el gas renovable: retos y oportunidades
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El gas renovable: retos y oportunidades.
Planta de producción de Biometano
UNIDAD MIXTA EDAR Bens.
02/10/2018
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EDAR BENS: Upgrading
Aumentar el conocimiento sobre la producción de biometano para su inyección a red lo que permite su uso en los sectores residencial, industrial o vehicular y siendo un claro ejemplo de economía circular.
Cofinanciado HASTA 40% por:• Unión Europea en el marco del
Programa Operativo FEDER Galicia 2014-2020
• Axencia Galega de Innovación (GAIN)
OBJETIVO
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EDAR BENS: Upgrading
Localización
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EDAR BENS: Upgrading
Localización
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
Calidad de Biogás
NOMINAL DISEÑO
CH4 52.3 50-55 % vol
CO2 46 44-47 % vol.
O2 0.2 0.1-0.5 % vol.
N2 1.5 <1-2 % vol.
H2S 300 37-300 ppmv
Siloxanos 10 2-20 mg/Nm3
H2O saturado saturado %vol
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EDAR BENS: Upgrading
La calidad requerida al biometano para inyección a red en España se especificaba en el PD-01 de las NGTS.
Calidad Biometano
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EDAR BENS: Upgrading
Publicada propuesta de borrador del PD-01 permite inyectar BM con 1%O2 si punto de rocío de agua no supera los -8 ºC y la red tiene presión ≤ 16 bar y 0,3%O2 para presión >16 bar. Además desaparece el 95% mínimo de CH4 requerido.
Calidad Biometano
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EDAR BENS: Upgrading
Digestión
anaerobia.
EDAR
BENS
UPGRADING
Separación con
Membranas
▪CH4 50-55 %
▪CO2: 44-47%
▪H2S: hasta 300 ppm
▪Siloxanos 0-20
mg/Nm3
▪Otros: amonio, etc
Inyección a red
Biometano
▪CO2 ≤ 2 %
▪CH4 ≥ 95%
▪H2S ≤ 5 mg/Nm3
▪Siloxanos ≤ 10 mg/Nm3
▪Resto parámetros
según normativa
60 Nm3/h (5 GWh/año)100 Nm3/h
Biogás
Dióxido de
carbono
Vapor de agua
H2S
Amonia (NH3)
Otros
Bio
gás Biometano
▪CO2 ≥ 99 %
Proceso
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EDAR BENS: Upgrading
Ventajas de Membranas:
• Operación Sencilla• Alta recuperación de metano• Pureza y caudal de BG puede variar.• Alta pureza de CH4 en BM (>96%)• Parcial eliminación de O2 en BM• Menores costes de instalación para tamaño
requerido• Modular. Rápida instalación y puesta en
marcha (plug&play)
Tecnología: Membranas
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EDAR BENS: Upgrading
Sistema de membranas integrado por tres etapas para lograr mayor recuperación de CH4 (>99%), patentado por EVONIK.
• Con 3 etapas recuperación de CH4 >99%
• Con 2 etapas recuperación de CH4 alrededor del 90%
Tecnología: Membranas
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EDAR BENS: Upgrading
36 Plantas de Upgrading y 11 Plantas en construcción.
Tecnólogo
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EDAR BENS: Upgrading
REFRIGERACIÓN
Y SOPLANTE
COMPRESIÓN
MEMBRANAS
INYECCIÓN A
RED
UPGRADING
FILTRACIÓN
PRETRATAMIENTO
Etapas principales proceso
Gasinera
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EDAR BENS: Upgrading
CHILLER
FILTROS
O2
COMPRESOR
REFRIGERACIÓN
BIOGAS
SOPLANTE
ETAPA 1
BIOMETANO
ETAPA 2
ETAPA 3
OFFGAS
UPGRADING
Etapas principales proceso
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EDAR BENS: Upgrading
Diagrama proceso
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EDAR BENS: Upgrading
• Monitorización continuo de O2 y de H2S cada 30 min
• Sistema de válvulas de seguridad para evitarsobrepresiones
• Dos filtros de carbon activo en serie para eliminar:
➢ VOCs ➢ H2S➢ Siloxanos
Filtros de Carbón Activo
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EDAR BENS: Upgrading
• AV500 regula presión en R1, R2 y P2 controlando CO2 en BM
• Si calidad de BM es incorrecta, AV550 recircula rechazo al compressor y aumentaligeramente presión en sistema. Al cabo de un tiempo predeterminado sí no se consigue calidad de BM la planta pararía.
• AV550 además protege de sobrepresiones
• AV610 regula presión enetapa 3 controlando CH4 enOffgas (P3) y retornando el R3 al compressor.
