Generación, Captacion y Aprovechamiento del Biogas Curso Internacional: Diseño y Operación de Rellenos Sanitarios para América Latina Quito, Ecuador – 15 al 17 de Noviembre 2010 Generación, Captacion y Aprovechamiento del Biogas L.F. Diaz CalRecovery, Inc. Concord, California USA

Generación y Manejo del Biogas iwwg Generación y Manejo del Biogas  

Contenido Introducción Generación y tasas de producción de biogás Modelos para Predecir la Generación Diseño y dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Conclusiones

Introducción Permite el uso de la energía (calor, vapor, electricidad) La extracción y el uso del biogás de los rellenos debe de ser un procedimiento estándar en todos los rellenos sanitarios Permite el control de malos olores y emisiones a la atmosfera (calentamiento global) Permite el uso de la energía (calor, vapor, electricidad) Genera utilidades debido a la venta de energía (aproximadamente 70m³ biogás/h (50% CH4) resulta en una producción de energía de aproximadamente 100 kW de electricidad y 170 kW de energía térmica)

Origen y riesgos del biogas El biogás se produce por medio de procesos de degradación anaeróbicos La máxima producción de biogás ocurre durante la fase methanogenic estable, después la tasa de producción se reduce paulatinamente durante aproximadamente 25 a 30 años Los principales componentes : Metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) y algunos otros gases en pequeñas concentraciones Riesgos de los componentes principales: CH4: combustible, riesgo de explosiones, GEI CO2: toxico para las plantas y los seres humanos

Ejemplo de la Composición de Residuos Domésticos (Ciudad Europea) Metals Ferrosos Metales No ferrosos Embalaje Particulas medianas (8-40 mm) Particulas Finas (> 8 mm) Vidrio Residuos Problematicos Pañales Materiales compuestos Minerales Textiles Plasticos Papel Cartón Residuos de Comida

Composición Elemental de la Fracción Orgánica de los RSU Wet weight Dry weight Component [%] C H O N S Ash Food wastes 11.4 4.6 4.7 4.4 13.0 10.0 4.0 Paper 42.8 55.0 50.8 53.0 61.3 18.5 60.0 55.2 Cardboard 7.5 9.8 9.2 9.4 11.1 3.7 8.0 Plastics 8.8 11.9 15.1 13.8 6.8 - 19.8 Textiles 2.5 3.1 3.6 3.3 2.4 14.8 1.4 Rubber 0.6 0.9 1.9 Leather 0.7 0.8 0.2 7.4 1.1 Yard wastes 23.3 11.2 10.8 40.7 20.0 8.3 Wood 2.8 2.9 3.0 Total 100 Elementary composition [%]

Estimación Estoiquimetrica de la Composición del Biogas Symons y Buswell (1933): Palmitic acid Rilling, Biotechnology S. 154

Evolución de la Composición del Biogas aerobic phase aerobic phase V V long term phase long term phase II II acidic phase acidic phase VI VI air air infiltration phase infiltration phase III III unstable methanogenic phase unstable methanogenic phase VII VII methane oxidation phase methane oxidation phase IV IV methanogenic phase methanogenic phase VIII VIII CO CO - - phase phase 2 2 IX IX ambient air ambient air phase phase [%] [%] in [%] in [%] composition composition the maximum value the maximum value production production - - LFG LFG - - LFG LFG of of undisturbed undisturbed LFG LFG - - production production disturbed disturbed LFG LFG - - production production 2 – 5 years time time acidica Varias decadas aerobica metanogenica inicial metanogenica estable Largo plazo Quelle: VDI 3790 Bl. 2, 2000

Composicion del biogas (fase metanogenica estable) 55-60% metano (CH4), 40-45% dioxido de carbono (CO2), Otros elements : compuestos de oxigeno H2S hidrocarburos clorinados hidrocarburos fluorinados Evitar poner en el relleno residuos que contienen yeso Problemas

Concentracion de Hidrocarburos Haloginados (HHC) Como un estimado: 10 a 20 diferentes HHCs se encuentran en el biogas; concentrationes entre 0 y 500 mg/m³ Origen: residuos de quimicos, solventes clorinadas Müller and Rettenberger, 1987

