz przepływa przez ciąg sprężarek i wymienników ciepła. Proces przejścia obniża temperaturę gazu i powoduje osiągnięcie ciśnienia około 40 bar tuż przed wejściem do kolumny destylacyjnej. Rozprężenie gazu w kolumnie destylacyjnej skutkuje znacznym obniżeniem tem peratury gazu i resublimacją dwutlenku węgla. Układ charakteryzuje się złożonością procesu, koniecznością zastosowania dużej liczby urządzeń oraz wysokich nakładów energii elektrycznej do pracy sprężarek. Metoda kriogeniczna powala na osiągnięcie dużej zawartości metanu wynoszącej nawet 99%.A cryogenic method of purification is known, where the Joule-Thomson phenomenon is used, compressing biogas to high pressure, so that when it is expanded, the temperature of the gas reaches the phase change point. The process takes place at very low temperatures, down to -100°C, and at high pressures up to 40 bar. Dioxide contained in biogas is liquefied or resublimated, while methane remains in the gas phase. The cryogenic separation process is carried out in several stages. The raw gas passes through a pre-heat exchanger which cools the gas down to -70°C using heat exchange with the low temperature already treated gas. In the next stage, the gas flows through a series of compressors and heat exchangers. The transition process lowers the temperature of the gas to a pressure of about 40 bar just before entering the distillation column. Expansion of the gas in the distillation column results in a significant decrease in the temperature of the gas and sublimation of carbon dioxide. The system is characterized by the complexity of the process, the need to use a large number of devices and high inputs of electricity to operate the compressors. The cryogenic method makes it possible to achieve a high methane content of up to 99%.

Rozwiązanie polegające na kriogenicznym oczyszczaniu biogazu z dwutlenku węgla, wykorzystujące rozdział faz przy schłodzeniu do odpowiedniej temperatury przedstawione jest w opisie patentowym PL225854 B1. W opisie patentowym zaproponowano sposób oraz instalację w której usuwanie dwutlenku węgla zachodzi poprzez schłodzenie biogazu w wymienniku gaz - ciekły azot. Wieloetapowy proces składa się z początkowego podniesienia ciśnienia nieuzdatnionego biogazu do ciśnienia powyżej 1,5 MPa. Następnie gaz kierowany jest do wymiennika wstępnego gdzie przebiega jego schłodzenie, wymiana ciepła zachodzi z gazem wyjściowym z instalacji. Gaz przechodzi przez kolumnę wstępnego oczyszczania metodą chemiczną biogazu z wody i siarkowodoru. Górna część kolumny połączona jest z wymiennikiem gaz - ciekły azot, gdzie następuje faza właściwa procesu oczyszczania z CO2 i obniżenie temperatury biogazu do parametrów od -62°C do -72°C. W osiągniętych warunkach temperaturowych dwutlenek węgla i inne zanieczyszczania ulegają skropleniu. Ciekły azot użyty do proce su podawany jest ze zbiornika (dewar). Następnie biogaz przechodzi przez separator faz, rozdzielenie realizowane jest przy użyciu sit lub filtrów wewnętrznych uniemożliwiających przepływ fazy ciekłej, skroplony dwutlenek węgla pozostaje w dolnej jego części. W wymienniku, za pomocą gazu wlotowego z początkowej fazy procesu, oczyszczony gaz wylotowy zostaje ogrzany do temperatury powyżej 10°C. Produkt gazowy zostaje poddany kontroli składu i wzbogacony o gaz propan-butan podawany wtryskiem ze zbiornika LPG. Na końcu procesu następuje sprężanie gazu w celu jego przygotowania do wymaganego ciśnienia odbioru.A solution based on cryogenic purification of biogas from carbon dioxide, using phase separation when cooled to the appropriate temperature, is presented in the patent description PL225854 B1. The patent description proposes a method and installation in which the removal of carbon dioxide takes place by cooling biogas in a gas - liquid nitrogen exchanger. The multi-stage process consists of initially pressurizing the untreated biogas to a pressure above 1.5 MPa. Then the gas is directed to the pre-exchanger where it is cooled down, the heat exchange takes place with the output gas from the installation. The gas passes through a pre-treatment column using biogas chemistry from water and hydrogen sulphide. The upper part of the column is connected to the gas-liquid nitrogen exchanger, where the proper phase of the CO2 purification process takes place and the biogas temperature is lowered to the parameters from -62°C to -72°C. At the temperature conditions reached, carbon dioxide and other pollutants are condensed. Liquid nitrogen used for the process is supplied from a tank (dewar). Then the biogas passes through a phase separator, the separation is carried out using sieves or internal filters that prevent the flow of the liquid phase, the liquefied carbon dioxide remains in its lower part. In the exchanger, using the inlet gas from the initial phase of the process, the purified outlet gas is heated to a temperature above 10°C. The gas product is subjected to composition control and enriched with propane-butane gas fed by injection from the LPG tank. At the end of the process, the gas is compressed to prepare it for the required discharge pressure.

W opisie patentowym EP 1931612 B1 zaproponowano układ wykorzystujący schłodzenie strumienia gazu do temperatury zapewniającej kondensację CO2. W pierwszym etapie biogaz zostaje sprężony do ciśnienia 10 bar, a następnie schłodzony do temperatury -25°C. Po usunięciu z biogazu wody, siloksanów i innych zanieczyszczeń gaz przepuszcza się przez filtr koalescencyjny oraz przez katalizator, który usuwa wszelkie pozostałe zanieczyszczenia. Właściwe usunięcie dwutlenku węgla następuje w kolejnych dwóch krokach. Pierwszy etap schładzania gazu odbywa się do temperatury około -60°C, zapewniając częściowe wykroplenie CO2 z biogazu, obniżając zawartość dwutlenku węgla o 50%. Następnie temperatura obniżana jest do -65°C osiągając wartość, przy której zachodzi zestalanie dwutlenku węgla ze strumienia biogazu poddawanego obróbce. Drugi etap oczyszczania polega na usuwaniu dwutlenku węgla w postaci ciała stałego. Proces chłodzenia odbywa się za pomocą dwóch równoległych wymienników zbudowanych z potrójnej wężownicy. Ze względu na występujące w procesie zestalenie dwutlenku węgla konieczne jest zastosowanie dwóch kolumn, które działają naprzemiennie. Podczas odtajania jednej z kolumn następuje topnienie zestalonego dwutlenku węgla, podczas gdy w drugiej przebiega właściwy proces. Odprowadzony w tym etapie CO2 w postaci stałej, zostaje ogrzany w wymienniku wstępnym procesu, gdzie wymiana ciepła zachodzi z gazem wpływającym na początku procesu. Oba strumienie dwutlenku węgla wytrąconego w dwóch etapach oczyszczania, trafiają do zbiornika ciekłego CO2. Końcowa temperatura biogazu wynosi od -65°C do -80°C, w zależności od składu gazu.The patent description EP 1931612 B1 proposes a system that uses the cooling of the gas stream to a temperature ensuring CO2 condensation. In the first stage, biogas is compressed to a pressure of 10 bar and then cooled to -25°C. After removing water, siloxanes and other impurities from the biogas, the gas is passed through a coalescing filter and through a catalyst which removes any remaining impurities. The actual removal of carbon dioxide takes place in the next two steps. The first stage of gas cooling takes place to a temperature of about -60°C, ensuring partial CO2 liquefaction from biogas, reducing the carbon dioxide content by 50%. The temperature is then lowered to -65°C, reaching a value at which solidification of carbon dioxide from the treated biogas stream occurs. The second stage of purification consists in the removal of carbon dioxide in the form of a solid. The cooling process is carried out using two parallel triple coil exchangers. Due to the solidification of carbon dioxide occurring in the process, it is necessary to use two columns that operate alternately. During the thawing of one of the columns, the solidified carbon dioxide melts, while the actual process takes place in the other. The solid CO2 discharged in this stage is heated in the pre-process exchanger, where the heat exchange takes place with the gas flowing in at the beginning of the process. Both streams of carbon dioxide precipitated in two stages of purification go to the liquid CO2 tank. The final biogas temperature ranges from -65°C to -80°C, depending on the composition of the gas.

