NĮL- Nżting į lķfręnum śrgangi

 

 
Heim
Um metanvinnslu
Hreinsiašferšir
-Hreinsun
-Uppfęrsla
Tenglar
Hafa samband

Kolasķur/višlošun meš žrżstingsbreytingum (PSA)
Almenn lżsing
Ašferšin byggist į aš nota virkjuš kol eša zeolķta til aš fjarlęgja koldķoxķšiš śr biogasinu. Žessi efni hafa žann eiginleika aš vera gljśp og gassameindir af įkvešinni stęrš lokast žvķ inni ķ holrżmum efnisins. Viš meiri žrżsting lokast fleiri sameindir inni og upptakan veršur meiri. Ķ ašferšinni er žrżstingssveiflum beitt til aš taka upp eša losa koldķoxķš. Metansameind er stęrri en koldķoxķšsameind og smżgur žvķ sķšur inn ķ višlošunarefniš. Eitthvaš metan er hins vegar alltaf tekiš upp en ķ hreinsunarferlinu er žvķ safnaš aftur aš miklu leyti. Virkjuš kol eru unnin śr višarkolum en til eru nokkrar geršir af zeolķtum. Nokkrar af žeim geršum mį sjį į myndinni hér aš nešan.



Erfitt er aš fjarlęgja brennisteinsvetni (H2S) śr višlošunarefninu og er žvķ naušsynlegt aš fjarlęgja žaš įšur. Vatn er einnig fjarlęgt įšur (meš žéttingu). Hreinsunarferliš er sżnt į myndinni hér aš nešan. Nokkrar śtfęrslur eru til į žessari ašferš. Val milli žeirra ręšst mešal annars af žvķ hve miklar kröfur eru geršar til aš fį jafnt streymi af hreinsušu gasi og hve stöšug framleišslan er af óhreinsušu gasi.


Hreinsun meš jöfnu flęši
Viš hreinsun į metangasi er oft ęskilegt aš fį sem jafnast flęši af hreinsušu gasi śt śr ferlinu. Hęgt er aš fį jafnt gasflęši meš žvķ aš tengja saman fjóra tanka sem hver og einn er į mismunandi stigum ķ hreinsunarferlinu. Žessi stig eru višlošun, afgösun og žrżstingsmögnun.

    Višlošun
    Biogasi er dęlt inn ķ tank aš nešan žar sem žaš flęšir um kolasķu (eša zeolķta-sķu) og er žrżstingurinn um 6 bör. Kolin taka upp koldķoxķšiš og hreinsaš gas er tekiš śt aš ofan. Metaninnihald hreinsašs gass er um 97%. Višlošunarstigiš er lįtiš ganga žar til kolin eru nįnast oršin mettuš af koldķoxķši. Biogasflęšinu er žį skipt yfir į annan tank.

    Afgösun
    Ķ žessu stigi er žrżstingur lękkašur ķ skrefum uns kolin hafa losaš burt žau efni sem tekin voru upp. Lokaš hefur veriš į biogasflęšiš inn į tankinn og eftir stendur biogas viš 6 bör. Žrżstingurinn er fyrst lękkašur ķ um 3 bör meš žrżstijöfnun viš tank sem lokiš hefur afgösunarstiginu. Helmingurinn af óhreinsaša gasinu flyst žvķ yfir ķ žann hreinsitank. Žrżstingurinn er svo lękkašur nišur ķ andrśmsloftsžrżsting (1 bar). Viš žessa žrżstingsbreytingu losnar męlanlegt magn af metani sem er lįtiš flęša ķ gerjunartank aftur (sjį mynd). Aš lokum er tankur settur undir vakśm sem nemur 0,1 bari. Koldķoxķšiš sem žį losnar er blįsiš śt ķ andrśmsloftiš eša nżtt ķ annaš.

    Žrżstingsmögnun
    Aš lokinni afgösun er tankur undirbśinn undir frekari upptöku. Žaš felst ķ žvķ aš auka žrżsting ķ tanki frį vakśmžrżstingi og upp ķ 6 bör. Žetta er gert ķ tveimur skrefum. Fyrst er žrżstingur aukinn ķ 3 bör meš žrżstijöfnun viš tank sem lokiš hefur višlošunarstigi (sem er viš 6 bör). Žrżstingi er svo nįš upp ķ 6 bör meš žvķ aš dęla inn óhreinsušu gasi. Kolin byrja aš taka upp koldķoxķš į nż.




