SE1400012A1 - Uppgraderingsanläggning - Google Patents

Abstract

Process för uppgradering av biogas där en vattenskrubberanläggning integreras med en eller fleramembranenheter. En eller flera membranenheter används för avskiljning av gaser såsom koldioxidfrån flashgasflödet och/eller från gasflödet innan det leds in till absorptionskolonnen varvidanläggningens energianvändning sjunker alternativt kapacitet för produktion av uppgraderad gasökar. Uppfinningen gör även att trycket i flashkolonnen kan sänkas utan att kapaciteten förproduktion av uppgraderad gas minskar betydande eller att anläggningens energianvändning ökar,varvid anläggningens metanförluster minskar.

Description

BESKRIVNING Tekniskt omrade Uppfinningen avser en process for uppgradering av biogas och andra metanhaltiga gasblandningar till en metanrik gas. For att avskilja koldioxid, svavelvate, vatten och partiklar frSn biogas och andra metanhaltiga gasblandningar anvands processer f6r uppgradering som utfOrs i olika typer av uppgraderingsanlaggningar. Efter uppgradering av biogasen eller andra metanhaltiga gasblandningar Sterstgr en gas med ett anrikat innehSII av metan. Den metanrika gasen kan exempelvis anvandas som fordonsbransle eller fOr inmatning till ett gasnat. Vanliga uppgraderingstekniker Jr idag vattenskrubberteknik, PSA, aminskrubber och membranteknik.

Uppfinningens andamal Uppfinningens andamSI ãr att en process fOr uppgradering med vattenskrubberteknik integreras med en process som avskiljer framst koldioxid och vid behov aven svavelvate, partiklar och vatten. I den integrerade processen anvands membranteknik for att avskilja huvuddelen av koldioxiden och i vissa applikationer aven svavelvate och vatten.

Med uppfinningen kan produktionskapaciteten fOr uppgraderad gas fran en uppgraderingsanlaggning med vattenskrubberteknik Oka. Uppfinningen gOr aven att den specifika energianvandningen per producerad volymsenhet uppgraderad gas minskas betydligt. Det ar aven majligt att erhSlla en koldioxidrik gas frSn membranen.

Ytterligare ett andamSI med uppfinningen Jr aft mOjliggOra eft lagre tryck i flashkolonnen utan att vattenskrubbern fSr en lagre kapacitet. Eli lagre flashtryck ger minskade metanfOrluster och uppfinningen gar att metanfOrlusterna kan minska utan att den specifika energianvandningen per kubikmeter uppgraderad gas akar vasentligt. Uppfinningen kan darmed vara ett alternativ till andra behandlingsmetoder for metan i restgasfloden i Wider dar kravet pS metanforlusten Jr att fOrlusten ska vara lJgre an i storleksordningen 0,5 vol-%. Ett exempel pS behandlingsmetod for restgasflOden som uppfinningen kan tankas ersatta ar RTO.

Teknikens standpunkt Uppgradering av biogas syftar till att erhSlla en metanrik produktgas genom att avskilja framst koldioxid, vatten och svavelvate frAn biogasen. Biogas uppgraderas idag frams med PSA, vattenskrubber, aminskrubber och membranteknik. Teknikernas andel av den totala marknaden är PSA (23 %), vattenskrubber (40 %), aminskrubber (22 %) och membranteknik (8 %). Ovriga uppgraderingstekniker ar genosorbskrubber och kryoteknik (Biogas upgrading - technology overview, comparison and perspectives for the future, Bauer et. al, DOI: 10.1002/bbb.1423; Biofuels, Bioprod. Bioref. 7:499-511 (2013)).

PSA al- en uppgraderingsteknik dar biogasen komprimeras och renas frk svavelvate och vatten innan koldioxid avlagsnas i kolonner innehSllande ett material som under tryck adsoberar koldioxid men inte metan. Metan kan darfOr passera kolonnerna medan koldioxid fastnar. Adsorptionsmaterialet regenereras darefter genom trycksankning varvid koldioxiden leds ut frSn kolonnen.

