5000m3 Biogasballon met dubbele membraan, gemonteerd voor methaanopslag

5000m³ Grondgemonteerde Dual Membrane Biogas Ballon voor Methaanopslag

Productoverzicht

De Mondes Process Double Membrane Gas Holder is een robuuste, door lucht ondersteunde structuur die speciaal is ontworpen voor biogasopslagtoepassingen. Dit innovatieve ontwerp maakt efficiënte gasopslag mogelijk en minimaliseert tegelijkertijd het risico op lekkage, wat cruciaal is voor het behoud van de integriteit van biogas als energiebron. Meestal wordt deze Gas Holder geïntegreerd in anaerobe vergistingssystemen binnen afvalwaterzuiveringsinstallaties, agrarische vergistingsprojecten, stortplaatsen en warmtekrachtcentrales die verteerde organische materialen gebruiken om biogas te produceren als energiebron.

In afvalwaterzuiveringsinstallaties verbetert de integratie van de Gas Holder de operationele efficiëntie door een betrouwbare methode te bieden voor het opslaan van methaan dat wordt geproduceerd tijdens anaerobe vergistingsprocessen. Het opgeslagen biogas kan ter plaatse worden gebruikt om generatoren of verwarmingssystemen van stroom te voorzien, waardoor de afhankelijkheid van externe energiebronnen wordt verminderd en wordt bijgedragen aan de algemene duurzaamheidsdoelstellingen.

In agrarische omgevingen faciliteren deze structuren het beheer van organisch afval van veehouderijbedrijven en gewasresten. Door biogas op te vangen en op te slaan dat wordt gegenereerd via gecontroleerde fermentatieprocessen, kunnen boeren afval omzetten in waardevolle hernieuwbare energie en tegelijkertijd de uitstoot van broeikasgassen die verband houden met traditionele afvalverwerkingsmethoden verminderen.

Stortplaatsen profiteren van het gebruik van Double Membrane Gas Holders door de productie van stortgas effectief te beheren. Naarmate organische materialen in de loop van de tijd op stortplaatsen ontbinden, komen aanzienlijke hoeveelheden methaan vrij; het gebruik van een Gas Holder-systeem helpt dit krachtige broeikasgas op te vangen voor omzetting in bruikbare energie in plaats van het in de atmosfeer te laten ontsnappen.

Verder optimaliseert de integratie van dergelijke geavanceerde opslagoplossingen in warmtekrachtcentrales die verteerde organische materialen gebruiken voor elektriciteitsopwekking en thermische output de brandstofgebruikscijfers. De mogelijkheid om overtollig biogas op te slaan, zorgt voor een consistente werking, zelfs wanneer de beschikbaarheid van grondstoffen fluctueert of tijdens perioden van grote vraag.

Belangrijkste technische parameters

Typische installatie

De gasopslag is geïnstalleerd tussen de vergister en de gasverbruiksapparatuur:

Een typische Gas-Holder-installatie is ontworpen om ongeveer 20 uur aan gasproductievolume op te slaan. Opslagvolumes kunnen worden ontworpen om te voldoen aan de productie- en verbruiksvereisten van het proces; Kleinere eenheden kunnen nodig zijn als bufferopslag in een continu werkende installatie, maar grotere gasopslageenheden kunnen worden gespecificeerd om het gas vast te houden voor gebruik tijdens de lokale piekvermogensvraagperiode, wanneer geproduceerde energie tegen een betere prijs kan worden verkocht.

Hoofdstructuur

Buitenmembraan

De Gas Holder-structuur bestaat uit twee bolvormige membranen en een plat bodemmembraan dat op een betonnen basisplaat is gemonteerd.

Het buitenmembraan is een permanent opgeblazen textielstructuur. Het membraan wordt opgeblazen met behulp van elektrisch bediende blowers – meestal gespecificeerd in bijpassende paren voor Duty/Standby-cycli. Terugslagkleppen zijn in de luchttoevoerleiding gemonteerd om elke blower te isoleren in de stand-bymodus. Een regelklep is gemonteerd op de uitlaatleiding van het buitenmembraan.

