Proline Prosonic Flow B 200 Ultrahangos biogázmérés Slide 1
Mi is a biogáz? A biogáz tipikusan egy olyan gáz ami biológiai lebomlás útján keletkezik oxigén mentes környezetben. A biogáz előállítható biomasszából, trágyából, szennyvízből, zöld és kommunális hulladék anerob rothasztásával vagy fermentáció útján. A biogáz esősorban metánt (CH 4 ), másodsorban szén-dioxidot (CO 2 ) némi kénhidrogént (H 2 S) és párát tartalmaz. Össztevők Koncentráció (Vol%) Metán (CH 4 ) 50 to 75 Szén dioxid (CO 2 ) 25 to 45 Víz (H 2 O) 2 (20 C) 16 (55 C) Nitrogén (N 2 ) <1 Slide 2 Oxigén (O 2 ) Kén-hidrogén (H 2 S) Hidrogén (H 2 ) <5000 ppm <5000 ppm <5000 ppm
Biogáz beruházások előrejelzése Slide 3 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2006 2008 2010 2015 2030 Biogáz Market of termelés Biogas előrejelzése Plants Worldwide 2006-2030 között by kapacitás/mrd. USD Plant/Capacity/Size, in US$ bn. Up 100KW to 100KW 250KW 400KW 750KW 1000KW 5MW 10MW 20MW >20MW
Biogáz termelés Európában Slide 4 Kommunális szeméttelep biogáz Városi szennyvíz és ipari biogáz Egyéb biogáz
Növekvő üzlet Szemétkezelés Kellemetlen rossz szag a szennyvíztelepeknél, állatfarmoknál és derítőknél. Globális felmelegedés: a metán 21-szer veszélyesebb mint a CO 2 Slide 5
Növekvő üzlet Energia szektor a kormányok elvárása a megújuló energiaforrások hányadának növelése a hagyományos energia termelésben. Az európai országok erősen eltökéltek a megújuló energia források támogatásában, figyelemmel a kyoto-i egyezményre. Fentiek alpján az EU a következő határozatot hozta 2007-ben: 2020-ra Európa teljes energiatermelésének 20%-át megújuló forrásokból kell fedezni. 2020-ra az üzemanyagok 10%-a bioüzemanyagnak kell lennie Slide 6
A B 200 ultrahangos mérő ipari alkalmazásai Négy jellemző biogáz forrás: Mezőgazdas gazdaság Ipar Slide 7 Városi szeméttelep Városi szennyvíztelep ztelep
Kommunális biogáz előállítás A kommunális biogáz telepek a biogázt szennyvízkezelés során állítják elő szerves hulladékokból, városi szemétből. A kommunális szemétkezelés és biogáz előállítás Európában folyamatosan, de lassan növekvő piac. A kommunális szennyvíztelepek műszerezésében az E+H jelentős részt vállal, a telepek nagysága és a technológia bonyolultsága miatt. Slide 8
Lakossági szeméttelep Ez komoly üzleti lehetőség, azonban a megváltozott szemétkezelési politika miatt, csökkenő tendenciát mutat. Az Egyesült Államokban a metán kibocsátás második legnagyobb forrása az emberi szemét. A telepek nagy száma miatt kormányzat is erősen presszionálja a biogáz elégetését. Slide 9
Biogáz áramlásmérés Miért jelent kihívást a biogáz mérés? Magas páratartalom Változó gázösszetétel Alacsony áramlási sebesség Alacsony nyomás Slide 10
Milyen mérési elven mérjünk? Termikus vagy ultrahangos mérővel? Slide 11
Biogáz mérése kondenzátoros technológia mellett Slide 12
Mérési elv ultrahangos mérőnél Up t dn Measuring principle Áramlás t-up Downstrea m Signal t-dn Upstream Signal t Down (dn) t up Az ultrahang impulzusok mindkét irányban gyorsan követik egymást Ha nincs áramlás, akkor a terjedési idők megegyeznek, (t up ) = (t dn ) Slide 13 Áramlás esetén, t up > t dn Az időkülönbség ( t) egyenesen arányos az áramlási sebességgel(v)