Technologia wykorzystująca zjawisko zmiany stanu skupienia dwutlenku węgla ze stanu parowego w stały, a tym samym jego separację z mieszaniny gazów odlotowych z procesu spalania znana jest z opisu patentowego US007073348B2. Gaz chłodzony jest przy pomocy układu chłodniczego z wewnętrzną kaskadą. Dwutlenek węgla resublimuje z mieszaniny gazowej, a następnie jest odprowadzony i magazynowany w postaci ciekłej. Pierwszym etapem procesu jest wstępne schłodzenie gorących spalin w wodnym wymienniku napędzającym turbinę parową generatora, z temperatury 600°C do 50°C. Następnie spaliny przechodzą przez wymiennik, który obniża temperaturę mieszaniny do 40°C, gdzie odbywa się częściowa kondesacja wody. Kolejnym etapem jest trójetapowy proces chłodzenia gazu, zachodzący w parownikach urządzenia chłodniczego. W pierwszym parowniku temperatura czynnika w obiegu chłodniczym wynosi -5°C, a gaz zostaje schłodzony do temp 36,5°C, następnie przechodzi przez dehydrator w celu zapewnienia całkowitego osuszenia mieszaniny. W drugim skraplaczu gaz zostaje schłodzony do -20°C, gdzie odbiór ciepła zachodzi przez obieg chłodniczy w temperaturze -30°C. Między kolejnymi etapami zachodzi dodatkowe schłodzenie w przeciwprądzie między rurociągiem zasilającym trzeci wymiennik a rurociągiem wylotowym produktu gazowego azotu, temperatura gazu osiąga wartość -72°C. Ostatnim etapem jest przejście przez trzeci wymiennik i uzyskanie przez mieszaninę temperatury -80°C przy ciśnieniu 0,85 bar, lub -78,6°C przy ciśnieniu 1 bar (w zależności od dobranej technologii tłoczenia spalin przez układ). Resublimacja CO2 zachodzi na ściankach wymiennika przy temperaturze w parowniku równej -90°C. Dwa równoległe wymienniki działają sekwencyjnie. Przepływ czynnika chłodniczego przez wymiennik jest sterowany zaworem trójdrogowym i kierowany do wymiennika aktywnego, podczas gdy w drugim odbywa się proces odtajania wymiennika z zestalonego dwutlenku węgla. Zanim czynnik chłodniczy przepłynie przez zawór rozprężny do aktywnego parownika, strumień przebiega przez parownik nieaktywny w celu odzyskania ciepła topnienia w odmrażanym wymienniku. Przed przełączeniem biegu procesu przez drugi wymiennik, skumulowany na dnie komory ciekły dwutlenek węgla zostaje przetłoczony do magazynu czynnika. Pozostający po rozdzieleniu mieszaniny azot pozostający w górnej części wymiennika, zostaje uwolniony do atmosfery rurociągiem odprowadzającym. Obieg chłodniczy obsługujący układ, składa się z jednej sprężarki, układu dwóch skraplaczy, dwóch wymienników fazy ciecz - para, zbiornika separatora, skraplacza częściowego oraz trzech parowników, w których zachodzi trójstopniowy proces chłodzenia gazu oczyszczanego.The technology that uses the phenomenon of changing the state of aggregation of carbon dioxide from vapor to solid, and thus its separation from the mixture of exhaust gases from the combustion process, is known from the patent description US007073348B2. The gas is cooled using a refrigeration system with an internal cascade. The carbon dioxide resublimes from the gas mixture and is then discharged and stored in liquid form. The first stage of the process is the pre-cooling of the hot exhaust gases in a water exchanger driving the generator's steam turbine, from the temperature of 600°C to 50°C. Then the flue gases pass through the exchanger, which lowers the temperature of the mixture to 40°C, where partial condensation of the water takes place. The next stage is a three-stage gas cooling process, which takes place in the evaporators of the cooling device. In the first evaporator, the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle is -5°C, and the gas is cooled to 36.5°C, then passes through a dehydrator to ensure complete drying of the mixture. In the second condenser, the gas is cooled down to -20°C, where heat is removed through the refrigeration circuit at -30°C. Between successive stages, additional cooling takes place in counter-current between the third exchanger supply pipeline and the nitrogen gas product outlet pipeline, the temperature of the gas reaches -72°C. The last stage is passing through the third heat exchanger and the temperature of the mixture is -80°C at a pressure of 0.85 bar, or -78.6°C at a pressure of 1 bar (depending on the technology selected for pumping exhaust gases through the system). CO2 resublimation takes place on the walls of the exchanger at a temperature in the evaporator of -90°C. Two parallel exchangers operate sequentially. The flow of the refrigerant through the exchanger is controlled by a three-way valve and directed to the active exchanger, while the second one is used to defrost the exchanger from solidified carbon dioxide. Before the refrigerant flows through the expansion valve to the active evaporator, the flow passes through the inactive evaporator to recover the heat of fusion in the defrosting exchanger. Before the process is switched through the second exchanger, the liquid carbon dioxide accumulated at the bottom of the chamber is pumped to the factor storage. The nitrogen remaining in the upper part of the exchanger after separation of the mixture is released to the atmosphere through the discharge pipeline. The refrigeration circuit serving the system consists of one compressor, a system of two condensers, two liquid-steam exchangers, a separator tank, a partial condenser and three evaporators, in which a three-stage purified gas cooling process takes place.

W zastrzeżeniu patentowym US006082133A przedstawiono rozwiązanie separacji dwutlenku węgla z mieszaniny gazów, zawierającej metan. Biogaz zostaje oczyszczony z dwutlenku węgla poprzez resublimację. Wstępne chłodzenie nieuzdatnionego gazu odbywa się w wymienniku rekuperacyjnym, wymiana ciepła zachodzi pomiędzy wlotowym biogazem oraz dwoma strumieniami wylotowymi: sublimującego CO2 oraz oczyszczonego metanu. Następnie gaz przechodzi przez zawór przełączający, który kieruje gaz do aktywnego wymiennika w celu oczyszczenia mieszaniny z CO2 poprzez jego resublimację na powierzchni wymiennika. Układ złożony jest z dwóch wymienników ciepła: aktywnego i regeneracyjnego. Przełączenie pomiędzy wymiennikami następuje, gdy jeden z wymienników zakończył cykl odtajania. W aktywnej komorze, po rozdzieleniu obu składników mieszaniny, następuje częściowe skroplenie metanu przy ciśnieniu około 14 bar, który następnie wpływa do wymiennika, w którym następuje zmiana jego stanu skupienia w gazowy w wymianie ciepła z obiegiem chłodniczym. Przed uwolnieniem z układu gotowego produktu gazowego, w wymienniku rekuperacyjnym następuje podgrzanie gazu do warunków zbliżonych do otoczenia, tak aby strumień gazu nie zawierał frakcji stałych. W wymienniku podlegającym odtajaniu następuje sublimacja zestalonego dwutlenku węgla, zakumulowanego na powierzchni wymiennika. Proces przebiega w warunkach ciśnienia zbliżonych do atmosferycznego oraz temperaturze -78°C. Obieg chłodniczy wymiennika powoduje dostarczenie ciepła przyspieszając proces sublimacji. Dwutlenek węgla w postaci gazowej opuszcza wymiennik po przejściu przez wymiennik regeneracyjny. Stężenie metanu w otrzymanym gazie wynosi około 98%.The patent claim US006082133A presents a solution for separating carbon dioxide from a gas mixture containing methane. Biogas is purified from carbon dioxide by resublimation. Initial cooling of the untreated gas takes place in a recuperative exchanger, heat exchange takes place between the inlet biogas and two outlet streams: sublimating CO2 and purified methane. The gas then passes through a switching valve which directs the gas to an active exchanger to purify the CO2 mixture by resublimating it on the surface of the exchanger. The system consists of two heat exchangers: active and regenerative. Switching between coils occurs when one of the coils has completed a defrost cycle. In the active chamber, after separating the two components of the mixture, methane is partially condensed at a pressure of about 14 bar, which then flows into the exchanger, where it changes its state of aggregation into gas in heat exchange with the cooling circuit. Before the finished gas product is released from the system, the gas is heated in the recuperative exchanger to conditions similar to those of the environment, so that the gas stream does not contain solid fractions. In the exchanger undergoing defrosting, sublimation of solidified carbon dioxide accumulated on the surface of the exchanger takes place. The process takes place under atmospheric pressure and a temperature of -78°C. The cooling circuit of the exchanger provides heat, accelerating the sublimation process. Gaseous carbon dioxide leaves the exchanger after passing through the regenerative exchanger. The concentration of methane in the obtained gas is about 98%.