• P2 se recircula a soplante.• V430 bypass etapa 3
Funcionamiento: Proceso upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
✓ Controles a la entrada: P, Tª y punto de rocío agua del BG + R3✓ Modos ajuste regulación de velocidad del compressor :
• Mantener nivel BG en gasómetro• Mantener caudal BG entrada Upgrading• Mantener caudal de BM a producir• Mantener nivel BM en Sistema de Inyección a red
✓ Control BG comprimido:• Refrigeración (control DWP)• Eliminación de condensado• Control de Tª (recalentado)• Filtrado trazas HC y partículas
finas
Funcionamiento: Compresor de biogás
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EDAR BENS: Upgrading
✓ Monitorización del BM producido:
• MT500: punto de rocío de agua• PT500: 10-15 bar• FT500• TT500
• V502 calidad: CH4, CO2, O2, H2S• Parámetro de control: CO2
Condiciones y calidad Biometano
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EDAR BENS: Upgrading
➢ Proceso mediante PLC y SCADA.
➢ Calidad del biogás y biometano:❑ Multi-analizador ADOS para Biogás• Biogás bruto: CH4, CO2, O2, H2S (cada 30´)• Biogás pretratado :H2S (cada 30´)• Offgas:CH4
❑ Multi-analizador UNION para Biometano• Biometano: CH4, CO2, O2, H2S
❑ Punto de rocío de agua • Biogás pretratado• Biometano
Monitorización
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EDAR BENS: Upgrading
Equipos incluidos:• Chiller • Tanque buffer (3 bar)• Bomba de circulación• Cambiadores de calor (del compressor y del biogas)
Sistemas Auxiliares: Chiller
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EDAR BENS: Upgrading
❑ Sistema de aire comprimido de instrumentos❑ Aire acondicionado de sala de control❑ Medidas de seguridad:
➢ Detectores LEL y humo tanto en sala de control como de proceso➢ Ventilación de la sala de control y proceso (2 ATEX) ➢ Alarmas acústicas y visuales
Sistemas auxiliares
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EDAR BENS: Upgrading
❑ Consumidores principales:➢ Compresor de Biogás: 40 kW (PI)➢ Chiller: 4,2 kW (PI)➢ Soplante: 3,2 kW (PI)➢ Compresor aire instrumentos: 2,5 kW (PI)➢ Aire acondicionado: 1 kW (PI)
*a verificar en prueba de garantía
Potencia instalada y Consumo eléctrico
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EDAR BENS: Upgrading
✓ Diseño y fabricación del Upgrading hasta Recepción de la planta en obra: 10 meses(indicado en oferta <7 meses)
✓ Construcción obra civil e interconexiones mecánicas y eléctricas: 1 mes
✓ Montaje: 1 semana con interconexiones
❑ Puesta en marcha: 2 semanas (máximo esperado)
❑ Pruebas: 2 semanas
Plazos ejecución
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EDAR BENS: Upgrading
UPGRADING: ✓ Diseño✓ Construcción✓ Montaje❖ Puesta en marcha y pruebas: Octubre 2018
❖ Operación: Octubre 2018
SISTEMA DE INYECCIÓN A RED➢ Diseño: en proceso ❖ Construcción ❖ Montaje❖ Puesta en marcha y pruebas❖ Operación
Situación del Proyecto y próximos pasos
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Muchas gracias© Copyright Nedgia.
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EDAR BENS: Upgrading
Variación de la concentración de CH4
CHILLER
FILTROS
O2
COMPRESOR
REFRIGERACIÓN
BIOGAS
CH4 >50%SOPLANTE
ETAPA 1
BIOMETANO
CH4 >95% CH4 >70% CH4 >50%
ETAPA 3
OFFGAS
UPGRADING
ETAPA 2
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EDAR BENS: Upgrading
Variación de la temperatura del Biogás y Biometano
CHILLER
FILTROS
O2
COMPRESOR
REFRIGERACIÓN
BIOGAS
T =35°C
T <35°C T =5°CSOPLANTE
T =50°C T =5°C T =25-35°C
T =20-25°C ETAPA 1
BIOMETANO
T =16-23°C T =20-25°C
ETAPA 2
ETAPA 3
T =20-25°C
OFFGAS T =20-25°C
UPGRADING
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EDAR BENS: Upgrading
CHILLER
FILTROS
O2
COMPRESOR
REFRIGERACIÓN P =0,2 barg
BIOGAS
P=0,02 bargSOPLANTE
P =10-16 barg P =10-16 barg
P =0,04 barg ETAPA 1
BIOMETANO
P =9,5-15,5 barg P =9,8 -15,8 barg
ETAPA 2 P =1,2-2,2 barg
ETAPA 3
P =1-2 barg
OFFGAS P=0,01 barg
UPGRADING
Variación de la presión del Biogás y Biometano
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
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EDAR BENS: Upgrading
ADOS 401
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EDAR BENS: Upgrading
• Autocalibrado diario en automático con botellas de gases patron para mantenerprecision de la medida.
• Purga de las celdas cada 6-24 horas.
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EDAR BENS: Upgrading
PERFORMANCESPECIFICATIONS
EASIDEW PRO XP
Rango de medida -110 a +20ºC dew point
Precisión ±1ºC dew point (+20ºC y -60ºC)
Tiempo de respuesta 5 min to T95
Repitabilidad 0,5ºC dew point
MICHELL: EASIDEW PRO XP
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EDAR BENS: Upgrading
13 m3,5 m
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