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Instalación de una unidad de desulfurización de Biogás en una EDAR.

Caso de Estudio: EDAR de Chania (Grecia)

2021-10-04 11:30:04

La tecnología de Bioconservacion fue la adjudicataria del concurso público lanzado en 2015 para el diseño, ejecución y construcción de una unidad de desulfuración de biogás en la estación depuradora de aguas residuales de Chania, Grecia.

Con una población de más de 100.000 habitantes, Chania es el segundo municipio más grande de la isla griega de Creta. Su planta de tratamiento de aguas residuales está compuesta por decantadores primarios y secundarios, dos reactores biológicos y cuatro digestores anaeróbicos para producir biogás.

Esta planta de tratamiento de aguas residuales ha sido diseñada para optimizar la integración energética utilizando la combustión del biogás producido en un motor de cogeneración (calor y electricidad). El calor producido por el motor se utiliza tanto para precalentar el lodo en los digestores como para secar el digestato de salida.

Estas medidas garantizan la máxima eficiencia energética, pero requieren una purificación adecuada del biogás para proteger los motores de combustión interna. concretamente, la concentración de H2S necesita ser reducida de 2000 ppm a prácticamente cero para proteger las partes metálicas de la corrosión, y por lo tanto, maximizarla vida útil del motor.

La solución diseñada por Bioconservacion fue propuesta en colaboración con la firma griega de ingeniería DIMTECH y fue elegida por la dirección de la EDAR de Chania debido a sus ventajas frente a otros equipos de desulfuración de biogás actualmente disponibles, a destacar:

  • Capacidad de adsorción de H2S muy alta: 45% en peso (10 ciclos).
  • Pérdida de carga extremadamente baja a través de los lechos fijos.
  • Excelente rendimiento incluso en ausencia de O2.
  • Las cantidades moderadas de compuestos orgánicos volátiles y de CO2 no afectan al funcionamiento óptimo del producto.
  • Fácilmente regenerable hasta 10 veces simplemente circulando aire ambiente a través de los lechos
  • Requisitos de mantenimiento extremadamente bajos.

 

La unidad está compuesta por dos lechos fijos montados en paralelo y configurados para trabajar con las medias filtrantes BION Sigma, altamente eficientes, de una forma completamente autónoma y segura.

Un PLC para máquinas integrado en los armarios de control, que maneja más de 30 señales de control de entrada / salida, permite el funcionamiento completamente automático en todos los modos de trabajo (operación, inertización, regeneración y parada / bypass). La entrada de consignas se realiza desde una pantalla táctil de 10" y la supervisión también se puede realizar de forma remota, desde un PC en la oficina o incluso a miles de kilómetros, gracias a un puerto de Internet incorporado en el PLC. Esta característica fue ampliamente utilizada por los ingenieros de Bioconservacion durante el período de evaluación.

La planta comenzó a operar a partir de 2016 y las pruebas de evaluación de rendimiento duraron 6 meses. Al final de este tiempo, una delegación de personal técnico de BION realizó la puesta en marcha final y la planta fue oficialmente puesta en servicio y entregada satisfactoriamente al cliente.

Con la misma tecnología y método de puesta en marcha, se pueden obtener excelentes resultados en cualquier aplicación que requiera purificación de biogás (combustión de biogás de vertedero y/o digestión anaeróbica, cogeneración, concentración de biogás e inyección de bio-metano en la red), garantizando el rendimiento final del sistema. 

 

En nuestro blog...

Eliminación eficaz del H2S en biogás

El coste de la eliminación de H2S del biogás implica mucho más que el coste de la media. El uso de una media con una mayor capacidad de absorción da lugar a menos sustituciones de medios, lo que significa un ahorro en la cantidad de media anual utilizada, menos reemplazos y menos costes anuales de gestión de residuos.   Con BION CARB BG, la humedad relativa ya no será un problema La humedad relativa en las instalaciones de biogás puede variar sustancialmente dependiendo de las condiciones de la planta. El carbón catalítico BION CARB BG está diseñado para trabajar en condiciones óptimas con humedades relativas entre el 30% y el 95% convirtiéndolo en un producto muy versátil.   Alto poder de eliminación de H2S al mejor precio El H2S es un gas corrosivo que genera grandes desperfectos en las instalaciones. BION CARB BG tiene una capacidad de eliminación del H2S de hasta un 50% en peso, lo que la hace altamente rentable respecto otras alternativas presentes en el mercado.   Gran capacidad de absorción Trabajar con un producto que tenga hasta un 50% de capacidad de absorción es sinónimo de mejoras significativas en el OPEX ya que se rebajan los costes asociados al reemplazo de la media como: -       Coste de operarios -       Coste de reemplazo -       Coste de tratamiento -       Consumo de gas inerte -       Coste de paradas de planta en caso de que haya un solo depósito  

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Protege las instalaciones de biogás y reduce los costes de mantenimiento

