Os problemas técnicos relacionados à purificação do biogás na verdade não são grandes problemas; os problemas reais estão relacionados aos aspectos comerciais e às soluções gerais
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Este tópico foi editado pela última vez por lianglikun em 2016-5-20 às 11:21. Primeiramente, gostaríamos de esclarecer que a nossa empresa também é capaz de purificar gás biogás por meio da técnica de adsorção sob pressão variável. Além disso, já desenvolvemos um equipamento para a purificação de gás biogás com capacidade de 5000 Nm3/hora, além de dispositivos menores. Informamos isso apenas para mostrar que os dados apresentados têm base real, e não são arbitrários. As técnicas atuais para a purificação de gás biogás são basicamente a adsorção sob pressão variável e a separação por membranas. A adsorção sob pressão variável é uma técnica tradicional utilizada no país para a separação de gases; ela é suficiente para separar metano e dióxido de carbono. Embora, em comparação com os dispositivos convencionais, a eficiência seja ligeiramente menor, isso se deve ao fato de que a separação por membranas geralmente utiliza vários estágios, enquanto a adsorção sob pressão variável geralmente funciona em um único estágio. No entanto, se for utilizado dois estágios, é possível alcançar uma eficiência similar. A separação por membranas também é uma técnica bastante madura. Para os dispositivos atuais, ao usar a separação por membranas, é possível reduzir a concentração de dióxido de carbono de 40% para 15 kg, enquanto que com a adsorção sob pressão variável, essa concentração pode ser reduzida para menos de 5 kg. Portanto, a adsorção sob pressão variável é mais econômica em termos de energia. Quando o gás é enviado para as redes de distribuição, a pressão é menor, o que torna a adsorção sob pressão variável ainda mais eficiente em termos de economia de energia. Abaixo está uma tabela com os consumos energéticos para 1000 Nm3/h: Lavagem a pressão, Adsorção sob pressão variável, Separação por membranas. Notas: Pressão de operação em MPaG: 1,5; 0,6; 1,3. Potência do motor do compressor de gás biogás em kW: 144; 102; 136. Perda de potência na compressão do CO2 em kW: 57,6; 40,8; 54,4 (considerando 40% de conteúdo de CO2). Comparação da taxa de perda de potência na compressão: 141%; 100%; 133% (com base na adsorção sob pressão variável). Outros equipamentos elétricos e suas potências: Bomba de água para lavagem + torre de resfriamento: 109 kW; Bomba de vácuo: 30 kW; Desumidificador: 12 kW. Potência total consumida em kW: 253; 132; 148. Comparação do consumo de energia: 192%; 100%; 112% (com base na adsorção sob pressão variável). Mas esses são apenas problemas técnicos menores. Os verdadeiros problemas atuais são mais complexos e difíceis de descrever. Em resumo, os pontos importantes são: valor calórico, regulamentações relacionadas à entrada do gás nas redes de distribuição, licenças necessárias, licenças para postos de abastecimento, raio de coleta de resíduos agrícolas, e uso integrado dos resíduos do gás biogás.
Por enquanto, não vamos discutir questões técnicas; os problemas operacionais são realmente um grande problema! ! !
O autor falou muito bem. De fato, existem muitas aplicações consolidadas no setor da química do gás natural que podem servir de referência para a tecnologia de separação de biogás. A experiência mostra que, nas aplicações técnicas atuais, a escolha das tecnologias é feita da mesma maneira, e isso também comprova que tais tecnologias são viáveis. Claro, ainda há muitas áreas que podem ser melhoradas e otimizadas, mas os problemas técnicos não são o fator que limita o desenvolvimento deste setor. Obrigado pelo compartilhamento dos dados. Esse valor de consumo de energia para o design é bem alto: 30 KW no modo a vácuo
Quanto ao consumo de energia, o autor do tópico calculou apenas o consumo energético relacionado à primeira etapa de pressurização. O consumo energético para a pressurização posterior, até chegar ao gás natural, não foi levado em consideração. Como a pressurização inicial é baixa e a pressurização final é alta,, no geral, a diferença não é significativa, certo?
De fato... a gestão é realmente o problema que impede o desenvolvimento deste setor
Eu nem olhei com atenção para esse valor; ele foi retirado de um plano anterior. A tecnologia de separação é, na verdade, uma tecnologia de descarbonização, que já é bastante desenvolvida no setor químico. A adsorção por pressão variável teve origem na descarbonização do amônia sintética, e seu objetivo é justamente resolver o problema da descarbonização.
A pressão final de todo esse volume de gás acaba sendo a mesma. Portanto, o consumo energético total relacionado aos 60% de metano também é o mesmo. Mas, em condições de baixa pressão do PSA, é possível remover esses 40% de dióxido de carbono. Já com os outros métodos, é necessário elevar a pressão desses 40% de dióxido de carbono a mais de 10 quilos para que possam ser removidos. Essa diferença no consumo energético é justamente o que caracteriza as diferenças entre essas tecnologias
Qual é a pureza do gás produzido por adsorção por pressão variável, e qual é a taxa de recuperação?
A pureza deve atingir, sem dúvida, o limite inferior dos padrões de valor calorífico do GNC… A taxa de recuperação é geralmente em torno de 95%. Depende das necessidades do cliente.
Na verdade, em termos de comparação do consumo energético e outros fatores semelhantes, as diferenças entre eles não são muito significativas. Afinal, ao comprimir o biogás a pressão normal para 6 quilos, ou para 13 ou 15 quilos, a razão de compressão aumenta apenas ligeiramente, em 2,5 pontos. Após o processo de lavagem com água, é necessário realizar a desidratação para atender aos requisitos de transporte por tubulação; portanto, há também consumo de energia. Comprimir a pressão a níveis bastante altos é um problema, pois a pressão necessária para entrar na rede urbana não precisa ser tão alta. Além disso, a pressão nos tubos que levam o gás natural é baixa. Por isso, os métodos de lavagem com água e separação por membranas se tornam problemáticos. E a pressão do gás obtido por adsorção por troca de pressão é aproximadamente igual à pressão da rede urbana de distribuição de água. Portanto, nesse aspecto, o PSA tem certas vantagens. O tratamento da água após a lavagem também é um problema considerável; a pressão reduzida não é suficiente para remover completamente o CO2 da água, e o volume de água que precisa ser reciclado após a lavagem é bastante grande. Os custos operacionais gerais também serão um pouco mais altos. O investimento em equipamentos para PSA é, obviamente, elevado. Especialmente porque as válvulas programáveis operam com frequência; a confiabilidade delas é um problema importante. Várias operações de equalização de pressão podem ajudar a recuperar o metano, mas isso reduz a capacidade de produção dos equipamentos. Quanto à separação por membranas, deve haver certas dificuldades em garantir um funcionamento estável a longo prazo. Cada uma das três tecnologias tem suas vantagens; não se deve preferir apenas a própria tecnologia
Avaliação positiva. Atualmente, o custo da purificação do biogás deve ficar em torno de 2 a 2,5 reais. Não se sabe se esses valores ainda são precisos. A forma de comercializar o biogás é realmente um grande desafio. O uso do biogás como combustível para veículos provavelmente envolve menos obstáculos em termos de integração às redes de distribuição, mas o investimento necessário é alto