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Validation of analytical methods for the determination of the presence of pollutants in biogas samples
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Validering av analytiska metoder för bestämning av förekomsten av föroreningar i biogasprover (Swedish)
Abstract [en]

This master thesis work aims at further developing analytical methods, mostly based on IR spectroscopy, for the analysis of hydrogen sulfide, water and ammonia in biogas matrices. The methods were developed using a multi-component infrared laser spectrometer (ProCeas). The method for hydrogen sulfide was validated in the range 1-600 ppm. A short study was performed to evaluate if methane and carbon dioxide can also be analyzed using this instrument. The results for methane and carbon dioxide obtained with ProCeas were compared to those obtained by an accredited method using a gas chromatograph with a thermal conductivity detector. The stability of ppm level of water in biogas sampled in a stainless steel cylinder during a one-week period was studied. Finally, the quantification of ammonia by ProCeas has been studied. Different containers have been tested to evaluate the adsorption effect of ammonia on the surfaces. Substantial adsorption effects were observed for every containers (FlexFilm and ALTEF bags, stainless steel and sulfinert-treated cylinders).

Abstract [sv]

Detta examensarbete syftar till att utveckla analytiska metoder främst baserade på IR-spektroskopi för analys av svavelväte, vatten och ammoniak i biogasmatriser. Metoderna utvecklades genom användning av en flerkomponents-infraröd-laserspektrometer (ProCeas). Metoden för svavelväte validerades i intervallet 1-600 ppm. En kort studie utfördes för att utvärdera om metan och koldioxid också kan analyseras genom användning av denna spektrometer. Resultaten för metan och koldioxid som erhållits av ProCeas jämfördes med de som erhållits med en ackrediterad metod med användning av gaskromatograf med en värmeledningsdetektor. Stabiliteten av ppm-nivåer av vatten i biogas provtagna i en cylinder av rostfritt stål under en veckas tid studerades. Slutligen har kvantifieringen av ammoniak med ProCeas studerats. Olika behållare testades för att utvärdera adsorptionseffekten av ammoniak på ytorna. Betydande adsorptionseffekter har observerats på alla ytorna (FlexFilm och ALTEF, rostfritt och sulfinert-behandlade stål).

 

Abstract [fr]

Le but de ce projet de fin d’études est de développer des méthodes analytiques reposant principalement sur de la spectroscopie infra-rouge, afin d’analyser le sulfure d’hydrogène, l’eau et l’ammoniac dans des échantillons de biogaz. Les méthodes ont été développées en utilisant un spectrometer IR détectant plusieurs composés (ProCeas). La méthode d’analyse du sulfure d’hydrogène a été validée dans l’intervalle de concentrations 1-600 ppm. Une courte étude a été menée afin d’évaluer si le méthane et le dioxyde de carbone pouvait également être analysés par cet appareil. Les résultats pour le méthane et le dioxyde de carbone ont donc été comparés à ceux obtenus par une méthode déjà accréditée utilisant la chromatographie en phase gazeuse et un détecteur de conductivité thermique. La stabilité de la teneur en eau d’échantillons de biogaz sur une période d’une semaine a été étudiée. Les échantillons étaient stockés dans des cylindres en acier inoxydable. Finalement, une étude de la quantification de l’ammoniac par le ProCeas a été menée. Différents conteneurs ont été utilisés afin d’évaluer l’effet d’adsorption de l’ammoniac sur les différentes surfaces. D’importants effets d’adsorption ont été observé sur toutes les surfaces (ALTEF et FlexFilm, acier inoxydable et acier ayant reçu un traitement sulfinert).

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Keyword [en]
validation, analytical method, hydrogen sulfide, biogas, IR gas analyzer
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-177157OAI: oai:DiVA.org:kth-177157DiVA: diva2:871624
Available from: 2015-11-16 Created: 2015-11-16 Last updated: 2015-11-16Bibliographically approved

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School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Engineering and Technology

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