Med vattenskrubberteknik komprimeras biogas vanligtvis till 6-10 bar och leds till en absorptionskolonn dar koldioxid och svavelvate loser ut sig i vatten medan metan kan tas ut frSn toppen av absorptionskolonnen och darefter torkas. Vattnet regenereras genom all fOrst trycksankas i en flashkolonn varifrSn en del koldioxid och metan som finns lOst i gasen gSr tillbaka till det ingSende biogasflOdet. Darefter leds vattnet till en desorptionskolonn dar framst koldioxid och svavelvate drivs ut frSn vattnet med luft.

Vid uppgradering med aminskrubber avskiljs koldioxid frk biogas genom en kemisk reaktion mellan koldioxid och exempelvis aktiverade aminer, s kallade aMDEA, i en absorptionskolonn. Metan reagerar inte med aminen utan kan ledas ut irk toppen av absorptionskolonnen. Aminen regenereras darefter i en desorptionskolonn genom att aminen upphettas.

Ett membran ar ett filter som kan separera olika gasmolekyler pS grund av att molekylerna har olika diffusionshastighet och loslighet I membranet. Membran for biogasuppgradering har ofta hog genomslapplighet fOr koldioxid, vatten och svavelvate men inte for metan. En uppgraderingsanlaggning med membranteknik renar vanligtvis forst gasen frk vatten och fororeningar som svavelvate innan gasen komprimeras, normalt till 5 - 20 bar, och darefter leds in till membranmoduler.

Membrantekniken representerar en Okande andel av uppgraderingsanlaggningarna (Biogas upgrading - technology overview, comparison and perspectives for the future, Bauer et. al, DOI: 10.1002/bbb.1423; Biofuels, Bioprod. Bioref. (2013)). Membrantekniken ar under utveckling och patententen US2012111052A1, JP2005023211 (A) och US20130098242A1 beskriver processer for separering av gaser med membranteknik. Lie et al har aven patentet US20110072965A1 som beskriver hur en viss typ av membran kan produceras som ar lampliga for att separera gaser.

Det finns idag exempel pS hur uppgraderingstekniker kan kombineras. Baker (Membrane Technology and Applications, ISBN 0-470-85445-6) beskriver hur membranteknik och aminskrubber kan kombineras dar koldioxid foravskiljs med en membranmodul innan den sista koldioxiden separeras med en aminskrubber. En fordel blir att aminskrubbern kan byggas till lagre kostnad, medan nackdelen blir att anlaggningens komplexitet akar. Enligt Bhide (Hybrid processes for the removal of acid gases from natural gas, journal of MEMBRANE SCIENCE 1997) ar det dock hagre kostnad att kombinera membranteknik med en aminskrubber i jamfOrelse med att rena gas med olika membrankombinationer. Patentet U5005407466A avser en uppfinning om hur tvg olika typer av membran kan kombineras och integreras med en aminskrubber eller annan teknik med fysisk absorption i en genosorbprocess for att darmed erhalla en forbattrad process for gasbehandling.

Membran kan aven kombineras med PSA-teknik. Patentet ES2411332 (T3) beskriver hur deponigas kan uppgraderas genom att kombinera membranteknik och PSA. Koldioxid separeras d forst med membran och darefter avskiljs kvave med PSA-teknologi. Ett annat exempel ar patentet US002332424A som avser en uppfinning om hur membran kan integreras med en PSA for att aka metanutbytet och gasernas renhetsgrad Rapporten "Biogas to biomethane technology review" (Technische Universitat Wien, IEE/10/130, may 2012) beskriver att membranteknik har lagre investeringskostnad an vattenskrubberteknik och aven att den totala uppgraderingskostnaden normalt Jr lagre for membranteknik an vattenskrubberteknik. Det framar aven att elgtgkgen ar 0,46 kWhel/m3 biometan for vattenskrubberteknik och 0,25 - 0,43 kWhel/m3 biometan fOr membranteknik.

