سیستم تصفیه و خالص‌سازی با روش فیلم گاز باتلاقی

Thread Content

۱. زمینه‌های کاربرد: تجهیزات تصفیه و خالص‌سازی با روش فیلم گاز بیوگاز، دستگاه‌هایی هستند که از فناوری پیشرفته فیلم‌های جداساز گازی با الیاف توخالی برای حذف دی‌اکسید کربن از بیوگاز (یا گاز حاصل از دفن زباله) استفاده می‌کنند؛ این تجهیزات برای تصفیه و خالص‌سازی بیوگاز و گاز حاصل از دفن زباله مناسب هستند. گاز باتلاقی پس از تصفیه، می‌تواند به عنوان جایگزین گاز طبیعی مورد استفاده قرار گیرد؛ غلظت متان در آن می‌تواند بالاتر از ۹۷٪ باشد. با فشرده‌سازی همزمان، می‌توان گازی با فشار استاندارد ۲۵ مگاپاسکال برای استفاده در خودروها (CNG) تولید کرد؛ یا اینکه آن را تا فشار استاندارد شبکه‌های گاز طبیعی افزایش داد و به شبکه‌های محلی متصل کرد. ۲. اصل کار: دستگاه تصفیه و خالص‌سازی گاز متان با روش غشایی، بر اساس ویژگی تفاوت نرخ نفوذ غشای گازی به اجزای مختلف گاز مخلوط، طراحی شده است. شکل‌های ۱ و ۲، نحوه نفوذ انتخابی غشای گازی به اجزای مختلف گاز مخلوط را نشان می‌دهند. ترکیبات گاز بیوگاز عمدتاً متان و دی‌اکسید کربن هستند؛ تصفیه و خالص‌سازی بیوگاز در واقع به معنای جداسازی و حذف گاز دی‌اکسید کربن از آن است. همان‌طور که از نمودار مشخص است، نرخ نفوذ دی‌اکسید کربن در بیوگاز بالاتر از گاز متان است؛ با استفاده از ویژگی نفوذ انتخابی لایه‌های گازی، می‌توان موادی مانند متان و دی‌اکسید کربن را به سرعت از یکدیگر جدا کرد و در نتیجه به خالص‌سازی بیوگاز دست یافت. file:///C:/Users/ThinkPad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif
شکل ۱: نفوذ انتخابی در فیلم‌های جداساز گازها
شکل ۲: اصل جداسازی گازهای متان و دی‌اکسید کربن
فرآیند تصفیه و خالص‌سازی گاز بیوگاز با روش فیلمی همان‌طور که در شکل ۳ نشان داده شده است، دارای ساختار ساده‌ای است؛ به جز کمپرسور اولیه، هیچ تجهیزات مربوط به حرکت گاز وجود ندارد. میزان خرابی کم بوده و مصرف انرژی کلی نیز پایین است. file:///C:/Users/ThinkPad/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.jpg شکل ۳: نمودار فرآیند تصفیه و خالص‌سازی گاز بیوگاز با روش غشایی. سوم: ویژگی‌های فناوری جداسازی غشایی: ü فرآیند ساده است و مدیریت آن آسان است؛ همچنین تعداد کارکنان نیز بیش از ۵۰٪ کاهش می‌یابد ； هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی پایین است؛ ۱۵ تا ۲۵ درصد کمتر از روش‌های جذب شیمیایی و شستشو با آب تحت فشار ； ü وسعت کمی دارد، از کانتینرهای استاندارد برای یکپارچه‌سازی استفاده می‌کند و امکان گسترش ماژولار را فراهم می‌سازد ； خلوص محصول بالا و نرخ بازیابی آن نیز بالاست؛ خلوص CH4 حداقل ۹۷٪ و نرخ بازیابی آن نیز حداقل ۹۷٪ است ； دارای قابلیت خشک‌کردن همزمان است و نیازی به خشک‌کردن در مرحله اولیه نیست. چهارم، ترکیبات سیستم تصفیه و خالص‌سازی گاز بیوگاز با روش فیلتر ممبرانی به شرح زیر است: سیستم فشرده‌سازی گاز بیوگاز، سیستم تصفیه گاز قبل از فیلتر ممبران، سیستم جداسازی با استفاده از فیلترهای ممبرانی، سیستم افزایش فشار گاز بیوگاز، و سیستم افزودن گاز به آن. ۴.۱ سیستم فشرده‌سازی گاز بیوگاز: برای دستیابی به بهترین عملکرد جداسازی توسط ممبران، گاز ورودی باید تا فشار مناسب برای کارکرد ممبران فشرده شود. این سیستم از کمپرسورهای روغن‌ریز استفاده می‌کند تا از آلوده شدن گاز بیوگاز توسط روغن‌های لازم برای کار کمپرسور جلوگیری شود و گاز تمیزی برای واحدهای جداسازی فیلتری فراهم گردد. ۴.