Istotnym problemem nie podejmowanym w dotychczasowych rozwiązaniach jest efektywność układów, wzajemne współdziałanie jego elementów oraz czystość pozyskiwania separowanych gazów. Zastosowanie rozwiązania wedle wynalazku pozwala na zwiększenie efektywności energetycznej technologii kriogenicznej separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych poprzez zastosowanie grawitacyjnego termosyfonu w procesie odtajania wymienników ciepła i wykorzystanie odpadowego ciepła jako źródła energii do procesu separacji.An important problem not addressed in the existing solutions is the efficiency of the systems, the mutual interaction of its elements and the purity of obtaining separated gases. The application of the solution according to the invention makes it possible to increase the energy efficiency of the technology of cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases through the use of a gravitational thermosyphon in the heat exchanger defrosting process and the use of waste heat as an energy source for the separation process.

Zespół urządzeń do separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, wyposażony jest w sprężarkę, wstępny wymiennik ciepła, rurociąg z trójdrożnym zaworem doprowadzający gaz przemiennie do kriogenicznych wymienników, oraz instalację odprowadzającą uzyskany ciekły dwutlenek węgla w postaci rurociągu i równoległego rurociągu odprowadzającego ciekły biometan. Zespół ten charakteryzuje się tym, że działające przemiennie co najmniej dwa równoległe kriogeniczne wymienniki zaopatrzone są każdy w co najmniej jeden wymiennik instalacji termosyfonowej oraz w co najmniej jeden parownik autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego. Rzeczone wymienniki instalacji termosyfonowej w układzie zamkniętym połączone są szeregowo z wymiennikiem instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła. Autokaskadowy układ obiegu czynnika chłodniczego zasilany jest sprężarką połączoną po stronie tłocznej ze skraplaczem zasilanym chłodniczym absorpcyjnym układem oraz separatorem fazy, którego króciec parowy połączony jest poprzez wymiennik regeneracyjny z zaworem rozprężnym i zaworem trójdrogowym z parownikami autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego, zaś króciec cieczowy połączony jest poprzez zawór rozprężny z wymiennikiem regeneracyjnym i zaworem trójdrogowym z parownikami autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego.The set of devices for the separation of carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, is equipped with a compressor, a preliminary heat exchanger, a pipeline with a three-way valve supplying gas alternately to cryogenic exchangers, and an installation for discharging the obtained liquid carbon dioxide in the form of a pipeline and a parallel pipeline discharging liquid biomethane. This assembly is characterized by the fact that at least two parallel cryogenic exchangers operating alternately are equipped with at least one heat exchanger of the thermosyphon system and at least one evaporator of the auto-cascade refrigerant circulation system. Said exchangers of the thermosyphon system in a closed system are connected in series with the heat exchanger of the thermosyphon system located in the primary heat exchanger. The auto-cascade refrigerant circulation system is powered by a compressor connected on the discharge side with a condenser powered by an absorption refrigeration system and a phase separator, whose steam connector is connected through a regenerative exchanger with an expansion valve and a three-way valve with the evaporators of the auto-cascade refrigerant circulation system, while the liquid connector is connected through expansion valve with regenerative exchanger and three-way valve with evaporators of auto-cascade refrigerant circulation system.

Korzystnie, rurociąg za wymiennikiem instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła zaopatrzony jest w rozdzielczy zawór trójdrożny połączony z rurociągami doprowadzającymi czynnik do wymienników instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników.Preferably, the pipeline downstream of the heat exchanger of the thermosyphon system located in the preliminary heat exchanger is equipped with a dividing three-way valve connected to the pipelines supplying the medium to the exchangers of the thermosyphon system of cryogenic exchangers.

Korzystnie, rurociąg za jednym z wymienników instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników zaopatrzony jest w rozdzielczy zawór trójdrożny połączony z rurociągami odprowadzającymi czynnik z jednego z rzeczonych przeciwnie połączonych wymienników instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników oraz doprowadzający czynnik do wymiennika instalacji termosyfonowej znajdującego się we wstępnym wymienniku ciepła.Preferably, the pipeline downstream of one of the heat exchangers of the thermosyphon system of cryogenic exchangers is provided with a three-way diverting valve connected to the pipelines draining the medium from one of said oppositely connected heat exchangers of the thermosyphon system of cryogenic exchangers and supplying the medium to the heat exchanger of the thermosyphon system located in the preliminary heat exchanger.

Korzystnie, skraplacz zasilany jest za pomocą zewnętrznego sprężarkowego lub absorpcyjnego układu chłodniczego.Preferably, the condenser is powered by an external compressor or absorption refrigeration system.

