Подготовка биогаза к использованию в качестве источника тепла, света, электричества, моторного или автомобильного топлива, этапы кондиционирования биометана, обзор и сравнение методов, технологий и оборудования

biogas-conditioning

Подготовка биогаза как спектр технических мер для комплексной очистки биометана

Биоэнергетические системы закономерно набирают популярность в России и мире. Это происходит в силу появления на рынке все более доступных и продуктивных реакторов, а также бридинга специфических видов бактерий, способных на эффективную декомпозицию / сбраживание практически любых видов органических отходов.

Впрочем, биометан-сырец, выходящий из метантенка, зачастую содержит такое количество примесей, которое не позволяет использовать газ для хозяйственных, а тем более, для промышленных нужд – необходима подготовка биогаза.

Завод газоочистного оборудования «ПЗГО» уже более 30 лет профессионально вовлечен в разработку и внедрение наиболее передовых и высокоэффективных скрубберов, абсорберов и адсорберов, позволяющих осуществлять подготовку и обогащение биогазовой смеси до требуемых процентарных величин.

Запросите расчет стоимости оборудования или получите расширенную консультацию

Основные примеси биометана и их влияние на энергетическую инфраструктуру

Основными загрязнителями биометана являются нижеследующие включения; их воздействие на моторную и газопередающую инфраструктуру наглядно представлено в таблице.

Поллютант Негативное воздействие
Сероводород Исключительная коррозийная активность, драматически повышающая механический износ двигателей и моторов любого типа. Ускоренное заржавление газоходов, воздуховодов, выхлопных труб. При сжигании – образование диоксида серы, оказывающего критическое влияние на биосферу прилегающего региона
Пары воды Снижение калорийности горения смеси и, как результат, снижение приведенного КПД БГУ. Без осушительной подготовки биометана его использование не рекомендуется в качестве моторного топлива
Углекислота Относительно инертный углекислый газ, не являющийся критичным «спутником» биологически продуцируемого газа, тем не менее, подлежит удалению в случае сброса метана в общегородские сети, (согласно ГОСТ). Вдобавок, его присутствие нежелательно в топливных смесях, используемых в ДВС
Аммиак, толуол, фенол, окислы азота Образование этих загрязнителей в ощутимых количествах, как правило, обуславливается ненадлежащей подготовкой биомассы или сигнализирует о нарушении технологии брожения. Наличие толуола, фенола, аммиака и диоксида азота приводит к повышенному образованию копоти в выбросах, что является недопустимым с точки зрения утилизации биометана в качестве моторного / автомобильного топлива
Кислород Избыток кислорода регламентируется нормативами ГОСТ и ISO на чистоту газового топлива для общегородских сетей. Деоксигенизация метана обычно проводится на золотых / платиновых / палладиевых катализаторах

Этапы подготовки биогаза

Этапы подготовки биогаза, равно как и требования по необходимости проведения очистных процедур, зависят от целей использования топливной смеси.

Следует отметить, что для базовых бытовых нужд – таких, как факельное освещение, приготовление пищи на плитах или использовании газа для обогрева помещений (коровников, свинарен, овчарен, складов) – очистная подготовка может не использоваться в принципе.

абсорберная система

Надежная, компактная и предельно экономичная система подготовки биометана, изготовленная на базе насадочных абсорбционных колонн – сделано в ООО "ПЗГО"

Чем в более тонких машинах планируется использовать биологический газ, тем строже требования к его сушке и очистке. Если же Заказчик намеревается использовать биогаз в качестве моторного или автомобильного топлива, метан должен пройти полную процедуру обогащения для максимального исключения нежелательных примесей из его состава.

Удаление сероводорода

В рамках цикла статей по очищению биометана мы детально рассматривали все современные подходы к десульфации биогаза, определяли их рациональность и эффективность.

Многоцелевая абсорберная система производства ООО "ПЗГО". Индивидуальное исполнение. Загрузка в рабочий контур каустического абсорбента позволяет производить тонкую очистку газопотока от сероводорода и углекислого газа

Не погружаясь в глубины технологических аспектов, напомним об основных методах подготовки в таблице.

Методика Особенности и комментарии
Очистка биогаза щелочью Каустическая промывка в насадочных абсорберах или пенных скрубберах – один из наиболее экономически и технологически рациональных подходов к обессериванию биометана. Использование щелочных растворов позволяет осуществлять газоподготовку не только в разрезе удаления H2S, но и – одновременно – улавливать углекислоту, аммиачные включения, диоксид азота. Разнообразие и доступность щелочных реагентов также делает возможным получение в качестве побочного продукта газоочистки ценных солесодержащих пульп
Этаноламиновая хемосорбция Высокий КПД аминоочистки нивелируется повышенной сложностью очистной инфраструктуры и вовлечением в процесс газоочистки большого количества вспомогательного оборудования. Почти всегда обогащение идет под давлением, что нередко связано с определенными технологическими ограничениями со стороны Заказчика. Аминовый метод захвата сероводорода эффективен для больших объемов метана
Гидрофильтрация сероводорода В некоторых случаях высокая эффективность подготовки биогаза достигается через промывку газосмеси в водных скрубберах или абсорберах. При выборе данного метода следует обращать внимание на условия растворимости газов в жидкостях – чем ниже температура сольвента и выше давление в зоне контакта сред, тем эффективнее газовая сорбция. При понижении давления или повышении температуры газы высвобождаются из раствора (эффект Шампанского)
Технология скрубберной промывки Selexol Мокрая сорбция поллютантов осуществляется через промывку газа растворами Genosorb. При высоком КПД систем главным недостатком является необходимость периодической / регулярной закупки дорогостоящих сорбентов Genosorb
Сухая некаталитическая адсорбция Сухая сорбция сернистых соединений в адсорбционных фильтрах (цеолиты, активированный уголь, металлизированные микропористые полимеры) показывает ≈ 100% КПД очистки газа от сернистого водорода, ароматических углеводородов, ЛОС, оксида азота. Единственное требование к фильтрам адсорбционного типа – необходимость заблаговременно осушать газопоток до < 70% влажности. В технологической близости от традиционной «адсорбции» стоят мембранная очистка на молекулярных ситах и короткоцикловая безнагревная адсорбция КБА / PSA

