Dlaczego przy produkcji biogazu potrzebna jest odpowiednia filtracja powietrza?
Produkcja biogazu jest bardzo ważna w sektorze energetycznym globalnie, jest też trzecim najszybciej rozwijającym się źródłem energii odnawialnej na świecie. Odpady organiczne są wykorzystywane do produkcji energii zastępując dotychczas używane paliwa kopalne. Stosując odpowiednio dobraną filtrację molekularną oczyszczamy biogaz ze związków zagrażających pracy turbiny, zmniejszając korozję jej elementów i niszczenia osprzętu silnika, zapewniając jednocześnie ciągłość pracy, wysoką rentowność i pełną zgodność z przepisami i regulacjami.
Proces produkcji biogazu ma krytyczne znaczenie, ponieważ uwalnia on silnie zanieczyszczone gazy, które mogą powodować korozję silnika, zużycie osprzętu,a także nieplanowane przestoje, co prowadzi do zmniejszenia wydajności, spadku mocy i utraty zysków. Na szczęście istnieje kilka sposobów na rozwiązanie tego problemu. Jednym z nich jest zastosowanie filtracji molekularnej.
Jakie są zagrożenia przy produkcji biogazu?
Biogaz będący nośnikiem energii jest produktem ubocznym powstającym w wyniku przetwarzania bioodpadów. Kiedy odpady organiczne są rozkładane w procesie beztlenowej fermentacji powstaje metan - paliwo do produkcji energii. Powstały metan jest silnie zanieczyszczony siarkowodorem (H2S). Spalanie H2S prowadzi do emisji dwutlenku siarki, który ma szkodliwy wpływ na środowisko. Ponad to, wysokie stężenie siarkowodoru w kontakcie z wysoką temperaturą w komorze spalania powoduje silną korozję łopatek turbiny. Korozja silnika wymaga nieplanowanych przestojów w konserwacji i naprawach, a także może skrócić okres eksploatacji urządzeń o lata, co powoduje utratę mocy i zysków. Podczas spalania siloksanów powstają osady krzemionki i krzemianów. Powodują one ścieranie się części ruchomych, co prowadzi do utraty wydajności i nieplanowanych przestojów. Do prawidłowego oczyszczenia biogazu z siloksanów potrzebne są specjalne media molekularne.
Najczęściej biogazownie budowane są w pobliżu instalacji dzięki którym w łatwy i szybki sposób będą dostarczane substraty w postaci odpadów organicznych, np. w gospodarstwach rolnych lub miejscach przetwarzania odpadów. Aby zoptymalizować wydajność produkcji energii, biogaz podawany jest do silnika pod podwyższonym ciśnieniem, zazwyczaj do 0,5 bara. Następnie rozpoczyna się faza spalania, a wytworzona energia może być użyta do innego procesu.
Biogaz lub biometan może być również przetworzony na biogaz sprężony (CBG) lub biogaz płynny (LBG) i wykorzystany jako paliwo do pojazdów.
Jakie jest idealne rozwiązanie w zakresie filtracji powietrza dla branży biogazowni?
Filtracja molekularna jest powszechnie przyjętą metodą usuwania siarkowodoru, siloksanów i lotnych związków organicznych z biogazu przed jego spaleniem. Filtracja molekularna rozwiązuje problemy związane z zanieczyszczeniem biogazu, jak również zapewnia zgodność z surowymi regulacjami obowiązującymi w tej branży.
Filtry molekularne wykorzystują technikę znaną jako adsorpcja. W prostych słowach oznacza to, że molekuły gazu zatrzymują się na powierzchni materiałów aktywnie czynnych. Filtry molekularne mogą wykorzystywać węgiel aktywny lub aktywowany tlenek glinu jako nośnik adsorpcyjny, a czasami są również impregnowane w celu zatrzymywania specyficznych związków. Filtry molekularne są również znane jako filtry chemiczne lub filtry fazy gazowej.
Istnieje wiele rozwiązań molekularnych dla biogazowni. Węgiel aktywny lub aktywowany tlenek glinu są używane do wypełnienia złóż filtracyjnych (głębokość takiego złoża >= 100 mm) o różnej budowie i zastosowaniu. Najczęściej występują w formie wytrzymałych perforowanych sit na których usypane jest złoże molekularne oraz jako pojedyncze lub wielostopniowe elementy w zależności od stężenia i wymaganego przepływu.
Klasa palności - UL dla medium adsorpcyjnego jest bardzo ważna, ponieważ standardowy węgiel jest łatwopalny. Równie ważny jest odpowiedni dobór medium filtracyjnego, aby skutecznie zatrzymywać specyficzne związki ze strumienia powietrza.
Projekt i konstrukcja filtrów z poziomym złożem filtracyjnym (HDB) dla biogazowni powinny uwzględniać wyższe niż standardowo ciśnienie w układzie, dlatego filtry, jak i cała konstrukcja złoża HDB, muszą być wykonane z materiałów o większej wytrzymałości. Istotne jest również, aby wszelkiego rodzaju przyłącza oraz króćce do podłączenia oprzyrządowania były zaprojektowane zgodnie z obowiązującymi normami.
Dla zakładów produkujących biogaz, właściwe rozwiązanie filtracji molekularnej może zapewnić stabilną pracę, wyższą rentowność i przede wszystkim zgodność z przepisami i regulacjami.
O autorze
Karl-Henrik Björkhem, Business Development Manager Northern Europe, Molecular Contamination Control. Dzięki ponad 10-letniemu doświadczeniu w sektorze energetyki odnawialnej i ochrony środowiska, koncentrującemu się na filtracji powietrza, Karl-Henrik posiada cenne spostrzeżenia dotyczące kontroli korozji, jakości powietrza w pomieszczeniach, zanieczyszczeń molekularnych i kontroli odorów.
Polska