Het buitenmembraan is ontworpen volgens alle relevante internationale codes voor door lucht ondersteunde structuren. Het textielmembraan is ontworpen om de interne luchtdrukkrachten te weerstaan, evenals externe dynamische krachten van wind en sneeuw. MONDES gebruikt een reeks membraanmaterialen tot 1.011 lbf/2 inch (9.000 N/5 cm breeksterkte) – het sterkste textielmembraan dat momenteel commercieel verkrijgbaar is. De membranen zijn vervaardigd van polyestergaren met een PVC+PVDF-coating. De coating wordt aangebracht volgens onze eigen specificaties met additieven en behandelingen ter bescherming tegen zwavel en andere componenten die in biogas worden aangetroffen. Het membraan is gespecificeerd voor een lage methaanpermeabiliteit van 167 ml/m²/dag/bar druk. Het externe membraan ontvangt extra additieven voor verhoogde bescherming tegen ultraviolette straling. De typische levensverwachting van het externe membraan is 20 jaar op een blootgestelde locatie met hoge UV-straling. Langere duur kan worden verwacht in landen waar de UV-niveaus lager zijn. Gedurende de levensduur van de structuur zal het buitenmembraan broos worden en beginnen te scheuren, waardoor de polyestergarens bloot komen te liggen. Aan het einde van zijn levensduur kan het buitenmembraan gemakkelijk worden vervangen. Binnenmembranen (zie latere bespreking) hebben niet last van hetzelfde UV-verouderingsproces en gaan minimaal 2:1 langer mee dan het buitenmembraan. Elke rol membraanmateriaal wordt 100% getest met zowel computer- als menselijke visuele inspectietechnieken.

De membraanvorm wordt vervaardigd in standaardmaten om het meest economische gebruik van standaard basismateriaalbreedtes te gebruiken. Alternatieve, specifieke maten kunnen worden geproduceerd, maar het is mogelijk niet commercieel voordelig om dit te doen.

De membraanvorm wordt bereikt door de textielrol nauwkeurig te snijden volgens nauwkeurige ontwerppatronen. Deze patronen zijn gebaseerd op meer dan 20 jaar ervaring met het gedrag van het textiel onder druk, en zijn een zeer gespecialiseerde vorm geworden om een ​​gelijkmatige spanningsverdeling over de hele structuur te garanderen. De overlappende verbindingen tussen de componenten worden onder gecontroleerde omstandigheden met hoge frequentie gelast volgens ISO.9001. Totale traceerbaarheid wordt gehandhaafd voor elke meter membraanlas voor onze kwaliteitsrecords. Testlassen worden geproduceerd voordat elke nieuwe rol stof op de lasmachine wordt geplaatst, en elke 25 meter (82 voet) las tijdens de constructie van het gelaste membraan.

Fittingen door het membraan, zoals de kijkpoort, kroon, in- en uitlaten en de perifere basisverbinding, worden versterkt met ingekapselde roestvrijstalen eindeloze touwen. Elk touw wordt vervaardigd op de exacte maat die nodig is voor elk individueel project:

Binnenmembraan

Het binnenmembraan vormt de variabele volume gasopslag binnen het buitenmembraan. De binnenmembraan en bodemmembranen zijn afgedicht met een gasdichte compressieafdichting rond de omtrek van de structuur op de betonnen basis. Naarmate het volume opgeslagen gas toeneemt, stijgt het binnenmembraan om het op te vangen. De druk in de gasopslag, en dus de gasleidingen, wordt gehandhaafd door de luchtdruk in het buitenmembraan die op het oppervlak van het binnenmembraan werkt. Het drukverschil over de buitenluchtopslag en de binnenste gasopslag is minimaal – alleen door het gewicht van het binnenmembraan (de gasopslagdruk is 0,145 – 0,022 psi (1 tot 1,5 mBar hoger)).