Uppfinningens fordelar Uppfinningen visar hur man med utgkgspunkt frk en vattenskrubberanlaggning kan integrera membranteknik pS ett sat sg att metanforluster minskar, kapaciteten okar och energianvandningen minskar. Narliggande uppfinningar har istallet fokuserat pS att integrera membranteknik med andra uppgraderingsanlaggningar far att komplettera membranens egenskaper. Patentet US002332424A ar en uppfinning om hur membran kan integreras med en PSA for att Oka metanutbytet och gasernas renhetsgrad.

Patentet US005407466A ar en uppfinning om hur tv5 olika typer av membran kan kombineras med en aminskrubber eller annan teknik med fysisk absorption i en genosorbprocess fOr alt darmed erala en forbattrad process for gasbehandling. Data patent integrerar dock inte restgasfloden frgn aminskrubbern eller genosorbskrubbern med membrantekniken pg ett sat A att processens metanforluster och energianvandning minskar samt kapacitet akar.

Genom att avskilja koldioxid frgn det inggende biogasflodet och/eller frgn flashgasen med hjalp av membranteknik kan vattenskrubberns specifika energiStOng per uppgraderad volymsenhet gas minska.

Med uppfinningen okas kapaciteten for framstallning av uppgraderad gas frgn en vattenskrubberanlaggning dg dess kapacitet framst ãr avhangd det totala inggende gasflodet till absorptionskolonnen. En integrerad process som hojer biogasens metanhalt innan gasen uppgraderas i vattenskrubbern, eller minskar den interna cirkulationen av gas, medfor sgledes att vattenskrubbern f'gr hogre kapacitet. Vid fall dar vattenskrubberns kompressor begransar kapaciteten i anlaggningen, kan denna kompletteras med ytterligare kompressorkapacitet.

Uppfinningen gor att trycket i flashkolonnen kan sankas utan att vattenskrubberns energianvandning Okar eller kapacitet minskar vasentligt. Detta skapar medligheten att nS lagre metanforluster an vad som tidigare varit tillampbart. Metanforlusten frgn en vattenskrubber med den integrerade uppfinningen kan komma att understiga 0,5 vol-%. Pg marknader dar 0,5 vol-Wo metanforlust är tillrackligt ger uppfinningen en besparing till att investera i behandlingsanlaggningar for restgas sgsom RTO. En minskad metanforlust ger aven en storre produktion av uppgraderad gas och darmed hOgre intakter.

Vattenskrubberns processutformning tillgter inte, till skillnad frgn aminskrubber och PSA, all ett separat gasflocle med hog koldioxidhalt kan erhgllas. Med uppfinningen kan ett separat koldioxidrikt gasflOde erhgllas sonn kan anvandas till exempelvis katalytisk eller biologisk metanisering.

Membranteknik kan integreras med befintliga vattenskrubberanlaggningar och darigenom Oka vattenskrubberns produktionskapacitet av uppgraderad gas. Membranteknikens fOrdelar med relativt Igg investeringskostnad och specifik energianvandning kan dg tillampas pg en del av gasflodet, samtidigt som den totala kapaciteten blir hOgre och en betydande del av utrustningen pg den befintliga anlaggningen kan anvandas. Investeringen far all komplettera en befintlig vattenskrubberanlaggning med membranteknik med tillhorande utrustning, samt aven kompletterande kompressorkapacitet ifall den befintliga kompressorkapaciteten inte klarar ett Okande gasflOcle, bedoms bli lagre an all investera i en helt ny uppgraderingsanlaggning for all Oka kapaciteten for uppgradering av biogas. Uppfinningen ger aven fordelen all en kitipare av en vattenskrubberanlaggning bar ett bra alternativ till all Oka kapaciteten i framtiden.