Evaluación de la Cantidad de Biogas De la ecuación de Symons y Buswell se puede evaluar la cantidad y calidad de biogás considerando la composición elemental de los residuos: (1 mol Corg. se convierte en 1 mol de biogás) Bajo condiciones estandar: 1 mol Carbono (Corg) en la materia orgánica = 22,4 l gas (CH4 + CO2) En base al peso: 1 g Carbono (Corg) en la materia orgánica = 1,868 l gas (CH4 + CO2)

Tasas Teóricas de Producción de Metano de Varios Componentes de los Residuos componente m³ CH4 / Mg solido seco --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- césped 216 vegetales 291 periódicos 94 revistas o papel 81 cartón 250 aserrín 24 Wolffson, 1985

Modelos

Predicción de la Producción de Biogas durante el Tiempo --- Modelo de Biogas - Gt = Ge (1-e -kt) donde: Gt = producción de biogás en un tiempo especifico (t) [m³/h] Ge = producción total de biogás [m3 / t TS RSU] = 1.868 * Corg. (biológico degradable C) = 120-150 m³/t TS RSU°  65 – 80 kg Carbono (biodegradable) k = constante de degradación : -ln (0.5)/T0.5 T0.5 = media vida (tiempo después del que el 50% del total del biogás se ha producido) de 4 a 7 años dependiendo de la composición de los RSU, operación del relleno y el clima ° Para RSU Alenanes, basado en experimentos

Calculo de Volumenes de Biogas Usando Modelos Produccion de gas total Gt 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 tiempo [a] [m³/Mg DM] Gt (H=6a) Gt (H=4a) Gt (H=10a) Tiempos de media vida variables

Influencia de diferente valores de T0.5 Tasa de Produccion de Gas (despues de descargar una ves) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tiempo (años)] Tasa de produccion de gas t [m³/Mg*a] Pt (H=6a) Pt (H=4a) Pt (H=10a)

Metodología para el Calculo de la Producción de Gas Especifica (Pt) Ge = 1,868.Corg.(0,014.T+0,28) Ge: Producción total de gas por Mg de residuos Corg: Carbono biol. degradable carbono [kg/Mg] T: temperatura [°C] fase tiempo produccion de gas especifica (Pt) comentario I t < t0 Pt = 0 Condiciones aeróbicas , no producción de gas ( ~ 2a) II t0 < t < te Pt = E*Ge *(1- 0,5(t-t0)/H) Se incrementa la producción de gas (hasta el final de las descargas) t = t0 + te Pmax = E*Ge *(1-0,5te/H) Máxima producción de gas uno o dos años después del fin de descargas III t > t0 + te Pt = Pmax* 0,5(t-t0-te)/H Reducción en la producción E: cantidad de gas por año te: tiempo de descarga H: media vida [a]

Producción Total de Biogas Produccion de biogas Pt-total para descarga continua 5.000.000 10.000.000 15.000.000 20.000.000 25.000.000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Tiempo de operacion del relleno [a] total landfill gas production [m³/a] gas production rate Pt (H=6a) [m³/a] gas production rate Pt (H=12a) [m³/a]

Tasa de Colección de Biogas Tasa de producción Tasa de colección Tasa de colección: Es la porción del volumen total de biogás, colectado por el sistema de extracción _____________________________ Depende de: - Tipo de sistema de captacion (horizontal, vertical, distancia entre los pozos, etc.) - Porosidad de la cubierta del relleno - Tasa de producción de biogás

Estimación de los volúmenes de Biogas por medio de Modelos (2)

Fases a Largo-plazo en Rellenos Sanitarios Fase anaeróbica Cantidad significativa de gas producido, El relleno se llena de biogás Fase de transición I. La producción de biogás se reduce, Aire se penetra en las capas superficiales Fase de transición II. Oxidación del metano Fase aeróbica Incremento en la concentración de CO2 - (se oxida el metano) Fase final El relleno parcialmente se llena con aire

Problemas causados por el Biogas (I) Explosiones Metano es un gas combustible, con riesgo de explosión entre los 5-15 (% v/v) en el aire Efecto Invernadero Destrucción de la capa de ozono Impacto del metano es aproximadamente 21-veces mayor que el impacto del CO2

Problemas causados por el Biogas (2) Migracion del biogas movimiento horizontal debido a la difusión y convección (diferencia en presión) consecuencias: - explosiones en estructuras alrededor del relleno - efectos tóxicos en seres humanos y planon humans, animals, plantas - daño a las plantas por la insuficiencia de concentraciones de O2 debido a las altas concentraciones de gas de en las áreas cerca de la superficie Corrosivo al sistema de captación Malos olores

