Bồn chứa khí sinh học là gì?
Tạo vào 2024.03.21
Bể chứa khí sinh học là gì?
Bể chứa biogas (thường được gọi là túi chứa khí) là một hệ thống chứa chuyên dụng được thiết kế để lưu trữ khí giàu methane sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí chất thải hữu cơ. Do quá trình sản xuất biogas diễn ra liên tục nhưng nhu cầu tiêu thụ năng lượng thường thay đổi, các bể này đóng vai trò như một bộ đệm quan trọng, lưu trữ lượng khí dư thừa trong thời gian nhu cầu thấp và giải phóng khí khi cần năng lượng để phát điện, sưởi ấm hoặc nâng cấp thành biomethane. Không giống như các bể chứa nước hoặc hóa chất thông thường, bể chứa biogas phải quản lý khí dễ bay hơi, dễ cháy, đồng thời chống lại tác động ăn mòn của hydro sulfide (H2S) thường có trong biogas thô.
Vai trò của bể chứa khí sinh học trong quá trình phân hủy kỵ khí
Khí sinh học là hỗn hợp chủ yếu bao gồm metan (CH4) và carbon dioxide (CO2). Bể chứa khí sinh học cung cấp thể tích cần thiết để điều chỉnh áp suất trong hệ thống phân hủy kỵ khí. Nếu không có bộ đệm lưu trữ, sự biến động trong sản xuất khí có thể gây ra các đột biến áp suất làm hỏng bể phân hủy hoặc dẫn đến lãng phí khí đáng kể qua hệ thống đốt.
Chức năng chính:
1. Điều chỉnh áp suất: Duy trì áp suất ổn định cho các thiết bị hạ nguồn như động cơ Đồng phát Nhiệt và Điện (CHP).
2. Dung tích chống xung: Lưu trữ lượng khí dư thừa trong quá trình bảo trì hoặc ngừng hoạt động của các bộ phận chuyển đổi năng lượng.
3. Quản lý an toàn: Ngăn chặn sự thoát ra của khí mê-tan—một loại khí nhà kính mạnh—vào khí quyển.
Các Loại Hệ Thống Lưu Trữ Khí Sinh Học Phổ Biến
Hệ thống lưu trữ khí sinh học khác nhau tùy theo quy mô hoạt động, từ các bể phân hủy nhỏ trong trang trại đến các nhà máy công nghiệp lớn.
Loại lưu trữ | Cơ chế | Phù hợp nhất cho |
Màng kép | Hai lớp vải mềm (trong/ngoài) với áp suất không khí ở giữa. | Nhà máy Phân hủy kỵ khí Công nghiệp/Thương mại |
Mái cố định | Mái cứng (bê tông/thép) với bộ đệm khí tối thiểu. | Bể phân hủy đơn giản, thể tích thấp |
Mái nổi | Nắp đậy dạng kính thiên văn lên/xuống theo thể tích khí. | Các cơ sở đô thị quy mô vừa |
Túi khí bên ngoài | Túi vải độc lập được kết nối qua đường ống. | Trang trại/Thiết lập mô-đun |
Những thách thức kỹ thuật quan trọng
Thiết kế bể chứa khí sinh học đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn để giải quyết các tính chất hóa lý độc đáo của khí.
1. Khả năng chống ăn mòn
Khí sinh học thô chứa độ ẩm và hydro sunfua, tạo ra môi trường axit. Các bể chứa phải được chế tạo từ vật liệu có khả năng chống chịu cao như vải phủ chuyên dụng (PVC/PVDF), thép không gỉ hoặc thép tráng men (thủy tinh hóa) để ngăn chặn sự xuống cấp nhanh chóng.
2. Độ kín khí
Khí sinh học chứa methane, chất có thể gây nổ khi trộn với không khí. Hệ thống lưu trữ phải sử dụng màng chắn cao cấp, không thấm và các vòng đệm kín khí để đảm bảo ngăn chặn hoàn toàn và giảm thiểu rủi ro rò rỉ.
3. An toàn và Giảm áp
Mỗi bể chứa phải bao gồm:
● Van giảm áp (PRV): Để ngăn ngừa hư hỏng kết cấu do quá áp.
● Van giảm áp chân không: Để ngăn bể bị xẹp khi khí được rút ra hoặc nhiệt độ giảm xuống.
● Bảo vệ chống nổ: Vật liệu không phát tia lửa và tiếp đất thích hợp để giảm thiểu rủi ro phóng tĩnh điện.
4. Quản lý ngưng tụ
Khi khí sinh học nguội đi, hơi ẩm ngưng tụ. Hệ thống phải bao gồm các điểm thoát nước (bẫy ngưng tụ) để loại bỏ nước, ngăn nước tích tụ và gây tắc nghẽn đường ống dẫn khí hoặc làm hỏng các động cơ phía sau.
Các câu hỏi thường gặp (FAQ)
Hỏi: Tại sao hầu hết các nhà máy biogas công nghiệp sử dụng bể chứa màng kép?
A: Hệ thống màng kép cung cấp giải pháp lưu trữ khối lượng lớn với chi phí hiệu quả. Màng ngoài bảo vệ khỏi thời tiết, trong khi màng trong giãn nở và co lại tùy theo thể tích khí. Áp suất không khí trong khoảng không giữa các màng tạo ra một môi trường lưu trữ ổn định, có áp suất.
H: Có thể lưu trữ khí sinh học trong bồn chứa propan hoặc nước tiêu chuẩn không?
A: Không. Các bể tiêu chuẩn không được thiết kế cho thành phần hóa học cụ thể của khí sinh học thô. Khí sinh học thô có tính ăn mòn cao, và các bể tiêu chuẩn thường thiếu khả năng quản lý áp suất, các vòng đệm kín khí và các phụ kiện chống cháy nổ cần thiết cho việc lưu trữ khí mê-tan dễ bay hơi.
H: Làm thế nào để biết khi nào bể đã đầy?
A: Các bể chứa khí sinh học hiện đại được trang bị cảm biến mức siêu âm hoặc radar. Các cảm biến này theo dõi vị trí của màng hoặc áp suất bên trong bể, cung cấp dữ liệu thời gian thực cho hệ thống điều khiển của cơ sở để tự động quản lý dòng khí.
Bạn có quan tâm đến việc khám phá các yêu cầu thiết kế cụ thể cho cơ sở hạ tầng khí sinh học quy mô lớn không?
WhatsApp