Produzione di ossigeno per la desolforazione del biogas

Ossigeno per la desolforazione negli impianti di biogas

Negli impianti di biogas, il biogas viene prodotto mediante fermentazione da materie prime di biomassa, che possono essere utilizzate per scopi importanti come la produzione di energia o il riscaldamento. Nel processo di produzione del biogas, la degradazione microbica delle biomasse come piante, liquami e residui della macellazione avviene in un ambiente privo di ossigeno. Tuttavia, vale la pena notare che vari tipi di biomassa spesso contengono un elevato contenuto di zolfo. Nella reazione successiva lo zolfo è presente nel biogas sotto forma di idrogeno solforato (H2S). L'idrogeno solforato interagisce con l'acqua originale nella biomassa per formare una miscela acida e corrosiva: solfuri alcalini. Questo solfuro alcalino è estremamente distruttivo per le parti metalliche dei serbatoi e dei tubi di fermentazione, nonché per i componenti in legno e cemento, e mette seriamente a rischio il normale funzionamento e la durata delle apparecchiature dell'impianto di biogas.
L'ossigeno svolge un ruolo indispensabile nel processo di desolforazione degli impianti di biogas. L'aggiunta precisa di ossigeno al serbatoio di fermentazione può creare condizioni favorevoli per la crescita dei batteri. I batteri coltivati ​​in questo modo possono trattare l'idrogeno solforato mediante decomposizione microbica, impedendo così efficacemente che i solfuri alcalini danneggino le apparecchiature e garantendo il funzionamento stabile dell'impianto di biogas.
Il generatore di ossigeno che abbiamo sviluppato può fornire soluzioni affidabili e di alta qualità per la produzione di ossigeno fissa e mobile in diversi scenari applicativi, compresi requisiti di bassa capacità, per soddisfare le esigenze di ossigeno della desolforazione degli impianti di biogas e altri collegamenti di produzione correlati.

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Processo di produzione

 

 

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Preparazione della materia prima

Raccolta dell'aria: raccogliere l'aria da un luogo pulito e utilizzare filtri dell'aria per rimuovere le particelle sospese di grandi dimensioni.
Compressione e pretrattamento dell'aria: il compressore d'aria comprime l'aria a una pressione adeguata, la raffredda e allo stesso tempo rimuove l'umidità per evitare il successivo congelamento o compromettere il funzionamento dell'apparecchiatura.

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Separazione dell'ossigeno

Tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption) (piccola e media scala): l'aria compressa pretrattata entra nella torre di adsorbimento, l'adsorbente assorbe le impurità ad alta pressione, l'ossigeno passa attraverso e l'adsorbente viene depressurizzato e rigenerato dopo la saturazione. Più torri di adsorbimento funzionano alternativamente e il sistema di controllo garantisce la stabilità della purezza e dell'emissione dell'ossigeno.
 

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Purificazione e stoccaggio dell'ossigeno

Purificazione dell'ossigeno: utilizzare filtri fini e dispositivi di adsorbimento per rimuovere tracce di impurità nell'ossigeno per soddisfare i requisiti di purezza della desolforazione del biogas.
Stoccaggio e consegna dell'ossigeno: l'ossigeno purificato viene immagazzinato in serbatoi di stoccaggio di alta qualità e consegnato in prossimità del serbatoio di fermentazione attraverso tubazioni e sistemi di valvole secondo necessità, dotati di apparecchiature di regolazione e monitoraggio del flusso per controllare il volume di iniezione.

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Monitoraggio e adeguamento della qualità

Monitoraggio della qualità dell'ossigeno: analizzatori e sensori sono installati su ciascun collegamento chiave per monitorare la purezza, la pressione e i parametri di flusso dell'ossigeno.
Feedback e regolazione: i dati di monitoraggio vengono restituiti al sistema di controllo. Quando i parametri si discostano, i parametri operativi vengono regolati automaticamente oppure l'allarme richiede un intervento manuale per garantire che la qualità dell'ossigeno soddisfi lo standard.