Tķminn sem fer ķ einstaka žętti ferlisins (upptaka / afgösun) er jafnan męldur en afstaša milli tankanna er sś sama žar sem ferliš byggir į žrżstijöfnun. Hér aš nešan mį sjį hvernig ferliš gengur fyrir sig ķ hverjum tanki fyrir sig.



Atburšarįs viš hreinsun ķ fjögurra tanka hreinsikerfi meš žrżstisveiflum.




Tękjabśnašur
Ķ töflu 5 er tekinn saman helsti bśnašur sem žarf til aš hreinsa biogas meš žessari ašferš. Bśnašurinn mišast viš aš brennisteinsvetni hafi veriš fjarlęgt įšur en ferli hefst. Hönnunarstęršir sem mįli skipta įsamt öšrum śtfęrslum į ašferš eru teknar saman hér aš nešan.


Hönnunarstęršir
Hęgt er aš śtfęra ašferšina į marga mismunandi vegu viš mismunandi vinnslužrżsting, hitastig og gasstreymi. Helstu žęttir sem hafa įhrif į hreinsunina eru:
    • Žrżstingsbreytingar
    • Stżribśnašur
    • Lotutķmi
    • Gerš višlošunarefnis

Dęmi um śtfęrslu į hreinsun meš PSA ašferšinni mį sjį ķ töflunni hér aš nešan.


    Vinnslužrżstingur
    Meš žvķ aš auka žrżsting ķ upptökutanki er meira tekiš upp af koldķoxķši į hverjum hring (višlošun, afgösun og žrżstimögnun). Aukinn žrżstingur getur hins vegar žżtt žaš aš kolin geta kvarnast upp og valdiš skemmdum į bśnaši [4]. Koldķoxķš lošir meira viš zeolķta žegar žrżstingur er meiri en breytist lķtiš žegar žrżstingur er mikill [5]. Aukinn žrżstingur er žvķ ekki alltaf af hinu góša. Myndin hér aš nešan sżnir hvernig višlošunin breytist į mismunandi geršum af zeolķtum meš žrżstingi.




    Hitastig
    Tęknilega er hęgt aš framkvęma žessa ašferš meš žvķ aš auka breyta hitastigi ķ staš žrżstings. Višlošunin eykst viš hęrri hitastig en hśn breytist minna meš hita heldur en meš žrżstingsbreytingu. Hęrri hiti getur einnig žżtt aš meiri žrżsting žarf til aš metta kolin.

    Stżribśnašur
    Stżribśnašurinn er lķklega mikilvęgasti žįtturinn ķ žessari ašferš. Gasflęšinu er skipt ķ sķfellu į milli hreinsunartanka og er tķmasetning žeirra skiptinga mikilvęg. Stżribśnašurinn sér um žessar skiptingar og heldur utan um gęši gassins. Orkuinnihald ķ gasinu er męlikvarši į hreinleika gassins. Notašur er svokallašur Wobbe stušull til aš meta orkuinnihald ķ gasinu og hvenęr kolasķurnar eru oršnar mettašar. Gasbrennarar eru ekki viškvęmir fyrir breytingum į Wobbe stušli en ķ vissum išnašarferlum getur veriš mikilvęgt aš halda stušlinum innan žröngra marka til aš halda stöšugum gasgęšum [7]. Önnur leiš til aš meta mettun kolanna er aš męla koldķoxišinnihald gassins bęši ķ hreinsuš gasi og žvķ sem kemur śr afgösuninni.

    Lotutķmi
    Hver tankur fer ķ gegnum žrjś stig hreinsunar (višlošun, afgösun og žrżstimögnun). Aš žessum stigum loknum hefst hringurinn į nż. Lotutķminn er um 2-20 mķnśtur og er hįšur žrżstingi og hitastigi svo og stęrš tanka og gasflęši. Višlošunarstig og afgösunarstig geta tekiš mislangan tķma og žarf aš taka tillit til žess viš stżringu į hreinsiferlinu.

