ไบโอมีเทนที่ให้ก๊าซสะอาดกับกริดด้วยความช่วยเหลือจากเครื่องผลิตก๊าซออกซิเจนของ Atlas Copco
เครื่องผลิตก๊าซออกซิเจน Atlas Copco ช่วยให้ Nat-Ur-Gas Solschen สามารถผลิตก๊าซมีเทนที่สะอาดภายในโรงงานก๊าซชีวภาพของตนในประเทศเยอรมนี การกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ของก๊าซชีวภาพโดยใช้ก๊าซออกซิเจนจะให้แหล่งพลังงานที่ยั่งยืนสำหรับกริด โดยมีผลพลอยได้คือการลดต้นทุนการทำงานจากการประหยัดพลังงานยิ่งขึ้น สูงถึง 50%
การใช้เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมที่มีตัวปรับความเร็วมอเตอร์จาก Atlas Copco ยังสามารถช่วยให้ควบคุมปริมาณก๊าซออกซิเจนให้ได้ต่ำกว่าขอบเขตการจุดติดไฟล่างสุด ช่วยให้ความปลอดภัยกับโรงงาน
อากาศอัดจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมจะเดินทางมาถึงถังเก็บที่แรงดัน 10 บาร์ผ่านตัวกรองถ่านกัมมันต์ ตัวแยกน้ำมัน และที่ดักฝุ่น (ด้านซ้ายในภาพ) เครื่องผลิตก๊าซออกซิเจนจะได้รับอากาศมาจากถังนี้
Heinrich Schaper และ Michael Klawitter จาก Nat-Ur-Gas Solschen GmbH & Co. KG ได้มอบหมายให้ Bioconstruct GmbH ในเมือง Melle ประเทศฝรั่งเศสทำการออกแบบและสร้างโรงงานก๊าซชีวภาพในปี 2016 ในปัจจุบันโรงงานนี้ผลิตก๊าซชีวภาพได้ 1500 m3 ต่อชั่วโมงที่มีมีเทนเฉลี่ย 53% โดยจะทำการแปรรูปก๊าซชีวภาพนี้ให้เป็นมีเทน 94% อย่างต่อเนื่องในโรงงานบำบัดโดยใช้เมมเบรน “ทุกชั่วโมง เราจะป้อนไบโอมีเทน 700 ลูกบาศก์เมตรเข้าสู่ระบบจ่ายก๊าซ” Klawitter กล่าว และจะจำหน่ายก๊าซชีวภาพให้กับ BayWa ซึ่งเป็นผู้ให้บริการด้านพลังงานในเมืองมิวนิค รายนี้ผ่านข้อตกลงการซื้อระยะยาว
หัวใจของกระบวนการก๊าซชีวภาพของ Bioconstruct คือเครื่องหมัก ที่แบคทีเรียจะย่อยสลายวัสดุชีวภาพเพื่อสร้างก๊าซชีวภาพ และเครื่องหมักแต่ละเครื่องทั้งสองจะต้องการชีวมวลสดหรือสารตั้งต้น 3.5 ตันทุกชั่วโมง ความยั่งยืนเป็นคุณสมบัติหลักของรูปแบบธุรกิจนี้ เนื่องจากรับสารตั้งต้นมาจากเกษตรกรในท้องถิ่น และจะส่งสิ่งตกค้างจากการหมักคืนกลับไปในรูปของปุ๋ย
ปัญหาใหญ่ที่สุดในการผลิตก๊าซชีวภาพก็คือไฮโดรเจนซัลไฟด์อันเป็นผลพลอยได้ข้อแรก มันจะทำให้ตัวกรองในโรงบำบัดนั้นติดกัน และข้อที่สอง มันจะถูกแปลงเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ระหว่างการสันดาปของก๊าซชีวภาพ ซึ่งจะกัดกร่อนฟิตติ้งและมอเตอร์ เราจึงต้องพยายามขจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกจากก๊าซให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้”
วิธีการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์แบบชีวภาพ
โรงงานก๊าซชีวภาพใน Solschen, Lower Saxony จะสร้างก๊าซชีวภาพที่มีส่วนประกอบมีเทนเฉลี่ย 53 %
บริษัทในเครือ Solschen ได้เลือกใช้วิธีการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์แบบชีวภาพ ซึ่งจะแปลงไฮโดรเจนซัลไฟด์ให้เป็นธาตุซัลเฟอร์และน้ำโดยแบคทีเรียพิเศษในเครื่องหมักด้วยการผสมน้ำหรือออกซิเจน ซัลเฟอร์จะยังคงมีอยู่ในสิ่งตกค้างจากการหมักและจะเพิ่มมูลค่าให้ปุ๋ย ในขณะที่ก๊าซที่ถูกทำให้บริสุทธิ์จะสามารถผ่านไปสู่กระบวนการต่อไปได้
