Methaanoxidatie van laagcalorisch methaangas
Methaan is na CO2 de grootste oorzaak van klimaatverandering op het gebied van het broeikaseffect. Meer dan 60% van de globale jaarlijkse methaanemissie is veroorzaakt door menselijke handelingen waarvan de volgende de grootste zijn: agrarische sector, zowel akkerbouw als veeteelt, vuilstortplaatsen, compostering, waterzuivering, aardgaswinning en kolenwinning.
InProces Advies komt in het werkveld vaak bronnen van methaanuitstoot tegen: methaanhoudend ventilatielucht uit slibbuffers en slibindikkers, afblaaspunten van biogasinstallaties, uitlaten van lavafilters en lekken van methaangashoudend leidingwerk en apparatuur. Deze kunnen worden vastgesteld door middel van de beelden die gemaakt worden met een gascamera. Een voorbeeld hiervan is te zien in Figuur 1.
Figuur 1: beeld van de gascamera waarop een methaanlek te zien is.
Naast dat methaan een broeikasgas is, is methaanuitstoot lastig te voorkomen: de minimale en maximale concentratie van CH4 dat nodig is om stabiel te kunnen branden in lucht is 4,7% (v/v) (LEL) en 17% (v/v) (UEL). Normaliter wordt bij voorkeur het gas nuttig toegepast voor de productie van warmte en/of stroom. Indien dit niet mogelijk is, kan het methaangas geoxideerd worden middels een fakkelinstallatie (figuur 2). Echter heeft 55% van de, door mensen veroorzaakte (antropogeen), CH4-uitstoot een concentratie lager dan 4,7% waardoor deze massastromen niet geschikt zijn voor oxidatie door middel van verbranding in atmosferische lucht. Voor dit probleem is een onderzoek uitgevoerd bij InProces Advies.
Figuur 2: Fakkelinstallatie waarin hoogcalorisch methaan- of biogas wordt verbrand.
Om de antropogene CH4-uitstoot te verlagen, is het doel van het onderzoek om tot een ontwerp van een module te komen dat antropogene CH4-massastromen met een concentratie van 4,7% (v/v) of lager direct te oxideren zonder gebruik te maken van hulpbrandstoffen. Oxideren houdt in dat het methaan wordt verbrand volgens de volgende formule:
Om een antwoord te geven op het probleem zijn vanuit wetenschappelijke literatuur concepten opgesteld en gemodelleerd. Vervolgens zijn de concepten toegepast in een schetsontwerp. Hierdoor kunnen in de toekomst klanten beter en sneller geholpen worden met het verwerken van laagcalorische methaangas.
