Biometan leverer ren gas til nettet ved hjælp af en oxygengenerator fra Atlas Copco
En oxygengenerator fra Atlas Copco hjælper Nat-Ur-Gas Solschen med at producere ren metan på deres biogasanlæg i Tyskland. Afsvovling af biogas ved hjælp af oxygen resulterer i en bæredygtig energikilde til nettet. En yderligere fordel er reduktionen af driftsomkostningerne gennem forbedret energieffektivitet – med op til 50 %.
Brugen af en kompressor med regulerbart omdrejningstal fra Atlas Copco giver desuden mulighed for en stram styring af oxygenindholdet under den nedre eksplosionsgrænse, hvilket garanterer anlæggets sikkerhed.
Trykluften fra kompressoren ender i en lagertank ved et tryk på 10 bar via et filter med aktivt kul, en olieudskiller og en snavssamler (til venstre på billedet). Oxygengeneratoren forsynes fra denne tank.
Heinrich Schaper og Michael Klawitter fra Nat-Ur-Gas Solschen GmbH & Co. KG anmodede Bioconstruct GmbH, der har hovedsæde i Melle, om at designe og bygge deres biogasanlæg i 2016. Anlægget producerer i øjeblikket 1500 m3 biogas i timen med et gennemsnitligt metanindhold på 53 %. Biogas koncentreres løbende til et metanindhold på 94 % i et rensningsanlæg via membraner. "Hver time leder vi 700 kubikmeter biometan ind i gasforsyningssystemet," siger Klawitter. Biogassen sælges til energileverandøren BayWa i München via en langsigtet indkøbsaftale.
Hjertet i Bioconstruct-biogasprocessen er fermenteringstankene, hvor bakterier lever af organisk materiale og producerer biogas. Deres to fermenteringstanke kræver hver time 3,5 tons frisk biomasse eller substrat. Bæredygtighed er et centralt element i forretningsmodellen, da substratet stammer fra lokale landmænd, og fermenteringsrester leveres tilbage som gødning.
Det største problem ved produktion af biogas er den svovlbrinte, der opstår.For det første får det filtrene i rensningsanlægget til at klæbe sammen. Og for det andet omdannes det til svovldioxid under forbrændingen af biogas og forårsager korrosion i fittings og motorer. Så vi er nødt til at forsøge at fjerne så meget svovlbrinte som muligt fra gassen."
Den biologiske afsvovlingsmetode
Biogasanlægget i Solschen i Niedersachsen producerer biogas med et gennemsnitligt metanindhold på 53 %.
Den Solschen-baserede virksomhed valgte den biologiske afsvovlingsmetode. I denne proces omdannes svovlbrinte til frit svovl og vand ved hjælp af specielle bakterier i fermenteringstanken med tilsætning af luft eller oxygen. Svovlen forbliver i fermenteringsresterne og øger gødningsværdien, mens den rensede gas kan passere gennem yderligere forarbejdningstrin.
"Vi traf en bevidst beslutning om at vælge afsvovling med oxygen," forklarer Klawitter. "Fordi vi i modsætning til afsvovling med omgivende luft kan styre vores O2-generator præcist. Det giver os fuld kontrol over en række faktorer, f.eks. eksplosionsbeskyttelse. Vi ved, at vi har et O2 -indhold på 94 % og kan dosere tilsætningen af oxygen på en sådan måde, at vi helt sikkert altid er under den nedre eksplosionsgrænse på 2,3 %." Oxygenet blæses ind i fermenteringstankene ovenfra. Sammen med biogassen distribueres det under kuplerne i de halvkugleformede lagerområder til fermenteringsrester.
Atlas Copcos handelspartner D & N Drucklufttechnik GmbH & Co. KG, der også har hovedsæde i Melle, planlagde og implementerede oxygenforsyningssystemet. Det består af en omdrejningstalsreguleret GA 11 VSD+ skruekompressor med olieindsprøjtning, en O2-generator af OGP 8-typen, en lagertank til trykluft og oxygen samt de nødvendige filtertrin til trykluft- og O2-forarbejdning. Trykluft passerer gennem et filter med aktivt kul, en olieudskiller og en snavssamler ind i en lagertank ved et tryk på 10 bar. Derfra forsynes O2-generatoren, hvilket beriger luften til et oxygenindhold på 94 %. Oxygenet når til sidst fermenteringstankene via en anden buffertank og to elektroniske flowmålere.
"Vi blæser i øjeblikket gennemsnitligt ni kubikmeter oxygen i timen ind i fermenteringstankene," siger Klawitter. Den øjeblikkelige flowhastighed svinger mellem 6 og 11 m3 i forhold til mængden af biogas, der produceres, så oxygenindholdet aldrig overstiger den nedre eksplosionsgrænse. Trykluftforsyningen skal derfor være fleksibel – en af grundene til, at Atlas Copcos omdrejningstalsregulerede maskine blev valgt.
Den anden store fordel ved omdrejningstalsregulering er lavt energiforbrug, hvilket reducerer driftsomkostningerne. Atlas Copcos GA-VSD+ kompressorer har den nyeste generation af omdrejningstalsregulering og er udstyret med særligt energieffektive motorer med permanent magnet. Systemet sparer 50 % af energiomkostningerne sammenlignet med et styresystem til fuld belastning/ingen belastning.
Afsvovling af biogas beskytter desuden filtrene med aktivt kul opstrøms for rensningsanlægget. Uden afsvovling vil svovlindholdet i rågassen drastisk reducere filterets levetid og dermed øge driftsomkostningerne. En ekstra fordel er, at 0,4 til 0,5 % oxygen i gasstrømmen rent faktisk hjælper det aktive kulstofs ydelse, så det forbliver fuldt effektivt. Oxygenforsyningen til Solschen-anlægget er så kritisk, at Nat-Ur-Gas Solschen allerede arbejder på at implementere en redundant løsning.
Michael Klawitter understreger også positivt Atlas Copcos service.
Serviceteknikere har gendannet generatoren til at fungere hurtigt og effektivt efter en selvforskyldt fejl. De leverede desuden komplet instruktion i systemets teknik under vedligeholdelsescyklussen uden anmodning.