Máy tạo khí Oxy cho quá trình loại bỏ Hydro Sunfua (H2S)
Xu hướng chuyển đổi xanh và chi phí năng lượng ngày càng tăng đã thúc đẩy nhu cầu sử dụng biomethane từ biogas. Để tạo ra biomethane, hay còn gọi là khí thiên nhiên tái tạo (RNG), cần phải loại bỏ carbon dioxide (CO₂), hydro sulfua (H₂S) và nước khỏi biogas. Trong quá trình xử lý nhiều giai đoạn, máy tạo oxy (O₂) có thể được dùng để loại bỏ H₂S bằng cách bơm oxy vào bể phân hủy sinh học nhằm xử lý chất thải. Những thiết bị này cũng thường được kết hợp với các công nghệ khác để nâng cao hiệu quả.
Bài viết này sẽ tập trung vào máy tạo khí oxy và vai trò của chúng trong việc loại bỏ H₂S khỏi biogas. H₂S là một sản phẩm phụ của quá trình xử lý chất thải để tạo ra biogas, và nếu không được xử lý, nó có thể gây ăn mòn nghiêm trọng, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất năng lượng. Trên thực tế, hầu hết các hệ thống phân phối khí thiên nhiên đều có giới hạn về nồng độ H₂S cho phép. Sau phần giới thiệu ngắn về biogas, hãy tiếp tục đọc để hiểu vì sao oxy là giải pháp hiệu quả nhất để loại bỏ H₂S.
Biogas và biomethane là gì?
Khi biogas được tạo ra, nhiều loại chất thải khác nhau được sử dụng, bao gồm chất thải nông nghiệp, hữu cơ và công nghiệp. Biogas thực chất được hình thành khi các loại rác này phân hủy trong điều kiện yếm khí, còn được gọi là quá trình "phân hủy kỵ khí". Do chất thải chứa hàm lượng cao các hợp chất lưu huỳnh, bao gồm H₂S, nên cần phải loại bỏ chúng. Ngoài việc gây ăn mòn, H₂S còn có tác động tiêu cực đến môi trường.
Như đã đề cập, loại bỏ H₂S là một bước quan trọng trong quá trình chuyển đổi biogas thành biomethane. Quy trình nhiều giai đoạn này thường bao gồm bể phân hủy, quạt thổi biogas, máy sấy khí lạnh áp suất thấp, hệ thống nén biogas, công nghệ tách CO₂ bằng PSA hoặc màng lọc, và/hoặc các công nghệ khác. Việc thu hồi CO₂ cũng có thể thực hiện được, giúp các nhà máy biogas tạo thêm doanh thu.
Như đã mô tả trước đó, oxy được đưa vào bể phân hủy và được vi định lượng để loại bỏ H₂S. Chính trong bể phân hủy này, chất thải bị phân hủy và chuyển hóa thành khí. Do đó, biomethane là biogas đã được tinh lọc và có thành phần tương đương với khí thiên nhiên.
Đọc thêm bài viết liên quan: Tổng quan về máy tạo oxy trong xử lý biogas
Tại sao nên sử dụng khí oxy để loại bỏ H2S?
Có nhiều phương pháp để loại bỏ H₂S khỏi biogas, trong đó phổ biến nhất là châm oxy và châm sắt. Khi đánh giá phương án tối ưu, cần xem xét rằng châm oxy thường yêu cầu ít bảo trì hơn và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.
Đối với phương pháp châm sắt, muối sắt hoặc sắt chloride cần được bổ sung thường xuyên. Tương tự, bộ lọc than hoạt tính cũng cần thay thế định kỳ, làm phát sinh chi phí vận hành bổ sung. Những chi phí này cũng áp dụng cho các phương pháp khác sẽ được đề cập bên dưới. Ngoài ra, chúng tôi sẽ phân tích lý do vì sao châm oxy là phương pháp tối ưu.