۲ سیستم تصفیه گاز قبل از فیلتر: علاوه بر گازهایی مانند متان و دی‌اکسید کربن، گاز بیوگاز معمولاً حاوی ناخالصی‌هایی مانند مایعات آزاد، ذرات جامد و میکروارگانیسم‌ها نیز می‌باشد. سیستم تصفیه گاز، ناخالصی‌هایی مانند آب، روغن و ذرات جامد موجود در بیوگاز را حذف کرده و به این ترتیب الزامات لازم برای عملکرد سیستم جداسازی با فیلترها را فراهم می‌کند. سیستم تصفیه گاز، شرط لازم برای عملکرد پایدار دستگاه‌های تصفیه است و می‌تواند عمر مفید سیستم‌های جداسازی با رزین‌های مخمری را افزایش دهد. ۴.۳ سیستم جداسازی با استفاده از ممبران: از پیشرفته‌ترین ممبران وارداتی جهان برای جداسازی گاز دی‌اکسید کربن و بخار آب موجود در گاز بیوگاز استفاده می‌شود تا گاز متان با خلوص بالاتری به دست آید. با استفاده از فرآیند جداسازی چندمرحله‌ای با طراحی علمی، خلوص متان در خروجی سیستم جداسازی با روکش ممبرانی می‌تواند بالاتر از ۹۷٪ باشد و نرخ بازیابی متان نیز بالاتر از ۹۷٪ خواهد بود. کاربرد سیستم‌های جداسازی مبتنی بر غشا، بهترین عملکرد را برای فرآیند تصفیه گاز بیوگاز فراهم می‌کند و دارای ویژگی‌های زیر است: ü در مقایسه با سایر روش‌های فیزیکی برای تصفیه گاز بیوگاز، دارای نرخ بازیابی بالاتری است ； سیستم جداسازی مبتنی بر غشا خود انرژی مصرف نمی‌کند و نیازی به بازسازی ندارد ； سیستم جداسازی مبتنی بر فیلترها، دارای سیستم‌های ایمنی برای کنترل فشار و سیستم قطع جریان هوا است؛ در صورت بروز شرایط اضطراری، جریان هوا به طور خودکار قطع می‌شود تا از فیلترهای الیافی محافظت شود ； ü در خروجی سیستم جداسازی با فیلترهای غشایی، از طریق شیرهای یک‌طرفه از مشکلاتی مانند برگشت جریان و فشار بیش از حد جلوگیری می‌شود. ۴.۴ سیستم افزایش فشار گاز زیستی، برای اطمینان از رسیدن فشار گاز زیستی پس از تصفیه به میزان مورد نیاز برای استفاده در خودروها یا سایر دستگاه‌هایی که به گاز نیاز دارند، نیازمند افزایش بیشتر فشار گاز زیستی پس از تصفیه است. این سیستم از کمپرسورهایی با عملکرد پایدار و قابل اعتماد استفاده می‌کند تا بتواند فشار گاز زیستی را تا ۲۵ مگاپاسکال یا هر میزان فشار دیگری که مورد نیاز باشد، افزایش دهد. ۴.۵ سیستم پر کردن با گاز: در این سیستم، یک ستون پر کردن وجود دارد که گازهای با فشار بالا تولید شده توسط سیستم افزایش فشار گاز زیستی را به وسیله‌های ذخیره‌سازی CNG منتقل می‌کند. هنگامی که فشار گاز در این وسایل ذخیره‌سازی به میزان تعیین‌شده برسد، سیستم افزایش فشار گاز زیستی به طور خودکار کار خود را متوقف می‌کند. پنجم، پارامترهای فنی: جدول مدل‌های اصلی و پارامترهای فنی
شماره | مدل و مشخصات | ابعاد دستگاه (L×B×H، متر) | میزان ورودی گاز (m³/روز) | خلوص گاز ورودی CH4 (%) | خلوص گاز تولید شده CH4 (%) | درصد بازیابی CH4 (%)
۱ | TRJH-25 | ۲۵۰۰ m³/روز | ۱۲.۳×۲.۴×۲.۵ | ۲۵۰۰ | ۵۰-۷۰ | ≥۹۶.۸ | ≥۹۹.۰۹
۲ | TRJH-50 | ۵۰۰۰ m³/روز | ۱۲.۳×۲.۴×۲.۵ | ۵۰۰۰ | ۵۰-۷۰ | ≥۹۶.۵ | ≥۹۹.۵۷
۳ | TRJH-80 | ۸۰۰۰ m³/روز | ۱۲.۳×۲.۴×۲.۵ | ۸۰۰۰ | ۵۰-۷۰ | ≥۹۶.۵ | ≥۹۹.۳۵
۴ | TRJH-100 | ۱۰۰۰۰ m³/روز | ۲×۱۲.۳×۲.۴×۲.۵ | ۱۰۰۰۰ | ۵۰-۷۰ | ≥۹۶.۶ | ≥۹۸.۳۱

توضیحات: پیکربندی دستگاه باید بر اساس میزان ورودی گاز، میزان CO2 و سایر پارامترهای مربوطه انجام شود؛ همچنین می‌توان بر اساس نیازهای واقعی، تجهیزات و ابزارهای کمکی مانند دستگاه‌های حذف گوگرد و سیستم‌های نظارت و تحلیل آنلاین را نیز اضافه کرد