Облагораживание биогаза

УТОЧНЕНИЕ в связи с COVID-19 - Мы хотим сообщить нашим клиентам, что, несмотря на ограничения, связанные с пандемией, Condorchem Envitech способна обеспечить разработку проектов и установку оборудования в любой стране мира. Запуск установок может производиться удаленно, так как компания имеет систему, позволяющую выполнять удаленное управление, удаленную диагностику, а также включает в себя центр аварийной сигнализации.

Облагораживание биогаза. От биогаза до природного газа.

Потребности в энергии растут. Энергия нужна не только для того, чтобы жить, но и для различных процессов и отраслей промышленности, которые удовлетворяют жизненным потребностям общества.

Биогаз из различных источников является ценным материалом для производства энергии, химических продуктов и биотоплива. Поскольку это возобновляемая энергия, она неисчерпаема, чиста и может использоваться самостоятельно, что позволяет планировать производство и адаптировать его к потребностям потребления. Использование биогаза вызывает меньшее загрязнение окружающей среды и представляет собой жизнеспособную альтернативу, учитывая заметное истощение запасов ископаемого топлива, цены на которое в настоящее время растут.

Современная тенденция заключается в том, чтобы сосредоточиться на производстве биогаза в качестве замены природного газа, для закачки в сеть или для питания моторизованных транспортных средств.

Природный газ находится под землей в природной среде в “газовых карманах”, покрытых непроницаемыми слоями, которые препятствуют его выбросу в атмосферу. Он также может быть найден вместе с сырой нефтью в нефтяных скважинах или на месторождениях исключительно природного газа. Основным компонентом природного газа всегда является метан (СН4), который составляет от 83% до 97% от общего объема смеси. Другими газообразными углеводородами, которые всегда присутствуют в природном газе, хотя и в меньших пропорциях, являются этан (C2H6), бутан (C4H10) и пропан (C3H8). И, наконец, компоненты природного газа, кроме углеводородов, обычно включают азот, углекислый газ, сероводород, гелий и аргон.

Разработки в области биогаза достигли той точки, когда наметилась тенденция к усилению внимания к использованию биогаза в качестве заменителя природного газа за счет производства биометана. Для достижения этой конверсии на рынке появляются различные технологии.

Предложение компании Condorchem Envitech

CLEAN-BGAS UPGR представляет собой технологию, ориентированную на модернизацию биогаза для производства биометана. Существуют различные стадии в технологии, и они базируются на химическом процессе, который включает в себя химический скруббер с аминами. Технология имеет различные модули:

  • Очистка биогаза
  • Удаление CO2 / производство биометана
  • Рекуперации растворителей
  • Сушка газа / биометана

Наше оборудование

CLEAN-BGAS UPGR

Очистка биогаза: она направлена на отделение всех примесей от биогаза до его поступления в процесс удаления CO2. На этой стадии удаляются нежелательные соединения, такие как силоксаны, влага, твердые частицы, галогенированные углеводороды и NH3, которые могут испортить растворитель, используемый для очистки.

Удаление CO2 / Биометан. Удаление CO2 / Производство биометана: это осуществляется путем химической абсорбции. Биогаз промывают подходящим химическим растворителем (алканоамином), чтобы удалить из этого потока до 100% CO2, а также возможные следы H2S, которые можно обнаружить в биогазе. В результате этого процесса получается биогазовый поток с высоким уровнем СН4, аналогичный природному газу.

Восстановление растворителя: регенерация растворителя производится путем дистилляции. При этом поток CO2 удаляется из растворителя, захваченного из биогаза. Растворитель снова используется в операции абсорбции, в то время как CO2 может быть предназначен для других целей (наполнение огнетушителей, сухой лед, выращивание морских водорослей, нефтехимия и т. д.).

Сушка газа /биометана: цель этой операции – обеспечить сухой газ для его сжатия и хранения. Эта операция включает в себя охлаждение и сушку с помощью адсорбции. Для последней операции используются вещества с высокой поглощающей способностью.

