Nawanianie biometanu: THT, merkaptany i wymogi operatora sieci

Nawanianie to dodanie do gazu związku o intensywnym, charakterystycznym zapachu, by każdy wyciek był wyczuwalny, zanim stężenie gazu w pomieszczeniu osiągnie niebezpieczny poziom. Oczyszczony biometan jest praktycznie bezwonny, podobnie jak gaz ziemny, więc przed przekazaniem do odbiorców jest nawaniany. W Europie stosuje się najczęściej tetrahydrotiofen (THT) lub mieszaniny merkaptanów; wybór zależy od praktyki operatora. Gaz wprowadzany do sieci dystrybucyjnej musi być nawoniony zgodnie z wymaganiami jej operatora.

Skąd wymóg

Metan jest gazem palnym, a mieszaniny z powietrzem w zakresie ok. 4,4–17% objętościowo są wybuchowe (dolna granica wybuchowości ok. 4,4%, górna ok. 17%). Przepisy techniczne wymagają, by gaz rozprowadzany odbiorcom był wyczuwalny już przy stężeniu znacznie niższym niż dolna granica wybuchowości (zwykle formułuje się to jako wyczuwalność przy ułamku DGW). Dlatego dawka nawaniacza jest tak dobierana, by zapach był wyraźny, zanim gaz stanie się niebezpieczny.

Czym nawaniamy

Wybór związku należy do operatora systemu, bo zapach musi być jednolity w całej sieci. Producent biometanu nie powinien samodzielnie zmieniać nawaniacza.

Kto nawania i gdzie

Nawanianie może odbywać się:

• na stacji wtłaczania producenta (według zleceń operatora), po pomiarze jakości;
• w punkcie wejścia do sieci dystrybucyjnej przez operatora (gdy sieć jest już nawoniona);
• na końcu sieci, jeśli biometan trafia do sieci przesyłowej, w której gaz nie jest nawaniany (w niektórych systemach nawanianie jest wykonywane przy zdawczo-odbiorczych stacjach dystrybucyjnych).

W praktyce producent wtłaczający do sieci nawonionej zwykle nie musi dodatkowo nawaniać, ale w przypadku nowych sieci lub wtłaczania do odizolowanej sieci lokalnej nawanianie jest jego zadaniem. Rozstrzyga o tym operator w warunkach przyłączenia.

Dozowanie

Dawkę określa się w mg nawaniacza na m³ gazu (rząd kilkunastu mg THT/m³; konkretna wartość wynika z wymagań operatora). Dozownik pracuje proporcjonalnie do przepływu: sygnał z gazomierza steruje pompą dozującą. Ważne są:

1. Zbiornik nawaniacza – szczelny, w strefie zagrożenia wybuchem, z zabezpieczeniem przed rozlaniem.
2. Pompa dozująca – precyzyjna, z redundancją.
3. Kontrola stężenia – analizator lub okresowe pomiary laboratoryjne.
4. Alarm niedomiaru – brak lub zbyt mała dawka jest zagrożeniem bezpieczeństwa.

Wpływ nawaniania na jakość gazu

Nawaniacz zawiera siarkę. W specyfikacjach jakości gazu limit siarki ogółem zwykle dotyczy siarki bez nawaniacza, a dla siarki z nawaniaczem obowiązują osobne zasady. Dla producenta ważne jest, by pomiar siarki w gazie przed nawonieniem potwierdził spełnienie wymagań, a po nawonieniu – zgodność ze specyfikacją operatora. Gaz nawoniony nie może być zawracany do instalacji uszlachetniania z membranami lub złożem węgla bez planu, bo THT zanieczyszcza adsorbenty.

Przykład: zużycie nawaniacza

Założenia: instalacja 500 m³/h biometanu, dawka 15 mg THT/m³ (założenie ilustracyjne), 8000 h/rok. Zużycie: 500 × 15 mg = 7,5 g/h; w skali roku 7,5 × 8000 = 60 kg THT. To niewielka ilość, ale przy cenie rzędu kilkudziesięciu złotych za kilogram (założenie) pokazuje, że koszt materiałowy jest niewielki, a kluczowa jest niezawodność dozowania.

Bezpieczeństwo pracy

THT i merkaptany są związkami o silnym zapachu, ale zapach jest wyczuwalny przy bardzo niskich stężeniach; przy pracach z nawaniaczem obowiązuje ochrona dróg oddechowych, procedury przeładunku i szkolenia. Zbiorniki i dozowniki należy wyposażyć w odpowiednie zabezpieczenia i procedury awaryjne. Rozlanie nawaniacza w zamkniętej przestrzeni może wywołać fałszywe alarmy, więc personel musi znać zasady postępowania.

Pytania do operatora

Przed zaprojektowaniem stacji zapytaj operatora: czy gaz w punkcie przyłączenia jest już nawoniony; jakim związkiem i w jakiej dawce nawania sieć; kto jest odpowiedzialny za nawanianie i kontrolę stężenia; jaka jest procedura, gdy kontrola wykaże niedomiar. Odpowiedzi wpływają nie tylko na koszt inwestycji (dozownik, zbiornik, strefa Ex), lecz także na ryzyko prawne: za niewłaściwe nawonienie odpowiada zazwyczaj podmiot, który wprowadza gaz do sieci w warunkach określonych w umowie.

Podsumowanie

Nawanianie jest prostym technicznie, ale krytycznym dla bezpieczeństwa elementem. Producent biometanu powinien uzgodnić z operatorem: czy i gdzie nawania, jakim związkiem, w jakiej dawce oraz jak potwierdza poprawność dozowania.