5. Oczyszczanie i osuszanie biogazu

opis
aplikacje
nasze rozwiązania

Kontrola parametrów oczyszczonego biogazu

Ze względu na to, że biogaz powstaje z substratów o różnych, zmiennych właściwościach fizycznych i chemicznych, może on mieć zróżnicowanych skład. Obok pożądanego metanu, w wyniku fermentacji beztlenowej powstaje szereg innych gazów oraz woda, które obniżają kaloryczność biogazu i stanowią zagrożenia dla infrastruktury zakładu. Bardzo dużą cześć biogazu stanowi siarkowodór. Jest on, w połączeniu z wodą, niebezpieczny dla jednostki kogeneracyjnej oraz stanowi zagrożenie dla zdrowia personelu. W celu uzyskania jak najbardziej czystego biogazu i ochrony instalacji przed awarią, niezbędne jest pozbycie się jak największej ilości zbędnych substancji, poprzez osuszenie i oczyszczenie biogazu.

Procesy te mają za zadanie zredukować do minimum przede wszystkim:

siarkowodór
amoniak
chlorowodór
dwutlenek węgla
wodę (wilgotność).

Proces oczyszczania i osuszania biogazu polega na przepuszczeniu go przez różnego rodzaju aparaturę:

separator oparty na węglu aktywnym
separator oparty na płuczce wodnej
separator żelaziany
osuszacze
podgrzewacze
filtry wychwytujące niepożądane cząstki (absorpcja dynamiczna)
separatory pyłowe wychwytujące pyły PM2.5

Odpowiednio osuszony i oczyszczony biogaz trafia najczęściej do silnika kogeneracyjnego, którego zadaniem jest produkcja energii skojarzonej (głównie na potrzeby biogazowni). W przypadku, gdy biogaz zostanie dodatkowo uszlachetniony, może zostać odsprzedany do odbiorców zewnętrznych lub włączony do sieci.

W celu kontroli efektywności procesu osuszania i oczyszczania biogazu, niezbędne są między innymi analiza składu i pomiar wilgotności biogazu.

Schemat - pomiary w procesie osuszania biogazu

Aplikacje

1. Pomiar wilgotności biogazu

Biogaz, po oczyszczeniu i osuszeniu, musi spełniać rygorystyczne wymagania jakościowe. Jednym z istotnych parametrów jest wilgotność biogazu, która znacząco obniża jego kaloryczność. Woda w biogazie może się także kondensować w instalacji przesyłowej i urządzeniach, prowadząc do korozji metalowych elementów, co skraca żywotność instalacji. Szczególnie niebezpieczne jest połączenie wody z siarkowodorem i powstanie kwasu siarkowego, który bezpośrednio zagraża instalacji CHP. W celu zabezpieczenia zakładu przez wszelkimi problemami jakie niesie ze sobą zbyt wysoka wilgotność biogazu, należy kontrolować ten parametr po procesie osuszania.

Schemat -monitoring H2S po osuszeniu i oczyszczeniu biogazu

2. Pomiar stężenia H2S

Przed dalszym wykorzystaniem biogazu, niezbędne jest jego osuszenie i oczyszczenie. Najistotniejszym w tym względzie jest redukcja siarkowodoru, który ma zgubny wpływ dla całej instalacji i urządzeń, silnika/turbiny CHP i jakości biogazu. Kontrola stężenia H₂S na tym etapie procesu jest więc kluczowa i decyduje o tym, czy wyprodukowany biogaz może zostać użyty w instalacji kogeneracji i/lub być odsprzedany.

Schemat - analiza składu oczyszczonego biogazu

3. Analiza gazów

Instalacje oczyszczania biogazu ma na celu redukcję jak największej ilości zbędnych składników w mieszaninie gazów. W związku z rygorystycznymi wymogami dotyczącymi oczyszczenia biogazu przed wykorzystaniem go w instalacji CHP lub odsprzedaży, niezbędna jest analiza najważniejszych parametrów jakościowych, takich jak: CH₄, CO₂, H₂S.

Schemat - pomiar stężenia CH4, CO2 i wilgotności biogazu

4. Pomiar stężenia CH4, CO2 i wilgotności

Oprócz pomiaru stężenia siarkowodoru, przed dostarczeniem biogazu do kogeneracji lub odsprzedaży, niezbędna jest kontrola innych jego parametrów. Kluczowa po procesie osuszania i oczyszczania jest kontrola kaloryczności, czyli zawartości metanu, a także pomiar stężenia dwutlenku węgla i wilgotności.

Nasze rozwiązania

Iskrobezpieczny przetwornik wilgotności i temperatury EE300EX

Iskrobezpieczny przetwornik temperatury i wilgotności EE300EX do wykonywania pomiaru w strefach zagrożonych wybuchem. Obudowa i sonda wykonane zostały ze stali nierdzewnej. Czujniki mają powłokę chromową HC01. Zapewniają dokładny pomiar w długim okresie użytkowania urządzenia. przetwornik temperatury EE300EX dokonuje pomiaru w zakresie od -40 do 180°C lub od -40 do. 60°C z dokładnością pomiaru ±1,60%.

Czujnik stężenia siarkowodoru SulfiLogger H2S sensor

Innowacyjny czujnik siarkowodoru Sulfilogger H₂S, przeznaczony do ciągłego monitorowania stężenia H₂S, bezpośrednio w strumieniu, nawet w najtrudniejszych warunkach. Dzięki dokładnym pomiarom stężenia siarkowodoru zarówno w fazie gazowej, jak i ciekłej, czujnik H₂S Sulfilogger zapewnia możliwość błyskawicznego podjęcia działań zarówno w przemyśle biogazowym, gazu naturalnego, jak i w kontroli odorów w przemyśle wodno-kanalizacyjnym.

Analizator biogazu AwiFLEX

Analizator biogazu umożliwiający pomiar stężenia pięciu (lub więcej) wybranych składników.

We współpracy z przepływomierzami, przetwornikami wilgotności i innymi miernikami, analizator pozwala na wyznaczenie bieżącego przepływu metanu, wartości opałowej gazu, ilości energii dostarczonej do spalania.

Typ wejścia 4..20 mA, wg potrzeby aplikacji (przepływ, wilgotność, temperatura, ciśnienie)

Medium/zakres CH4 / 0 ...100%
H2 / 0 ... 20000 ppm
H2 / 0 ... 5000 ppm
H2 / 0 ... 2000 ppm
O2 / 0 ...25%
H2S / 0 ...5000 ppm
H2S / 0 ... 3000 ppm
H2S / 0 ...1500 ppm
H2S / 0 ...500 ppm
H2S / 0 ... 200 ppm
H2S / 0 ... 20 ppm
CO2 / 0 ...100%
H2 / 0 ... 50000 ppm

Dopuszczenia pobór próbek ze strefy Ex Z1/Z2

Czujnik stężenia metanu, dwutlenku węgla i wilgotności VAISALA MGP260

Wielogazowy czujnik in-line do pomiaru stężenia metanu CH₄, dwutlenku węgla C0₂ oraz wilgotności. Czujnik przeznaczony jest do ciągłego pomiaru w wymagających procesach przetwarzania biogazu, bez konieczności pobierania próbek. MGP260 łączy w sobie kompaktową budowę i zaawansowaną technologię Vaisala CARBOCAP®, zapewniając stabilny pomiar głównych składników biogazu. Czujnik stężenia MGP260 posiada certyfikat dla stref zagrożonych Ex 0 oraz Ex 1.