HRS Biogas Applications

Digestión Anaeróbica (AD) y Biogás

El biogás es un combustible gaseoso que contiene grandes cantidades de metano (biometano) que se produce por la digestión anaeróbica del material biológico bajo condiciones controladas.

DIGESTIÓN ANAERÓBICA Y BIOGÁS

Al igual que el biogás, la digestión anaeróbica (AD) también produce un subproducto llamado digestato, que puede ser un sólido, un líquido o una combinación de ambos.

HRS Heat Exchangers diseña intercambiadores de calor y otros sistemas que son utilizados en el proceso de digestión anaeróbica, incluyendo:

  • Enfriamiento de gases de escape y recuperación de energía
  • Calentamiento de la materia prima biológica (feedstock) y/o del fango
  • Pasteurización de fango/digestato
  • Concentración y evaporación del digestato
  • Hidrólisis térmica para intensificar la producción de gas

ENFRIAMIENTO DE GASES DE ESCAPE

El enfriamiento y la recuperación del calor procedente de los gases de escape puede incrementar la eficiencia de las plantas de cogeneración de calor y electricidad (CHP), utilizadas para generar electricidad mediante biogás. Los intercambiadores de calor HRS Serie G con tubos corrugados recuperan la energía de los gases de escape para que puedan utilizarse en otras partes de la planta, incluyendo la alimentación y el calentamiento del digestor, la pasteurización y la concentración del digestato.

CALENTAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA BIOLÓGICA Y EL DIGESTATO

El contenido del digestor debe calentarse y mantener la temperatura ideal para que la bacteria funcione. El precalentamiento de la materia prima antes de incorporarla al digestor reduce la cantidad de calor necesaria en el propio digestor y mejora la eficiencia general del proceso.

Para estas aplicaciones, HRS recomienda los intercambiadores de calor Serie DTI, de doble tubo. El tubo interior está corrugado, lo que eleva el nivel de transferencia térmica, sin el riesgo de obstrucción característico de los intercambiadores de calor en espiral, además de asegurar el funcionamiento en continuo en un ambiente difícil.

PASTEURIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA BIOLÓGICA O DEL DIGESTATO

Cuando la legislación o las exigencias de calidad lo requieran, para controlar los patógenos del digestato (por ejemplo, cuando se tratan subproductos animales o para obtener un digestato según estándares globales de calidad), puede ser necesaria la pasteurización en algún momento del proceso de digestión anaeróbica. Además, los operadores de plantas AD identifican cada vez más la pasteurización como una forma de demostrar la calidad de su digestato y así aumentar su valor.

Los sistemas HRS DPS (Sistemas de Pasteurización de Digestato) se han diseñado para materia prima difícil de tratar y maximizar la eficiencia energética, independientemente de si la materia prima se pasteuriza antes de la digestión o después de que el digestato haya pasado por el proceso de AD.

 

CONCENTRACIÓN Y EVAPORACIÓN DEL DIGESTATO

Después de la digestión y producción del biogás, el digestato normalmente se separa mecánicamente en dos fases, una sólida y otra líquida (en la líquida normalmente es tratado como aguas residuales para convertirlo en un producto de valor) y puede ser utilizado como fertilizante biológico, dependiendo si la materia prima es rica en fertilizantes básicos (NPK), aunque las dos fases presenten requerimientos diferentes respecto de su almacenaje y manipulación.

En algunos casos, los gestores de biogás tendrán que pagar a los gestores de residuos para que se hagan cargo de la eliminación del digestato, lo que implica un costo adicional.

El sistema HRS DCS (Sistema de Concentración de Digestato) aplica un proceso de evaporación para concentrar el digestato. Esto significa que, con independencia de su importancia como producto para la venta, el hecho de reducir su volumen implica una reducción de costes de almacenamiento, transporte, de uso del producto y de su retirada

En un proceso de evaporación de múltiple efecto, el volumen del digestato puede reducirse hasta el 80%. Al mismo tiempo, a diferencia de los secadores de digestato convencionales, el sistema HRS DCS aumenta la disponibilidad de nutrientes de los cultivos. La recuperación de energía para su uso en posteriores fases de concentración aumenta la eficiencia y la reutilización de agua en otras partes de la planta de AD evita vertidos adicionales al medio ambiente.

HIDRÓLISIS TÉRMICA PARA INTENSIFICAR LA PRODUCCIÓN DE BIOGÁS

HRS ha desarrollado un proceso en continuo para la hidrólisis térmica de los lodos del digestor. Este proceso engloba un tratamiento térmico de 160-170°C de los fangos. Un paso de explosión de vapor puede incluirse para una eficiencia extra. El tratamiento térmico cambia la estructura de las células que componen el fango. Las barreras de lignina se rompen, así como las cadenas de hemi-celulosa, formándose azúcares libres, que son más fáciles de digerir por las bacterias.

En consecuencia, se reduce el periodo de tiempo de residencia requerido. El uso del intercambiador de superficie rascada Serie Unicus limpia la pared de los tubos constantemente y hace posible el tratamiento térmico en continuo.

SISTEMA DE DESHUMIDIFICACIÓN DE BIOGÁS

La Serie HRS BDS es una solución eficiente para enfriar y secar el biogás usado para la combustión, mediante la condensación y separación continua de hasta el 90% del agua contenida en el biogás, separándolo de forma continua antes de que el biogás esté listo para su consumo. Este proceso es necesario en todas las plantas de bioenergía donde se emplee biogás como combustible en motores de cogeneración.

Se puede incluir la recuperación de calor como una opción, reduciendo los costes de energía hasta un 20%. El gas frío a 5°C se usa para pre enfriar el gas entrante a 40°C, mientras se eleva la temperatura del gas deshumidificado a unos 36°C antes de su aplicación. Se incluye un enfriador para proporcionar la energía necesaria en el proceso.

El sistema BDS es un equipo completo en bastidor, con sistema de control listo para funcionar.

 

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