Uppfinningen kan aven anvandas vid nybyggnation av en uppgraderingsanlaggning. Integreringen mellan membranteknik och en vattenskrubberanlaggning majliggar lagre metanforluster, hOgre kapacitet, lagre energianvandning och tillvaratagande av koldioxid i jamfbrelse med en konventionell vattenskrubberanlaggning.

Kort beskrivning av ritningarna Exempel p utfOrande av uppfinningen kommer all beskrivas narmare med hanvisning till bifogade ritningar. Figur 1 visar schematiskt en vattenskrubber som integreras med en process som avskiljer framst koldioxid, svavelvate, partiklar och vatten, dar membranteknik anvands for att avskilja huvuddelen av koldioxiden. Inggende floden till membranenheten kan vara biogas och flashgas frgn vattenskrubberns flashkolonn. Figur 2 visar en tillampning dar uppfinningen anvands for att separera gaser sgsom koldioxid frgn flashgasen utan all flashgasen forst tryckhojs. Figur 3 visar en tillampning dar en vattenskrubber integreras med processer som avskiljer gaser sgsom koldioxid frgn flashgasen, frgn inggende gasflOcle till anlaggningen och frgn utggende gas frgn den process som separerar gaser Asom koldioxid frgn flashgasen.

Detaljbeskrivning av visat exempel for utf8rande Figur 1 visar schematiskt en anlaggning for uppgradering av biogas dar en vattenskrubberanlaggning 20, huvudsakligen bestSende av en absorptionskolonn 21, flashkolonn 22 och desorptionskolonn 23, är integrerad med membranenhet 10 fOr avskiljning av gaser s5som koldioxid med membranmodul 11 samt vid behov aven avskiljningsenhet fOr vatten 12, avskiljningsenhet for svavelvate 13 samt avskiljningsenhet for partiklar och andra fOroreningar 14. En alternativ konfiguration till att avskilja vatten i avskiljningsenhet 12 är att istallet varma gasen med en varmevaxlare.

Gasflocle 1 i Figur 1 sammanfors med gasflOcle 24 och leds in till en kompressor 30 for att hoja trycket. GasflOde 2 h8lIer efter kompressor 30 ett tryck mellan 2-18 bar, i huvudsak 4-16 bar, aura helst 8-12 bar och inneh8lIer framst metan, koldioxid, vatten, svavelvate och partiklar. Koldioxidhalten i det inkommande gasflOdet 1 ligger normalt mellan 20-60 vol-43/0, i huvudsak 3050 vol-%, aura heist 40-50 vol-%. Metanhalten i gasflode 1 ligger nornnalt mellan 40-80 vol-0/0, i huvudsak 50-70 vol-0/0, aura heist 50-60 vol-°/0.

Vid processkonflgurationen enligt Figur 1 leds gasflode 2 in till membranenheten 10 best8ende av avskiljningsenhet for vatten 12, avskiljningsenhet fOr svavelvate 13, avskiljningsenhet for partiklar och andra fororeningar 14 samt membran for avskiljning av koldioxid 11. Den inbordes ordningen mellan de inggende stegen i membranenhet 10 kan variera. Enheterna 12, 13 och 14 etableras och anvands i den utstrackning som membranens utformning och biogasens sammansattning kraver. Enheterna 12,13 och 14 placeras efter kompressorn, men en eller flera av dem kan aven placeras fore kompressor.

Efter att passerat de olika reningsstegen/avskiljningsstegen i membranenheten 10 i Figur 1 Or gasen in till membran 11 fOr avskiljning av gaser sgsom koldioxid, svavelvate och vatten. Membranen kan vara av typen polymera h8Ifibermembran, kolmembran eller andra typer av membran och olika typer av membran kan kombineras med varandra Aval som att endast en typ anvands. Membranen kan arrangeras i serie eller parallellt eller vara en kombination av de b8da.

