Необходимость очистки биогаза

Биогаз должен быть очищен для оптимальной работы и эффективности машин (двигателей, турбин, котлов, топливных элементов и др.), связанных с его использованием в качестве топлива. Таким образом, мы добиваемся снижения затрат на техническое обслуживание (ремонт и замену масла) машин, используемых на данном типе объекта; продления срока службы машин и оборудования, используемых для перекачки, извлечения и сжатия (воздуходувки и компрессоры). Кроме того, мы добиваемся улучшений с точки зрения выбросов дымовых газов двигателей, чтобы обеспечить соблюдение действующего законодательства.

И наконец, мы предотвращаем концентрацию токсичных для человека газов, особенно H2S.

Поскольку биогаз не может быть использован в когенерационных установках без очистки, процент влажности и всех соединений, которые могут сократить срок службы любого оборудования, использующего биогаз в качестве топлива, должен быть снижен.

Одной из основных частей биогазовой установки, предназначенной для использования биогаза в качестве биотоплива, является установка для сбора и очистки биогаза.

Эта установка для сбора и очистки включает в себя совокупность оборудования и технологий, необходимых для правильного планирования и использования биогаза.

Эти установки включают в себя такие компоненты, как:

  • Система труб и оборудования (конденсатоотводчики, пеноотделители, фильтры твердых частиц, гравийные фильтры и др.).
  • Транспортировочная система. Центробежные воздуходувки, боковые канальные и роторные. Вспомогательные устройства, такие как пламегасители, компенсаторы и клапаны.
  • Система управления биогазом. Горелка, газометры и вспомогательные устройства.

Предложение компании Condorchem Envitech

Компания Condorchem Envitech предлагает комплексные решения для линии сбора и очистки биогаза для различных биогазовых установок независимо от их происхождения (свалки, очистные сооружения или сбраживающие установки). Эти решения варьируются в зависимости от проектирования, поставки оборудования, технологий и запуска установки.

Сухой модуль CLEAN-BGAS®MP DRY предназначен для снижения нежелательных компонентов биогаза. Этот модуль фокусируется на охлаждении и пропускании биогаза через активированный уголь, все это монтируется на конструкции таким образом, чтобы его можно было легко устанавливать, эксплуатировать и обслуживать.

Наше оборудование

Система очистки биогаза CLEAN-BGAS® MP DRY

Процесс, основанный на охлаждении, конденсации, промывке водой и поглощении активированного угля.

Биогаз представляет собой смесь газов, состоящую в основном из СН4, С02, водяного пара и следов других соединений (H2S, силоксанов, NH3 и углеводородов, в частности). Для того чтобы иметь возможность использовать его в системе ТЭЦ, необходимо снизить его влажность и исключить все вредные соединения, чтобы гарантировать долговечность оборудования, участвующего в его использовании в качестве биотоплива.

Модуль CLEAN-BGAS ® MP DRY гарантирует снижение содержания этих компонентов (водяного пара, частиц, H2S и силоксанов). Технология состоит из двух частей: охлаждения биогаза и поглощения активированным углем. Активированный уголь выбирается для основного опасного компонента. Все оборудование расположено внутри основания для облегчения его эксплуатации, технического обслуживания и монтажа.

Преимущества

  • Производство высококачественного биогаза
  • Сокращение потребления энергии на 30%
  • Долгосрочный адсорбент
  • Низкие эксплуатационные расходы
  • Полностью автоматизированный
  • Улучшает выбросы выхлопных газов из когенерационных систем

Применения

  • Устранение силоксанов и углеводородов
  • Удаление водяного пара
  • Удаление H2S и NH3
  • Снижение температуры
  • Свалочный газ
  • Газ от сточных вод

Технические особенности

  • Модульная система
  • Подходит для всех видов биогаза
  • Непрерывная работа с момента установки
  • Одновременное снижение температуры, водяного пара, H2S, NH3, галогенированных углеводородов и силоксанов
  • Работы на вакуумных или напорных линиях
  • Включает в себя систему разделения частиц и пены
  • Полная автоматизация
  • Фильтры с активированным углем просты в обращении
  • Предлагает высококачественный биогаз
  • Может включать в себя систему рекуперации энергии или повторного нагрева