Sposób separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, charakteryzuje się tym, że za pomocą sprężarki gaz spręża się korzystnie do ciśnienia 15 bar, następnie w wymienniku wstępnym przy udziale wymiennika instalacji syfonowej gaz jest korzystnie schładzany do temperatury -50°C. Wymiennik wstępny zasila się czynnikiem o niższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z wymiennika regenerowanego. Schłodzony gaz kolejno za pomocą zaworu trójdrożnego kieruje się do aktywnego kriogenicznego wymiennika gdzie schładza się go do temperatury około -120°C przy korzystnym ciśnieniu 15 bar. Za pomocą parownika autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego dwutlenek węgla w kontakcie z powierzchnią wymiany ciepła po osiągnięciu temperatury równowagi fazowej ulega resublimacji na powierzchni rzeczonego parownika. Separację dwutlenku węgla w kriogenicznym wymienniku przeprowadza się w sposób ciągły aż do osiągnięcia akumulacji zestalonego dwutlenku węgla, powodującej spadek ciśnienia gazu przepływającego przez kriogeniczny wymiennik oraz spadku ciśnienia ssania w autokaskadowym układzie obiegu czynnika chłodniczego. Następnie za pomocą trójdrogowego zaworu strumień gazu kieruje się do kriogenicznego wymiennika gdzie schładza się go do temperatury około -120°C przy korzystnym ciśnieniu około 15 bar. Za pomocą parownika autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego dwutlenek węgla w kontakcie z powierzchnią wymiany ciepła po osiągnięciu temperatury równowagi fazowej ulega resublimacji na powierzchni rzeczonego parownika. Separację dwutlenku węgla i metanu w kriogenicznym wymienniku przeprowadza się w sposób ciągły aż do osiągnięcia akumulacji zestalonego dwutlenku węgla, powodującej spadek ciśnienia gazu w kriogenicznym wymienniku oraz spadku ciśnienia ssania w autokaskadowym układzie obiegu czynnika chłodniczego. Kriogeniczne wymienniki schładza się za pomocą autokaskadowego układu czynnika chłodzącego, w którym to czynnik chłodniczy spręża się za pomocą sprężarki następnie w skraplaczu część mieszaniny skrapla się przed wylotem do separatora fazy, w którym to rozdziela się frakcję gazową od frakcji ciekłej, przy czym frakcję gazową kieruje się do regeneracyjnego wymiennika, gdzie kontynuuje się proces skraplania, natomiast frakcję ciekłą z separatora fazy rozpręża się i frakcję ciekłą czynnika zmieszaną z frakcją częściowo odparowaną w kriogenicznym wymienniku kieruje się do regeneracyjnego wymiennika, zaś frakcję ciekłą skroploną w wymienniku regeneracyjnym kieruje się po rozprężeniu w zaworze rozprężnym przez rozdzielczy zawór trójdrogowy do jednego z kriogenicznych wymienników.The method of separating carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, is characterized in that the gas is compressed to a pressure of 15 bar by means of a compressor, then the gas is preferably cooled down to -50°C in the preliminary exchanger with the participation of the siphon installation exchanger. The primary exchanger is fed with a factor with a lower thermodynamic potential transferred from the regenerated exchanger. The cooled gas is directed through a three-way valve to the active cryogenic exchanger where it is cooled down to a temperature of about -120°C at a favorable pressure of 15 bar. By means of the autocascade evaporator of the refrigerant circuit system, carbon dioxide in contact with the heat exchange surface is resublimated on the surface of said evaporator after reaching the phase equilibrium temperature. Separation of carbon dioxide in the cryogenic exchanger is carried out continuously until the accumulation of solidified carbon dioxide is achieved, causing a drop in the pressure of the gas flowing through the cryogenic exchanger and a drop in the suction pressure in the auto-cascade refrigerant circuit system. Then, using a three-way valve, the gas stream is directed to a cryogenic exchanger where it is cooled down to a temperature of about -120°C at a favorable pressure of about 15 bar. By means of the autocascade evaporator of the refrigerant circuit system, carbon dioxide in contact with the heat exchange surface is resublimated on the surface of said evaporator after reaching the phase equilibrium temperature. The separation of carbon dioxide and methane in the cryogenic exchanger is carried out continuously until the accumulation of solidified carbon dioxide is achieved, causing a drop in gas pressure in the cryogenic exchanger and a drop in suction pressure in the auto-cascade refrigerant circuit system. Cryogenic exchangers are cooled using an auto-cascade refrigerant system, in which the refrigerant is compressed by a compressor, then part of the mixture is condensed in a condenser before being discharged to a phase separator, where the gaseous fraction is separated from the liquid fraction, and the gaseous fraction is directed to the regenerative exchanger, where the condensation process continues, while the liquid fraction from the phase separator is expanded and the liquid fraction of the refrigerant mixed with the fraction partially evaporated in the cryogenic exchanger is directed to the regenerative exchanger, and the liquid fraction condensed in the regenerative exchanger is directed after expansion in the valve through a 3-way diverter valve to one of the cryogenic exchangers.

Korzystnie, warunkiem koniecznym do przełączenia trójdrożnego zaworu w celu odcięcia kriogenicznego wymiennika i skierowania przepływu strumienia gazu do kriogenicznego wymiennika jest zakończenie cyklu odtajania w podłączanym kriogenicznym wymienniku, odprowadzenie z układu skroplonego dwutlenku węgla o temperaturze -56°C i ciśnieniu 5,2 bar, oraz metanu o temperaturze -120°C i ciśnieniu 15 bar.Preferably, a prerequisite for switching the three-way valve to isolate the cryogenic exchanger and direct the flow of gas into the cryogenic exchanger is the completion of the defrost cycle in the connected cryogenic exchanger, discharge of liquefied carbon dioxide at -56°C and 5.2 bar pressure from the system, and methane at -120°C and 15 bar pressure.

Korzystnie, odtajanie kriogenicznych wymienników przeprowadza się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu.Preferably, the defrosting of the cryogenic exchangers is carried out by means of a gravity thermosyphon.

Korzystnie, odtajanie wymienników przeprowadza się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu zasilającego wymiennik czynnikiem o wyższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z układu wymiennika wstępnego, oraz cyrkulacja czynnika w układzie odbywa się bez sprężarki wymuszającej obieg.Preferably, the defrosting of the exchangers is carried out by means of a gravitational thermosyphon supplying the exchanger with a medium with a higher thermodynamic potential transferred from the primary exchanger system, and the circulation of the medium in the system takes place without a compressor forcing the circulation.

Korzystnie, chłodzenie wstępne we wstępnym wymienniku odbywa się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu zasilającego tenże wymiennik czynnikiem o niższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z odzyskanego ciepła topnienia CO2 procesu odtajania regenerowanego kriogenicznego wymiennika oraz że cyrkulacja czynnika w układzie odbywa się bez sprężarki wymuszającej obieg.Preferably, the pre-cooling in the pre-exchanger is done by means of a gravitational thermosiphon supplying this exchanger with a medium with a lower thermodynamic potential transferred from the recovered CO2 melting heat of the regenerated cryogenic exchanger's defrosting process and that the refrigerant is circulated in the system without a compressor forcing the circulation.

Korzystnie, kriogeniczne wymienniki działają naprzemiennie, gdzie zasilenie gazem sterowane jest sygnałem ciśnienia ssania po stronie układu chłodniczego lub wartością spadku ciśnienia gazu przepływającego przez wymiennik kriogeniczny.Preferably, the cryogenic exchangers operate alternately, where the gas supply is controlled by the suction pressure signal on the side of the refrigeration system or by the value of the pressure drop of the gas flowing through the cryogenic exchanger.

Korzystnie, sprężarkę autokaskadowego układu czynnika chłodniczego zasila się co najmniej częściowo energią elektryczną uzyskaną w organicznym obiegu Rankine’a zasilanym w niskotemperaturowe ciepło odpadowe, w tym w ciepło oddawane w skraplaczu autokaskadowego urządzenia chłodniczego.Preferably, the compressor of the autocascading refrigerant system is powered at least in part by electrical energy obtained in an organic Rankine cycle supplied with low temperature waste heat, including heat given off in the condenser of the autocascading refrigeration device.

Korzystnie, jeżeli układ absorpcyjny jest zasilany średniotemperaturowym ciepłem odpadowym.Preferably, the absorption system is supplied with medium-temperature waste heat.

Przedmiot wynalazku został zaprezentowany w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat ideowy układu do oczyszczania gazów odpadowych, biogazu z dwutlenku węgla w procesie resublimacji wraz z zasilającym go autokaskadowym układem chłodniczym.The subject of the invention has been presented in an embodiment in a drawing showing a schematic diagram of a system for purifying waste gases, biogas from carbon dioxide in the resublimation process, together with an autocascade refrigeration system supplying it.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania wedle wynalazku możliwe jest uzyskanie końcowego produktu gazowego o parametrach gazu wysokometanowego, pozwalających na zatłaczanie wytworzonego biometanu do gazowej sieci dystrybucyjnej lub zmagazynowanie w postaci skroplonej celem jego transportu i sprzedaży. Proponowany układ może przyczyniać się do rozwoju rynku produkcji biogazu, przyrostu liczby biogazowi oraz wzrostu wykorzystywania paliw gazowych pochodzących z OZE w energetyce. Dodatkowo, układ pozwala na wysoce efektywne wychwytywanie CO2, oraz na otrzymanie produktu końcowego w postaci skroplonego dwutlenku węgla, który może zostać zmagazynowany i wykorzystany w, aplikacjach chłodniczych naprzeciw usuwaniu go do atmosfery. Ponadto, układ wykorzystuje do procesu odtajania instalację termosyfonową, ograniczając zużycie energii i poprawiając efektywność energetyczną technologii separacji kriogenicznej. Dodatkowo, zastosowanie zewnętrznego układ chłodniczego, powoduje wykorzystanie ciepła odpadowego znacznie ograniczając zużycie energii elektrycznej potrzebnej do osiągnięcia w układzie temperatury procesu kriogenicznego.Thanks to the application of the solution according to the invention, it is possible to obtain a final gas product with the parameters of high-methane gas, allowing the biomethane produced to be injected into the gas distribution network or stored in liquefied form for its transport and sale. The proposed system may contribute to the development of the biogas production market, the increase in the number of biogas plants and the increase in the use of gaseous fuels from RES in the energy sector. In addition, the system allows for highly effective CO2 capture, and to obtain a final product in the form of liquefied carbon dioxide, which can be stored and used in refrigeration applications instead of removing it to the atmosphere. In addition, the system uses a thermosyphon plant for the defrosting process, reducing energy consumption and improving the energy efficiency of the cryogenic separation technology. In addition, the use of an external cooling system results in the use of waste heat, significantly reducing the consumption of electricity needed to reach the temperature of the cryogenic process in the system.