FrSn membran 11 i Figur 1 gr ett restgasflOde 3 som till st6rsta delen innehSlIer koldioxid och mindre mangder metan. RestgasflOdet kan brannas i en panna, destrueras med termisk oxidering eller hanteras p8 annat sat.

Enligt processkonfigurationen i Figur 1 Or gasflode 4 vidare frgn membranet 11 till vattenskrubberenheten 20 med en hogre metanhalt jamfort med gasflode 2 som g8r in till membranenheten 10. Den hogre metanhalten i gasflode 4 Or att kapaciteten akar i absorptionskolonnen 21 till foljd av att mindre koldioxid behbver avskiljas i absorptionskolonnen 21, jamfort med ifall metanhalten varit samma i gasflode 4 som i gasflOde 2. DS det ar det totala inggende gasflOdet till absorptionskolonnen som p8verkar kapaciteten i absorptionskolonn 21, kan mer uppgraderad gas produceras eftersom gasflode 4 har en hOgre metanhalt an biogasflOde 1. Aven energikonsumtionen kan sankas till foljd av att vattenskrubberenheten 20 f8r ett minskat kylbehov och p grund av aft den vattenmangd som kravs f6r att avskilja koldioxiden i gasflode 4 ar mindre an den vattenmangd som behOvs for att avskilja koldioxiden i gasflode 2.

Under typiska fOrh8llanden med 50 vol-0/0 koldioxid i gasflode 1 kan kapaciteten fOr produktion av uppgraderad metanrik gas i absorptionskolonn 21 okas med 40-70 % och energianvandningen for kylning och pumpning av det recirkulerande vattenflodet genom kolonnerna 21,22 och 23 minska med 10-20 % med en processkonfiguration enligt Figur 1.

Under typiska fOrhSllanden med 40 vol-°/0 koldioxid i gasflode 1 kan kapaciteten for produktion av uppgraderad metanrik gas i absorptionskolonn 21 okas med 30-40 % och energianvandningen far kylning och pumpning av det recirkulerande vattenflodet genom kolonnerna 21,22 och 23 minska med 5-15 % med en processkonfiguration enligt Figur 1.

Under typiska fOrhallanden med 35 vol-% koldioxid i gasflode 1 kan kapaciteten for produktion av uppgraderad metanrik gas i absorptionskolonn 21 Okas med 20-30 % och energianvandningen finr kylning och pumpning av det recirkulerande vattenflodet genom kolonnerna 21,22 och 23 minska med 5-10 % med en processkonfiguration enligt Figur 1.

I processkonfigurationen enligt Figur 1 aterfors gasflodet fran flashkolonnen 22 med gasflode 1 enligt gasflode 24. Uppfinningen gbr att trycket i flashkolonn 22 kan sankas utan aft kapaciteten for produktion av uppgraderad gas 5 i absorptionskolonn 21 minskar eller aft energianyandningen for kylning och pumpning av det recirkulerande vattenflodet genom kolonnerna 21, 22 och 23 akar vasentligt. Det skapar mojligheten aft komma ned till en total metanforlust fran uppgraderingsanlaggningen som understiger 0,5 vol-°/0 vilket kan ge Okade intakter fOr gasfarsaljning och minskade kostnader far omhandertagande av restgasflade 6.

Fran absorptionskolonnen 21 i Figur 1 lamnar ett gasflOcle 5 som har en metanhalt Over 95 vol-%. Fran desorptionskolonnen 23 lamnar ett restgasflode 6 innehallande till stOrsta delen koldioxid och luft.