Очистка и кондиционирование биогаза. Требование к оптимальному функционированию систем ТЭЦ

Биогаз получают путем анаэробного разложения (гниения) органического вещества. Он содержит метан (СН4) в различных пропорциях, варьирующихся от 35% до 70%, что в значительной степени зависит от методов производства и материалов, участвующих в процессе. Именно эта концентрация метана позволяет использовать биогаз в качестве топлива. Выброс метана в атмосферу способствует увеличению парникового эффекта, а его способность загрязнять окружающую среду в 21 раз выше, чем у CO2.

Использование биогаза в качестве топлива или сырья для производства других товаров является наилучшим вариантом не только потому, что он позволяет избежать выбросов метана в атмосферу, но и потому, что он уменьшает выбросы других парниковых газов, которые могли бы возникнуть в результате сжигания ископаемого топлива. Биогаз представляет собой неисчерпаемый источник чистой, возобновляемой энергии, использование которой можно регулировать автоматически. Это один из самых доступных возобновляемых источников энергии, благодаря легкости, с которой ее можно получить. Кроме того, биогаз вызывает меньшее загрязнение воздуха и представляет собой жизнеспособную альтернативу истощению ископаемых видов топлива, таких как природный газ и нефть, цена на которые в последние годы постоянно растет.

При низшей теплотворной способности (НТС) примерно от 4000 до 6000 ккал/м3 биогаз может использоваться для производства и продажи электроэнергии и тепла. Он также может быть использован в качестве биотоплива для транспортных средств, подаваться в сеть природного газа или использоваться в качестве сырья для производства Н2 и метанола. Однако наиболее эффективное использование биогаза относится к когенерации, благодаря которой одновременно получают электрическую и тепловую энергию.

В таблице 1 показан типичный состав биогаза в зависимости от его происхождения, т. е. со свалки или из установки метанизации, а также типа очищаемого материала.

Таблица 1

Хотя все виды биогаза пригодны для производства биометана, биогаз из контролируемых процессов обеспечивает лучшее качество для преобразования в газ с характеристиками, аналогичными ПГ. Это связано с более высокой концентрацией метана (СН4), которая может быть достигнута, и более низкой концентрацией загрязняющих веществ, включая О2.

Для применения или использования биогаза в качестве горючего материала или сырья для производства химических продуктов, таких как метанол и водород, его качество должно быть улучшено. Для этого необходимо удалить все вредные компоненты, описанные ниже.

Нежелательные компоненты в биогазе

Очистка биогаза необходима для оптимальной работы и производительности машин (двигателей, турбин, котлов, топливных элементов и т.д.), связанных с его использованием в качестве топлива. Таким образом достигается снижение затрат на техническое обслуживание (ремонт и замена масла) машин, участвующих в установке данного типа; длительный срок службы машин и оборудования, используемых для его перекачивания, извлечения и сжатия (нагнетатели и компрессоры). Кроме того, улучшены выбросы выхлопных газов моторных машин в соответствии со стандартами выбросов в атмосферу. И, наконец, избегайте токсичных концентраций для человека, особенно концентраций H2S.

Водяной пар

Водяной пар резко снижает низшую теплотворную способность биогаза и тем самым влияет на энергоэффективность оборудования, задействованного в его использовании в качестве биотоплива (двигатели, турбины, котлы, горелки и др.). Поэтому перед использованием в качестве биотоплива его влажность должна быть максимально снижена. Удаление влаги также необходимо для предотвращения накопления конденсатов в газопроводе и, как следствие, для предотвращения образования агрессивных кислот и засорения труб.

Тяжелые и галогенированные углеводороды

Галогенированные углеводороды, в основном содержащие хлор и фтор, могут вызывать коррозию генераторных двигателей, особенно в камере сгорания, клапанах и головках цилиндров. Углеводороды с высокой молекулярной массой могут вызвать неисправность двигателя, обусловленную тем, что их точка воспламенения сильно отличается от точки воспламенения биогаза (СН4). Во многих случаях эти углеводороды частично сгорают, вызывая увеличение концентрации формальдегида, ЛОС и других компонентов в дымовых газах данного типа оборудования.

