Generador de biogás de descarbonización y purificación BAM

Descarbonización y Purificación de Biogás

I. Principios de la purificación de biogás
Descripción general: El biogás crudo generalmente consta de 55%–65% CH₄ y 35%–45% CO₂, junto con impurezas como H₂S, vapor de agua, siloxanos y polvo. La descarbonización implica eliminar el CO₂ para aumentar la concentración de metano a ≥96%, cumpliendo con los estándares para biometano de calidad de tubería o gas natural comprimido (GNC) para vehículos. El flujo completo del proceso es: Biogás crudo → Pretratamiento (eliminación de polvo, enfriamiento, desulfuración y deshidratación) → Descarbonización y purificación → Biometano terminado (con CO₂ como subproducto).

II. Flujo de proceso
Biogás crudo → Pretratamiento (desulfuración, eliminación de polvo, deshidratación y eliminación de siloxano) → Presurización → Sistema de torre PSA (adsorción por cambio de presión) → Biometano terminado (metano ≥96%)

III. Adsorción por cambio de presión (PSA) para la descarbonización y purificación de biogás

Principio:

PSA es un proceso de separación física que opera a temperatura ambiente y utiliza adsorbentes de tamiz molecular. Aprovecha la diferencia en la capacidad de adsorción entre las moléculas de CO₂ y metano en el adsorbente:

1. Adsorción a alta presión: el biogás pretratado se presuriza y se alimenta a una torre de adsorción. El CO₂ es adsorbido selectivamente por los tamices moleculares, mientras que el metano, que no es adsorbido, pasa como gas producto.

2. Desorción/regeneración a baja presión: Una vez que el adsorbente alcanza la saturación, se reduce la presión en la torre. El CO₂ se desorbe y se descarga, restableciendo la capacidad del adsorbente.

3. Operación cíclica de múltiples torres: mediante el cambio automatizado de válvulas de control en múltiples torres de adsorción, el sistema garantiza la producción continua de biometano. Todo el proceso opera a temperatura ambiente, sin requerir calentamiento externo ni agentes químicos. Proceso

Ventajas:

1. No se utilizan ni generan productos químicos ni aguas residuales de proceso, lo que garantiza un alto respeto al medio ambiente y elimina la necesidad de instalaciones auxiliares de tratamiento de aguas residuales.

2. El control PLC totalmente automatizado con conmutación de válvulas programables permite una supervisión manual mínima y un funcionamiento continuo a largo plazo.

3. Funciona a temperatura ambiente sin necesidad de vapor u otras fuentes de calor externas, lo que simplifica la configuración general del sistema.

4. El diseño modular montado sobre patines garantiza un tamaño compacto, un tiempo de instalación corto y la idoneidad para la implementación en contenedores.

5. Produce metano de alta pureza que cumple consistentemente con los estándares para biometano inyectado en la red, combustible para calderas y gas natural comprimido (GNC) para vehículos.

6. Alto grado de abastecimiento de componentes nacionales (locales), fácil mantenimiento y bajos costos operativos.

Características del proceso:

1. Alta eficiencia de purificación y calidad superior del gas: a través de una relación de adsorción de tamiz molecular optimizada y un proceso cíclico de múltiples torres, el sistema logra de manera confiable una pureza de metano de ≥96% y una tasa de recuperación de metano de ≥96%. El biometano resultante tiene una calidad estable y cumple plenamente con los estándares para inyección a red, GNC vehicular y aplicaciones de combustible industrial.

2. Amplio rango operativo y alta versatilidad: El equipo cubre capacidades de procesamiento desde 100 hasta 6.000 m³/h. Funciona a temperatura ambiente con una presión de trabajo de 0,4 a 1,0 MPa (manométrica), y no requiere sistemas auxiliares como vapor o refrigeración, lo que lo hace adecuado para proyectos de biogás de todas las escalas: grandes, medianas y pequeñas.

3. Ajuste de carga flexible y funcionamiento continuo durante todo el año: Equipada con un sistema de conmutación programable inteligente, la unidad permite un ajuste de carga entre el 30% y el 110% de su flujo nominal. Es altamente adaptable a escenarios con fluctuaciones significativas en la producción de biogás o fuentes de gas inestables, lo que garantiza un funcionamiento seguro, estable e ininterrumpido durante todo el año, cumpliendo con los requisitos de una producción industrial continua.

4. Diseño estructural científico con un tamaño compacto: el sistema utiliza un diseño integrado modular montado sobre patines. Con un diseño de proceso lógico y eficiente, el equipo presenta un alto grado de integración y tuberías bien organizadas, lo que reduce efectivamente el espacio requerido. Esto facilita una instalación conveniente en el sitio y acorta los plazos de construcción, lo que lo hace muy adecuado para proyectos con limitaciones de espacio.

Garantías de rendimiento: Pureza del metano ≥96%, tasa de recuperación de metano ≥96%; admite un amplio rango de ajuste de carga del 30 % al 110 %, funcionamiento totalmente automatizado, capaz de funcionar de forma continua durante todo el año, tamaño compacto y diseño que ahorra espacio.


IV. Elementos esenciales de seguridad

1. El biogás es altamente inflamable y explosivo; todo el sistema debe incluir purga de gas inerte, detección/alarmas de gas combustible y apagallamas.

2. Los niveles de oxígeno deben controlarse estricta y automáticamente para evitar el riesgo de explosión.

3. La unidad de desulfuración debe colocarse aguas arriba para proteger el equipo de descarbonización (eliminación de CO2) aguas abajo.


V. Industrias y escenarios aplicables

Industrias aplicables
1. Ganadería y Avicultura: Granjas porcinas, lecheras, avícolas, etc., a gran escala, que utilizan biogás generado a partir de la fermentación anaeróbica de estiércol y residuos.

2. Tratamiento de residuos de alimentos/residuos de cocina: Instalaciones de procesamiento centralizado de residuos de alimentos y cocina, que utilizan digestión anaeróbica para producir biogás a partir de materia orgánica.

3. Tratamiento de Residuos Sólidos: Recuperación de gases de vertedero, tratamiento de lodos municipales y proyectos de valorización de recursos de paja o residuos agrícolas/forestales.

4. Aguas residuales orgánicas de alta concentración: industrias como las de procesamiento de alimentos, cervecería, producción de almidón y productos farmacéuticos, donde las aguas residuales de producción se someten a una fermentación anaeróbica para generar gas.

5. Aprovechamiento Integrado de Residuos Orgánicos (Parques Industriales/ Regiones): Parques industriales regionales de biogas natural.

Escenarios aplicables

1. El proyecto no genera aguas residuales de proceso y requiere una huella física pequeña.

2. Capaz de manejar fluctuaciones en el flujo de biogás, con un amplio rango de ajuste de carga (30%-110%) y la capacidad de operar continuamente durante todo el año.

3. El biometano resultante se puede utilizar como combustible para calderas industriales, en sistemas distribuidos combinados de calor y energía (CHP) o como gas natural comprimido (GNC) para vehículos.

4. Admite la operación automatizada y solo requiere un técnico en el sitio para mantenimiento y supervisión.

5. No requiere una fuente de calor de vapor externa ni un sistema de dosificación de químicos.


VI. Configuración del equipo

Montado sobre patines: integra torres de adsorción, tuberías y un sistema de control automatizado; prefabricado en fábrica y izado en su posición in situ.

En contenedores: se puede configurar como una unidad montada en contenedores, lo que facilita la instalación en exteriores.