Tecnología de purificación de biogás por método de membranas
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1. En cuanto al biogás, en nuestro país existen más de 3000 grandes proyectos relacionados con su producción. Además, hay cientos de rellenos sanitarios que generan grandes cantidades de biogás y gas proveniente de los mismos cada año. Por lo general, el metano presente en el biogás bruto obtenido de los tanques o digestores de biogás está entre el 40% y el 60%. Además, este biogás contiene impurezas como azufre y amoníaco, por lo que no puede ser utilizado directamente. Es necesario someterlo a procesos de purificación para obtener un biogás más puro y seco, con un alto contenido de metano (es decir, gas natural biológico), a fin de poder utilizarlo de manera eficiente. 2. Según los datos del mercado del gas natural, se estima que para el año 2015, la estructura del suministro de gas natural en nuestro país será de 170 mil millones de m³ de gas producido localmente, y 90 mil millones de m³ importados. El consumo de gas natural llegará a los 260 mil millones de m³. La proporción del gas natural en el consumo total de energías primarias aumentará del actual 4% a aproximadamente el 8%. Se espera que la producción nacional de gas natural alcance los 185 mil millones de m³, lo que generará un déficit de oferta y demanda de 75 mil millones de m³. Para ello, es necesario recurrir a la importación de gas natural para satisfacer la demanda nacional. Al mismo tiempo, los automóviles a gas natural en nuestro país se concentran principalmente en el sector de los vehículos comerciales y taxis, y han alcanzado una cierta escala. Debido al aumento de los precios del petróleo y a los incentivos políticos, los sistemas de transporte público y los taxis en diversas ciudades han comenzado a utilizar gas natural. Esto ha creado un mercado enorme para el desarrollo del biogás. 3. Nuestra tecnología utiliza un avanzado método de separación por membranas de gas para purificar el biogás bruto y convertirlo en gas natural biológico. Este método presenta numerosas ventajas en comparación con los métodos tradicionales de adsorción PSA o la absorción con agentes químicos: ocupa menos espacio, requiere menos inversión y consume menos energía. Se ha convertido en la tendencia de desarrollo del proceso de purificación del biogás. El principio de purificación mediante la tecnología de membranas gaseosas es el siguiente: cuando los diferentes componentes del gas mezclado pasan a través de una membrana de polímero (poliimida), su solubilidad y su velocidad de difusión en el interior de las fibras de la membrana son diferentes, lo que permite lograr la separación de dichos componentes. Según esta característica, se pueden clasificar los diferentes gases en “gases rápidos” y “gases lentos”. Cuando se utiliza el método de membranas para separar el biogás, el biogás comprimido y previamente tratado fluye a través del interior de las fibras huecas. Bajo la acción de la diferencia de presión, los gases con un alto coeficiente de disolución y difusión (como el CO2 y el H2S, que se consideran “gases rápidos”) pasan primero a través de la pared del tubo. Los demás gases (como el CH4, que se consideran “gases lentos”) encuentran más dificultades para pasar, por lo que su cantidad que atraviesa el tubo es menor. De esta manera, se logra separar el CH4 del CO2, es decir, se completa el proceso de purificación del biogás. 4. Ventajas técnicas: ü Consumo de energía extremadamente bajo ； ü Estructura desmontable, ahorra espacio ； ü Fiable y duradero, con buena seguridad ； ü Amplio rango de ajuste, alta flexibilidad ； ü Puede ser miniaturizado, de tamaño reducido y portátil ； ü El proceso es breve y el mantenimiento del equipo es sencillo ； Se pueden extraer simultáneamente los gases CO2 y CH4 en estado concentrado. 5. Aplicación de la tecnología: Esta tecnología puede aplicarse ampliamente en áreas como el biogás generado a partir de aguas residuales orgánicas industriales, residuos alimentarios, aguas residuales provenientes de la cría de ganado y aves, así como en el caso del lodo urbano. Gracias a las últimas tecnologías internacionales de separación por membranas gaseosas, es posible purificar el biogás y el gas proveniente de rellenos sanitarios hasta alcanzar un nivel de calidad similar al del combustible para automóviles y al del gas natural convencional. De este modo, se mejora significativamente la calidad de estos gases, lo que amplía su campo de uso y aumenta su valor práctico. Esta tecnología cambia la situación actual, en la que el biogás y el gas generado en los rellenos sanitarios solo se pueden utilizar para cocinar o generar energía, lo que limita su valor de uso. Ofrece una nueva forma de aprovechar eficazmente y con mayor valor el biogás. Esta tecnología permite purificar el biogás para producir gas natural, en particular gas natural comprimido (GNC), que se utiliza como combustible para automóviles, gas industrial o gas urbano. La tecnología de purificación solo requiere energía eléctrica; la pureza del metano es de al menos el 95%, y la tasa de recuperación de metano es de al menos el 97%. El costo total de purificación del GNC es de 1,2 a 1,6 yuanes por m3 de metano. En algunas áreas costeras del este, el precio del gas industrial llega a ser de 3 a 5 yuanes por m3, lo que representa una gran ventaja económica ； En comparación con otros métodos de utilización, los productos de gas natural refinado a partir del biogás tienen un valor agregado alto, ofrecen mayores márgenes de beneficio, presentan las menores pérdidas de energía y permiten obtener la mayor cantidad posible de energía transportable.