Protección para la explosión (1) Limites de explosividad para mezclas de CH4 / aire / CO2 (N2) Rangos explosivos para mezclas de metano / aire / N2 Air dilution by air LFG Methane Rango de Explosividad para mezclas de metano / aire / CO2

Protección para la explosión (2) Protección Primaria para la Explosión Si la concentracion de metano es menor que el 30 Vol.% o la concentracion de O2 es cerca de 5 Vol.%: la instalación se cierra o es necesario diluir el biogás Protección Secundaria para la Explosión Medidas durante la Construcción: prevención de explosiones (evitar o inhibir chispas) en el caso que se llegue a mezclas explosivas de biogás

Protección para la explosión (3) Valores limite para fiscalizar y cerrar un sistema de extraccion de biogas Compuesto inflammable Valor limite de explosion cierre pre-alarma 12,5 % 25 % 30 % 11,6 % 6 % 3 % Monitoreo de CH4 Monitoreo de O2

Componentes de un Sistema de Extraccion de Biogas Pozos verticales y/o horizontales: tuberías perforadas puestas dentro de grava (filtros)) Tuberías para la recolección del biogás (ramales principales) Unidades para remoción de líquidos para separar los condensados Soplador (es) para generar el vacio (presión negativa) Quemador para quemas exceso de biogás Unidades para el Uso del biogás (estaciones para generación de electricidad, generadores

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Gas well LFG collection pipe Horizontal LFG collection system Blower Condensate trap High temperature flare Gas transportation pipe Gas pre-treatment Gas utilisation User I (electricity) User II (heat)

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Fundamentos Producción especifica de biogas [m³/h] basado en los resultados de un modelo de generación de biogás y en un ensayo de extracción de biogás Numero de pozos de extracción basado en las pruebas para determinar el radio de influencia y el área del relleno Determinación de un factor de seguridad Determinación de las velocidades máximas de flujo en las tuberias de recolección

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Modelo de Biogas Year C [g/kg FS] C [g/kg DM] degr. degr. 1960 - 1969 230 329 1970 - 1979 220 314 1980 - 1989 210 300 1990 200 286 1991 190 271 1992 180 257 1993 170 243 Gt = Ge * (1-e -kt) donde: Gt = produccion de biogas a una fecha determinada (t) [m³/h] Ge = produccion de biogas total [m3 / t MSW] = 1.868 * Corg. (biological degradable C)  225 m³/t MSW  120 kg Carbon (biodegradable) k = constante de degradacin: -ln (0.5)/T0.5 T0.5 = media vida 4-7 anhos dependiendo de la composicion de los residuos y de otros factores 1994 160 229 1995 150 214 1996 140 200 1997 130 186 1998 130 186 1999 120 171 2000 120 171 2001 120 171 2002 120 171 2003 120 171 FS = fresh substance DM = dry matter

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Modelo de Biogas

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Prueba de Extracción de Biogas Objetivos: Estimar las tasas de producción de biogas para dimensionar el sistema de extracción Clasificación de rellenos en fases especificas de operación Verificación negativa de la producción de biogas Desempeño: Comenzar con tasas de extracción bajas (< 5m³/h) Después de llegar a una concentración constante de CH4 y de O2 : Incrementar las tasas de extracción Duración de la prueba: debe ser a lo menos del 20% del volumen no rellenado debe ser extraído (generalmente debe de ser varios días (corto termino) o semanas (largo plazo), si es necesario

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Resumen de Datos Fundamentales ) 115 m 150 m Estacion de recoleccion Soplador y Uso de biogas Pozo Tuberia dre recoleccion prnciapl Tuberia dr recoleccion Area del relleno: 1.62 ha Volumen del relleno: 91,456 m³

Produccion Especilfica de Biogas Velocidades a Maximo Flujo Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Resumen de Datos Fundamentales Produccion Especilfica de Biogas [m³/h] 2.000 Numero de pozos [ - ] 10 Factor de Seguridad [%] 20 Velocidades a Maximo Flujo [m/s]

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Gas well LFG collection pipe Horizontal LFG collection system Blower Condensate trap High temperature flare Gas transportation pipe Gas pre-treatment Gas utilisation User I (electricity) User II (heat)