Сероводород (H2S)

Десульфурация биогаза необходима для предотвращения коррозии и токсичных концентраций сероводорода (H2S). При сжигании биогаза образуются оксиды серы, такие как SO2/SO3, даже более токсичные, чем H2S, из которого они происходят. В то же время SO2 понижает температуру конденсации дымовых газов (паров) с возможным образованием сернистой кислоты (H2SO3), которая обладает высокой коррозионной активностью. Кроме того, когда сероводород (H2S) смешивается с влагой воздуха (водой) или влагой из самого биогаза в камере сгорания или котлах, образуется серная кислота (H2SO4), которая разъедает металлические компоненты, особенно те, которые содержат медь (Cu), бронзу, железо или другие материалы, тем самым значительно снижая эффективность этих компонентов. Кроме того, в случае с двигателями он загрязняет смазку, производя вредные для окружающей среды выбросы оксида серы в дымовых газах.

Силоксаны

Силоксаны являются одним из наиболее распространенных компонентов биогаза, генерируемого на свалках и/или в очистных сооружениях для энергетических целей. Они повреждают двигатели и уменьшают срок службы двигателя из-за абразивного воздействия, которое они оказывают на внутренние компоненты.

Этот эффект обусловлен тем, что на различных частях двигателя осаждается кремнезем в результате сгорания, которое происходит во внутренней части двигателя.

Технологии разделения и удаления вредных компонентов биогаза

Для снижения этих типов компонентов применяются многие технологии разделения и удаления. Каждая из них нацелена на определенный компонент в зависимости от происхождения биогаза и его потенциального применения. В заключительной части этой статьи я опишу комбинированную технологию Biolimp-Siloxa для удаления силоксана.

Технология Biolimp-Siloxa для кондиционирования/очистки биогаза включает в себя комплекс взаимосвязанного оборудования, обеспечивающего удаление физическими средствами (нагрев и поглощение) влаги, силоксанов, галогенированных соединений и H2S, а также снижение температуры газа до допустимых значений с целью использования в двигателях.

Модуль выполняет различные операции в заранее установленном порядке (многофункциональная технология): охлаждение (снижение температуры), конденсацию (удаление влаги, силоксанов, сероводорода) и адсорбцию (снижение нежелательных компонентов, таких как силоксаны, H2S и углеводороды). Для этого в модуле предусмотрен ряд различных внутренних элементов.

Технические основы

Биогаз охлаждается до 2 ºC для удаления силоксанов. Для снижения уровня влажности биогаза осуществляется конденсация. Для восстановления кислых газов (H2S) и аммиака (NH3) газ очищается, и выполняется адсорбция активированным углем для удаления силоксанов и галогенированных соединений.

Технологические этапы

Эта технология состоит из следующих этапов: предварительное охлаждение до 20 ° С для снижения абсолютной влажности; очистка газа и извлечение конденсатов; охлаждение до 2-4 °С для снижения уровня силоксана и абсолютной влажности; нагрев газа и снижение относительной влажности и, наконец, поглощение активированным углем. На рисунке 1 показана технология Biolimp-Siloxa, созданная в 2008 году для полигона Arico на Тенерифе (Канарские острова), принадлежащего Grupo Urbaser. Она состоит из блока рекуперации-очистки, осушителя воздуха, резервуара для сбора конденсата и фильтров с активированным углем.

В таблице 2 приведены результаты эксплуатации технологии Biolimp-Siloxa. Модуль/ технология Biolimp-Siloxa является результатом пятилетних исследований и разработок, проведенных компанией Energy & Waste SLNE, имеющей более чем 15-летний опыт работы в области очистки биогаза, образующегося на свалках, в установках метанизации, очистных сооружениях сточных вод и газоочистных сооружениях. В настоящее время компания продолжает свою исследовательскую работу с целью достижения более высокой энергоэффективности и повышения эффективности удаления загрязняющих веществ.

таблице 2