Biometan je čistý plyn dodávaný do sítě pomocí generátoru kyslíku společnosti Atlas Copco
Generátor kyslíku společnosti Atlas Copco pomáhá společnosti Nat-Ur-Gas Solschen vyrábět čistý metan v bioplynové stanici v Německu. Odsíření bioplynu kyslíkem vede k udržitelnému zdroji energie pro distribuční soustavu. Další výhodou je snížení provozních nákladů díky lepší energetické účinnosti až o 50 %.
Použití kompresoru s proměnnými otáčkami od společnosti Atlas Copco také umožňuje přesné řízení obsahu kyslíku pod dolním limitem výbušnosti, čímž je zajištěna bezpečnost závodu.
Stlačený vzduch z kompresoru přichází do zásobní nádrže při tlaku 10 bar přes filtr s aktivním uhlím, odlučovač oleje a lapač nečistot (vlevo na obrázku). Generátor kyslíku je napájen z této nádrže.
Heinrich Schaper a Michael Klawitter ze společnosti Nat-Ur-Gas Solschen GmbH & Co. KG pověřila společnost Bioconstruct GmbH se sídlem v Melle, aby v roce 2016 navrhla a vybudovala závod na bioplyn. Závod v současné době produkuje 1500 m3 bioplynu za hodinu s průměrným obsahem metanu 53 %. Tento bioplyn je dále koncentrován na obsah metanu 94 % ve zpracovatelském provozu pomocí membrán. „Každou hodinu do systému rozvodu plynu dodáváme 700 krychlových metrů biometanu,“ říká Klawitter. Bioplyn je prodáván mnichovskému dodavateli energie BayWa prostřednictvím dlouhodobé nákupní smlouvy.
Jádrem bioplynové procesu společnosti Bioconstruct jsou fermentory, kde se bakterie živí organickým materiálem a produkují bioplyn. Jejich dva fermentory vyžadují každou hodinu 3,5 tuny čerstvé biomasy nebo substrátu. Udržitelnost je klíčovým rysem obchodního modelu, protože substrát pochází od místních zemědělců a zbytek po fermentaci je jim dodáván zpět jako hnojivo.
Největším problémem při výrobě bioplynu je výsledný sirovodík.Za prvé způsobuje slepování filtrů ve zpracovatelském provozu. A za druhé se během spalování bioplynu mění na oxid siřičitý a způsobuje korozi v armaturách a motorech. Musíme se tedy pokusit odstranit z plynu co nejvíce sirovodíku.
Metoda biologického odsíření
Bioplynová stanice v Solschenu v dolním Sasku vyrábí bioplyn s průměrným obsahem metanu 53 %.
Společnost se sídlem v Solschenu zvolila metodu biologického odsíření. V tomto procesu je sirovodík přeměňován na elementární síru a vodu speciálními bakteriemi v fermentoru s přídavkem vzduchu nebo kyslíku. Síra zůstává ve fermentačním zbytku a zvyšuje hodnotu hnojiva, zatímco čištěný plyn může procházet dalšími fázemi zpracování.
„Učinili jsme cílené rozhodnutí zvolit odsíření kyslíkem,“ vysvětluje Klawitter. „Protože na rozdíl od odsíření okolním vzduchem můžeme přesně řídit náš generátor O2. To nám dává plnou kontrolu nad řadou faktorů, jako je ochrana proti výbuchu. Víme, že máme obsah O2 94 procent a můžeme dávkovat přídavek kyslíku takovým způsobem, že jsme vždy pod dolním limitem výbušnosti 2,3 procenta.“ Kyslík je vháněn do fermentorů shora. Spolu s bioplynem je distribuován pod kupolí půlkulovitých úložných prostor fermentačních zbytků.
Obchodní partner společnosti Atlas Copco D & N Drucklufttechnik GmbH & Co. KG, také se sídlem v Melle, naplánoval a implementoval systém přívodu kyslíku. Skládá se ze šroubového kompresoru se vstřikováním oleje a regulovanou rychlostí GA 11 VSD+, generátoru O2 typu OGP 8 a zásobní nádrže pro stlačený vzduch a kyslík, stejně jako nezbytných filtračních stupňů pro zpracování stlačeného vzduchu a O2. Stlačený vzduch prochází filtrem s aktivním uhlím, odlučovačem oleje a lapačem nečistot do zásobní nádrže při tlaku 10 bar. Odtud je napájen generátor O2, který obohacuje vzduch na obsah kyslíku 94 %. Kyslík je konečně převáděn do fermentorů přes další vyrovnávací nádrž a dva elektronické průtokoměry.
„V současné době do fermentorů přitéká průměrně devět krychlových metrů kyslíku za hodinu,“ říká Klawitter. Okamžitá průtoková rychlost kolísá mezi 6 a 11 m3 podle množství vyrobeného bioplynu tak, aby obsah kyslíku nikdy nepřesáhl dolní mez výbušnosti. Přívod stlačeného vzduchu proto musí být flexibilní – jeden z důvodů, proč byl zvolen stroj s regulací rychlosti od společnosti Atlas Copco.
Druhou velkou výhodou regulace rychlosti je nízká spotřeba energie, což snižuje provozní náklady. Kompresory GA-VSD+ společnosti Atlas Copco mají regulaci otáček nejnovější generace a jsou vybaveny mimořádně energeticky účinnými motory s permanentními magnety. Systém ušetří 50 % nákladů na energii v porovnání se systémem řízení zatíženo / odlehčeno.
Odsíření bioplynu také chrání filtry s aktivním uhlím před zpracovatelským provozem. Bez odsíření by obsah síry v surovém plynu radikálně snížil životnost filtru, čímž by se zvýšily provozní náklady. Další výhodou je, že 0,4 až 0,5 % kyslíku v proudu plynu skutečně pomáhá výkonu aktivního uhlí a udržuje jej plně efektivní. Kriticky důležité je tedy dodávka kyslíku do provozu Solschen, takže společnost Nat-Ur-Gas Solschen již pracuje na implementaci redundantního řešení.
Michael Klawitter také kladně vyzdvihuje služby společnosti Atlas Copco.
Servisní technici obnovili rychle a efektivně provoz generátoru po jeho selhání. Dodali také sami, bez vyžádání, během cyklu údržby kompletní pokyny technickému oddělení systému.