Drogen van biogas: condensatie, koeling en adsorptie vóór de motor

Biogas dat uit de vergister komt, is verzadigd met waterdamp, en bij mesofiele temperaturen bedraagt het aandeel enkele volumeprocenten; na afkoeling condenseert het water, waarbij opgeloste H₂S, CO₂, NH₃ en zuren worden meegevoerd. Drogen beschermt leidingen, ventilatoren, ontzwavelingsinstallaties en motoren tegen corrosie en overstroming. De eenvoudigste methode is een leiding met helling en condensputten; nauwkeurigere regeling biedt een koeler (tot circa 3–5 °C) met heropwarming van het gas, terwijl de meest veeleisende toepassingen (opwerking) gebruikmaken van adsorptiedroging.

Hoeveel water bevat biogas

Het waterdampgehalte in verzadigd gas hangt af van de temperatuur. Oriënterend (atmosferische druk):

Voorbeeld van condensaatvolume

Aannames: 1 200 m³/h biogas verzadigd bij 38 °C, afgekoeld tot 5 °C. Verschil in watergehalte circa 45 − 7 ≈ 38 g/m³ (benaderde waarden). Condensaathoeveelheid: 1 200 × 0,038 ≈ 46 kg/h, oftewel circa 1,1 m³ per dag. Een dergelijke hoeveelheid vereist adequate afvoer (condensaat bevat verontreinigingen), mag niet bevriezen in de afvoer en mag de sifon niet blokkeren.

Drogingsmethoden

Waarom opwarmen na afkoeling

Gas na afkoeling is verzadigd bij lage temperatuur. W een warme omgeving daalt de relatieve vochtigheid; opwarming met enkele tot tientallen graden verlaagt de relatieve vochtigheid onder de door fabrikanten van sorptiemiddelen en motoren aanbevolen drempel. Dit vermindert het risico op condensatie in leidingen bij daling van de omgevingstemperatuur, zolang de temperatuur van het gas en de leiding boven het dauwpunt blijft (opwarming verandert het dauwpunt zelf niet).

Bouwprincipes van de installatie

1. Helling van de leiding in de richting van de condensputten (algemeen wordt minimaal enkele tot tientallen promille aanbevolen) en geen "waterzakken".
2. Putten met sifons met een hoogte die beschermt tegen overdruk en onderdruk, verwarmd of onder het vriesniveau gelegd.
3. Corrosiebestendige materialen (PE, roestvast staal, PVC voor condensaat).
4. Isolatie van bovengrondse leidingen om condensatie op willekeurige plaatsen te beperken.
5. Sensoren voor het waterniveau in putten en alarm.
6. Onderhoudsopeningen en procedures voor veilig leegmaken (condensaat bevat H₂S).

Typische problemen

Condensaat — wat te doen

Condensaat wordt meestal teruggevoerd naar de vergister of het digestaatreservoir, mits de installatie hiervoor is ontworpen, omdat het biogene stoffen bevat en een klein volume heeft. De oplossing moet in overeenstemming zijn met het ontwerp (bescherming tegen gasontsnapping) en lokale voorschriften.

Controle en eisen

Voor de motor zijn de eisen van de fabrikant met betrekking tot relatieve vochtigheid, temperatuur en verontreinigingen in het gas cruciaal; noteer deze en vergelijk ze met metingen. Het vereiste dauwpunt bij de opwerking van biomethaan is aanzienlijk lager, wat het type droogsysteem bepaalt.

Invloed op motor en opwerking

Gasmotoren zijn gevoelig voor waterdruppels en vochtig gas dat zure verbindingen bevat: er ontstaan afzettingen in het inlaatsysteem, corrosie en olieverbruik nemen toe. Fabrikanten geven de maximale relatieve vochtigheid en temperatuur van het gas vóór de motor op. In opwerkingsinstallaties (membranen, PSA, wassers) zijn de eisen voor het dauwpunt strenger en vereisen meestal meertraps droging.

Exploitatietips

1. Controleer wekelijks de afvoeren van condensaat en de staat van de sifons.
2. Inspecteer na de winter de leidingen op doorbuigingen waarin waterzakken kunnen zijn ontstaan.
3. Meet de temperatuur en vochtigheid van het gas vóór de motor; registreer de trend.
4. Controleer bij grote weersveranderingen of de koeler en verwarming de ingestelde waarden handhaven.
5. Overweeg dauwpuntmeters op kritieke punten.