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas (Calculo y Verificación de Pozos) Diametro para tuberias de filtro y recoleccion de gas PEAD 110 * 6,3 mm; PN 6 (DIN 8074) PEAD 355 * 20,1 mm; PN 6 (DIN 8074 / DIN 19537) verificacion de max. Volumen de gas Flujo max. 200 m³/h 2,000 m³/h Error 40 m³/h 400 m³/h Flujo 240 m³/h 2,400 m³/h Dimensiones de tuberia Diametro externo 110 mm 355 mm Espesor 6,3 mm 20,1mm Diametro interno 97,4 mm 314,8 mm Seccion interna 0,0075 m² 0,0778 m² Flujo maximo Qmax = vmax * A Qmax = vmax * A Qmax = 10 m/s * 0,0075 m² Qmax = 10 m/s * 0,0778 m² Qmax = 0,075 m³/h = 270 m³/h Qmax = 0,778 m³/h = 2,800 m³/h Qmax > Qreq. Qmax > Qreq Principales tuberias de recoleccion Tuberias de Filtro

Diseño y Dimensionamiento de un sistema de Extracción de Biogas Gas (diseño de pozo, sección) Compensator LFG-collection pipe Valve Landfill top cover Clay cap PEAD pipe (externo : 110 mm) PEAD tuberia perforada (externo : 110 mm) Gravel / sand Waste

Ejemplos de Pozos de Gas (Examples) Tubería Perforada de PE (pozo de gas convencional) Pozo de gas con capa de filtro integrado

Perforación del Pozo de Biogas (1)

Perforación del Pozo de Biogas (2)

Perforación del Pozo de Biogas (3)

Terminando la Construcción del Pozo Installation of the clay cap Instalación de la capa de filtro – grava gruesa (tamaño de partícula: 16 – 32 mm)

Area de influencia alrededor de un pozo vertical Surface capping Landfill body (wastes) Base liner Filter (coarse gravel) Biogas extraido Area de influencia

Area de influencia alrededor de un pozo vertical Problems: Flujo en macro poros succion de aire del ambiente surface capping Pozo de gas ambient air macro poros micro poros

Sistema de Captacion de Gas Separación de Pozos, Verticales y Horizontales air Gas flow lines Gas flow lines

Diseño y dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Gas well LFG collection pipe Horizontal LFG collection system Blower Condensate trap High temperature flare Gas transportation pipe Gas pre-treatment Gas utilisation User I (electricity) User II (heat)

Condensado Origen: Problemas: El biogás se caracteriza por un alto contenido de humedad relativa; cerca del punto de saturación El condensado se forma cuando el biogás se enfría (en superficies frías como tuberías, válvulas, etc.) Problemas: Acumulación de liquido en puntos bajos o antes del cabezal de los pozos Alto potencial de corrosividad (en la planta para el uso del biogás) Potencial producción de compuestos tóxicos durante el proceso de combustión Cossu et al., 1996

Colección del liquido condensado

Captación de liquido condensado (I) Inclinación hacia el cabezal del pozo

Captación de liquido condensado (2) b) Inclinación hacia el punto mas bajo de la tubería principal

Problemas debido al liquido condensado Puntos bajos en las tuberias causados por los asentamientos en el relleno

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Gas Problema: Condensado

Calculo del Condensado Rellenos Convencionales anaerobicos: Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Gas Calculo del Condensado Rellenos Convencionales anaerobicos: Condensado: 30,4 g/m³ (30°C, 100%) – 9,4 g/m³ (10°C, 100%) = 21 g/m³ (cantidad promedio de condensado por m³ de gas) Rellenos Aerobicos: Condensado: 160 g/m³ (65°C, 100%) – 9,4 g/m³ (10°C, 100%)  150 g/m³ (cantidad promedio de condensado por m³ de gas)

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Tanque de Condensado Diseño de un Tanque de Condensado: Construcción contra explosiones (PEAD, PN6; el mismo material que las tuberías para la recolección del gas) Presión de Operación: -0,2 bar Rigidez: impermeable a gas y a liquido Instalar una bomba sumergible para el vaciado, controlada por un indicador de nivel

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Gas well LFG collection pipe Horizontal LFG collection system Blower Condensate trap High temperature flare Gas transportation pipe Gas pre-treatment Gas utilisation User I (electricity) User II (heat)

