Biogasanläggning i Berlin, Wisconsin uppgraderar biogas med höga halter vätesulfid till biometan utan föregående avsvavling Unconventional Gas Solutions (UGS), en specialist på gasuppgraderingssystem, har framgångsrikt driftsatt två innovativa biogasuppgraderingsanläggningar i delstaterna Michigan och Wisconsin i USA.
Anläggningarna, som tillsammans levererar 800 normalkubikmeter biometan per timme till det lokala gasnätet, är de första av sitt slag från UGS. Projekten visar företagets engagemang för att utveckla hållbara och innovativa gasuppgraderingslösningar, även under ovanliga förhållanden. Särskilt utmanande var förändringarna i driftsprocedurerna och de höga kraven från gasnätet. Först driftsattes Three Petals RNG-anläggningen i Berlin, Wisconsin, följd av Red Leaf RNG-anläggningen på Maple Row Dairy Farm i Saranac, Michigan.
I samarbete med projektutvecklaren Novilla RNG spelade UGS en avgörande roll i utvecklingen, driftsättningen och optimeringen av systemen. Genom dessa projekt sätter UGS en ny standard för behandling av biogas. Vanligtvis, när biogas innehåller höga koncentrationer av vätesulfid (H2S), måste gasen förbehandlas med dyra tillsatser eller externa avsvavlingssystem. Dessa system minskar H2S-halten så att biogasen kan passera genom ett aktivt kolfilter. Men denna metod har en nackdel – den ökade tillförseln av syre kan påverka produktgasens kvalitet. Vid anläggningarna i Berlin och Saranac valde de ansvariga att undvika denna komplexa process.
Valet av UGS-system
Båda anläggningarna hanterar H2S-koncentrationer på mer än 4 000 ppm, som skickas direkt till gasbehandlingsanläggningens kompressor och därefter genom första membransteget. Istället för att fokusera på att skydda membransystemet valde Novilla och UGS en okonventionell metod: systemet använder en flerstegs membranbaserad process som tål H2S-koncentrationer upp till 30 000 ppm.
Ingen kostsam förbehandling av H2S behövs
I första membransteget separeras H2S och koldioxid (CO2) samtidigt och leds till avgaserna. Detta innebär att ingen förbehandlingsprocess krävs för att minska H2S-belastningen. För att maximera metanutbytet återförs permeatet från det följande steget tillbaka till processen. Resultatet blir nästan ren biometan av naturgaskvalitet, med endast en liten resthalt av H2S. Den låga koncentrationen i den reducerade gasvolymen på produktgassidan avlägsnas därefter i en finavsvavlingsprocess med hjälp av järnsvamp, liknande aktiva kolfilter. Dessa kärl är konfigurerade i ett led-lag-system, vilket gör att det använda materialet kan förnyas under drift. En positiv bieffekt av denna process är att det återstående syret förbrukas. Vattnet som bildas som biprodukt måste tas bort med ett TSA-torksystem, utvecklat av UGS.
Strikta nätkrav i Michigan
Ett annat argument för att välja UGS-systemet vid Red Leaf RNG-anläggningen var de strikta nätkraven i Michigan, där syrgashalten inte får överstiga 5 ppm. För att säkerställa dessa gränsvärden i alla situationer installerades det katalytiska deoxidationssystemet (De-Oxo) efter produktgasens finavsvavling.
– Det är anmärkningsvärt att avsvavlingen via membranen och den efterföljande finavsvavlingen ibland kan möta nätets krav utan att De-Oxo-systemet behövs. Men De-Oxo erbjuder en säkerhetsgaranti på alla våra anläggningar, betonar Mark Hill, med-VD på Novilla RNG. Eftersom det syre som finns kvar i produktgasen förbrukas under H2S-reaktionen i finavsvavlingssystemets reaktionsbädd kan gränsvärdet på 5 ppm uppnås även utan De-Oxo-enheten.
Tekniska framsteg på en plats
För UGS representerar dessa projekt en milstolpe eftersom de kombinerar flera tekniska framsteg som utvecklats under de senaste åren med beprövade resultat. Detta är särskilt betydelsefullt då biogasmarknaden utvecklas snabbt, inte bara i USA utan också i Europa. Den tyska biogasmarknaden är ett bra exempel. Antalet biogasanläggningar i Europa har ökat avsevärt de senaste åren, med över 19 000 anläggningar, varav 60 procent finns i Tyskland.
Källa: UGS