Biometana menyediakan gas bersih ke grid dengan bantuan generator oksigen Atlas Copco
Generator oksigen Atlas Copco membantu Nat-Ur-Gas Solschen menghasilkan metana bersih di pabrik biogas mereka di Jerman. Desulfurisasi biogas menggunakan oksigen menghasilkan sumber energi berkelanjutan untuk jaringan listrik. Manfaat tambahannya adalah pengurangan biaya operasi melalui peningkatan efisiensi energi - hingga 50%. Penggunaan Kompresor Kecepatan Variabel dari Atlas Copco juga memungkinkan kontrol ketat kandungan oksigen di bawah batas ledakan yang lebih rendah, sehingga memastikan keamanan pabrik.
The compressed air from the compressor reaches a storage tank at a pressure of 10 bar via an activated carbon filter, an oil separator and a dirt trap (left in the picture). The oxygen generator is fed from this tank.
Heinrich Schaper dan Michael Klawitter dari Nat-Ur-Gas Solschen GmbH & Co. KG menugaskan Bioconstruct GmbH, yang berbasis di Melle, untuk merancang dan membangun pabrik biogas mereka pada tahun 2016. Pabrik saat ini menghasilkan 1500 m3 biogas per jam dengan kandungan metana rata-rata 53%. Biogas ini terus menerus dikonsentrasikan ke kandungan metana 94% di pabrik pengolahan melalui membran. "Setiap jam, kami memasukkan 700 meter kubik biometana ke dalam sistem pasokan gas," kata Klawitter. Biogas dijual ke pemasok energi Munich, BayWa, melalui perjanjian pembelian jangka panjang.
Inti dari proses biogas Bioconstruct adalah fermentor tempat bakteri memakan bahan organik untuk menghasilkan biogas. Dua fermentor mereka masing-masing membutuhkan 3,5 ton biomassa segar atau substrat setiap jam. Keberlanjutan adalah fitur utama dari model bisnis, karena substrat bersumber dari petani lokal dan residu fermentasi dipasok kembali sebagai pupuk.
"Masalah terbesar dalam produksi biogas adalah hidrogen sulfida yang dihasilkan," jelas Klawitter. "Pertama, hal ini membuat filter di pabrik pengolahan saling menempel. Dan kedua, ia diubah menjadi sulfur dioksida selama pembakaran biogas dan menyebabkan korosi pada alat kelengkapan dan motor. Jadi, kita perlu mencoba dan menghilangkan sebanyak mungkin hidrogen sulfida dari gas."
Masalah terbesar dalam produksi biogas adalah hidrogen sulfida yang dihasilkan.Pertama, hidrogen sulfida membuat filter di pabrik pengolahan saling menempel. Kedua, hidrogen sulfida diubah menjadi sulfur dioksida selama pembakaran biogas dan menyebabkan korosi pada fitting dan motor. Jadi, kita perlu mencoba dan menghilangkan sebanyak mungkin hidrogen sulfida dari gas tersebut.”
Metode desulfurisasi biologi
Pabrik biogas di Solschen, Lower Saxony, memproduksi biogas dengan kandungan metana rata-rata 53%.
Perusahaan yang berbasis di Solschen memilih metode desulfurisasi biologis. Dalam proses ini, hidrogen sulfida diubah menjadi unsur sulfur dan air oleh bakteri khusus di dalam fermenter dengan penambahan udara atau oksigen. Sulfur tetap berada dalam residu fermentasi dan meningkatkan nilai pupuknya, sedangkan gas yang dimurnikan dapat melewati tahap pemrosesan lebih lanjut.
“Kami membuat keputusan untuk memilih desulfurisasi dengan oksigen,” jelas Klawitter. “Tidak seperti desulfurisasi dengan udara sekitar, kami bisa mengontrol generator O2 secara presisi. Ini memberi kami kendali penuh atas sejumlah faktor, seperti perlindungan dari ledakan. Kami tahu bahwa kami memiliki kandungan O2 sebesar 94 persen dan dapat memberi dosis tambahan oksigen sedemikian rupa sehingga kami pasti selalu berada di bawah batas ledakan yang lebih rendah sebesar 2,3 persen.” Oksigen dihembuskan ke fermenter dari atas. Bersama dengan biogas, oksigen didistribusikan di bawah kubah area penyimpanan residu fermentasi setengah lingkaran.
Mitra dagang Atlas Copco D & N Drcklufttechnik GmbH & Co. KG, juga berbasis di Melle, merencanakan dan menerapkan sistem pasokan oksigen. Terdiri dari kompresor ulir GA 11 VSD+ yang diinjeksi oli dan diatur kecepatannya, generator O2 tipe OGP 8, tangki penyimpanan untuk udara bertekanan dan oksigen, serta tahap-tahap filter yang diperlukan untuk pemrosesan udara bertekanan dan O2. Udara bertekanan melewati filter karbon aktif, separator oli, dan perangkap kotoran ke dalam tangki penyimpanan pada tekanan 10 bar. Dari sana, generator O2 dialirkan, yang memperkaya udara menjadi kandungan oksigen sebesar 94%. Oksigen akhirnya mencapai fermenter melalui tangki buffer lain dan dua pengukur aliran elektronik.
“Saat ini kami meniupkan rata-rata sembilan meter kubik oksigen per jam ke dalam fermenter,” kata Klawitter. Laju aliran instan ini berfluktuasi antara 6 dan 11 m3 sesuai dengan jumlah biogas yang dihasilkan sehingga kandungan oksigen tidak pernah melebihi batas mudah meledak yang lebih rendah. Oleh karena itu, suplai udara terkompresi harus fleksibel – satu alasan mengapa mesin pengatur kecepatan Atlas Copco yang dipilih.
Keuntungan utama kedua dari pengaturan kecepatan adalah konsumsi energi yang rendah, yang mengurangi biaya pengoperasian. Kompresor GA-VSD+ Atlas Copco dilengkapi dengan pengaturan kecepatan generasi terbaru dan khususnya motor magnet permanen yang hemat energi. Sistem menghemat 50% biaya energi dibandingkan dengan sistem kontrol beban penuh/tanpa beban.
Desulfurisasi biogas juga melindungi filter karbon aktif di hulu pabrik pengolahan. Tanpa desulfurisasi, kandungan sulfur dalam gas mentah akan mengurangi masa pakai filter secara drastis, sehingga meningkatkan biaya pengoperasian. Manfaat tambahan lain adalah bahwa 0,4 hingga 0,5% oksigen dalam aliran gas benar-benar membantu kinerja karbon aktif, sehingga tetap efektif sepenuhnya. Pasokan oksigen ke pabrik Solschen sangat penting sehingga Nat-Ur-Gas Solschen sedang bekerja untuk menerapkan solusi yang berlebihan.
Michael Klawitter juga secara positif menekankan layanan Atlas Copco.
Teknisi servis memulihkan generator untuk melakukan servis secara cepat dan efisien setelah terjadi kerusakan yang diakibatkan sendiri. Mereka juga memberikan instruksi lengkap dalam rekayasa sistem selama siklus pemeliharaan tanpa diminta.