Dimensionamiento de los Sopladores Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Dimensionamiento de los Sopladores Basado en la perdida de presión total en el Sistema de Extracción del biogás La diferencia de presión máxima puede ser determinada Se puede seleccionar un soplador en combinación con la información sobre la máxima tasa de producción de biogás

Perdida de Presión dentro de un Sistema de Recolección Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Perdida de Presión dentro de un Sistema de Recolección Objectivo: Dimensionare los sopladores Calculo del flujo: Pozo de Gas  Tubería de Colección de Gas  Estación de colección de Gas  Tuberías principales de Gas Calculos Basicos: Donde: pV: diferencia de presion requerida pk: presion negativa requerida en el cabezal del pozo pLi: perdidas de presion en las tuberias pF: presion negativa requerida en la descarga del soplador pA: perdidad de presion debido a conecciones, etc. S: factor de seguridad

Perdida de Presión dentro del Sistema de Recolección de Gas Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Perdida de Presión dentro del Sistema de Recolección de Gas Velocidad de la Particula [m/s] 41.7 31.2 20.8 10.4 0.0 Incremento en Friccion en la Superficie de la Tuberia Pressure loss [Pa] Flow rate [m³/h]

Perdida de Presión dentro del Sistema de Recolección de Gas Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Perdida de Presión dentro del Sistema de Recolección de Gas Datos básicos para Estimaciones: Diámetro y largo de las tuberías se sabe Densidad del Gas ()  1,4 kg/m³ Viscosidad Quinematica (kv) 0,000014 m²/s Coeficiente de rugosidad (k) 0,08 mm Flujo de Gas (vmax) 10 m/s Velocidad del Gas (vi) V/Ai Numero Reynolds (Re) Coeficiente de Fricción de las Tuberías () para flujo turbulento (Re > 2300)

Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Perdida de Presión dentro del Sistema de Recolección de Gas En base a los datos adquiridos se investiga la siguiente operación: Max. Perdida de presión durante el max. flujo dimensiona los sopladores La presión total en el sistema de tuberías se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación Las perdidas de presión en el cabezal de los pozos, salida del soplador, y las varias conexiones son estimadas: p.e. pk = 30 mbar; pF = 80 mbar; pA = 10 mbar

Dimensionamiento de los Sopladores Diseño y Dimensionamiento de un Sistema de Extracción de Biogas Dimensionamiento de los Sopladores Se usa las curvas caracteristicas para seleccionar el soplador:

Soplador Soplador lateral Soplador con piston rotatorio

Estación de Recolección de Gas

Estación de Colección de Gas Tuberias principales conectando la estacion de coleccion con la unidad de extraccion Tuberias conectando la estacion de gas con los pozos

Uso del Biogas gas collection gas disposal gas utilisation flaring direct utilisation flaring combustion muffle gas cleaning gas storage gas engine gas turbine burning methane separation steam turbine, steam motor generator, block-type thermal power station generator, steam electricity mech. energy heat natural gas

Problemas relacionados con el Tratamiento y Uso del Biogas Una variedad de Compuestos Orgánicos en la fase de vapor del gas  Posible contaminación por el condensado Quema del Biogas si no es usado  Problema con la quema (combustión incompleta y no uniforme, en teoría posibilidad de formar dioxinas

Gas flare Technical regulation air (TA -Luft), Flares Target value for the operation and emissions: Temperature at the flame front: 1000 °C Detention time of the hot gases in the combustion chamber of the flame: 0.3 sec. CO < 100mg / m3 NO / NO2 < 200mg/m3  Values are related to 3% vol O2 Gasflare in Damsorf / Germany

Ejemplos de Quemadores Pozo y quemador en Braunschweig / Alemania Quemador en Damsorf / Alemania

Uso de Energia del Biogas Producción de Gas  120 –150 m³ / ton seca de RSU Uso de Energía en Generadores a Gas: 30% -eficiencia para la producción de electricidad 50% -eficiencia para la producción de agua caliente (70°C – 90°C) Contenido de Energía del biogás:  5.9 kWh/m³ Composición del Gas  50-60% CH4, 40-50% CO2 Volúmenes de Gas mínimos para su uso: - Térmico (combustión o co-combustion)  50m³/h - Generador a Gas :  100 kW poder eléctrico  aprox 60-70 m³/h