Zespół urządzeń do separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, wyposażony jest w sprężarkę 1, wstępny wymiennik 2 ciepła, rurociąg z trójdrożnym zaworem 3 doprowadzający gaz przemiennie do kriogenicznych wymienników 6, 17, oraz instalację odprowadzającą uzyskany ciekły dwutlenek węgla w postaci rurociągu 10 i równoległego rurociągu 9 odprowadzającego ciekły biometan. Działające przemiennie co najmniej dwa równoległe kriogeniczne wymienniki 6, 17 zaopatrzone są każdy w co najmniej jeden wymiennik 5, 16 instalacji termosyfonowej oraz w co najmniej jeden parownik 7, 18 autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego. Rzeczone wymienniki instalacji termosyfonowej 5, 16 w układzie zamkniętym połączone są szeregowo z wymiennikiem 12 instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła 2. Autokaskadowy układ obiegu czynnika chłodniczego zasilany jest sprężarką 24 połączoną po stronie tłocznej ze skraplaczem 25 zasilanym chłodniczym układem absorpcyjnym 29 oraz separatorem fazy 26, którego króciec parowy połączony jest poprzez wymiennik regeneracyjny 23 z zaworem rozprężnym 28 i zaworem trójdrogowym 30 z parownikami 7, 18 autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego, zaś króciec cieczowy połączony jest poprzez zawór rozprężny 27 z wymiennikiem regeneracyjnym 23 i zaworem trójdrogowym 22 z parownikami 7, 18 autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego. Rurociąg 13 za wymiennikiem 12 instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła 2 zaopatrzony jest w rozdzielczy zawór trójdrożny 14 połączony z rurociągami 15, 4 doprowadzającymi czynnik do wymienników 5, 16 instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników 6, 17. Rurociąg 21 oraz rurociąg 8 za jednym z wymienników 5, 16 instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników 6, 17 zaopatrzony jest w rozdzielczy zawór trójdrożny 11 połączony z rurociągami odprowadzającymi czynnik z jednego z rzeczonych przeciwnie połączonych wymienników 5, 16 instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników 6, 17 oraz doprowadzający czynnik do wymiennika 12 instalacji termosyfonowej znajdującego się we wstępnym wymienniku ciepła 2. Skraplacz 25 zasilany jest za pomocą zewnętrznego sprężarkowego lub absorpcyjnego układu chłodniczego 29.The set of devices for separating carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, is equipped with a compressor 1, an initial heat exchanger 2, a pipeline with a three-way valve 3 supplying gas alternately to cryogenic exchangers 6, 17, and an installation discharging the obtained liquid carbon dioxide in the form pipeline 10 and a parallel pipeline 9 discharging liquid biomethane. Alternately, at least two parallel cryogenic exchangers 6, 17 are provided with at least one exchanger 5, 16 of the thermosyphon system and at least one evaporator 7, 18 of the auto-cascade refrigerant circulation system. Said exchangers of the thermosiphon system 5, 16 in a closed system are connected in series with the exchanger 12 of the thermosyphon system located in the primary heat exchanger 2. The auto-cascade refrigerant circulation system is powered by a compressor 24 connected on the discharge side with a condenser 25 powered by an absorption refrigeration system 29 and a phase separator 26, whose steam port is connected through a regenerative exchanger 23 with an expansion valve 28 and a three-way valve 30 with evaporators 7, 18 of the auto-cascade refrigerant circulation system, while the liquid port is connected via an expansion valve 27 with the regenerative exchanger 23 and a three-way valve 22 with evaporators 7 , 18 auto-cascade refrigerant circulation system. The pipeline 13, downstream of the heat exchanger 12 of the thermosyphon system located in the preliminary heat exchanger 2, is equipped with a dividing three-way valve 14 connected to pipelines 15, 4 supplying the medium to heat exchangers 5, 16 of the thermosyphon system of cryogenic exchangers 6, 17. Pipeline 21 and pipeline 8 behind one of exchangers 5, 16 of the thermosyphon installation of cryogenic exchangers 6, 17 is provided with a three-way distribution valve 11 connected to pipelines draining the medium from one of said oppositely connected exchangers 5, 16 of the thermosyphon installation of cryogenic exchangers 6, 17 and supplying the medium to the exchanger 12 of the thermosyphon installation located in in the primary heat exchanger 2. The condenser 25 is fed by an external compressor or absorption refrigeration system 29.