Преимущества и применения

Преимущества

  • Низкое энергопотребление
  • Минимальные инвестиции в строительные работы
  • Экологическое топливо
  • Работа при низких давлениях
  • Растворитель селективный, с минимальными потерями метана

Применения

  • Биотопливо для транспортных средств
  • Закачка в сеть природного газа
  • Сырье для производства метанола и водорода
  • СО2 высокой чистоты
  • Как природный газ

Установка

  • Воздуходувка
  • Охладители
  • Угольный фильтр
  • Пылевой фильтр
  • Абсорбционная башня
  • Сушильные башни
  • Регенерация сушильных башен
  • Опреснительная башня
  • Дистилляционная башня

Технические особенности

  • Подходит для любого типа биогаза.
  • Компактное оборудование, установленное в модифицированных транспортных контейнерах.
  • Модульное оборудование в зависимости от транспортных средств.
  • Работает при низких давлениях.
  • Интеллектуальное управление производимой энергией.
  • Полностью автоматическая система.
  • Производит поток высокой концентрации CO2, полезный для рынка.

Технологии облагораживания биогаза для производства биометана

В настоящее время можно говорить о двух основных типах биогаза. Первый – это биогаз, который производится контролируемым способом. Данный способ базируется на технологии анаэробного сбраживания, обычно включающей различные типы биореакторов, в зависимости от обрабатываемого материала. Другой – это биогаз, производимый естественным (неконтролируемым) способом, и в настоящее время это чаще всего происходит на полигонах ТБО.

В таблице 1 показан типичный состав биогаза в соответствии с его происхождением, т. е. обрабатываемым материалом.

Biogas upgrading
Таблица 1

Хотя все виды биогаза пригодны для производства биометана, биогаз из контролируемых процессов имеет лучшее качество с целью превращения в газ со свойствами, аналогичными свойствам ПГ. Это связано с концентрацией метана (СН4), которая может быть достигнута, и более низкой концентрацией загрязняющих веществ, таких как О2. В таблице 1 приведен типичный состав биогаза, образующегося в соответствии с типами отходов.

В настоящее время на рынке появляется целый ряд технологий обогащения биогаза или его преобразования в биометан (высокая и постоянная низшая теплотворная способность), что делает этот газ веществом с большим потенциалом для применения. Эти методы включают:
Химическое поглощение: Оно базируется на кислотно-щелочной реакции, для которой используется селективный реагент, минимизирующий потери метана (СН4). Эта технология работает при низких давлениях.

Промывка водой под давлением. Эта операция базируется на принципе растворимости газов в воде, который зависит от температуры и давления. В данном случае существует два типа технологии: с рециркуляцией воды и без рециркуляции. Эти технологии работают при высоких давлениях.

Методы адсорбции: Молекулярные сита. Базируются на молекулярных силах притяжения между адсорбатом и адсорбентом (силы Ван-дер-Ваальса), где происходит определенная химическая реакция и важную роль играет отношение размера молекулы к размеру пор адсорбента. Существует целый ряд различных методов в этой категории, наиболее распространенный из которых основан на адсорбции с колебаниями давления (PSA). Эта технология характеризуется работой при высоких давлениях.

Криогенное разделение: Базируется на непрерывном сжатии, охлаждении и расширении (холодная дистилляция) биогаза. Эти операции позволяют отделить CO2 от биогаза, тем самым увеличивая концентрацию метана (СН4) в этом газе. Это базируется на знании тройной точки каждого компонента и условий, при которых эта точка может быть достигнута (T и P). Эта технология работает при высоком давлении.

Мембранное разделение: Базируется на принципе проницаемости различных компонентов. Проницаемость – это способность материала пропускать через себя поток, не изменяя своей внутренней структуры. Как правило, используются мембраны типа полых волокон. Этот процесс требует высокого давления.

В таблице 2 приведен типичный состав природного газа, биогаза и обогащенного биогаза (биометана). В этом случае обогащенный биогаз получается путем промывки водой под давлением.

Biogas upgrading
Таблица 2

На рис. 1 показан характер расчетной стоимости инвестиций в зависимости от мощности по переработке сырого биогаза для различных доступных технологий производства биометана.

Biogas upgrading
Рис. 1

На рис. 2 показана текущая степень применения различных технологий обогащения биогаза для достижения качества природного газа. Согласно диаграмме, наиболее часто применяются три метода: очистка водой под давлением, химическая очистка и адсорбция с колебаниями давления (PSA). В связи с развитием мембранных характеристик в этом секторе все шире используется мембранное разделение.

Biogas upgrading
Рис. 2

На рис. 3 показано применение методов обогащения биогаза в различных странах. Основное применение направлено на производство биометана для введения в сеть.

Biogas upgrading
Рис. 3