Figur 2 visar schematislct en anlaggning fOr uppgradering av biogas dar en vattenskrubberanlaggning 20, huvudsakligen bestaende av en absorptionskolonn 21, flashkolonn 22 och desorptionskolonn 23, är integrerad med membranenhet 10 fOr avskiljning av koldioxid med membranmodul 11 samt vid behov avskiljningsenhet few vatten 12, avskiljningsenhet for svavelvate 13 samt avskiljningsenhet for partiklar och andra fibroreningar 14. En alternativ konfiguration till aft avskilja vatten i avskiljningsenhet 12 är aft istallet varma gasen med en varmevAxlare. Den inbOrdes ordningen mellan de ingaende stegen i membranenhet 10 kan variera. Enheterna 12, 13 och 14 etableras och anyands i den utstrackning som membranens utformning och biogasens sammansattning kraver.

I Figur 2 sammanfOrs gasflodena 1 och 7 och leds in till en kompressor 30 Mr aft hOja trycket. Gasfliide 2 hailer efter konnpressor 30 ett tryck mellan 2-18 bar, i huvudsak 4-16 bar, aura heist 812 bar och innehaller metan, koldioxid, vatten, svavelvate och partiklar. Koldioxidhalten i det inkommande gasflOdet 1 ligger normalt mellan 20-60 vol-%, i huvudsak 30-50 vol-°/0, allra heist 40-50 vol-0/0. Metanhalten i gasflade 1 ligger normalt mellan 40-80 vol-%, i huvudsak 50-70 vol0/0, aura heist 50-60 vol-%.

Vid processkonfigurationen enligt Figur 2 leds gasflode 2 in till vattenskrubberanlaggning 20. Vattenskrubberanlaggningen är integrerad med membranenhet 10 genom aft gasflode 24" fran flashkolonn 22 leds till membranenhet 10. Fran membranmodul 11 erhalls ett gasflode med Mgt metaninnehall som antingen sammanfors med gasflade 1 fOre kompressorn enligt gasflOde 7 eller sammanfOrs med det utgaende gasflOclet 5 fran absorptionskolonnen 21 enligt gasflUde 8. Membranen kan vara av typen polymera halfibermembran, kolmembran eller andra typer av membran och olika typer av membran kan kombineras med varandra saval som aft endast en typ anvands. Membranen kan arrangeras i serie eller parallellt eller vara en kombination av de bada. Fran membran 11 Or ett restgasflode 3 som till storsta delen inneh.311er koldioxid och metan. Restgasfloclet kan brannas i en panna, destrueras med termisk oxidering eller hanteras pa annat sat.

Vid en konventionell vattenskrubberanlaggning aterfors flashgasen direkt till kompressorns sugsida. Uppfinningen med processkonfiguration enligt Figur 2 Or aft gasflode 2 far en lagre koldioxidhalt i jamfOrelse med en vattenskrubberanlaggning dar uppfinningen inte anvands. Den hoga metanhalten i gasflode 2 Or aft kapaciteten fOr produktion av uppgraderad gas 5 akar i vattenskrubberanlaggningen 20 till MO av aft mindre koldioxid behover avskiljas i absorptionskolonnen 21, jamfart med ifall flashgasen aterfarts direkt till kompressorns sugsida.

Aven energikonsumtionen kan sankas till MO av att vattenskrubberenheten 20 f8r ett minskat kylbehov och p grund av att den vattenmangd som kravs fOr att avskilja koldioxiden i gasflode 2 är mindre an den vattenmangd som hade behovs ifall flashgasen bade Stercirkulerats direkt till kompressorns sugsida.

Under typiska forh8llanden med 80-90 vol-% koldioxid i flashgasen kan kapaciteten i vattenskrubbern okas med cirka 10-20 % och energifOrbrukningen minska med 10-20 % med processkonfigurationen enligt Figur 2.

I processkonfigurationen enligt Figur 2 fOrs gasfloclet frgn flashkolonnen 22 till membranenhet 10 enligt flashgasflocle 24". Uppfinningen gor att trycket i flashkolonn 22 kan sankas utan att kapaciteten i absorptionskolonn 21 minskar eller att energianvandningen fOr kylning och pumpning av det recirkulerande vattenflOdet genom kolonnerna 21, 22 och 23 akar vasentligt. Det skapar mOjligheten att komma ned till en total metanfOrlust fr8n uppgraderingsanlaggningen som understiger 0,5 vol-% vilket kan ge Mode intakter fOr gasfOrsaljning och minskade kostnader for omhandertagande av restgasflOde 6.