“เราได้ตัดสินใจอย่างมุ่งมั่นที่จะเลือกใช้ การกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ด้วยก๊าซออกซิเจน,” Klawitter อธิบาย “ต่างจากการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ด้วยอากาศรอบข้าง วิธีนี้จะช่วยให้เราสามารถ ควบคุมเครื่องกำเนิด O2 ของเราได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยให้เราควบคุมปัจจัยต่างๆ ได้อย่างสมบูรณ์แบบ เช่น การป้องกันการระเบิด เป็นต้น เรารู้ว่าเรามีปริมาณ O2 94 เปอร์เซ็นต์ และสามารถเพิ่มออกซิเจนในลักษณะที่เราจะอยู่ต่ำกว่าขอบเขตการจุดติดไฟล่างสุดที่ 2.3 เปอร์เซ็นต์เสมอ” จะทำการเป่าออกซิเจนเข้าไปในเครื่องหมักจากด้านบน ซึ่งจะกระจายไปพร้อมกับก๊าซชีวภาพภายใต้โดมของพื้นที่จัดเก็บสิ่งตกค้างจากการหมักครึ่งทรงกลม
D & N Drucklufttechnik GmbH & Co. KG พันธมิตรทางการค้าของ Atlas Copco ซึ่งก็ตั้งอยู่ในเมือง Melle ได้วางแผนและนำระบบการจ่ายก๊าซออกซิเจนมาใช้ ซึ่งประกอบด้วยเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมสกรู GA 11 VSD+ แบบ Oil-injected และควบคุมความเร็ว, เครื่องผลิต O2 ประเภท OGP 8, ถังเก็บสำหรับอากาศอัดและก๊าซออกซิเจน รวมไปถึงขั้นตอนการกรองที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการกับอากาศอัดและ O2 อากาศอัดจะผ่านเข้ามาทางตัวกรองถ่านกัมมันต์, ตัวแยกน้ำมัน และที่ดักฝุ่น เข้ามายังถังเก็บที่แรงดัน 10 บาร์ และจะป้อนให้กับเครื่องกำเนิด O2 ซึ่งจะปรับอากาศให้มีปริมาณก๊าซออกซิเจน 94% สุดท้ายก๊าซออกซิเจนจะเดินทางเข้าสู่เครื่องหมักผ่านถังพักอีกถังหนึ่ง และสองมาตรวัดการไหลอิเล็กทรอนิกส์
“ปัจจุบันเราสามารถจ่ายก๊าซออกซิเจนโดยเฉลี่ยเก้าลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงเข้าสู่เครื่องหมัก” Klawitter กล่าว โดยอัตราการไหลจะผันผวนระหว่าง 6 และ 11 m3 ตามปริมาณก๊าซชีวภาพที่ผลิต เพื่อให้มีปริมาณก๊าซออกซิเจน ไม่เกินขอบเขตการจุดติดไฟล่างสุด การจ่ายอากาศอัดจึงต้องมีความยืดหยุ่น – ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งของการเลือกใช้เครื่องแบบควบคุมความเร็วของ Atlas Copco
ข้อได้เปรียบสำคัญประการที่สองของการควบคุมความเร็วก็คือ การสิ้นเปลืองพลังงานที่ต่ำ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการทำงาน เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม GA-VSD+ ของ Atlas Copco มีเทคโนโลยีการควบคุมความเร็วล่าสุด และมาพร้อมกับมอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่ประหยัดพลังงานเป็นพิเศษ โดยจะประหยัดพลังงานได้สูงถึง 50% เมื่อเทียบกับระบบควบคุมแบบโหลดเต็ม/ไม่มีโหลด
การกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ของก๊าซชีวภาพยังช่วย ปกป้องตัวกรองถ่านกัมมันต์ทางต้นน้ำของโรงงานบำบัด ถ้าไม่มีการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ ปริมาณซัลเฟอร์ภายในก๊าซดิบจะทำให้ตัวกรองมีอายุการใช้งานลดลงเป็นอย่างมาก และเพิ่มค่าใช้จ่ายการดำเนินการ วิธีการนี้มีข้อดีคือก๊าซออกซิเจน 0.4 ถึง 0.5 % ในกระแสก๊าซจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับถ่านกัมมันต์ ทำให้มีประสิทธิภาพสูงสุด การจ่ายก๊าซออกซิเจนให้กับโรงงาน Solschen จึงเป็นสิ่งสำคัญ และ Nat-Ur-Gas Solschen กำลังอยู่ระหว่างขั้นตอนการนำโซลูชั่นสำรองมาใช้
Michael Klawitter ยังเน้นให้เห็นถึงบริการต่างๆ ของ Atlas Copco
วิศวกรซ่อมบำรุงจะกู้คืนเครื่องกำเนิดให้กลับมาใช้งานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพหลังจากความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากตัวเอง พวกเขายังจะให้คำสั่งแบบเต็มเกี่ยวกับวิศวกรรมระบบระหว่างวงจรการบำรุงรักษาโดยไม่ต้องร้องขอ