Metán tartalom meghatározása Mivel a hang sebessége a gázban négyzetgyökösen függ a hőmérséklettől, a B 200-as mérőbe egy Pt 100-as hőmérő van beépítve a biogáz hőmérsékletének meghatározásához. Ez a mérés kompenzálja a hőmérséklet okozta sebesség eltérést. Mivel a biogáz tipikusan párával telített gáz, a hőmérséklet ismerete páratartalom számítását is lehetővé teszi. Ezzel kompenzálható a víztartalom okozta hangsebesség változás. A nyomás jelentéktelen hatással van a hangsebességre. Slide 15
Biogáz 60% CH 4 40% CO 2 T= 40 C A hang terjedési sebessége biogázban (60% CH 4 40% CO 2 ) at 40 C is 350.8 m/s Hőmérséklet Metán Széndioxid Hang sebessége C CH 4 CO 2 m/s 40 0.0% 100.0% 274.7 40 10.0% 90.0% 284.1 40 20.0% 80.0% 294.5 40 30.0% 70.0% 306.0 40 40.0% 60.0% 319.0 40 50.0% 50.0% 333.8 40 60.0% 40.0% 350.8 40 70.0% 30.0% 370.7 Slide 16 40 80.0% 20.0% 394.2 40 90.0% 10.0% 422.8 40 100.0% 0.0% 458.5
Hang terjedési sebessége a gáztartalom függvényében 550 500 Soundspeed (m/ s) Hang sebesség (m/s) 450 400 350 300 T T 250 Slide 17 200 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Methane Metán tartalom content
Ellenőrző összehasonlító mérés ------ Ellenőrző mérés (gáz kromatográf) ------ Prosonic Flow B 200 Metán (%) Slide 18 Idő (óra)
Méretek és mérési határok Slide 19
Prosonic Flow B 200 műszaki adatok Átmérő DN 50 to DN 200 Nyomás PN 10 Folyamat csatlakozás Tech.hőmérséklet Környezet hőmérséklet Mérőcső anyag méret 2" to 8" Lap joint flange acc. EN1092-1, Lap joint flange acc. ASME B16.5 0 to +80 C (32 to 176 F) 40 C to +60 C ( 40 to 140 F) 1.4404/316L IP besorolás Compact: IP 66/67 (NEMA 4X) Ultrahang szenzor Műszaki besorolás DN 50, DN 80 1 pár DN 100, DN 150, DN 200 2 pár PED Slide 20
Prosonic Flow B 200 műszaki adatok Robbanásbiztonsági besorolás Térfogat mérési pontosság Térfogat mérés ismétlés Metán mérés pontosság Metán mérés ismétlés Hőmérséklet mérés pontosság Hőmérséklet mérés ismétlés ATEX, IECEx Ex ia IIC T6-T1 Gb, Ex d[ia] IIC T6-T1 ccsaus Class I Div. 1 Groups ABCD, Class I Div. 2 Groups ABCD ± 1.5% o.r. 3 to 30 m/s (9.84 to 98.4 ft/s) ± 3.0% o.r. 1 to 3 m/s (3.28 to 9.84 ft/s) ± 0.5% o.r. ± 2% abs. ± 0.5% o.r. ± 0.6 C ±0.005 T C ( ± 0.9 F ±0.005 (T 32) F) ± 0.3 C ±0.0025 T C ( ± 0.45 F ±0.0025 (T 32) F) Slide 21
Alkalmazási példa Bad Säckingen Szennyvíztelep Slide 22
Alkalmazási példa Bad Säckingen DE Városi szennyvíztelep A biogázt 3 anaerob rothasztóban állítják elő. Átlagos gáztermelés 25 m 3 /h (kénszűrő után) A megtermelt gázból elektromos áramot állítanak elő gázmotorral. Gázmotor jellemző teljesítménye 130-140 kw Slide 23 A gázmotornál keletkező hőt a rothasztó fűtésére használják
Alkalmazási példa Bad Säckingen DE Technológiai alkalmazás Gáz térfogatáram a kénszűrő után 15-50 normál m 3 /h Méret DN 50 Hőmérséklet 21-25 C Nyomás max. 50 mbar Gáz összetétel 55-65% CH 4, CO 2, RH 100% Slide 24
Alkalmazási példa Stockholm Vatten Szennyvíztelep Slide 25
Field trial Stockholm Vatten SE Henriksdal Szennyvíztelep A biogázt 7 anaerob rothasztóban állítják elő. Általános biogáz termelés 1000 normál m 3 /h (kénszűrő után) Biogáz értékesítés, földgázzal történt keverés után. Slide 26 A kevert gázt autóbuszokba, taxikba és személyautókba tankolják.
Alkalmazási példa Stockholm Vatten SE Technológia Biogáz előállítása anerob folyamattal, szennyvízből rothasztással. Térfogatáram 400-1500 normál m 3 /h Méret DN 200 Hőmérséklet 30-35 C Nyomás 40-50 mbar Gáz összetétel 60-65% CH 4, 35 40% CO 2, RH 100% Slide 27
Beépítés Slide 28
THE NEXT STEP Slide 29