Uppgradering krav, tekniker och kostnader

Uppgradering krav, tekniker och kostnader

SGC s verksamhet SGC är energigasbranschens utvecklingsorgan med uppgift att samordna gastekniskt utvecklingsarbete på uppdrag av industriparter, svensk gasindustri och Energimyndigheten. SGC driver Energigastekniskt utvecklingsprogram på ca 20 miljoner kr/år varav 8 miljoner kr/år från Energimyndigheten. Utöver detta tillkommer externa projekt och uppdrag motsvarande drygt 1 miljoner kr/år.

SGC-rapporter inom uppgraderingsområdet SGC Rapport 219 Livscykelanalys av biogas från avloppsreningsverksslam David Palm, Mats Ek 2010 SGC Rapport 217 Livscykelanalys av svenska biodrivmedel Pål Börjesson, Linda Tufvesson, Mikael Lantz 2010 SGC Rapport 214 Deponigas som fordonsbränsle Johan Benjaminsson, Nina Johansson, Johan Karlsvärd 2010 SGC Rapport 177 LCMG - pilotprojekt för LMG som fordonsbränsle i Sverige Anna Pettersson, Michael Losciale, Stefan Liljemark 2007 SGC Rapport 176 Biogas på gasnätet utan propantillsats Ingemar Kristensson, Anna Pettersson, Klas Johansson 2007 SGC Rapport 167 LCNG-studie - möjligheter med LNG i fordonsgasförsörjningen i Sverige. Anna Pettersson, Michael Losciale, Stefan Liljemark 2006 SGC Rapport 163 Nya renings- och uppgraderingstekniker för biogas Johan Benjaminsson 2006 SGC Rapport 142 Utvärdering av uppgraderingstekniker för biogas Margareta Persson 2003

Andra publikationer Biogasdrivna dual-fuel-traktorer i lantbruk, enteprenad och kommuner en förstudie (www.biogassyd.se) Biogas upgrading technologies developments and innovations (http://www.iea-biogas.net)

Rening och uppgradering av biogas

Ämne Gassammansättning Biogas Deponigas Naturgas (Dansk) Methan (vol-%) 60-70 35-65 89 Högre kolväten (vol-%) 0 0 9.4 Väte (vol-%) 0 0-3 0 Koldioxid (vol-%) 30-40 15-50 0.67 Kväve (vol-%) ~0.2 5-40 0.28 Syre (vol-%) 0 0-5 0 Svavelväte (ppm) 0-4000 0-100 2.9 Ammoniak (ppm) ~100 ~5 0 Undre värmevärde (kwh/nm 3 ) 6.5 4.4 11.0

Svensk Standard 15 54 38 Motorbränslen Biogas som bränsle till snabbgående ottomotorer Partiklar < 1 μm Metan 97+/- 2 % Vatten< 32 mg/nm 3 CO 2, O 2, N 2 < 5% Syre < 1 vol % Svavel < 23 mg/nm 3 N (exklusive N 2 ) räknat som NH 3 <20 mg/nm 3 Odoriserad Komprimerad till 200 bar För inmatning på gasnätet: Tillsats av propan (runt 7-9 vol%)

Rening, separation av: Vatten Svavelväte Syre Kväve Ammoniak Siloxaner Partiklar Uppgradering, separation av koldioxid Konditionering, t.ex.: Odorisering Komprimering Biogasuppgradering Behandling av off-gas

Vatten Svavelväte Syre Kväve Ammoniak Siloxaner Partiklar Rening Fällning i rötkammare Adsorption Absorption Biologisk rening

Tekniker för biogasuppgradering PSA Vattenskrubber Absorption i lösning Kemisk absorption Membran Kryogen

PSA Pressure Swing Adsorption Adsorption på aktivt kol eller zeoliter Regenerering med trycksänkning Parallella kolonner

Löslighet (ml gas per ml vätska) Vattenskrubber Koldioxiden löses i vatten Metan har betydligt lägre löslighet i vatten Löst metan frisätts i en flash tank Vattnet regenereras med trycksänkning och luft 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 20 40 60 80 Temperatur ( C) CO2 CH4