Het binnenmembraan is gemaakt van dezelfde textielstof als het buitenmembraan. Het binnenmembraan heeft een verminderde UV-bescherming omdat het niet aan deze straling wordt blootgesteld, maar heeft een extra antistatische coating om de mogelijkheid van statische elektriciteit door de beweging van het membraan tijdens de werking te elimineren. Ondanks de onbelaste serviceconditie van het binnenmembraan, wordt het altijd gespecificeerd om dezelfde sterkte te hebben als het buitenmembraan. In het onwaarschijnlijke geval van een defect aan het buitenmembraan, behoudt het binnenmembraan de structurele integriteit tegen alle belastingscondities (interne druk en omgeving).

Gasleidingen en overdrukbeveiliging

Met meer dan 20 jaar ontwikkeling en een breed scala aan installaties over de hele wereld, geloven we dat dit systeem de optimale opstelling is van de gasleidingen en overdrukbeveiliging.

Het is belangrijk dat gas wordt aangevoerd via één pijpleiding en wordt verbruikt via een tweede pijpleiding – zelfs in een systeem waar de gasopslag als een eenvoudige buffer wordt gebruikt. Biogas is een mengsel van methaan en kooldioxide, en dit mengsel kan bezinken tijdens perioden van stagnatie. Met een systeem met twee pijpleidingen is het gas in de opslag continu in beweging – zelfs tijdens perioden waarin productie en verbruik gelijk zijn.

De gasaanvoer- en verbruikspijpen worden onder de basisplaat naar het midden van de basis geleid. De pijpen en membranen worden afgedicht met behulp van boutverbindingen. Voor diagrammatische doeleinden hieronder worden de twee pijpen tegenover elkaar getoond. In de praktijk zouden deze twee pijpen evenwijdig aan elkaar lopen, radiaal over de basis. De pijpleidingen moeten op de juiste maat worden gespecificeerd om de volumestroom en druk van de vereisten van elke afzonderlijke installatie te accommoderen.

De hydraulische overdrukbeveiligingsklep moet altijd worden geïnstalleerd op de gasaanvoerleiding naar de Double Membrane Gas Holder. Indien geïnstalleerd op de aanvoerleiding, beschermt de klep de membraanstructuur tegen overdruk binnenin, evenals overdruk situaties veroorzaakt door een snelle toename van de gasproductie. Elke klep wordt individueel vervaardigd volgens vaste afmetingen om de overdrukbeveiliging te bieden die nodig is voor de combinaties van druk en debieten van elke installatie. De klep is geconstrueerd van type 304 roestvrij staal en gebruikt een 100% glycol antivriesvloeistof binnenin om de drukvangst te handhaven. De failsafe-klep werkt volgens het eenvoudige principe van hydraulische drukverschillen. De klep moet regelmatig worden onderhouden en gecontroleerd op het niveau van de vloeistofinhoud. In het geval van een afblaassituatie zal de vochtigheid die in het biogas is opgeschort, condenseren in de koudere klepvloeistof en zal het niveau toenemen. De klepbehuizing wordt compleet geleverd met een niveau kijkvenster, kogelkraan aftapkraan en een vulniveauplug.

Zowel de aanvoer- als de verbruikspijpen moeten op afschot worden gelegd, zodat eventueel condensaat dat zich in de pijpen vormt, wegloopt. Condensaatvangers moeten dicht bij de gasopslag worden geplaatst om de verwijdering van het condensaat te vergemakkelijken. Meestal worden de condensaatvangers geïnstalleerd in een put net buiten de tankbasisplaat

Besturingsapparatuur

De standaard leveringsomvang voor Double Membrane Gas Holders omvat:

1) Ultrasone niveautransducer en instrument.

2) Gasdetectortransducer en instrument.

