Tóm tắt nhanh: Nhà máy biogas biến chất thải hữu cơ thành khí sinh học bằng tiêu hóa kỵ khí, và khí nén phục vụ điều khiển van, khuấy trộn, vận hành thiết bị xử lý khí và hệ phụ trợ trong môi trường vừa ẩm, vừa có hydro sunfua ăn mòn, vừa có mùi. H2S ăn mòn thiết bị không được bảo vệ nhanh hơn nhiều so với môi trường bình thường, và khí ẩm làm van kẹt dần trong hệ tiêu hóa chạy liên tục. Bài này trình bày cách thiết kế hệ khí cho nhà máy biogas theo từng khu vực, từ bể tiêu hóa tới hệ làm sạch khí và phát điện, và những điểm vận hành giúp nhà máy chạy ổn định qua nhiều năm.

Một nhà máy biogas từng mất nhiều ngày để tìm nguyên nhân van điều khiển bể tiêu hóa phản ứng chậm dần. Đội bảo trì thay van, van mới chạy tốt vài tuần rồi lại chậm dần, cho tới khi có người kiểm tra khí cấp và phát hiện hơi ẩm cộng với H2S đã ăn mòn bề mặt trong của van cũ và đang ăn mòn van mới theo cùng một cách. Thay van mà không sửa khí và không bảo vệ chống H2S là sửa triệu chứng, và nhà máy đó đã trả giá bằng nhiều lần thay van trước khi sửa đúng chỗ.

Máy nén khí trục vít công nghiệp
Máy nén khí trục vít công nghiệp

QiAir là nhà sản xuất và nhà cung cấp máy nén khí trục vít của Trung Quốc, cung cấp máy nén cho khách năng lượng sinh học và xử lý chất thải. Với nhà máy biogas, chúng tôi luôn kiểm tra nồng độ H2S và độ ẩm thực tế tại khu vực đặt thiết bị trước khi tính máy, vì hai yếu tố này quyết định vật liệu và tuổi thọ của toàn bộ hệ khí.

Bể tiêu hóa và khuấy trộn: khí điều khiển trong môi trường ẩm và H2S

Bể tiêu hóa kỵ khí chạy liên tục trong nhiều tuần, với van điều khiển cấp liệu, xả bã, điều khiển nhiệt độ và hệ khuấy trộn giữ cho vi sinh tiếp xúc đều với nguyên liệu. Khí nén điều khiển các van này phải khô và sạch, đồng thời van, đường ống và phụ kiện trong khu vực bể phải chọn vật liệu chịu được H2S, thay vì dùng vật liệu tiêu chuẩn của xưởng chung. H2S ăn mòn kim loại, làm giòn gioăng và gây rò rỉ tăng dần, và rò rỉ khí trong khu vực có mùi và khí sinh học còn làm tăng nguy cơ an toàn cho tổ vận hành.

Phòng máy nén nên tách khỏi khu vực bể tiêu hóa, lấy khí hút từ nơi sạch và ít H2S nhất, vì khí hút chứa H2S sẽ làm dầu máy nén xuống cấp nhanh và lọc khí tắc sớm. Lịch kiểm tra rò rỉ khí trong khu vực bể nên gắn với lịch kiểm tra an toàn khí sinh học chung của nhà máy, vì một điểm rò nhỏ vừa tốn khí vừa là dấu hiệu ăn mòn đang tiến triển. Cảm biến H2S tại phòng máy và khu vực đặt van là biện pháp an toàn không thể thiếu, không phải là lựa chọn thêm.

Làm sạch khí, tách CO2 và phát điện: khí ổn định giữ chất lượng biogas và nhịp phát điện

Biogas thô sau bể tiêu hóa chứa metan, CO2, H2S và hơi nước, và hệ làm sạch khí dùng khí nén cho van điều khiển, vận hành thiết bị tách và hệ đo chất lượng khí. Van phản ứng chậm do khí ẩm hay ăn mòn sẽ làm chất lượng khí sau làm sạch dao động, ảnh hưởng tới động cơ phát điện hoặc hệ nâng cấp thành biomethane. Động cơ phát điện chạy bằng biogas cũng cần khí nén cho khởi động, điều khiển và hệ phụ trợ, và khí khởi động thiếu áp sẽ làm động cơ khởi động khó, tăng mài mòn và giảm tuổi thọ.