Các phương pháp khác
Các phương pháp khác bao gồm rửa bằng sắt hydroxit, rửa bằng natri hydroxit (NaOH) và sử dụng viên sắt oxit. Hai phương pháp đầu liên quan đến quá trình hóa học, đòi hỏi tái sinh và quản lý chất thải cẩn thận. Đối với viên sắt oxit, cần lưu trữ đúng cách để sử dụng hiệu quả, và quá trình tái sinh có thể khá phức tạp.
Rửa bằng nước sử dụng nguồn nước sẵn có, nhưng không phù hợp với biogas có hàm lượng H₂S cao. Ngoài ra, nước bão hòa H₂S cần được xử lý đúng quy trình.
Công nghệ sản xuất khí oxy: Giải pháp tiết kiệm chi phí và hiệu quả
Thay vì các phương pháp khác, có thể sử dụng oxy như một cách để giảm mức H₂S. Quá trình này xảy ra thông qua một phản ứng sinh hóa giữa oxy và H₂S. Phản ứng hiếu khí này chuyển đổi H₂S thành lưu huỳnh và nước. Do đó, việc sử dụng mức oxy phù hợp là rất quan trọng. Mức oxy được kiểm soát trong phạm vi 0,3-3%. Thông thường, cần 1% oxy trong biogas để đạt kết quả tối ưu.
Như đã nêu trong phần mở đầu, việc sử dụng máy tạo oxy tại chỗ là phương án tối ưu trong trường hợp này. Không cần hóa chất, đây là cách tiếp cận bền vững hơn so với việc sử dụng thuốc bổ sung sắt, chẳng hạn. Hơn nữa, bảo trì máy cũng khá đơn giản, giúp giữ chi phí sở hữu tổng thể (TCO) ở mức thấp. Phần dưới đây sẽ giải thích chi tiết hơn về máy tạo oxy.
Máy tạo khí oxy Atlas Copco
Những điều cần biết về độ tinh khiết của oxy
Khi sử dụng oxy để chuyển đổi biogas thành biomethane, việc chú ý đến độ tinh khiết của O₂ là rất quan trọng. Nếu mức độ quá thấp, quá nhiều nitơ (N₂) có thể xâm nhập, làm giảm năng lượng của biogas. Ngược lại, nếu lượng oxy (độ tinh khiết và lưu lượng) quá cao, điều này có thể không cần thiết và tiềm ẩn rủi ro an toàn. Do đó, nên làm việc với các chuyên gia khí giàu kinh nghiệm, những người hiểu rõ về mức độ tinh khiết oxy phù hợp cho quá trình sản xuất biomethane.
Hệ thống tạo khí oxy tại chỗ dành cho biogas
Như đã đề cập trong bài viết này, giải pháp tối ưu để kiểm soát nguồn cung oxy là sử dụng máy tạo oxy tại chỗ. Hệ thống này cho phép điều chỉnh mức độ tinh khiết của oxy, giúp hạn chế các rủi ro đã nêu. Đồng thời, việc tránh tạo ra oxy có độ tinh khiết không cần thiết cũng giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.
Dù oxy có thể được cung cấp thông qua phương thức vận chuyển từ bên ngoài, nhưng điều này có thể gây ra gián đoạn trong quy trình sản xuất. Sử dụng máy tạo oxy tại chỗ giúp loại bỏ các vấn đề hậu cần. Ngoài ra, phương thức vận chuyển oxy từ bên ngoài còn tác động tiêu cực đến môi trường do lượng CO₂ phát thải từ phương tiện vận chuyển. Những lợi ích này, cùng với nhiều yếu tố khác, được phân tích chi tiết trong bài viết liên quan của chúng tôi về công nghệ tạo oxy.
Chúng tôi luôn sẵn sàng để hỗ trợ
Chúng tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn có cái nhìn tổng quan về lợi ích của việc sử dụng máy tạo oxy tại chỗ để sản xuất biomethane. Nếu bạn cần thêm thông tin về các chủ đề được đề cập, đội ngũ của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ. Chúng tôi có thể tư vấn về toàn bộ danh mục máy tạo oxy tại chỗ. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!