Absorption i lösning Tekniken liknar vattenskrubber tekniken, men koldioxiden löses i dimetyleterderivat av polyteylenglykol Exepemel på varumärkesnamn för lösningen är Selexol och Genosorb

Kemisk absorption Koldioxiden binds kemiskt Selektiv reaktion Låga metanslipp MEA eller DMEA i vätskan Regenerering med värme

Membran Membraner permeabla för koldioxid, vatten och ammoniak används Ofta tvåstegsprocesser Körs vid tryck runt 8 bar

Kryogen Separation genom kylning Koldioxid tas bort som fast eller flytande Vid fortsatt kylning kan flytande biogas produceras

kr/kwh Kostnad för biogasuppgradering 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Rågaskapacitet (Nm3/h) PSA Vatten skrubber Kemisk absorption

Biogasuppgradering i Sverige Idag i Sverige: Vattenskrubber (33) PSA (8) Kemisk absorption (6) Kryogen (2)

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Rågaskapacitet (Nm3/h) Storleksfördelning 2500 2000 1500 1000 500 0

Scenarium 1 för jordbruksrelaterad biogas Källa: Mer biogas! Realisering av jordbruksrelaterad biogas. L. Roth, N. Johansson, J. Benjaminsson

Scenarium 2 för jordbruksrelaterad biogas Källa: Mer biogas! Realisering av jordbruksrelaterad biogas. L. Roth, N. Johansson, J. Benjaminsson

Scenarium 3 för jordbruksrelaterad biogas Källa: Mer biogas! Realisering av jordbruksrelaterad biogas. L. Roth, N. Johansson, J. Benjaminsson. Modifierad

Anrikning av metan ur rötgas genom absorbtion Koldioxid i retur till naturens kretslopp Ackumulator för metangas CH 4 V2 Flashtank för frigörning av koldioxid e) f) Atmosfär av rågas med metan och koldioxid Bubblor av koldioxid Slingpump Bubblor av metan och koldioxid b) d) V1 g) c) Roterande koppling Slingpumpens drivmaskin Gödsel + urin + organiskt material + bakterier för rötning med metangasalstring F1 Bubblor av metan a) Metan till förbrukare Huvudkomponenter och funktioner a) Sluten behållare för rötning b) Slingpump, som cirkulerar ett vätskeflöde för gasabsorption. Den är delvis nedsänkt i ett tråg med absorptionsvätska. Pumpens mynning är växelvis i atmosfären och i vätskan. Vid rotationen uppstår gasoch vätske"korvar" i pumpens slangslinga. Gasen komprimeras och löses enligt Henrys lag. Vätskan är så vald att den i första hand löser koldioxid, grunden för gassepareringen. c) En gasackumulator för metangas och vätska med löst koldioxid. Slingpumpen alstrar några bars tryck i ackumulatorn. d) V1, en strypventil som spänner av vätskans ackumulatortryck till atmosfärstryck för frigörning av löst koldioxid. e) Ett avspänningskärl, "flashtank" för slutlig avspänning av koldioxid mot atmosfären. Kärlet är också ett expansions- och förrådskärl för absorptionsvätska. f) V2 är en reglerventil som styrs av nivån i slingpumpens vätsketråg. g) F1 är en flottör i ett vätskelås, som hindrar metan att strömma bort genom "flashtanken". 10 okt 2005, idékoncept och ritning av Göran Grönhammar, GGs Process & Energiteknik AB, org. nr 556229-5351, rev 29/11-08

Uppgradering av deponigas En anläggning för uppgradering av deponigas och biogas kommer att byggas hos NSR i Helsingborg. Terracastus Technologies Den flytande biogasen kan användas till tunga fordon 15 miljoner liter flytande biogas kommer att produceras årligen Source: www.nsr.se

Tack för uppmärksamheten! ANNELI PETERSSON, Dr. UTVECKLINGSINGENJÖR Scheelegatan 3 212 28 Malmö TFN VX: 040-680 07 60 DIREKT: 040-680 07 64 MOBIL: 070-685 42 05 FAX: 040-680 07 69 EPOST: anneli.petersson@sgc.se