La conversión del biogás en energía verde, no solo es respetuosa con el medio ambiente, sino que también contribuye a la optimización de los recursos naturales. Cada vez son más las industrias que disponen de estaciones de biogás para aprovechar residuos que se generan en las instalaciones de estas características contribuyendo así a generar una economía circular donde se explotan todos los recursos disponibles.   Las plantas de biogás necesitan eliminar las impurezas antes de derivarlo hacia su uso final (upgrading o motores de cogeneración). En el caso del upgrading la necesidad de purificación es elevada debido a las estrictas condiciones requeridas de pureza del metano.   La media BION asegura una eliminación eficaz de las impurezas en un 99,5% de eficacia.   Las medias BION: Protegen y mantienen el compresor evitando la aparición de atmósfera corrosiva en su interior Protegen las membranas contra la suciedad o bloqueo de los poros Tienen muy alta capacidad de adsorción Están especialmente diseñadas para dar un alto rendimiento en ambientes con bajos índices de oxígeno Protegen y mantienen las instalaciones Esto se traduce en una reducción de costes operativos, de mantenimiento y aumento de la vida útil del absorbente o adsorbente.   Las soluciones de purificación BION para biogás son la inversión con mayor retorno porque Eliminan gases contaminantes antes de que cause danos irreversibles en las membranas, compresores o equipos de cogeneración Permiten cumplir con los requisitos de entrada de inyección de biometano en la red Alarga la vida útil de la etapa de pretratamiento reduciendo los costes de funcionamiento Evitan el tiempo de inactividad previniendo costosas reparaciones inesperadas Eliminan TODOS los contaminantes habituales a parte del H2S.  

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Desulfuración de Biogás en la ETAR do Norte (Portugal)  

La Estación de Tratamiento de Aguas Residuales (ETAR) do Norte es una de las más grandes de la región central de Portugal, dando servicio a diversos municipios. La infraestructura está ubicada en la zona de Coimbra, Leiria, ocupando 6 hectáreas de tierra; recibe efluentes de unos 250.000 habitantes de diversos municipios.   Tiene capacidad para tratar diariamente unos 38.000 m3 de aguas residuales, de los cuales 77% son domésticos, 18% provenientes de la industria y el 5% son otro tipo de efluentes.   El biogás resultante del tratamiento, es aprovechado como combustible para una central de cogeneración, donde se maximiza la recuperación energética a través de una producción combinada de calor y electricidad.  La energía térmica se utiliza para la calefacción de los digestores de lodos, del edificio y del agua caliente sanitaria. La energía eléctrica producida, que puede alcanzar una potencia de 1,2 MW, se vende a la red eléctrica nacional.   Desulfuración de Biogás   Para el reaprovechamiento energético del biogás se empleaba limaduras de hierro, uno de los métodos tradicionales más ampliamente extendido. Sin embargo, los altos costes de obra y la baja eficacia obtenida hicieron que Simlis buscara otras tecnologías que mejoraran su proceso.   Como alternativa, BION conjuntamente con su distribuidor en Portugal, Equifluxo planteó el uso de BION Fe, media filtrante regenerable con aire ambiente, capaz de alcanzar una capacidad de eliminación de H2S de hasta 45% p/p. El uso de esta media aportaría las siguientes ventajas respecto a las limaduras de hierro:   Ahorrar añadir una solución de cloruro de hierro como etapa previa a la desulfuración. Reducir el número de cambios de media debido a su alta capacidad de desulfuración (45% p/p del BION Fe frente al 12% p/p de las limaduras de hierro). Alcanzar eficiencias más altas. Reducir el consumo energético debido a los bajos valores de pérdida de carga generados. En función de la composición final del producto gastado y de las regulaciones de cada país, BION Fe podría ser incluso recuperable. Por otro lado, la eliminación del agua del biogás, además de servir para favorecer el funcionamiento óptimo del BiON Fe, tiene otras ventajas. El secado del gas permite optimizar el proceso de combustión en el motor de cogeneración, alcanzando valores entre un 2 y un 5% más de generación de energía; aumenta la eficiencia del motor y reduce el consumo de gas/combustible; permite reducir la contaminación de aceite del motor con el condensado, alargando el tiempo de vida del aceite de 400-500 horas hasta 2000-3000 horas. Finalmente destacar que en el caso de tratar biogás con siloxanos, esta etapa de deshumidificación ayudará a disminuir levemente la concentración de algunos de estos compuestos tan recalcitrantes.   Solución Bioconservacion  BION diseñó un reactor para el tratamiento de un biogás con las siguientes características:   Caudal: 25 m3/h Rango de Temperaturas: 35-40 ºC Humedad relativa: 95-99 % Composición: CH4 66 %, CO2 30 %, H2S 2500 ppm Para llevar a cabo la desulfuración de Biogás, Bioconservacion/Equifluxo diseñaron un equipo muy versátil con doble pared de fibra de vidrio para reducir los efectos de la condensación, con un plenum que evita la generación de caminos preferentes y por consiguiente el aprovechamiento de toda la media, así como la generación de altos valores de pérdida de carga.    Durante un periodo de 12 meses, Bioconservacion/Equifluxo realizaron un seguimiento exhaustivo de los resultados del equipo, con visitas técnicas cada 45 días durante los primeros 3 meses y posteriormente cada 3 meses.   Los resultados obtenidos fueron muy positivos alcanzando eficiencias por encima del 99%, permitiendo un completo aprovechamiento del poder energético del Biogás (Figura 2).   Figura 2. Evolución de la concentración de H2S a la entrada/salida del reactor en el tiempo. 

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