Khí cho khu vực làm sạch và phát điện nên có đường riêng và van điều áp riêng, tách khỏi khí cho bể tiêu hóa, để đỉnh tiêu thụ khi khởi động động cơ không làm tụt áp van điều khiển của bể đang chạy. Bình đệm gần khu vực phát điện giúp làm phẳng đỉnh tiêu thụ ngắn khi khởi động, và cảm biến áp suất tại khu vực này sẽ cho thấy ngay khi hệ thống bắt đầu thiếu khí, trước khi động cơ khởi động thất bại và nhà máy mất sản lượng điện.

  • Chọn vật liệu chịu H2S cho van, đường ống và phụ kiện khu vực bể tiêu hóa.
  • Tách phòng máy khỏi khu vực bể, lấy khí hút từ nơi sạch và ít H2S nhất.
  • Tách đường khí khởi động động cơ khỏi đường khí van điều khiển bể tiêu hóa.

Mùi, ăn mòn và dự phòng: nhà máy biogas không dừng được như nhà máy theo mẻ

Bể tiêu hóa kỵ khí không thể dừng tùy tiện như dây chuyền theo mẻ, vì dừng cấp liệu và khuấy trộn sẽ làm vi sinh suy yếu và mất nhiều ngày để khôi phục. Vì vậy hệ khí cho nhà máy biogas cần dự phòng thật sự: hai máy chia tải hoặc máy dự phòng sẵn sàng, kèm sấy và lọc dự phòng, để một máy hỏng không làm dừng van điều khiển của bể. Máy dự phòng phải được chạy thử định kỳ, vì máy nằm chờ trong môi trường ẩm và H2S có thể hỏng mà không ai biết.

Khi đặt hàng từ nhà cung cấp Trung Quốc, hãy gửi nồng độ H2S, độ ẩm, số bể tiêu hóa, nhịp cấp liệu và chiều dài đường ống tới điểm xa nhất. Những thông số này quyết định vật liệu, sấy, lọc và dự phòng, và là căn cứ để nhà cung cấp tính đúng máy cho nhà máy biogas của bạn. QiAir tính cấu hình cho khách biogas dựa trên bản đồ dùng khí thật của nhà máy, để hệ khí vừa đủ cho giờ cao điểm vừa chịu được H2S và độ ẩm nhiều năm.

Câu hỏi thường gặp

H2S ảnh hưởng tới hệ khí nén nhà máy biogas thế nào?

H2S ăn mòn van, đường ống và gioăng, làm rò rỉ tăng dần và van phản ứng chậm. Cần chọn vật liệu chịu H2S và tách phòng máy khỏi khu vực bể tiêu hóa.

Vì sao nhà máy biogas cần khí khô cho van bể tiêu hóa?

Vì khí ẩm cộng với bụi và H2S làm van kẹt dần, gây sai lưu lượng cấp liệu và xả bã, ảnh hưởng tới vi sinh và sản lượng khí.

Nhà máy biogas nên dự phòng khí nén ra sao?

Nên có hai máy chia tải hoặc máy dự phòng sẵn sàng, vì bể tiêu hóa không dừng tùy tiện được và dừng khí có thể làm vi sinh suy yếu, mất nhiều ngày khôi phục.

Bài viết liên quan

QiAir là nhà sản xuất và nhà cung cấp máy nén khí trục vít của Trung Quốc. Nếu bạn đang tìm mua máy nén khí trục vít từ Trung Quốc — cho nhà máy, nhà máy dệt, công trường xây dựng hay dây chuyền sản xuất mới — hãy liên hệ QiAir để nhận báo giá theo nhu cầu thực tế, số liệu hiệu năng rõ ràng và hỗ trợ xuất khẩu.