Biometaani tuottaa puhdasta kaasua verkkoon Atlas Copcon happigeneraattorin avulla
Atlas Copcon happigeneraattori auttaa Nat-Ur-Gas Solschenia tuottamaan puhdasta metaania biokaasulaitoksessa Saksassa. Biokaasun rikinpoisto hapen avulla synnyttää kestävän energianlähteen sähköverkolle. Lisäetuna on käyttökustannusten lasku paremman energiatehokkuuden kautta – jopa 50 %.
Atlas Copcon taajuusmuuttajaohjatun kompressorin avulla happipitoisuutta voidaan hallita turvallisesti alemman räjähdysrajan alapuolella.
Kompressorista tuleva paineilma saapuu varastointisäiliöön 10 baarin paineella aktiivihiilisuodattimen, öljynerottimen ja lianerottimen (kuvassa vasemmalla) kautta. Happigeneraattoria syötetään tästä säiliöstä.
Heinrich Schaper ja Michael Klawitter Nat-Ur-Gas Solschen GmbH & Co. KG -yhtiöstä pyysivät Mellessä sijaitsevaa Bioconstruct GmbH:ta suunnittelemaan ja rakentamaan biokaasutehtaan vuonna 2016. Laitos tuottaa tällä hetkellä 1 500 m3 biokaasua tunnissa, ja keskimääräinen metaanipitoisuus on 53 %. Biokaasu konsentroituu käsittelylaitoksessa jatkuvasti 94 %:n metaanipitoisuuteen kalvojen avulla.”Toimitamme joka tunti 700 kuutiometriä biometaania kaasunsyöttöjärjestelmään”, Klawitter sanoo. Biokaasua myydään Münchenin energiantoimittajalle BayWalle pitkäkestoisen ostosopimuksen kautta.
Bioconstructin biokaasuprosessin ydin ovat käymislaitteet, joissa bakteerit syövät orgaanista ainetta biokaasun tuottamiseksi. Kaksi käymislaitetta tarvitsevat 3,5 tonnia tuoretta biomassaa tai substraattia joka tunti. Kestävä kehitys on liiketoimintamallin keskeinen piirre, sillä substraatti hankitaan paikallisilta maanviljelijöiltä ja käymisjäämät toimitetaan takaisin lannoitteeksi.
Biokaasun tuotannon suurin ongelma on syntyvä rikkivety.Ensinnäkin se saa käsittelylaitoksen suodattimet tarttumaan yhteen. Toiseksi se muuntuu rikkidioksidiksi biokaasun palamisen yhteydessä, mikä aiheuttaa korroosiota liitoksissa ja moottoreissa. Meidän on siis pyrittävä poistamaan mahdollisimman paljon rikkivetyä kaasusta.”
Biologinen rikinpoistomenetelmä
Solschenissa, Ala-Saksissa, sijaitseva biokaasun tuotantolaitos tuottaa biokaasua, jonka keskimääräinen metaanipitoisuus on 53 %.
Solschenissa sijaitseva yhtiö valitsi biologisen rikinpoistomenetelmän. Tämän prosessin aikana käymislaitteessa olevat erikoisbakteerit muuntavat rikkivedyn rikiksi ja vedeksi ilman tai hapen avulla. Rikki jää käymisjäämiin lisäten sen lannoitearvoa, kun taas puhdistettu kaasu voi kulkea jatkokäsittelyvaiheiden läpi.
”Päätimme valita rikinpoiston hapen kanssa”, Klawitter kertoo. ”Koska toisin kuin rikinpoistossa ympäröivällä ilmalla, voimme ohjata O2-generaattoriamme tarkasti. Näin voimme hallita täydellisesti monia eri tekijöitä, kuten räjähdyssuojausta. Tiedämme, että O2-pitoisuus on 94 prosenttia, ja voimme annostella hapen lisäämistä siten, että räjähdysraja on selvästi alle 2,3 prosentin alarajan.” Happi puhalletaan käymislaitteisiin ylhäältä. Sitä jaetaan biokaasun kanssa puolipallomaisten käymisjäämien varastoalueiden kupujen alle.
Atlas Copcon kauppakumppani D & N Drucklufttechnik GmbH & Co. KG, joka sijaitsee myös Mellessä, on suunnitellut ja ottanut käyttöön hapensyöttöjärjestelmän. Se koostuu öljytiivistetystä, nopeussäädellystä GA 11 VSD+ -ruuvikompressorista, OGP 8 -tyyppisestä O2-generaattorista, paineilman ja hapen varastosäiliöstä sekä paineilman ja O2-käsittelyn tarvittavista suodatusvaiheista. Paineilma kulkee aktiivihiilisuodattimen, öljynerottimen ja lianerottimen läpi varastosäiliöön 10 baarin paineella. Sieltä käsin syötetään O2 -generaattoria, joka rikastaa ilman happipitoisuuden 94 prosenttiin. Lopuksi happi pääsee käymislaitteisiin toisen puskurisäiliön ja kahden elektronisen virtausmittarin kautta.
”Tällä hetkellä puhallamme käymislaitteisiin keskimäärin yhdeksän kuutiometriä happea tunnissa”, Klawitter sanoo. Hetkellinen virtausnopeus vaihtelee välillä 6–11 m3 biokaasun tuotantomäärän mukaan, joten happipitoisuus ei koskaan ylitä alempaa räjähdysrajaa. Paineilman syötön on siis oltava joustavaa – yksi syy lisää Atlas Copcon nopeudensäätimellä varustetun koneen valinnalle.
Toinen merkittävä nopeudensäädön etu on pieni energiankulutus, mikä vähentää käyttökustannuksia. Atlas Copcon GA-VSD+ -kompressoreissa on uusimman sukupolven nopeudensäätö ja erityisen energiatehokkaat kestomagneettimoottorit. Järjestelmä säästää 50 % energiakustannuksissa verrattuna täysi kuormitus / ei kuormitusta -ohjausjärjestelmään.
Biokaasun rikinpoisto suojaa myös käsittelylaitoksen aktiivihiilisuodattimia. Ilman rikinpoistoa raakakaasun rikkipitoisuus lyhentäisi huomattavasti suodattimen käyttöikää ja lisäisi käyttökustannuksia. Lisäetuna on, että kaasuvirtauksen 0,4–0,5 %:n happipitoisuus auttaa aktiivihiilen toimintaa pitäen järjestelmän tehokkaana. Hapentuotanto Solschenin tehtaalle on niin kriittistä, että Nat-Ur-Gas Solschen pyrkii jo ottamaan käyttöön vararatkaisun.
Michael Klawitter ajattelee myönteisesti myös Atlas Copcon huollosta.
Huoltoinsinöörit palauttivat generaattorin käyttöön nopeasti ja tehokkaasti itseaiheutetun toimintahäiriön jälkeen. Lisäksi he toimittivat täydelliset järjestelmäsuunnittelun ohjeet huoltojakson aikana ilman pyyntöä.