Energieffektiv H₂S-behandling och förbättrad metanuppgradering

Vätesulfid (H₂S) är ett bekymmer i många fall då dess själva närvaro kan medföra lukt- och korrosionsproblem. Ämnet är väldigt vanligt i t.ex. biogasanläggningar (extern sida). Fokus i detta avsnitt är biogasanläggningar som utnyttjar en tvåstegsprocess, där den syrefria rötningen är separerat från metanuppgraderingssteget. I sådana fall bildas höga koncentrationer H₂S redan i rötningssteget där ozon effektivt kan behandla och förebygga svavel-relaterade problem genom injektion.

Då rötningsprocessen arbetar i en anaerobisk miljö, alltså en syrefri miljö, måste ozon injiceras med stor försiktighet och precision. Injektionen sker i luftfickan ovanför den mikrobiella reagerande bädden. Alternativt kan man ozonbehandla en tilläggstank som kan placeras mellan rötningen och metanuppgraderingen. Den senare lösningen medför högre chans att den syrefria miljön förblir ostörd men har en högre investeringskostnad.

Luftfickan ovanför rötningen har en volym som ger gott om tid för ozon att reagera med H₂S. Därmed är oxidationsreaktionen med ozon särskilt effektiv. Ett referensfall med H₂S-reduktion i en ozonbehandlad rötningskammare visas i figuren nedan.

Figur 1 – H₂S-reduktion vid biogas-rötning med två olika RENA Pro-lösningar.

Som syns i figuren ovan bidrar ozon med H₂S-reduktioner som överstiger 80 %. Detta innebär att ozon kan minska H₂S koncentrationen från 500 – 1000 ppm till 75 – 150 ppm redan innan metanuppgraderingssteget. Beroende på inflödesförhållandena och krav har vi ett stort utbud av skräddasydda lösningar som optimerar H₂S-reduktionen och minimerar energikonsumtionen. H₂S omvandlas till SO₂ vilket medför en kraftig sänkning av lukt- och korrosionsproblemen. Ozons reaktion med H₂S visas nedan.

Ozon bidrar med ett antal fördelar vid reduktion av H₂S, speciellt i jämförelse med alternativa teknologier. Till exempel har användning av järnklorid i rötningsbädden varit det vanligaste under flera år. Detta medför däremot höga driftskostnader då järnklorid kontinuerligt förbrukas vid den syrefria rötningen. Dessutom kan järnklorid bidra med ytterligare korrosionsproblem då denna har en hög korrosionspotential.

Ozonbehandling har en markant högre effektivitet jämfört med injektion/behandling med vanlig luft eller syrgas, detta tack vare ozons höga oxidationspotential. I fallet då man använder sig utav luft sänks biogasens slutgiltiga kvalitet p.g.a. att den höga koncentrationen kväve inte kan tas bort i de följande processtegen. Om man istället utnyttjar syrgas löper man inte risken att sänka biogasens kvalitet. Däremot är behandlingens effektivitet låg jämfört med ozon då oxidationsreaktioner med syre sker betydligt långsammare. Detta innebär att en syrgasbehandling kräver större volymer och längre reaktionstider. Ozon kräver betydligt mindre reaktionstid och kan därmed medföra effektiv behandling även för mindre volymer, lämpligt för anläggningar som har begränsat med utrymme.

Fördelar med ozonbehandling av H₂S i rötningskammaren

• Effektiv rening av H₂S (utflödets koncentration kan sänkas till nivåer under 100 ppm)
• Hög energieffektivitet med låga driftskostnader
• Justerbar och flexibel ozondosering beroende på krav
• Plug and play-system med lågt underhåll
• Ingen korrosion eller farliga biprodukter
• Hög kvalitet på biogasen

RENA Pro för ozonbehandling av H₂S i rötningskammaren

För en optimal ozonbehandling av H₂S i rötningskammare rekommenderar vi starkt vår RENA Pro-lösning. Systemet erbjuder en överlägsen prestanda tack vare sin syrgasmatning och specialgjorda vattenkylningssystem. Syrgasen produceras in-situ då syrgas-koncentratorn inkluderas i lösningen. Denna enhet genererar syrgas från luft genom filtrering och borttagning av kväve och fukt.  Slutligen ingår en PLC-kontroller, en ozon-sensor och rostfria monteringsalternativ för en komplett RENA Pro-lösning.

Läs mer om våra RENA Lösningar eller ladda ned RENA Pro-seriens produktbroschyr här!