    Gerš višlošunarefnis
    Nokkrar geršir eru til af višlošunarefnum. Hvert og eitt žeirra hefur mismunandi višlošunareiginleika og žolir žaš įlag sem fylgir žrżstingsbreytingum misvel. Rétt val į višlošunarefni er žvķ mikilvęgt fyrir virkni hreinsikerfisins.


Ašrar śtfęrslur af hreinsiašferš
Hreinsun meš žrżstingsbreytingum hefur veriš notuš ķ langan tķma og til eru żmsar śtfęrslur af henni. Śtfęrslurnar henta stórum virkjunum sem smįum og er hreinsigetan jafnframt misjöfn. Helstu ašferširnar eru teknar saman hér aš nešan.

    Višlošun meš einum upptökutanki
    Žessi ašferš er einfölduš śtgįfa af upprunalegri ašferš og er einungis stušst viš einn hreinsitank ķ staš fjögurra. Auk hreinsitanksins žarf aš vera til stašar jöfnunartankur sem tryggir stöšugt flęši af hreinu gasi mešan afgösun į sér staš. Óhreinsušu gasi er dęlt inn į hreinsitankinn meš višlošunarefninu undir žrżstingi. Śttakiš į hreinsitanki er meš einstreymisloka sem hleypir hreinsušu gas ķ jöfnunartankinn žašan sem hreinsaš gas er tekiš śt. Žrżstingur į jöfnunartanki er hafšur lęgri en ķ hreinsitanki. Žvķ lofti sem er ķ jöfnunartanki viš upphaf hreinsunar er bętt viš óhreinsaša gasiš. Žegar kolasķurnar eru mettašar žį er lokaš fyrir innstreymiš ķ hreinsitankinn og hreinsaš gas lįtiš streyma yfir ķ jöfnunartank žar til žrżstingur ķ hreinsitanki hefur jafnast milli tanka. Gasiš sem žį er eftir ķ hreinsitanki er hleypt śt og višlošunarefniš afgasaš.



    Višlošun meš hįhrašasnśningi
    Upprunalega PSA ašferšin gengur tiltölulega hęgt fyrir sig (2-20 mķn/hringur) įsamt žvķ sem hśn er flókin ķ framkvęmd og tankar žurfa aš vera stórir. Hęgt er aš skipta śt stórum tönkum og mörgum stżrilokum fyrir litla og žęgilega einingu. Žessi eining samanstendur af fjölmörgum upptökuhólkum sem eru lįtnir snśast ķ hringi eftir žvķ hvar ķ hreinsunarferlinu žeir eru. Biogas er tekiš inn aš nešan og hreinsaš gas tekiš śt aš ofan. Ķ hefšbundinni ašferš tekur um 10 sek aš loka fyrir gasflęši į mešan žessi ašferš notar um 30 millisekśndur. Hęgt er aš nį fram um 100 hringjum į hverri mķnśtu sem er meiri en 200 föld aukning frį upprunalegri ašferš. Žessa ašferš mį śtfęra eftir stęrš virkjana og hęgt aš nota į smįar jafnt sem stórar virkjanir [9].


Til baka




_________________________________________________________________________________
Heimildir:

[1] UOP LLC (2006). MOISIV Molecular Sieves (sk. jśn '09).

[2] IEA Bioenergy. Biogas upgrading and utilisation (sk. maķ '09).

[3] Jönsson, O. & Dahl. A. (2001). Adding gas from biomass to the grid (sk. jśn '09).

[4] PSA Plants. Conventional PSA Process (sk. įg '09).

[5] Wikipedia (2008). Adsorption (sk. įg '09).

[6] accelrys. Adsorption Mechanism of Carbon Dioxide in Zeolites (sk. įg '09).

[7] Hoppe, M. ; Schley, P. ; Uhrig, M. (2009). Metrological issues in energy measurement on biogas (sk. jśl '09).

[8] Chemical Processing. PSA Technology Hits the Fast Lane (sk. jśl '09).

[9] PSA Plants. Fast Cycle PSA Process (sk. jśl '09).