![Biogas Plant](/sites/default/files/styles/image_style_1_4_landscape_xs_wide/public/media/images/2023-02/Biogas_plant.jpg?h=2e916daa&itok=ztl1VVEO)
Hoe de negatieve effecten van vocht in een biogasinstallatie kwantificeren en oplossen?
De invloed van vocht tijdens de productie van biogas en biomethaan wordt nogal eens onderschat. Nochtans heeft vocht een belangrijke invloed op het rendement en de levensduur van belangrijke onderdelen en de kost van onderhoud aan de gehele installatie. Een continue en permanente meting van het vochtgehalte kan veel problemen voorkomen en heel wat geld besparen.
Van nature bevat het ruwe biogas na de vergisting veel vocht, tot 100% relatieve vochtigheid (%RH). Naast vocht (of water) bevat het biogas meestal nog H2S, siloxanen en vluchtige organische componenten (VOC) die verwijderd moeten worden om biogas en biomethaan te kunnen gebruiken als energiebron.
De Actieve-koolfilter houdt niet van te veel of te weinig vocht
Na het drogen van het ruwe biogas uit de vergistingsinstallatie wordt het gas over een actieve-koolfilter gestuurd om de onzuiverheden te verwijderen. De hoeveelheid vocht in het biogas, de relatieve vochtigheid, bepaalt in grote mate de efficiëntie van de actieve kool. Een te hoge vochtigheid leidt tot condensatie en kan de filters compleet onbruikbaar maken. Het biogas moet dus vooraf voldoende gedroogd worden. Echter, een te lage vochtigheid is ook slecht voor de actieve-koolfilter. De optimale relatieve vochtigheid ligt tussen de 50 en 70%. Een te hevige droging van het gas voor het naar de actieve-koolfilter gaat is dan weer slecht voor de verwijdering van H2S.
Een goede controle van de relatieve vochtigheid verlengt de levensduur van de actieve-koolfilters drastisch, tot zelfs een verdubbeling. Met een hervullings- of regeneratiekost van gemiddeld € 3000 is dit een substantiële besparing. Een slecht werkende filter betekent dat er H2S door komt. Dit is een erg corrosief gas en de kost die het gevolg is van corrosie van bv. pompen, kloppen en motoren loopt heel snel op. Een reden te meer om een permanente vochtmeting te overwegen.
Warmtewisselaars
De gemakkelijkste en klassieke manier om de vochtigheid van een gasstroom te verminderen is door koelen en daarna terug opwarmen. Tijdens de afkoeling condenseert het vocht dat afgevoerd wordt. Na de opwarming is de relatieve vochtigheid merkelijk lager. Dit principe gaat ervan uit dat er een thermisch evenwicht is. M.a.w. dat het gas lang genoeg in de koelinstallatie blijft. Dat is in de praktijk zelden het geval. De enige manier om het vochtgehalte met zekerheid te kennen is het te meten aan de uitgang van de warmtewisselaar. Voor biomethaanproductie moet het biogas nog verder gedroogd worden en is de vochtmeting nog belangrijker.
De WKK
In de WKK (warmtekrachtkoppeling) wordt biogas omgezet in energie. We willen uiteraard dat dit met een zo hoog mogelijk rendement verloopt. Wist je dat wanneer je de vochtigheid van het biogas met 1% volume verlaagt je warmtecapaciteit met 1% verhoogt?
Druk- en temperatuurschommeling leiden tot condensatie in de motor en dus tot corrosie door H2S. Fabrikanten van WKK’s specifiëren het max. toegelaten vochtgehalte. Beschadiging door corrosie valt daardoor buiten de garantie. Een goede droging mét controle is dus geen overbodige luxe. Als je weet dat vocht in het biogas een impact heeft op het smeren van de motor (de tijd tussen twee olieverversingen kan gehalveerd worden) kan je zelf de berekening maken.
Biomethanisatie: Vermijd vocht!
Biomethaan (CH4) wordt in essentie gemaakt door CO2 uit het biogas te halen. De scheiding van CH4 en CO2 gebeurt d.m.v. membranen onder verhoogde druk (> 10bar). Wanneer het dauwpunt (de temperatuur waarbij er condensatie optreedt en dus gerelateerd aan het vochtgehalte) van het biogas voor compressie te hoog is krijg je condensatie, zelfs bij hogere temperatuur. Het is noodzakelijk om het dauwpunt lager te houden dan 0°C om een probleemloze methanisatie te garanderen.
Vocht meten in een biogasinstallatie
Water, of beter, waterdamp wordt gemeten met dezelfde technologie die ook gebruikt wordt voor het meten van methaan (CH4) en CO2, nl. infrarood absorptie. Een infrarood lichtstraal met gekende intensiteit wordt door het gas gestuurd. De aanwezige watermoleculen absorberen een deel van het licht. De intensiteit van het licht dat door de detector wordt opgevangen wordt gemeten. De verhouding tussen de initiële en gemeten lichtintensiteit is een maat voor de concentratie.
De MGP261 biogasanalyzer van VAISALA, in de Benelux verdeeld door ELSCOLAB, is specifiek ontworpen voor de simultane en continue analyse van CH4, CO2 én vocht in biogas- en biomethaanproductie. Door zijn constructie is er geen risico op corrosie en/of condensatie. De analyzer is zo stabiel dat er slechts één keer per jaar een verificatie of kalibratie nodig is. Door de kosten die je bespaart door het vocht in het biogas onder controle te houden verdient de MGP261 zichzelf op korte tijd terug.