Figur 3 visar schematiskt en anlaggning for uppgradering av biogas dar en vattenskrubberanlaggning 20 Jr integrerad med membranenheterna 10a och 10b. Vattenskrubberanlaggning 20 best& huvudsakligen av en absorptionskolonn 21, flashkolonn 22 och desorptionskolonn 23. Membranenhet 10a best8r av membranmodul 11a for avskiljning av gaser Asom koldioxid samt vid behov aven avskiljningsenhet for vatten 12a, avskiljningsenhet for svavelvate 13a samt avskiljningsenhet for partiklar och andra fororeningar 14a. En alternativ konflguration till all avskilja vatten i avskiljningsenhet 12a är att istallet varma gasen med en varmevaxlare. Membranenhet 10b best& av membranmodul 11b for avskiljning av gaser sgsom koldioxid samt vid behov aven avskiljningsenhet for vatten 12b, avskiljningsenhet for svavelvate 13b samt avskiljningsenhet fOr partiklar och andra fOroreningar 14b. En alternativ konfiguration till att avskilja vatten i avskiljningsenhet 12b är att istallet varma gasen med en varmevaxlare.

Gasflode 1 sammanfors i Figur 3 med gasflode 7 och leds in till en kompressor 30 for att hoja trycket. Gasflode 2 h8lIer efter kompressor 30 ett tryck mellan 2-18 bar, i huvudsak 4-16 bar, aura heist 8-12 bar och innealer metan, koldioxid, vatten, svavelvate och partiklar. Koldioxidhalten i gasflode 1 ligger normalt mellan 20-60 vol-%, i huvudsak 30-50 vol-%, aura heist 40-50 vol-0/0. Metanhalten i gasflodel ligger normalt mellan 40-80 vol-%, i huvudsak 50-70 vol-%, allra heist 50-60 vol-%.

Vid processkonfigurationen enligt Figur 3 leds gasflocle 2 in till membranenheten 10a bestSende av avskiljningsenhet for vatten 12a, avskiljningsenhet for svavelvate 13a, avskiljningsenhet fOr partiklar och andra fororeningar 14a samt membran far avskiljning av gaser sgsom koldioxid ha. Den inbordes ordningen mellan de ingSende stegen i membranenhet 10a kan variera. Enheterna 12a, 13a och 14a etableras och anyands i den utstrackning som membranens utformning och biogasens sammansattning kraver. Enheterna 12a,13a och 14a placeras i Figur 3 efter kompressor 30, men en eller flera av dem kan aven placeras fore kompressor 30.

Efter att passerat de olika reningsstegen/avskiljningsstegen i membranenheten 10a i Figur 3 Or gasen in till membran 11a for avskiljning av gaser s8som koldioxid, svavelvate och vatten. Membranen kan vara av typen polymera h8Ifibermembran, kolmembran eller andra typer av membran och olika typer av membran kan kombineras med varandra s8val som att endast en typ anvands. Membranen kan arrangeras i serie eller parallellt eller vara en kombination av de b8cla.

Fran membran ha i Figur 3 Or ett restgasflode 3a som till st6rsta delen innehAller koldioxid och mindre mangder metan. Restgasfloclet kan brannas i en panna, destrueras med termisk oxidering eller hanteras p8 annat sat.