• De ultrasone niveautransducer bevindt zich in een behuizing aan de kroon van het buitenmembraan. De transducer is vast bedraad terug naar het instrument van waaruit de metingen kunnen worden afgelezen en besturingssignalen geleverd via een 4-24mA besturingscircuitinterface voor andere PLC-besturingsapparatuur. Het instrument biedt plaats aan maximaal zes relais voor het schakelen van besturingscircuits, bijvoorbeeld voor het starten van de afvalgasbrander wanneer de gasopslag de maximumwaarde nadert, enz.

• De gasdetectortransducer is gemonteerd in de drukregelklep van het buitenmembraan. De eenheid dient om een ​​continue controle te handhaven op methaanlekkage in de buitenmembraan luchtopslag. De transducer moet vast bedraad zijn terug naar het instrument dat zorgt voor alarm- en relaisomschakeling. Het instrument is typisch geconfigureerd om alarmen te geven bij 20%, 40% en 60% van de LEL (Lower Explosive Limit) voor methaan in lucht. In het geval van de derde alarmconditie, moet het besturingssysteem de installatie uitschakelen zodat het alarm kan worden onderzocht voordat er lekkage een ontvlambare concentratie methaan in de buiten opslag bereikt.

Systeem-/installatieontwerpoverwegingen

Zoals hierboven vermeld, handhaaft de Gas Holder de druk in het hele gasproductie- en verbruikssysteem. Het is van cruciaal belang dat de vereiste werkdruk van de Gas Holder in een vroeg stadium van het ontwerp van de installatie en het proces wordt bepaald, zodat in eerste instantie een nauwkeurige offerte kan worden verstrekt.

In elk systeem dat betrekking heeft op de stroom van gas of vloeistoffen, zijn er drukverliezen veroorzaakt door wrijving van de vloeistof in beweging tegen de wanden van de pijpen, door kleppen en fittingen, enz. In een systeem zoals een biogasvergisting en KRACHTINSTALLATIE, zal de druk niet op elk punt hetzelfde zijn terwijl het gas stroomt. De installatie heeft een drukprofiel dat direct verband houdt met het ontwerp van de pijpleidingen, kleppen en installatie-items die betrokken zijn:

Zoals te zien is in het bovenstaande diagram, is de druk bij de Gas Holder lager dan bij de vergister, maar hoger dan op enig punt in de gasverbruiksverdeling. De drukval over elk deel van de installatie is direct gerelateerd aan de grootte en lengte van de betrokken pijpleidingen en het aantal kleppen en andere fittingen waardoor het gas moet stromen.

In het eenvoudige voorbeeld dat wordt gegeven, moet de werkelijke druk die nodig is bij de vergister en gasopslag achterwaarts door het systeem worden berekend op basis van de specificaties en vereisten bij de KRACHTINSTALLATIE. Afhankelijk van de lengte en complexiteit van het systeem, kan de druk bij de vergister aanzienlijk hoger zijn dan die nodig is bij de KRACHTINSTALLATIE, zodat het systeem als geheel het gas kan laten stromen met het vereiste volume en de vereiste druk.

Het gebruik van een gasbooster die zich vóór de KRACHTINSTALLATIE bevindt, is altijd het overwegen waard. Een booster kan de druk leveren die nodig is bij de verbruikseenheid, terwijl de rest van het systeem stroomopwaarts kan worden geconfigureerd voor lagere werkdrukken. Het introduceren van een gasbooster kan een aanzienlijk effect hebben op het verminderen van de totale investeringskosten van de installatie, aangezien zowel de gasopslag als de vergister goedkoper worden wanneer ze worden ontworpen voor lagere werkdrukken. De extra bedrijfskosten van een gasbooster zijn meestal redelijk in evenwicht met de lagere bedrijfskosten van de kleinere blowers die nodig zijn om de druk bij de gasopslag te handhaven. Bovendien hoeft een gasbooster alleen te werken wanneer er vraag is aan de verbruikszijde, waardoor verder wordt bijgedragen aan het in evenwicht brengen van de bedrijfskosten.
 

Productshow