Sposób separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, charakteryzuje się tym, że za pomocą sprężarki 1 gaz spręża się do ciśnienia 15 bar, następnie w wymienniku wstępnym 2 przy udziale wymiennika 12 instalacji termosyfonowej gaz jest korzystnie schładzany do temperatury -50°C. Wymiennik wstępny 2 zasila się czynnikiem o niższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z wymiennika regenerowanego 17, schłodzony gaz kolejno za pomocą zaworu trójdrożnego 3 kieruje się do aktywnego kriogenicznego wymiennika 6 gdzie schładza się go do temperatury około -120°C przy ciśnieniu 15 bar, za pomocą parownika 7 autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego dwutlenek węgla w kontakcie z powierzchnią wymiany ciepła po osiągnięciu temperatury równowagi fazowej ulega resublimacji na powierzchni rzeczonego parownika 7. Separację dwutlenku węgla w kriogenicznym wymienniku 6 przeprowadza się w sposób ciągły aż do osiągnięcia akumulacji zestalonego dwutlenku węgla, powodującej spadek ciśnienia gazu przepływającego przez kriogeniczny wymiennik 6 oraz spadku ciśnienia ssania w autokaskadowym układzie obiegu czynnika chłodniczego, następnie za pomocą trójdrogowego zaworu 3 strumień gazu kieruje się do kriogenicznego wymiennika 17 gdzie schładza się go do temperatury około -120°C przy korzystnym ciśnieniu około 15 bar, za pomocą parownika 18 autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego dwutlenek węgla w kontakcie z powierzchnią wymiany ciepła po osiągnięciu temperatury równowagi fazowej ulega resublimacji na powierzchni rzeczonego parownika 18. Separację dwutlenku węgla i metanu w kriogenicznym wymienniku 17 przeprowadza się w sposób ciągły aż do osiągnięcia akumulacji zestalonego dwutlenku węgla, powodującej spadek ciśnienia gazu w kriogenicznym wymienniku 17 oraz spadek ciśnienia ssania w autokaskadowym układzie obiegu czynnika chłodniczego, ponadto kriogeniczne wymienniki 6, 17 schładza się za pomocą autokaskadowego układu czynnika chłodniczego, w którym to czynnik chłodniczy spręża się za pomocą sprężarki 24 następnie w skraplaczu 25 część mieszaniny skrapla się przed wylotem do separatora fazy 26, w którym to rozdziela się frakcję gazową od frakcji ciekłej. Frakcję gazową kieruje się do regeneracyjnego wymiennika 23, gdzie kontynuuje się proces skraplania, natomiast frakcję ciekłą z separatora fazy 26 rozpręża się i frakcję ciekłą czynnika zmieszaną z frakcją częściowo odparowaną w kriogenicznym wymienniku 6, 17 kieruje się do regeneracyjnego wymiennika 23, zaś frakcję ciekłą skroploną w wymienniku regeneracyjnym kieruje się po rozprężeniu w zaworze rozprężnym 28 przez rozdzielczy zawór trójdrogowy 30 do jednego z kriogenicznych wymienników 6, 17 gdzie zachodzi właściwy efekt chłodniczy. Warunkiem koniecznym do przełączenia trójdrożnego zaworu 3 w celu odcięcia kriogenicznego wymiennika 6 i skierowania przepływu strumienia gazu do kriogenicznego wymiennika 17 jest zakończenie cyklu odtajania w podłączanym kriogenicznym wymienniku 17, odprowadzenie z układu skroplonego dwutlenku węgla o temperaturze -56°C i ciśnieniu 5,2 bar, oraz metanu o temperaturze -120°C i ciśnieniu 15 bar. Odtajanie kriogenicznych wymienników 6, 17 przeprowadza się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu. Odtajanie wymienników przeprowadza się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu zasilającego wymiennik czynnikiem o wyższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z układu wymiennika wstępnego, oraz cyrkulacja czynnika w układzie odbywa się bez sprężarki wymuszającej obieg. Chłodzenie wstępne we wstępnym wymienniku 2 odbywa się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu zasilającego tenże wymiennik czynnikiem o niższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z odzyskanego ciepła topnienia CO2 procesu odtajania regenerowanego kriogenicznego wymiennika 6, 17, oraz że cyrkulacja czynnika w układzie odbywa się bez sprężarki wymuszającej obieg. Kriogeniczne wymienniki 6, 17 działają naprzemiennie poprzez zasilenie gazem, sterowane sygnałem ciśnienia ssania po stronie układu chłodniczego lub wartością spadku ciśnienia gazu przepływającego przez wymiennik kriogeniczny. Sprężarkę 24 autokaskadowego układu czynnika chłodniczego zasila się co najmniej częściowo energią elektryczną uzyskaną w organicznym obiegu Rankine’a zasilanym w niskotemperaturowe ciepło odpadowe, w tym w ciepło oddawane w skraplaczu 25 autokaskadowego urządzenia chłodniczego oraz układ absorpcyjny 29 zasilany jest średniotemperaturowym ciepłem odpadowym.The method of separating carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, is characterized in that the gas is compressed to a pressure of 15 bar by means of the compressor 1, then in the preliminary exchanger 2 with the participation of the exchanger 12 of the thermosiphon installation, the gas is preferably cooled down to -50° c The primary exchanger 2 is fed with a medium with a lower thermodynamic potential transferred from the regenerated exchanger 17, the cooled gas is directed through the three-way valve 3 to the active cryogenic exchanger 6 where it is cooled down to a temperature of about -120°C at a pressure of 15 bar by means of an evaporator 7 of the auto-cascade refrigerant circulation system, carbon dioxide in contact with the heat exchange surface, after reaching the phase equilibrium temperature, is resublimated on the surface of said evaporator 7. Separation of carbon dioxide in the cryogenic exchanger 6 is carried out continuously until accumulation of solidified carbon dioxide is achieved, causing a pressure drop gas flowing through the cryogenic exchanger 6 and the suction pressure drop in the auto-cascade refrigerant circulation system, then, by means of the three-way valve 3, the gas stream is directed to the cryogenic exchanger 17 where it is cooled to a temperature of about -120°C at a preferred pressure of about 15 bar, by means of the evaporator 18 of the auto-cascade refrigerant circuit system, the carbon dioxide in contact with the heat exchange surface is resublimated on the surface of said evaporator 18 after reaching the phase equilibrium temperature. Separation of carbon dioxide and methane in the cryogenic exchanger 17 is carried out continuously until accumulation of solidified carbon dioxide is achieved , causing a gas pressure drop in the cryogenic exchanger 17 and a suction pressure drop in the auto-cascade refrigerant circulation system, furthermore the cryogenic exchangers 6, 17 are cooled by an auto-cascade refrigerant system in which the refrigerant is compressed by the compressor 24 then in the condenser 25 part of the mixture is condensed before discharge to the phase separator 26, where the gaseous fraction is separated from the liquid fraction. The gaseous fraction is directed to the regenerative exchanger 23, where the liquefaction process is continued, while the liquid fraction from the phase separator 26 is expanded and the liquid fraction of the refrigerant mixed with the fraction partially evaporated in the cryogenic exchanger 6, 17 is directed to the regenerative exchanger 23, and the liquid fraction is condensed in the regenerative exchanger, after being decompressed in the expansion valve 28, through the three-way distribution valve 30, it is directed to one of the cryogenic exchangers 6, 17, where the proper cooling effect takes place. The necessary condition for switching the three-way valve 3 to shut off the cryogenic exchanger 6 and direct the gas stream to the cryogenic exchanger 17 is the completion of the defrost cycle in the connected cryogenic exchanger 17, the discharge of liquefied carbon dioxide at a temperature of -56°C and a pressure of 5.2 bar from the system , and methane at a temperature of -120°C and a pressure of 15 bar. Defrosting of the cryogenic exchangers 6, 17 is carried out by means of a gravity thermosyphon. Heat exchangers are defrosted by means of a gravitational thermosiphon supplying the exchanger with a medium with a higher thermodynamic potential transferred from the primary exchanger system, and the medium is circulated in the system without a compressor forcing circulation. Pre-cooling in the pre-exchanger 2 is carried out by means of a gravitational thermosiphon supplying this exchanger with a medium with a lower thermodynamic potential transferred from the recovered CO2 melting heat of the defrosting process of the regenerated cryogenic exchanger 6, 17, and that the refrigerant is circulated in the system without a compressor forcing the circulation. The cryogenic exchangers 6, 17 operate alternately by gas supply, controlled by the suction pressure signal on the side of the refrigeration system or by the pressure drop value of the gas flowing through the cryogenic exchanger. The compressor 24 of the autocascading refrigerant system is powered at least in part by electrical energy obtained from the organic Rankine cycle fed by low temperature waste heat, including the heat released in the condenser 25 of the autocascading refrigeration unit, and the absorption system 29 is powered by medium temperature waste heat.

Claims (11)