Vid processkonfigurationen enligt Figur 3 leds gasflode 4 in till vattenskrubberanlaggning 20. Vattenskrubberanlaggningen Jr integrerad med membranenhet 10b genom att gasflode 24" frgn flashkolonn 22 leds till membranenhet 10b. Fran membranmodul llb erhglls ett gasflOde med Mgt metaninnehgll som antingen sammanfars med gasflode 1 pg kompressorns sugsida enligt gasflode 7 eller sammanfars med det utggende gasfloclet 5 frgn absorptionskolonnen 21 enligt gasflode 8. Membranen kan vara av typen polymera hglfibermembran, kolmembran eller andra typer av membran och olika typer av membran kan kombineras med varandra sgval som all endast en typ anvands. Membranen kan arrangeras i serie eller parallellt eller vara en kombination av de bgda. Frgn membran lib g5r ett restgasflade 3b som till starsta delen innehgller koldioxid och nnetan. Restgasfladet kan brJnnas i en panna, destrueras med termisk oxidering eller hanteras pg annat sat. uppfinningen med processkonfiguration enligt Figur 3 gar all gasflode 4 fgr en lagre koldioxidhalt i jamfarelse med en vattenskrubberanlaggning dar membranenhet 10a och 10b inte Jr integrerade. Den hoga metanhalten i gasflade 4 gar aft kapaciteten akar i vattenskrubberanlaggningen 20 till faljd av aft mindre koldioxid behaver avskiljas i absorptionskolonnen 21. Dg det Jr det totala inggende gasfladet till absorptionskolonnen som pgverkar kapaciteten av vattenskrubber 20, kan mer uppgraderad gas produceras. Aven energikonsumtionen kan sankas till fOljd av all vattenskrubberenheten 20 fgr ett minskat kylbehov och pg grund av aft den vattenmangd som kravs for aft avskilja koldioxiden i gasflode 4 Jr mindre an den vattenmangd som hade behavts ifall membranenhet 10a och 10b inte hade varit integrerade med vattenskrubberanlaggningen.

Under typiska forhgllanden med 50 vol-% koldioxid i gasflede 1 kan kapaciteten far produktion av uppgraderad metanrik gas i absorptionskolonn 21 okas med 40-80 % och energianvandningen far kylning och pumpning av det recirkulerande vattenfladet genom kolonnerna 21,22 och 23 minska med 10-30 % med en processkonfiguration enligt Figur 3.

Under typiska fOrhgllanden med 40 vol-% koldioxid i gasflode 1 kan kapaciteten fOr produktion av uppgraderad metanrik gas i absorptionskolonn 21 Okas med 30-50 % och energianvandningen for kylning och pumpning av det recirkulerande vattenflOdet genom kolonnerna 21,22 och 23 minska med 5-25 ')/0 i processkonfigurationen enligt Figur 3.

Under typiska forhgllanden med 35 vol-% koldioxid i gasflode 1 kan kapaciteten for produktion av uppgraderad metanrik gas i absorptionskolonn 21 okas med 20-40 % och energianvandningen for kylning och pumpning av det recirkulerande vattenfladet genom kolonnerna 21,22 och 23 minska med 5-15 % i processkonfigurationen enligt Figur 3.

I processkonfigurationen enligt Figur 3 fors gasfloclet frgn flashkolonn 22 till membranenhet 10b enligt flashgasflode 24". Uppfinningen gar all trycket i flashkolonn 22 kan sankas utan all kapaciteten i absorptionskolonn 21 minskar eller all energianvandningen for kylning och pumpning av det recirkulerande vattenfladet genom kolonnerna 21, 22 och 23 6kar vasentligt. Det skapar mojligheten aft komma ned till en total metanforlust frgn uppgraderingsanlaggningen som understiger 0,5 vol-% vilket kan ge okade intakter for gasfarsaljning och minskade kostnader for omhandertagande av gasflode 6.

Fran absorptionskolonnen 21 i Figur 3 lamnar ett gasflade 5 som har en metanhalt Over 95 vol-%. Fran desorptionskolonnen 23 16mnar ett restgasflade 6 innehgllande till starsta delen koldioxid och luft.

Claims (1)

PATENTKRAV

1.