Biovedyn puhdistukseen soveltuvan erotuslaitteiston suunnittelu

Abstract

Työn tavoitteena oli suunnitella biovedyn puhdistukseen soveltuva erotuslaitteisto. Erotuslaitteisto tullaan liittämään jo olemassa olevaan pilot-mittakaavan biovedyn tuotantoyksikköön. Tuotantoyksikössä biokaasu tri-reformoidaan, jolloin tuotekaasuna saadaan biovetyä. Tuotekaasu sisältää kuitenkin myös hiilimonoksidia, vettä sekä muita epäpuhtauksia, joista biovety on erotettava. Erotuslaitteistosta saatavan biovedyn haluttu puhtausaste on vähintään 95 % ja talteenottoaste vähintään 90 %. Työ koostui kirjallisuusselvityksestä ja kokeellisesta osasta. Kirjallisuusselvityksessä tarkasteltiin vetytaloutta, vedyn käyttökohteita ja vedyn valmistus- ja puhdistustapoja.

Kirjallisuusselvityksen perusteella päädyttiin suunnittelemaan kalvoerotustekniikkaan perustuva erotuslaitteisto. Suunnittelussa huomioitiin sekä vastaavanlaisia kaasuerotuksia käsitteleviä tutkimuksia että valmiita kaupallisia ratkaisuja. Niiden pohjalta paras ratkaisu on monivaiheinen kalvoerotusjärjestelmä ja kalvomateriaaleista sopivimpia ovat polymeerit. Vesihöyryn poistamiseksi ensimmäisen kalvon tulee olla hydrofobinen polymeerinen kalvo. Toisessa vaiheessa kaasuvirrasta erotetaan biovety. Biovedyn puhtausasteen nostamiseksi on hyödyllistä käyttää useampivaiheista kalvoerotusta ja biovedyn talteenottoastetta voidaan nostaa palautusvirran avulla. Lopullinen valinta kaupallisista tuotteista tehdään kilpailutuksen ja tuotteiden tarjoajilta saatavan lisätiedon perusteella.