1. Zespół urządzeń do separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, wyposażony w sprężarkę (1), wstępny wymiennik ciepła (2), rurociąg z trójdrożnym zaworem (3) doprowadzający gaz przemiennie do kriogenicznych wymienników (6, 17), oraz instalację odprowadzającą uzyskany ciekły dwutlenek węgla w postaci rurociągu (10) i równoległego rurociągu (9) odprowadzającego ciekły biometan, znamienny tym, że działające przemiennie co najmniej dwa równoległe kriogeniczne wymienniki (6, 17) zaopatrzone są każdy w co najmniej jeden wymiennik (5, 16) instalacji termosyfonowej oraz w co najmniej jeden parownik (7, 18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego, przy czym rzeczone wymienniki instalacji termosyfonowej (5, 16) w układzie zamkniętym połączone są szeregowo z wymiennikiem (12) instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła (2), natomiast autokaskadowy układ obiegu czynnika chłodniczego zasilany jest sprężarką (24) połączoną po stronie tłocznej ze skraplaczem (25) zasilanym chłodniczym układem absorpcyjnym (29) oraz separatorem fazy (26), którego króciec parowy połączony jest poprzez wymiennik regeneracyjny (23) z zaworem rozprężnym (28) i zaworem trójdrogowym (30) z parownikami (7, 18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego, zaś króciec cieczowy połączony jest poprzez zawór rozprężny (27) z wymiennikiem regeneracyjnym (23) i zaworem trójdrogowym (22) z parownikami (7, 18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego.1. A set of devices for the separation of carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, equipped with a compressor (1), a preliminary heat exchanger (2), a pipeline with a three-way valve (3) supplying gas alternately to cryogenic exchangers (6, 17), and an installation for discharging the obtained liquid carbon dioxide in the form of a pipeline (10) and a parallel pipeline (9) for discharging liquid biomethane, characterized in that at least two parallel cryogenic exchangers (6, 17) operating alternately are provided with at least one exchanger (5) each , 16) of the thermosiphon installation and at least one evaporator (7, 18) of the auto-cascade refrigerant circuit system, said thermosiphon system exchangers (5, 16) in a closed system are connected in series with the thermosiphon system exchanger (12) located in the preliminary heat exchanger (2), while the auto-cascade refrigerant circulation system is powered by a compressor (24) connected on the discharge side with a condenser (25) powered by an absorption refrigeration system (29) and a phase separator (26), whose steam connector is connected through a regenerative exchanger ( 23) with an expansion valve (28) and a three-way valve (30) with evaporators (7, 18) of the auto-cascade refrigerant circulation system, while the liquid connector is connected through an expansion valve (27) with the regenerative exchanger (23) and the three-way valve (22) with evaporators (7, 18) of the auto-cascade refrigerant circulation system. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że rurociąg (13) za wymiennikiem (12) instalacji termosyfonowej znajdującym się we wstępnym wymienniku ciepła (2) zaopatrzony jest w rozdzielczy zawór trójdrożny (14) połączony z rurociągami (15, 4) doprowadzającymi czynnik do wymienników (5, 16) instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników (6, 17).2. The assembly according to claim 1, characterized in that the pipeline (13) behind the exchanger (12) of the thermosyphon system located in the preliminary heat exchanger (2) is equipped with a three-way dividing valve (14) connected to pipelines (15, 4) supplying the medium to the exchangers (5, 16) thermosyphon installation of cryogenic exchangers (6, 17). 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że rurociąg (21) oraz rurociąg (8) za jednym z wymienników (5, 16) instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników (6, 17) zaopatrzony jest w rozdzielczy zawór trójdrożny (11) połączony z rurociągami odprowadzającymi czynnik z jednego z rzeczonych przeciwnie połączonych wymienników (5, 16) instalacji termosyfonowej kriogenicznych wymienników (6, 17) oraz doprowadzający czynnik do wymiennika (12) instalacji termosyfonowej znajdującego się we wstępnym wymienniku ciepła (2).3. The assembly according to claim 1, characterized in that the pipeline (21) and the pipeline (8) behind one of the exchangers (5, 16) of the thermosyphon system of cryogenic exchangers (6, 17) is provided with a three-way diverting valve (11) connected to pipelines draining the medium from one of the said oppositely connected exchangers (5, 16) of the thermosyphon system of the cryogenic exchangers (6, 17) and supplying medium to the heat exchanger (12) of the thermosyphon system located in the primary heat exchanger (2). 4. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że skraplacz (25) zasilany jest za pomocą zewnętrznego sprężarkowego lub absorpcyjnego układu chłodniczego (29).4. The assembly according to claim The condenser (25) is powered by an external compressor or absorption refrigeration system (29). 5. Sposób separacji dwutlenku węgla z gazów odpadowych, w szczególności z biogazu, znamienny tym, że za pomocą sprężarki (1) gaz spręża się korzystnie do ciśnienia 15 bar, następnie w wymienniku wstępnym (2) przy udziale wymiennika (12) instalacji syfonowej gaz jest korzystnie schładzany do temperatury -50°C, przy czym wymiennik wstępny (2) zasila się czynnikiem o niższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z wymiennika regenerowanego (17), schłodzony gaz kolejno za pomocą zaworu trójdrożnego (3) kieruje się do aktywnego kriogenicznego wymiennika (6) gdzie schładza się go do temperatury około -120°C przy korzystnym ciśnieniu 15 bar, za pomocą parownika (7) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego dwutlenek węgla w kontakcie z powierzchnią wymiany ciepła po osiągnięciu temperatury równowagi fazowej ulega resublimacji na powierzchni rzeczonego parownika (7), przy czym separację dwutlenku węgla w kriogenicznym wymienniku (6) przeprowadza się w sposób ciągły aż do osiągnięcia akumulacji zestalonego dwutlenku węgla, powodującej spadek ciśnienia gazu przepływającego przez kriogeniczny wymiennik (6) oraz spadku ciśnienia ssania w autokaskadowym układzie obiegu czynnika chłodniczego, następnie za pomocą trójdrogowego zaworu (3) strumień gazu kieruje się do kriogenicznego wymiennika (17) gdzie schładza się go do temperatury około -120°C przy korzystnym ciśnieniu około 15 bar, za pomocą parownika (18) autokaskadowego układu obiegu czynnika chłodniczego dwutlenek węgla w kontakcie z powierzchnią wymiany ciepła po osiągnięciu temperatury równowagi fazowej ulega resublimacji na powierzchni rzeczonego parownika (18), przy czym separację dwutlenku węgla i metanu w kriogenicznym wymienniku (17) przeprowadza się w sposób ciągły aż do osiągnięcia akumulacji zestalonego dwutlenku węgla, powodującej spadek ciśnienia gazu w kriogenicznym wymienniku (17) oraz spadku ciśnienia ssania w autokaskadowym układzie obiegu czynnika chłodniczego, ponadto kriogeniczne wymienniki (6, 17) zasila się za pomocą autokaskadowego układu czynnika chłodniczego, w którym to czynnik chłodniczy spręża się za pomocą sprężarki (24) następnie w skraplaczu (25) część mieszaniny skrapla się przed wylotem do separatora fazy (26), w którym to rozdziela się frakcję gazową od frakcji ciekłej, przy czym frakcję gazową kieruje się do regeneracyjnego wymiennika (23), gdzie kontynuuje się proces skraplania, natomiast frakcję ciekłą z separatora fazy (26) rozpręża się i frakcję ciekłą czynnika zmieszaną z frakcją częściowo odparowaną w kriogenicznym wymienniku (6, 17) kieruje się do regeneracyjnego wymiennika (23), zaś frakcję ciekłą skroploną w wymienniku regeneracyjnym kieruje się po rozprężeniu w zaworze rozprężnym (28) przez rozdzielczy zawór trójdrogowy (30) do jednego z kriogenicznych wymienników (6, 17) gdzie zachodzi właściwy efekt chłodniczy.5. A method of separating carbon dioxide from waste gases, in particular from biogas, characterized in that by means of a compressor (1) the gas is preferably compressed to a pressure of 15 bar, then in the preliminary exchanger (2) with the participation of the exchanger (12) of the siphon installation it is preferably cooled down to -50°C, the primary exchanger (2) is supplied with a medium with a lower thermodynamic potential transferred from the regenerated exchanger (17), the cooled gas is directed through the three-way valve (3) to the active cryogenic exchanger (6) ) where it is cooled to a temperature of about -120°C at a favorable pressure of 15 bar, by means of the evaporator (7) of the auto-cascade refrigerant circulation system, carbon dioxide in contact with the heat exchange surface, after reaching the phase equilibrium temperature, is resublimated on the surface of said evaporator (7 ), wherein the separation of carbon dioxide in the cryogenic exchanger (6) is carried out continuously until the accumulation of solidified carbon dioxide is achieved, causing a drop in the pressure of the gas flowing through the cryogenic exchanger (6) and a drop in the suction pressure in the auto-cascade refrigerant circulation system, then using the three-way valve (3), the gas stream is directed to the cryogenic exchanger (17) where it is cooled down to a temperature of about -120°C at a favorable pressure of about 15 bar, using the evaporator (18) of the auto-cascade refrigerant circulation system carbon dioxide in contact with heat exchange surface, after reaching the phase equilibrium temperature, is resublimated on the surface of said evaporator (18), while the separation of carbon dioxide and methane in the cryogenic exchanger (17) is carried out continuously until the accumulation of solidified carbon dioxide is achieved, causing the gas pressure in the cryogenic exchanger (17) and the suction pressure drop in the auto-cascade refrigerant circulation system, moreover, the cryogenic exchangers (6, 17) are fed by means of the auto-cascade refrigerant system, in which the refrigerant is compressed by means of the compressor (24) and then in the condenser (25 ) part of the mixture is condensed before the outlet to the phase separator (26), where the gaseous fraction is separated from the liquid fraction, with the gaseous fraction directed to the regenerative exchanger (23), where the liquefaction process is continued, while the liquid fraction from the phase separator (26) is expanded and the liquid fraction of the refrigerant mixed with the fraction partially evaporated in the cryogenic exchanger (6, 17) is directed to the regenerative exchanger (23), and the liquid fraction condensed in the regenerative exchanger is directed after expansion in the expansion valve (28) through the distribution three-way valve (30) to one of the cryogenic exchangers (6, 17) where the proper cooling effect takes place. 6. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że warunkiem koniecznym do przełączenia trójdrożnego zaworu (3) w celu odcięcia kriogenicznego wymiennika (6) i skierowania przepływu strumienia gazu do kriogenicznego wymiennika (17) jest zakończenie cyklu odtajania w podłączanym kriogenicznym wymienniku (17), odprowadzenie z układu skroplonego dwutlenku węgla o temperaturze -56°C i ciśnieniu 5,2 bar, oraz metanu o temperaturze -120°C i ciśnieniu 15 bar.6. The method according to claim 5, characterized in that the necessary condition for switching the three-way valve (3) in order to shut off the cryogenic exchanger (6) and direct the flow of gas to the cryogenic exchanger (17) is the completion of the defrosting cycle in the connected cryogenic exchanger (17), discharge from the liquefied system carbon dioxide at -56°C and 5.2 bar pressure, and methane at -120°C and 15 bar pressure. 7. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że odtajanie kriogenicznych wymienników (6, 17) przeprowadza się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu.7. The method according to claim 5, characterized in that the defrosting of the cryogenic exchangers (6, 17) is carried out by means of a gravitational thermosyphon. PL 243099 Β1PL 243099 B1 8. Sposób, według zastrz. 5 oraz 7, znamienny tym, że proces odtajania wymienników przeprowadza się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu zasilającego wymiennik czynnikiem o wyższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z układu wymiennika wstępnego, oraz cyrkulacja czynnika w układzie odbywa się bez sprężarki wymuszającej obieg.8. The method according to claim 5 and 7, characterized in that the process of defrosting the exchangers is carried out by means of a gravitational thermosyphon supplying the exchanger with a medium with a higher thermodynamic potential transferred from the primary exchanger system, and the circulation of the medium in the system takes place without a compressor forcing the circulation. 9. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że chłodzenie wstępne we wstępnym wymienniku (2) odbywa się za pomocą grawitacyjnego termosyfonu zasilającego tenże wymiennik czynnikiem o niższym potencjale termodynamicznym przenoszonym z odzyskanego ciepła topnienia CO2 procesu odtajania regenerowanego kriogenicznego wymiennika (6, 17), oraz że cyrkulacja czynnika w układzie odbywa się bez sprężarki wymuszającej obieg.9. The method of claim 5, characterized in that the pre-cooling in the initial exchanger (2) is carried out by means of a gravitational thermosyphon supplying this exchanger with a medium with a lower thermodynamic potential transferred from the recovered CO2 melting heat of the defrosting process of the regenerated cryogenic exchanger (6, 17), and that the circulation of the medium in system is performed without a compressor forcing the circulation. 10. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że kriogeniczne wymienniki (6, 17) działają naprzemiennie, gdzie zasilenie gazem sterowane jest sygnałem ciśnienia ssania po stronie układu chłodniczego lub wartością spadku ciśnienia gazu przepływającego przez wymiennik kriogeniczny.10. The method of claim 5, characterized in that the cryogenic exchangers (6, 17) operate alternately, where the gas supply is controlled by the suction pressure signal on the side of the refrigeration system or by the pressure drop value of the gas flowing through the cryogenic exchanger. 11. Sposób, według zastrz. 5, znamienny tym, że sprężarkę (24) autokaskadowego układu czynnika chłodniczego zasila się co najmniej częściowo energią elektryczną uzyskaną w organicznym obiegu Rankine’a zasilanym w niskotemperaturowe ciepło odpadowe, w tym w ciepło oddawane w skraplaczu (25) autokaskadowego urządzenia chłodniczego oraz układ absorpcyjny (29) zasilany jest średniotemperaturowym ciepłem odpadowym.11. The method of claim 5, characterized in that the compressor (24) of the autocascading refrigerant system is powered at least partly by electric energy obtained in the organic Rankine cycle supplied with low-temperature waste heat, including the heat given off in the condenser (25) of the autocascading refrigeration device and the absorption system (29) is powered by medium-temperature waste heat.
PL433513A 2020-04-10 2020-04-10 Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases PL243099B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL433513A PL243099B1 (en) 2020-04-10 2020-04-10 Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL433513A PL243099B1 (en) 2020-04-10 2020-04-10 Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL433513A1 PL433513A1 (en) 2021-10-11
PL243099B1 true PL243099B1 (en) 2023-06-26

