Atlas Copco 산소 발생기의 도움으로 그리드에 청정 가스를 공급하는 바이오메탄
Atlas Copco 산소 발생기는 Nat-Ur-Gas Solschen이 독일의 바이오가스 플랜트에서 깨끗한 메탄을 생산할 수 있도록 지원하고 있습니다. 산소를 사용한 바이오가스의 탈황은 그리드에 지속 가능한 에너지원을 제공합니다. 또한 에너지 효율을 최대 50% 향상하여 운영 비용을 절감할 수 있다는 점도 장점입니다.
또한 Atlas Copco의 가변 속도 컴프레셔를 사용하면 산소 함유량을 폭발 하한 아래로 엄격히 제어하여 공장의 안전을 보장할 수 있습니다.
컴프레셔의 압축 공기는 활성 탄소 필터, 오일 분리기 및 이물질 트랩(그림 왼쪽)을 통해 10bar의 압력으로 저장 탱크에 도달합니다. 산소 발생기는 이 탱크에서 공급됩니다.
Nat-Ur-Gas Solschen GmbH & Co. KG의 Heinrich Schaper 및 Michael Klawitter는 2016년에 Melle에 소재한 Bioconstruct GmbH에 바이오가스 공장의 설계 및 건설을 의뢰했습니다. 이 공장은 현재 시간당 1500m3 의 바이오가스를 생산하고 있으며 평균 메탄 함량은 53%입니다. 이 바이오가스는 멤브레인을 통해 처리 플랜트에서 94%의 메탄 함량으로 지속적으로 농축됩니다. Kawitter는 "매시간 700입방 미터의 바이오메탄을 가스 공급 시스템에 공급합니다."라고 말합니다. 바이오가스는 장기 구매 계약을 통해 뮌헨 에너지 공급업체 BayWA에 판매됩니다.
Bioconstruct 바이오가스 공정의 핵심은 박테리아가 유기물질을 흡수하여 바이오가스를 생산하는 발효조입니다. 두 개의 발효조는 각각 1시간마다 3.5 톤의 신선한 바이오매스 또는 기질을 필요로 합니다. 지속 가능성은 지역 농부들로부터 기질이 공급되고 발효 잔여물이 비료로 다시 공급되기 때문에 비즈니스 모델의 핵심적인 특징입니다.
바이오가스 생산의 가장 큰 문제는 결과적으로 발생하는 황화수소입니다.첫 번째로, 그것은 처리 공장의 필터들이 서로 붙도록 만듭니다. 그리고 두 번째로, 바이오가스 연소 과정에서 이산화황으로 변환되어 피팅과 모터에 부식을 일으킵니다. 따라서 우리는 가스에서 황화수소를 최대한 많이 제거해야 합니다.
생물학적 탈황 방법
Solschen, Lower Saxony의 바이오가스 플랜트는 평균 메탄 함량이 53%인 바이오가스를 생산합니다.
Solschen에 기반을 둔 이 회사는 생물학적 탈황 방법을 선택했습니다. 이 공정에서, 황화수소는 공기나 산소를 첨가하여 발효기에서 특수 세균에 의해 황과 물의 원소로 변환됩니다. 황은 발효 잔류물에 남아 비료 값을 증가시키는 반면, 정제된 가스는 추가 처리 단계를 통과할 수 있습니다.
Klawitter는 "우리는 산소를 사용한 탈황 선택을 의도적으로 결정했습니다. 주변 공기를 이용한 탈황과 달리 O2 발생기를 정밀하게 제어할 수 있기 때문입니다. 이를 통해 폭발 보호와 같은 다양한 요소를 완벽하게 제어할 수 있습니다. 우리는 O2 함량이 94%라는 것을 알고 있으며, 따라서 항상 2.3%의 폭발 하한보다 낮은 방식으로 산소를 추가할 수 있다는 것을 알고 있습니다."라고 설명합니다. 산소는 위에서 발효조로 뿜어져 나옵니다. 바이오가스와 함께 반구형 발효 잔류물 저장 구역의 돔 아래로 분포됩니다.
또한 Melle에 기반을 둔 아트라스콥코의 거래 파트너인 D & N Druckluttechnik GmbH & Co KG는 산소 공급 시스템을 계획 및 구현했습니다. 이 시스템은 급유식, 속도 조절 GA 11 VSD+ 스크류 컴프레셔, OGP 8-TYPE O2 발전기, 압축 공기 및 산소용 저장 탱크, 압축 공기 및 O2 처리에 필요한 필터 단계로 구성됩니다. 압축 공기는 활성 탄소 필터, 오일 분리기 및 먼지 트랩을 통과하여 10bar의 압력으로 저장 탱크로 들어갑니다. 여기에서 O2 발생기가 공급되어 공기를 94%의 산소 함량으로 농축합니다. 마지막으로 산소가 다른 버퍼 탱크와 2개의 전자 유량계를 통해 발효조에 도달합니다.
Klawitter는 “우리는 현재 시간당 평균 9입방미터의 산소를 발효조에 불어넣고 있습니다.”라고 말합니다. 순간 유속은 산소 함량이 낮은 폭발성 한계를 초과하지 않도록 생성되는 바이오가스의 양에 따라 6 ~ 11m3 사이에서 변동합니다. 따라서 압축 공기 공급은 유연해야 합니다. 아트라스콥코의 속도 조절 기계를 선택한 이유 중 하나가 이 때문입니다.
속도 조절의 두 번째 주요 이점은 낮은 에너지 소비로 운용 비용이 절감된다는 것입니다. 아트라스콥코의 GA-VSD+ 컴프레셔는 최신 세대의 속도 조절 기능을 갖추고 있으며 특히 에너지 효율적인 영구 자석 모터가 장착되어 있습니다. 이 시스템은 전체 부하/무부하 제어 시스템에 비해 에너지 비용을 50% 절감합니다.
또한 바이오가스의 탈황은 처리 공장의 업스트림에서 활성 탄소 필터를 보호합니다. 탈황을 하지 않으면 원료 가스의 황 함량이 필터 수명을 획기적으로 감소시켜 운영 비용을 증가시킬 수 있습니다. 또 다른 이점은 가스 스트림에 포함된 0.4~0.5%의 산소가 실제로 활성 탄소 성능에 도움이 되어 완전히 효과적으로 유지된다는 것입니다. 따라서 Nat-Ur-Gas Solschen은 Solschen 공장에 산소 공급이 매우 중요하여 이미 중복 솔루션을 구현하기 위해 노력하고 있습니다.
Michael Klawitter는 또한 Atlas Copco 서비스를 긍정적으로 강조합니다.
서비스 엔지니어들은 자가 고장이 발생한 후 신속하고 효율적으로 발전기를 복구했습니다. 또한 유지보수 주기 동안 시스템 엔지니어링에 대한 전체 지침을 요청 없이 제공했습니다.