Perché la produzione di ossigeno per la desolforazione del biogas richiede particolare attenzione al collegamento di raccolta dell'aria?
L’aria è la materia prima per la produzione di ossigeno. Per la produzione di ossigeno per la desolforazione del biogas, la qualità dell'aria nel punto di raccolta è fondamentale. Se l'aria contiene troppa polvere, impurità e sostanze chimiche nocive, ciò influenzerà la purezza e la qualità dell'ossigeno successivo. Ad esempio, troppa polvere potrebbe ostruire i minuscoli pori delle apparecchiature di produzione e impurità e sostanze chimiche dannose potrebbero reagire con l’ossigeno o rimanere nell’ossigeno durante il processo di produzione di ossigeno, il che alla fine influenzerà l’effetto della desolforazione del biogas. Pertanto è necessario garantire che l'aria raccolta sia pulita e ridurre questi fattori sfavorevoli. Ad esempio, una misura necessaria è la filtrazione preliminare di grandi particelle sospese (come sabbia e polvere) attraverso filtri dell'aria.
 

Qual è il ruolo dell'adsorbente nella tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption) per la separazione dell'ossigeno?
Nella tecnologia di adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA), l'adsorbente svolge un ruolo chiave. Quando l'aria compressa pretrattata entra nella torre di adsorbimento dotata di adsorbente (come un setaccio molecolare di zeolite, ecc.), l'adsorbente adsorbe selettivamente i gas impuri come azoto e anidride carbonica ad alta pressione. Questo perché la struttura speciale e le proprietà chimiche dell'adsorbente gli conferiscono una forte capacità di adsorbimento per queste impurità gassose, mentre l'ossigeno può passare agevolmente attraverso la torre di adsorbimento per diventare gas prodotto. Quando l'adsorbente assorbe gas impuri prossimi alla saturazione, l'adsorbente può essere desorbito riducendo la pressione per ottenere la rigenerazione dell'adsorbente, garantire che più torri di adsorbimento funzionino alternativamente e produrre continuamente e stabilmente ossigeno che soddisfi i requisiti per la desolforazione del biogas.
 

Quando la tecnologia di distillazione criogenica viene utilizzata per la produzione di ossigeno su larga scala, come mantenere un ambiente a bassa temperatura?
Nel processo di produzione di ossigeno su larga scala mediante la tecnologia di distillazione criogenica, il mantenimento di un ambiente a bassa temperatura richiede la cooperazione di più collegamenti. Innanzitutto, dopo la compressione e il pretrattamento, l'aria verrà raffreddata fino a raggiungere i -196 gradi (il punto di ebollizione dell'azoto liquido). In questo processo, è fondamentale dotarlo di un sistema di refrigerazione efficiente, in grado di fornire continuamente capacità di raffreddamento a bassa temperatura. Allo stesso tempo, anche le apparecchiature per lo scambio termico sono molto importanti. L'aria viene raffreddata dallo scambio di calore nello scambiatore di calore principale e, durante l'intero processo di distillazione, attraverso una progettazione ragionevole dello scambio di calore, l'apporto di calore e la perdita vengono ridotti per garantire che l'aria liquida possa essere evaporata e condensata più volte nella torre di distillazione in condizioni di bassa temperatura, in modo da ottenere la separazione dell'ossigeno e degli altri gas sfruttando i diversi punti di ebollizione dei componenti nell'aria.
 

Nel processo di purificazione dell'ossigeno, in che modo i filtri fini e i dispositivi di adsorbimento rimuovono le impurità?
Nel processo di purificazione dell'ossigeno, i filtri fini vengono utilizzati principalmente per rimuovere le impurità fisiche. Ha una minuscola struttura porosa all'interno, la cui dimensione può essere controllata con precisione, e può intercettare e rimuovere minuscole particelle rimanenti nell'ossigeno, come eventualmente polvere molto fine. Il dispositivo di adsorbimento utilizza il principio dell'adsorbimento chimico per rimuovere le impurità. Ad esempio, per le impurità quali tracce di acqua, anidride carbonica e idrocarburi, la superficie adsorbente presenta siti attivi specifici. Queste molecole di impurità interagiscono con i siti attivi e vengono adsorbite sulla superficie adsorbente, venendo così rimosse dall'ossigeno, garantendo che l'ossigeno raggiunga l'elevata purezza richiesta dal processo di desolforazione del biogas.

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