Family

ID=78058010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL433513A PL243099B1 (en) 2020-04-10 2020-04-10 Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL243099B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL433513A1 (en) 2021-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10393432B2 (en) Configurations and methods of CO2 capture from flue gas by cryogenic desublimation
JP5873228B2 (en) Method and apparatus for purification of a methane-rich gas stream
RU2408664C2 (en) Composite method for removing heavy hydrocarbons, amine purification and drying
RU2597081C2 (en) Method for complex extraction of valuable admixtures from natural helium-containing hydrocarbon gas with high nitrogen content
US20110265512A1 (en) Carbon dioxide capture from power or process plant gases
CN102112200A (en) Recovery of carbon dioxide from flue gas
EP2880134B1 (en) Heavy hydrocarbon removal from a natural gas stream
CN102232003A (en) Multi-stage process for purifying carbon dioxide and producing sulfuric acid and nitric acid
US20240019205A1 (en) Facility for producing gaseous methane by purifying biogas from landfill, combining membranes and cryogenic distillation for landfill biogas upgrading
US9272963B2 (en) Final biogas purification process
RU2613914C1 (en) Method for processing natural hydrocarbon gas
CN115069057B (en) Method for purifying and recovering carbon dioxide by low-temperature rectification
RU2602908C9 (en) Method of natural gas cleaning from impurities during its preparation for production of liquefied methane, ethane and hydrocarbons wide fraction
WO2014021900A1 (en) Heavy hydrocarbon removal from a natural gas stream
CN105032113A (en) Process for capturing carbon dioxide in flue gas based on wet reclamation technology
KR100902911B1 (en) Apparatus for Enriching and Purifying Waste Helium Gases
CN114621798A (en) Combined natural gas heavy hydrocarbon removal device and using method thereof
CN113184850A (en) Method and device for purifying high-purity carbon dioxide gas
PL243099B1 (en) Set of devices for cryogenic separation and method for cryogenic separation of carbon dioxide from waste gases
CN215161044U (en) High-purity carbon dioxide gas purification device
CN204022773U (en) A kind of device improving low pressure natural gas light hydrocarbon recovery rate
CN112226260A (en) Natural gas purification system, natural gas purification method and application
RU2669269C2 (en) Method for regenerating the adsorbent of dehydration of natural gases
CN220736979U (en) Carbon dioxide trapping and absorbing device suitable for flue gas discharged by natural gas boiler
PL403141A1 (en) Method for purifying biogas into the gas transmission parameters, and installation for the purification of biogas