Сушка биогаза

Технология CLEAN-BGAS DRY совмещает методы охлаждения и конденсации, что позволяет достичь эффективности устранения более 95% в зависимости от рабочей температуры, а также обеспечивает низкие эксплуатационные расходы.

Технология может включать в себя рекуператор-мойку, которая помимо минимизации энергетических потребностей операции позволяет промывать биогаз собственными конденсатами. Это приводит к частичному снижению содержания H₂S и NH₃, которые сопровождают биогаз, поэтому эту технологию можно считать универсальной.

С 2000 года компания Condorchem Envitech разрабатывает вертикальную установку для сушки и осушения биогаза, которая предлагает следующие преимущества:

• Небольшой размер
• Расширенный отвод конденсата
• Более низкая вероятность замерзания труб при работе при низких температурах
• Более высокие скорости теплопередачи
• Более эффективное удаление влаги и загрязняющих веществ

Водяной пар резко снижает низшую теплотворную способность (НТС) биогаза, тем самым влияя на энергетические характеристики компонентов, в которых он используется в качестве биотоплива (двигатели, турбины, котлы, горелки и т. д.). Поэтому, прежде чем использовать биогаз в качестве источника энергии, желательно максимально снизить его влагосодержание любыми доступными средствами.

Такое снижение влажности также необходимо для предотвращения накопления конденсатов в газопроводе и тем самым для предотвращения образования агрессивных кислот, а также засорения труб. Содержание водяного пара в биогазе напрямую связано как с рабочей температурой системы производства биогаза, так и с температурой окружающей среды в целом.

Биогаз представляет собой влажный газ, который необходимо высушить для использования, чтобы избежать следующих проблем:

• Плохая работа систем ТЭЦ
• Образование агрессивных кислот
• Закупорка труб, по которым перемещается биогаз

CLEAN-BGAS DRY представляет собой систему сушки биогаза. Она базируется на сочетании охлаждения и конденсации. Иногда работает как скруббер.

• Образуется газовый поток с низким содержанием влаги
• Высокая эффективность устранения
• Низкое энергопотребление
• Низкие эксплуатационные расходы
• Полная автоматизация
• Надежная установка

• Удаление водяного пара из биогаза
• Частичное снижение содержания силоксанов D-типа
• Частичное снижение содержания H₂S, NH₃ и углеводородов
• Пониженная температура газа и относительная влажность воздуха

• Модульная система
• Непрерывная работа
• Система может снизить содержание водяного пара и, в свою очередь, H2S, NH3, углеводородов и силоксанов по мере необходимости
• Она может работать как на линии всасывания, так и в напорной линии внутри биогазовой установки
• Она может включать в себя систему управления работой, по запросу клиента
• Автоматический режим
• Высокая эффективность удаления влаги из биогаза
• Может быть установлена система рекуперации энергии или повторного нагрева

Производство биогаза в последние годы существенно растет, и будущее выглядит многообещающим. Он рассматривается как основная замена природного газа, как в качестве топлива для транспортных средств, так и для впрыска в сеть природного газа.

Возобновляемые источники энергии, включая энергию ветра, приливную энергию, солнечную энергию, биомассу и биотопливо, имеют тенденцию стать ведущей формой производства энергии.

Биогаз, газ, образующийся при анаэробном (бескислородном) разложении органического вещества, относится к числу различных видов энергии, которые берут свое начало в биомассе. Он в основном состоит из метана (СН4), что придает ему характеристику горючего газа.

Таким образом, биогаз из свалок, установок метанизации и очистных установок сточных вод является ценным материалом для производства энергии, биотоплива и химических продуктов, таких как водород и метанол.

С технической точки зрения биогаз представляет собой многокомпонентную смесь газов с основным составом (СН4, СО2, Н2, О2, N2, водяной пар и др.) и ряд вредных компонентов (NH3, силоксаны, галогенированные и тяжелые углеводороды, H2S и др.). Его состав тесно связан с исходным материалом процесса анаэробного сбраживания, технологией, используемой для его производства, и выбранным типом процесса.

Для применения и использования биогаза в производстве энергии и/или в качестве сырья при производстве химических продуктов качество биогаза должно быть повышено. Улучшение качества биогаза включает в себя снижение содержания влаги и удаление всех вредных компонентов, указанных ниже.

Под сушкой/осушением биогаза понимается частичное или полное удаление влаги, главным образом водяного пара, из потока биогаза.

Многие методы разделения/удаления применяются для снижения содержания влаги, включая, например, адсорбцию силикагелем или осушение гликолем. Тем не менее, охлаждение и конденсация представляют собой два метода/операции очистки биогаза, которые в сочетании дают очень полезные преимущества. Основная цель состоит в том, чтобы снизить влажность, а также удалить, насколько это возможно, такие компоненты, как галогенированные и тяжелые углеводороды, а также силоксаны, в зависимости от рабочей температуры.

Исследования в промышленных масштабах показали, что чем ниже используемая температура охлаждения, тем эффективнее удаление влаги и других компонентов, таких как силоксаны (в основном типа D), а также как галогенированных, так и тяжелых углеводородов.

Конденсационная техника

• Каплеотделитель
• Гидроциклоны
• Конденсатоотводчики
• Гидрозатвор
• Конденсатные горшки

Метод осушки

• Охлаждение
• Адсорбция силикагелем
• Гликоль
• Нагревание

Установка для сушки и осушения биогаза обычно имеет следующие компоненты:

• Теплообменник, как правило, кожухотрубного типа
• Конденсатор
• Холодильная установка
• Вспомогательное оборудование

Установка для сушки/осушения биогаза состоит из следующих компонентов: конденсатоотводчик, теплообменник в вертикальном положении, каплеотделитель и холодильная установка.

Некоторые установки для сушки биогаза оснащены устройством рекуперации энергии/экономайзером с целью минимизации энергопотребления, необходимого для работы. Это не только снижает эксплуатационные расходы, но и позволяет снизить постоянные затраты, поскольку можно использовать менее мощные холодильные установки. Использование экономайзеров зависит от многих факторов, в том числе от расхода обрабатываемого биогаза, температуры и назначения установки. В 2008 году компания Condorchem Envitech запустила теплообменник и экономайзер-очиститель для очистки биогаза. Эта система была результатом интенсивных исследований и разработок и обеспечивает эффективную очистку биогаза в сочетании с минимальным потреблением энергии.

Установка для очистки биогаза оснащена экономайзером для снижения влажности и удаления силоксанов и сероводорода (H2S). Можно рассмотреть различное оборудование, из которого состоит технология.

В самом сердце процессов сушки/осушения биогаза находятся охладители. Они поставляют хладагент, обычно гликолевую воду, для охлаждения теплообменника, в котором охлаждается биогаз. Поэтому тщательный выбор охладителя имеет жизненно важное значение для надлежащей работы и долговечности установки.

В настоящее время исследования, связанные с энергосбережением на таких (крупных) объектах, сосредоточены на использовании адсорбционных охладителей, и проводятся исследования по использованию выхлопных газов из системы ТЭЦ для выработки холодильного оборудования, необходимого для охлаждения биогаза, тем самым замыкая особенно интересный энергетический контур.

В настоящее время на рынке существует два основных типа установок для сушки/ осушения биогаза, в зависимости от положения теплообменного аппарата: установки с горизонтальным расположением и установки с вертикальным расположением.