адсорбционный фильтр

Адсорбционная система для обессеривания биологического газа (желтым указана подсистема обезвоживания метана, также входящая в конструкцию)

Сухая сорбция наиболее предпочтительна для захвата толуола и фенола, если таковые присутствуют в биологическом метане.

Сушка биогаза

Технология сушки Особенности и комментарии
Конденсация влаги в теплообменниках / холодильниках Один из наиболее рациональных способов подготовки биологического газа к последующей очистке от химических примесей. Теплообменные аппараты кожухотрубного типа с бесконтактным охлаждением газа демонстрируют максимальную экономичность, компактность, надежность, долговечность и ремонтопригодность. Читайте подробнее о кожухотрубчатых теплообменниках на нашем сайте
Гликолевая промывка Этиленгликоли прекрасно захватывают воду из газовых потоков. Но в разрезе бионергетики, апеллирующей к сохранению природной чистоты, использование гликолей неоправданно, поскольку этот подход связан с серьезными биологическими рисками. Гликолевый барботаж проводится при высоких температурах, (граничащих с температурой вспышки метана); помимо этого, гликоль – сильный яд. Методика оправдывается лишь на крупных газоперерабатывающих заводах
Адсорбционный захват влаги Адсорбционные фильтры на базе высокоактивных сухих сорбентов показывают экстремальную результативность в захвате влаги. Именно поэтому – для предупреждения быстрого истощения сорбентов – водящий в адсорбер газопоток обезвоживают. Необезвоженный газопоток будет эффективно дегидрироваться сухим фильтром, но это значительно сократит межобслуживающий период фильтрующей установки, увеличивая количество регенерационных циклов и сокращая периодичность полной замены адсорбента

Декарбонизация

Несмотря на то, что удаление углекислоты из биологического газа проводится достаточно редко, данная страница призвана упомянуть, в частности, и современные методы декарбонизации газовых смесей.

  • Криогенная сепарация – крайне эффективный, но очень энергозатратный способ (до 30% всей электроэнергии БГУ) сепарации углекислоты из газового конгломерата. Принцип методики заключается в охлаждении газа до – 80 градусов Цельсия. CO2 превращается в сухой лед и сепарируется из углекислотной установки, в то время как чистый метан отводится на компрессию или дальнейшую подготовку.

В разной степени результативны в отношении захвата CO2 и указанные выше системы по сушке и десульфации биогаза:

  • Щелочные растворы, используемые для десульфуризации, хорошо реагируют с углекислотой с образованием карбонатов, гидрокарбонатов, сульфидов или гидросульфидов (которые могут быть использованы как удобрения, пестициды или инсектициды);
  • Аминовые сольвенты, такие как МЭА, ДЭА, МДЭА, хорошо сорбируют углекислоту, в том числе, селективно, но, как указывалось ранее, аминоочистка далеко не всегда целесообразна в разрезе биогазоподготовки;
  • Мембранно-молекулярный захват CO2, имеющий такие преимущества, как эффективность, стабильность пурификации и отсутствие движущихся частей, тем не менее, почти всегда экономически проигрывает щелочно-реагентной сорбции углекислого газа.

Проектирование, изготовление, доставка и монтаж систем в Евразии

По всем вопросам в отношении индивидуального инжиниринга, производства и приобретения систем, установок и аппаратов для подготовки биогаза к бытовому, промышленному или моторному использованию, пожалуйста, связывайтесь с нами через Контакты нашего сайта или заполняйте Опросник Заказчика.

Как поставщик полного цикла, мы также предлагаем к приобретению компактные и высокопроизводительные, автоматизированные системы очистки щелочных стоков

Совершенствуемые в течение десятилетий абсорбционный и адсорбционный способы биогазоподготовки в максимальной степени отвечают требованиям эффективности, производительности, экономичности, а также скорости и простоты внедрения на любом сельхоз- или агрообъекте.

Оперативно изготовим, быстро доставим и введем оборудование в эксплуатацию в любой точке России, Европы или Азии. Обучим рабочий штат. Полный комплект документации, гарантия.

оборудование для подготовки биогаза

ООО «ПЗГО» – дышите легко!

Поделиться:

Оставьте заявку на подбор оборудования и расчет стоимости
Мы перезвоним вам в течение одного рабочего часа и проконсультируем
Узнать цену
Получить прайс лист