Biomethane levererar ren gas till nätet med hjälp av en syrgasgenerator från Atlas Copco
Men hjälp av en syrgasgenerator från Atlas Copco producerar Nat-Ur-Gas Solschen ren metan vid sin biogasanläggning i Tyskland. Avsvavling av biogas med hjälp av syrgas resulterar i en hållbar energikälla för energinätet. En ytterligare fördel är att den förbättrade energieffektiviteten minskar driftskostnaderna med upp till 50 %.
Genom att använda en kompressor med variabelt varvtal från Atlas Copco kan syrehalten noggrant hållas under den nedre explosionsgränsen, vilket säkerställer anläggningens säkerhet.
Tryckluften från kompressorn når en lagringstank med ett tryck på 10 bar via ett filter med aktivt kol, en oljeseparator och en smutsfälla (till vänster på bilden). Syrgasgeneratorn matas från denna tank.
Heinrich Schaper och Michael Klawitter på Nat-Ur-Gas Solschen GmbH& Co. KG anlitade 2016 BioConstruct GmbH, baserat i Melle, för konstruktion och tillverkning av sin biogasanläggning. Anläggningen producerar för närvarande 1 500 m3 biogas per timme med ett genomsnittligt metaninnehåll på 53 %. Biogasen koncentreras kontinuerligt till en metanhalt på 94 % i en behandlingsanläggning via membran. ”Varje timme matar vi 700 kubikmeter biometan till gasförsörjningssystemet”, säger Michael Klawitter. Biogasen säljs till Münchens energileverantör BayWa under ett långsiktigt inköpsavtal.
Hjärtat i biogasprocessen Bioconstruct är de fermenterare där bakterier matas med organiskt material för att producera biogas. De två fermenterarna kräver vardera 3,5 ton färsk biomassa eller substrat varje timme. Affärsmodellen fokuserar på hållbarhet eftersom substratet kommer från lokala jordbrukare och jäsningsresterna lämnas tillbaka som gödningsmedel.
”Det största problemet i produktionen av biogas är den vätesulfid som bildas.För det första gör den att filtren i reningsverket klibbar fast i varandra. För det andra omvandlas vätesulfiden till svaveldioxid vid förbränning av biogas vilket orsakar korrosion i kopplingar och motorer. Därför måste vi försöka eliminera så mycket vätesulfid som möjligt från gasen”.
Den biologiska metoden för avsvavling
Biogasanläggningen i Solschen, Lower Saxony, producerar biogas med en genomsnittlig metanhalt på 53 %.
Det Solschen-baserade företaget valde den biologiska metoden för avsvavling. I denna process omvandlas svavelväte till elementärt svavel och vatten, av särskilda bakterier i fermenteraren med hjälp av tillsatt luft eller syrgas. Svavlet stannar i jäsningsresterna och ökar gödselvärdet medan den renade gasen kan passera genom ytterligare processteg.
”Vi tog medvetet beslutet att välja avsvavling med syrgas,” förklarar Michael Klawitter. ”Eftersom vi, till skillnad från avsvavling med omgivningsluft, exakt kan styra vår O2-generator. Det ger oss full kontroll över ett antal faktorer såsom explosionsskyddet. Vi vet att vi har ett O2 -innehåll på 94 procent och kan dosera tillägget av syrgas på ett sådant sätt att vi definitivt alltid är under den nedre explosionsgränsen på 2,3 procent”. Syrgasen blåses in i fermenterarna ovanifrån. Tillsammans med biogasen distribueras den under kupolerna i de hemisfäriska förvaringskärlen för jäsningsrester.
Atlas Copcos handelspartner D & N Drucklufttechnik GmbH & Co. KG, även de baserade i Melle, planerade och implementerade systemet för syrgastillförsel. Det består av en oljeinsprutad, varvtalsreglerad GA 11 VSD+-skruvkompressor, en OGP 8-typ O2-generator, en lagringstank för tryckluft och syrgas samt de nödvändiga filterstegen för tryckluft och O2-bearbetning. Tryckluft passerar genom ett filter med aktivt kol, en oljeseparator och en smutsfälla in i en lagringstank med ett tryck på 10 bar. Därifrån matas O2-generatorn, som berikar luften till en syrehalt på 94 %. Syrgasen når slutligen fermenterarna via en annan bufferttank och två elektroniska flödesmätare.
”Vi blåser för närvarande in i genomsnitt nio kubikmeter syrgas per timme i fermenterarna”, säger Michael Klawitter. Den momentana flödeshastigheten varierar mellan 6 och 11 m3 beroende på mängden biogas som produceras så att syrehalten aldrig överskrider den nedre explosionsgränsen. Tryckluftsförsörjningen måste därför vara flexibel vilket var en anledning till att Atlas Copcos varvtalsreglerade maskin valdes.
Den andra stora fördelen med varvtalsreglering är låg energiförbrukning, vilket minskar driftskostnaderna. Atlas Copcos GA-VSD+-kompressorer har den senaste generationen av varvtalsreglering och är utrustade med särskilt energieffektiva permanentmagnetmotorer. Systemet sparar 50 % av energikostnaderna jämfört med ett styrsystem med endast lägena full/ingen belastning.
Avsvavling av biogas skyddar även filtren med aktivt kol uppströms behandlingsanläggningen. Utan avsvavling skulle svavelhalten i rågasen radikalt minska filtrets livslängd och därmed öka driftskostnaderna. En extra fördel är att syrgashalten på 0,4 till 0,5 % i gasströmmen faktiskt ökar prestandan hos det aktiva kolet och håller det fullt effektivt. Syrgastillförseln på Solschen-anläggningen är så avgörande att Natur-Ur-Gas Solschen redan arbetar med att implementera en redundant lösning.
Michael Klawitter understryker också sin positiva upplevelse av Atlas Copcos service.
Servicetekniker återställde snabbt och effektivt generatorn till full drift efter ett självförvållat fel. De levererade även självmant fullständiga instruktioner i systemkonstruktionen under underhållscykeln.