¿Qué hacemos con el nitrógeno que está en el biogás? Parece que la membrana no puede resolver el problema del nitrógeno, ¿verdad?
La membrana realmente no puede hacer nada contra el nitrógeno. Pero el biogás se produce mediante un proceso de fermentación anaeróbica. En condiciones normales, el biogás no debería contener nitrógeno. Solo conozco dos situaciones en las que puede haber nitrógeno: primero, cuando se toma una muestra y el equipo utilizado para tomarla no funciona correctamente, lo que provoca la mezcla con aire; segundo, en algunos procesos de desulfuración biológica se necesita una pequeña cantidad de oxígeno, por lo que se introduce una pequeña cantidad de aire. En cualquier caso, la cantidad de nitrógeno es siempre muy pequeña. Además, las normas para el GNC purificado no establecen requisitos específicos en cuanto al contenido de nitrógeno. ¿Te refieres a que podría haber mucha cantidad de nitrógeno? ¿En qué situación se ha mezclado? Yo también quiero aprender un poco*
Se puede elegir una membrana con prioridad al nitrógeno, informe de un principiante :)
Parece que no es viable utilizar el método de membranas para eliminar pequeñas cantidades de nitrógeno, ¿verdad? ¡
Gracias al autor por la explicación, ¡he aprendido! Tengo una pregunta: 1. El biogás de los rellenos sanitarios tiene un alto contenido de nitrógeno, y su concentración es inestable, oscilando entre el 0% y el 10% en volumen. En este caso, si no se toman medidas para reducir el contenido de nitrógeno desde la fuente o en el proceso de producción, entonces el gas resultante seguramente no cumplirá con los estándares del gas natural. 2. La tecnología de procesamiento por membranas existe desde hace muchos años; ¿cuál es el nivel de localización de la producción de los equipos relacionados? ¿Cuál es el estado de la promoción y aplicación de las instalaciones de tratamiento y uso del biogás en el país? En cuanto a las técnicas tradicionales mencionadas, se utiliza mucho el PSA; el método químico debe referirse a la absorción por parte de los disolventes. ¿Se refiere “disolvente” principalmente a los diversos aminos? ¿De verdad la industria del biogás en el país necesita tener aplicaciones industriales?
1. El nitrógeno es un gas muy estable; se puede eliminar mediante reacciones catalíticas, pero el costo es demasiado elevado, por lo que no es viable para la industria del biogás. Una pequeña cantidad no supone problema, ya que las normas para el gas natural no establecen requisitos específicos para el nitrógeno. 2. La tecnología de separación por membranas gaseosas ya está muy desarrollada; no hay problemas para producir los sistemas relacionados en el país. Sin embargo, las membranas clave solo pueden importarse, ya que es difícil producirlas localmente en la actualidad. Tengo amigos en institutos de investigación relacionados, y prácticamente nadie se dedica ya a la preparación de membranas; todos están ocupados comprando membranas importadas para llevar a cabo proyectos. 3. Los agentes químicos o disolventes se refieren a diversos tipos de soluciones amínicas; dado que el CO2 es ácido, es evidente que se necesita una solución alcalina para lograr una absorción eficaz.
4. En el país, la industria del biogás está en fase de aplicación industrial. Con el apoyo de **, su desarrollo avanza rápidamente, pero aún se encuentra en sus inicios. Existen muchas técnicas diferentes, y también hay quienes intentan engañar a los demás; por lo tanto, es necesario seleccionar cuidadosamente las opciones disponibles
4. En el país, la industria del biogás está en fase de aplicación industrial. Con el apoyo de **, su desarrollo avanza rápidamente, pero aún se encuentra en sus inicios. Existen muchas técnicas diferentes, y también hay quienes intentan engañar a los demás; por lo tanto, es necesario seleccionar cuidadosamente las opciones disponibles
Jeje, ¿en qué sector trabaja?
Ya existen varios equipos de purificación de biogás por método de membranas en funcionamiento en el país. Existen el gas de relleno, el gas anaeróbico proveniente de residuos alimentarios y el gas anaeróbico proveniente de estiércol de ganado y aves.