Аппарат для улучшения биогаза - Biogas upgrader
А установка для обогащения биогаза это установка, которая используется для концентрации метан в биогаз к натуральный газ стандарты. Система удаляет углекислый газ, сероводород,[1] воды и загрязняющие вещества из биогаза. Один из способов сделать это использует аминовая очистка газа. Этот очищенный биогаз еще называют биометан. Его можно использовать попеременно с природным газом.
Сырой биогаз, полученный в результате сбраживания, примерно на 60% состоит из метана и 29% CO.2 с микроэлементами H2S; он недостаточно высокого качества для использования в качестве топливного газа для машин. Коррозионная природа H2Одного S достаточно, чтобы разрушить внутренние органы растения.
| Компонент | Классифицировать | Средний |
|---|---|---|
| Метан | 45–70% | 60% |
| Углекислый газ | 25–55% | 35% |
| Водяной пар | 0–10% | 3,1% |
| Азот | 0,01–5% | 1% |
| Кислород | 0,01–2% | 0,3% |
| Водород | 0–1% | < 1% |
| Аммиак | 0,01–2,5 мг / м3 | 0,7 мг / м3 |
| Сероводород | 0–30'000 мг / м3 | 500 мг / м3 |
Решением является использование процессов облагораживания или очистки биогаза, при которых загрязнители в потоке сырого биогаза абсорбируются или очищаются, оставляя больше метана на единицу объема газа. Существует четыре основных метода улучшения: промывка водой, адсорбция при переменном давлении, адсорбция селексола, и аминовая очистка газа.
Промывка водой
Наиболее распространенным методом является промывка водой, при которой газ под высоким давлением проходит в колонну, в которой углекислый газ и другие микроэлементы очищаются каскадом воды, текущей противотоком к газу. Такое расположение может обеспечить доставку 98% метана, а производители гарантируют максимальную потерю метана в системе 2%. Для запуска системы облагораживания биогаза требуется примерно от 3% до 6% от общей выработки энергии в газе.
Адсорбция при переменном давлении
Типичная система PSA для биогаза будет иметь четыре ступени, по одной для водяного пара, двуокиси углерода, азота и кислорода.[2] Облагораживаемый газ поступает в каждый сосуд, сжимается до высокого давления, в результате чего удаляемый газ адсорбируется на поверхности адсорбента, а затем его разжимают, позволяя метану уйти. Затем адсорбент регенерируется. Для кислорода используется молекулярное сито, для азота - цеолит, для двуокиси углерода и воды - цеолит или активированный уголь.
Селексол
в Селексол В процессе (в настоящее время лицензированный UOP LLC) растворитель Selexol растворяет (абсорбирует) кислые газы из подаваемого газа при относительно высоком давлении, обычно от 300 до 2000 фунтов на квадратный дюйм (2,07–13,8 МПа). Затем в обогащенном растворителе, содержащем кислые газы, понижают давление и / или отгоняют пар для высвобождения и извлечения кислых газов. Процесс Selexol может работать выборочно для восстановления сероводород и диоксид углерода в виде отдельных потоков, так что сероводород можно направлять либо в установку Клауса для преобразования в элементарную серу, либо в технологическую установку WSA для преобразования в серную кислоту, в то же время диоксид углерода может быть изолирован или используется для увеличения нефтеотдачи.
Селексол представляет собой физический растворитель, в отличие от растворителей для удаления кислых газов на основе аминов, которые основаны на химической реакции с кислыми газами. Поскольку не происходит никаких химических реакций, Selexol обычно требует меньше энергии, чем процессы на основе амина. Однако при давлении сырьевого газа ниже примерно 300 фунтов на квадратный дюйм (2,07 МПа) способность к растворителю Selexol (в количестве абсорбированного кислого газа на объем растворителя) снижается, и процессы на основе амина обычно лучше.
Установка для очистки аминового газа
ЧАС2S или оба H2S и CO2 могут быть удалены с помощью этой технологии.
Химический состав таких газов при аминовой обработке несколько меняется в зависимости от конкретного используемого амина. Для одного из наиболее распространенных аминов моноэтаноламин (MEA) обозначается как RNH2, химический состав может быть выражен как:
- RNH2 + H2S RNH+
3 + SH−
Типичный процесс очистки газа амином включает поглотитель единица и регенератор единица . В поглотителе стекающий вниз раствор амина поглощает H2S и CO2 из восходящего высокосернистого газа для получения газового потока, не содержащего сероводорода и диоксида углерода в качестве продукта, и раствора амина, богатого абсорбированными кислыми газами. Полученный «богатый» амин затем направляется в регенератор (стриппер с ребойлер ) для производства регенерированного или «обедненного» амина, который рециркулируют для повторного использования в абсорбере. Отгонный верхний газ из регенератора концентрируется H2S и CO2.
Системы газопроницаемости на основе мембран
В системах обогащения биогаза на основе мембран используются газы различной проницаемости через мембранное волокно. Поскольку биогаз проходит через плотную полимерную мембрану, CO2 предотвращается прохождение и удаляется, в то время как CH4 проходит через. Системы газопроницаемости на основе мембран потребляют только электроэнергию, но не требуют никаких химикатов или воды. Для достижения более высокого содержания метана (до 99% метана) в конечном газе газ проходит через последовательные группы мембран. Поскольку мембраны чувствительны к воде и другим примесям в биогазе, газопроницаемые / мембранные системы требуют эффективной предварительной обработки (особенно H2S и водоотведение).
Цели и варианты
Можно провести различие между базовой обработкой сырого биогаза, которая необходима, например, для использования в биогазе. ТЭЦ растение, и более тщательная обработка, необходимая для получения натуральный газ качественный (биометан В приведенной выше таблице показан состав сырого биогаза после первичной обработки и биометана. Фракции сырого биогаза могут сильно различаться в зависимости от субстрата, конструкции установки и других факторов. Природа биометана адаптирована к соответствующим качествам природного газа.
Биогаз используется в основном непосредственно в биогаз когенерационная установка. Это требует обессеривания и сушки, чтобы избежать коррозия в ТЭЦ. Чтобы иметь возможность подавать биогаз в сеть природного газа или для использования топлива необходима более комплексная обработка. Помимо сушки и десульфурации углекислый газ необходимо удалить и подвергнуть химической обработке для получения свойств, соответствующих спецификациям для природного газа. Этот биометан можно впрыснуть в сеть природного газа и преобразовать в электричество и тепло через ТЭЦ в месте, где можно использовать тепло, например в плавательный бассейн, который имеет круглогодичный высокий спрос на тепло.
Использование «сети» природного газа также позволяет розничным покупателям приобретать определенную долю биометана в своих контрактах на поставку газа.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ ОЦЕНКА ТЕХНИКИ ОБНОВЛЕНИЯ БИОГАЗА, Маргарета Перссон, октябрь 2003 г., Школа экологической инженерии, Лундский университет.
- ^ Зафар, Салман. «Система PSA для улучшения биогаза». Energy Consult. Получено 31 декабря 2013.