Ejemplo del Uso de Energia del biogas Corg. = 180 kg/Mg (este valor es equivalente al de residuos domesticos en Europa) T0,5 = 15 anhos k = 0,0462 (larga media vida debido al clima seco) T = 35 °C (Temperatura promedio dentro del relleno) Chemical / physical model mathematical model Gt = Ge * (0,014 * T + 0,28) * (1-e –k*t) where: Gt = LFG – production at a specific time (t) [m³/h] Ge = total LFG-production [m3 / t MSW] = 1.868 * Corg. (biologically degradable C) 1,868 = Volume of 1kg Carbon as LFG k = degradation constant: -ln (0.5)/T0.5 T0.5 = half life (time after which 50% of the total LFG is produced) 5-15 years depending on MSW-composition, landfill operation and climate

Relleno de Residuos Urbanos en Uzbekistan Planta de Generacion de Electricidad

Contenido de Energia del Gas Calculo de la Producción de Energía Producción de Energía LFG collection (tasa de coleccion = 60%) Contenido de Energia del Gas Energia producida electricidad calor periodo [m³/h] [kJ/d] [kWh] [kW] 2007 - 2010 8000 4800 1715328000 19853 5955 9926 2010 - 2012 7000 4200 1500912000 17371 5211 8685 2012 - 2014 6000 3600 1286496000 14890 4467 7445 2014 - 2016 5000 3000 1072080000 12408 3722 6204 2016 - 2018 4000 2400 857664000 2977 4963 2018 - 2021 1800 643248000 2233 2021 - 2024 2000 1200 428832000 1488 2481 2024 - 2029 1000 600 214416000 744 1240 LFG: 50% CH4; 50% CO2; Heating value: 16.800 kJ/Nm³ Temperature = 35°C; 1 Joule = 1 Wsec.; electr. = 0.3, therm. = 0.5

Minima Calidad de Biogas que puede ser Usada en un Generador a Gas Concentraciones tipicas en Biogas Poder Calorifico Hu  4 kWh/m³n Concentracion de metano (minimo) CH4 40 Vol % Azufre Total S < 300 mg / m³n CH4 Concentracion H2S H2S 150 ppm Cloro Cl 100 F 50 Polvo 10 Humedad relativa  60-80 % Presion = 20-100 mbar Cambios en presion de gas  10 Temperatura del gas 30 °C Hidrocarburos (> C5) 0,4 Numero de metano MZ 80 519 (0 – 6,150) Hasta 600 Fa. Haase

Estación para Producir Electricidad y Calor para el uso de Biogas

Balance de Energía de un Motor de Gas-Otto Perdidas de Energía (20%) Energía termal que puede ser usada (approx. 50%) Cambiador de Calor para el refrigerante Energía Eléctrica (approx. 30%) Cambiador de calor para gases de combustion Fuel energy (100%) Refrigerante & lubricantes Gas Radiación Térmica Energía Mecánica Fa. Haase

Mejora del Biogas a Gas Natural y uso final como combustible Adapted from Henrich and Ross, 1983

Métodos para mejorar la Calidad del Biogas a Calidad de Gas Natural Absorcion con Cambio de Presion (PSA) Lavado del Gas (fisico) Lavado del Gas (quimico) Tecnologia de Membrana Biogas con calidad de gas natural

Mejora del Biogas : Remocion de CO2 Objectivo: Mejora del biogas a una calidad similar a la de gas natural Procesos para la remoción de CO2: Absorción física en agua  Remoción (presión aprox. 10 bar) Absorción por metanol; presión: 20 a 35 bar) Absorción con cambio de presión (PSA) por un cernidor molecular Uso de membranas poliméricas (remoción por diferentes velocidades de difusión; presión: 25 a 35 bar) M. Scheepers, 1996

Mejora del Biogas: Remocion de H2S Objectivo: Evitar problems con corrosion en las instalaciones que usan el gas Concentraciones típicas de hidrogeno-azufre en el biogás: 0 a 20g/m³, dependiendo del tipo de residuo descartado en el relleno (RSU + residuos de C&D resultan en altas concentraciones de H2S debido al alto contenido de yeso en los residuos de C&D) G. Rettenberger, 1996

Mejora del biogas: Remoción de H2S Materiales generados por los diferentes procesos para la remocion de H2S del biogas No son aplicables para el tratamiento de biogas debido a la produccion de un gas que contiene altas concentraciones de H2S  Un alto potencial toxico; necesita tratamiento especial Ferrous oxide (pellets) Pure sulphur G. Rettenberger, 1996