Skuteczna redukcja okresowo podwyższonego stężenia H₂S z biogazu składowiskowego w Belgii

Zanieczyszczenia uwalniane podczas składowania i przetwarzania odpadów mogą być trudne do usunięcia, ponieważ ich emisja najczęściej jest nieregularna. DESOTEC współpracuje z firmami zajmującymi się gospodarką odpadową w całej Europie, projektując trwałe rozwiązania dla układów oczyszczania biogazu.

Wyzwanie

Belgijska firma przyjmuje odpady pochodzenia komunalnego i od lokalnych przedsiębiorstw. Zarządza m.in. składowiskiem odpadów, na którym produkowany jest biogaz przeznaczony do wytwarzania energii elektrycznej w układach kogeneracyjnych (CHP).

Firma korzystała dotychczas z czterech filtrów DESOTEC do usuwania lotnych związków organicznych (LZO) i siarkowodoru (H₂S) na terenie zakładu. W pewnym momencie wykryto jednak dodatkowe źródła uwalniania związków siarki. Otrzymano skargi na uciążliwe zapachy. Firma zbadała poziom H₂S i stwierdziła, że stężenia w kilku miejscach wzrosły do 10 000 - 30 000 ppm, co było znacznie większym stężeniem niż zwykle.

Przyczyna tego wyjątkowego wzrostu wciąż nie jest znana, chociaż zawartość siarki w odpadach ogólnie rosła w ostatnich latach.

W połączeniu z wodą H₂S przekształca się w silnie żrący kwas siarkowy. Dlatego producenci jednostek CHP ustalają limity stężeń, jakie mogą obsługiwać ich urządzenia: w tym przypadku jedynie 50 ppm.

Podwyższony poziom >10 000 ppm okazał się również zbyt wysoki dla istniejących filtrów DESOTEC, dlatego jako środek tymczasowy firma zastosowała mobilną jednostkę do spalania siarki.

Ten proces wygenerował podwójny koszt dla klienta. Po pierwsze, musiał wynająć mobilną jednostkę spalania. To spowodowało również emisję tlenków siarki (SOx), dla których również istnieją limity, więc nie było to dobre rozwiązanie długoterminowe. Po drugie, zmniejszyło to ilość biogazu dostępnego do przekształcenia w energię, ponieważ był on po prostu spalany.

Dlatego firma zwróciła się do DESOTEC z prośbą o zaprojektowanie nowego rozwiązania.

Rozwiązanie

Wspólnie z klientem doszliśmy do wniosku, że optymalnym rozwiązaniem pozwalającym na usunięcie około 95% H₂S będzie zastosowanie płuczki kaustycznej.

Jednak poziomy nadal byłyby zbyt wysoki dla silników kogeneracyjnych. Dlatego też dwa kolejne filtry DESOTEC zostałyby zainstalowane jako stopień doczyszczania i filtr zapasowy (gdy pierwszy zostanie wysycony).

Filtry AIRCON 2000 C są przeznaczone do niskich przepływów (ok. 40 m³/h) i długich czasów kontaktu. Mają trzy komory, które można wypełnić warstwami różnych typów węgla.

Pierwszy przedział wypełniliśmy mniej reaktywnym rodzajem węgla, R-PURE® 1DS-1. Zostało to dobrane jako środek bezpieczeństwa, aby uniknąć ryzyka nadmiernej reakcji egzotermicznej, tj. gdyby w płuczce wystąpił spadek wydajności powodujący gwałtowny wzrost H₂S.

Kolejnymi warstwami jest AIRPEL ULTRA DS-6, który ma zdolność adsorpcji dużych ilości siarki.

Wyniki

Wyniki uzyskane po trzech miesiącach były doskonałe: poziom H₂S spadł poniżej 50 ppm, co pozwoliło na bezpieczne wprowadzanie biogazu do CHP.

Przewiduje się, że filtry będą wymagały wymiany po roku, w zależności od wydajności skrubera i tego, czy zwiększony poziom H2S będzie się utrzymywał, czy nie.

Inny klient DESOTEC rozważa obecnie zastosowanie tego rozwiązania również w swoim zakładzie. Stosował dotąd dopalanie H₂S, ale rosnące ceny gazu skłaniają go do ponownego rozważenia strategii działania.

Ostatecznym celem DESOTEC jest zawsze pomoc klientom w znalezieniu rozwiązań, nawet jeśli obejmują one dołączenie do układu urządzeń innych firm, a nie nasze własne filtry. Zawsze patrzymy na szerszy obraz i rozpatrujemy jak skorzystać w dostępnych technologii.

W instalacjach biogazu mogą niekiedy pojawić się problemy wymagające pilnego działania. Filtry DESOTEC można zainstalować w ciągu kilku dni i zaczną działać natychmiast. Jednak w tym przypadku tymczasowe rozwiązanie (spalanie w pochodni) pozwoliło na spokojne zaprojektowanie docelowej instalacji. Nasze filtry są dostarczane na zasadzie miesięcznego wynajmu, więc jeśli wykonają całą swoją pracę, mogą zostać po prostu zwrócone.

Cały zużyty węgiel jest transportowany w zamkniętych jednostkach poza teren zakładu klienta, a następnie zagospodarowany w centrach serwisowych DESOTEC, gdzie mamy wiedzę i sprzęt do obsługi odpadów niebezpiecznych. Wszystkie wyłapane zanieczyszczenia są całkowicie unieszkodliwiane w naszych instalacjach reaktywacyjnych, a jeśli to możliwe, węgiel jest następnie ponownie używany w filtrach. Tylko nieszkodliwa para wodna opuszcza wyloty naszych kominów.