5000m3 双膜バイオガスの気球 地上に設置され,メタン貯蔵

5000m³ メタン貯蔵用地上設置型二重膜バイオガスバルーン

製品概要

Mondes Process 二重膜ガスホルダーは、バイオガス貯蔵用途向けに特別に設計された堅牢な空気支持構造です。この革新的な設計により、効率的なガス封じ込めが可能になり、漏洩のリスクを最小限に抑えることができます。これは、エネルギー源としてのバイオガスの完全性を維持するために不可欠です。通常、このガスホルダーは、排水処理施設、農業消化プロジェクト、埋立地、および消化された有機材料を利用してエネルギー源としてバイオガスを生成する熱電併給プラント内の嫌気性消化システムに統合されています。

排水処理施設では、ガスホルダーの統合により、嫌気性消化プロセス中に生成されるメタンを貯蔵するための信頼性の高い方法が提供され、運用効率が向上します。貯蔵されたバイオガスは、発電機や暖房システムにオンサイトで利用できるため、外部エネルギー源への依存を減らし、全体的な持続可能性目標に貢献します。

農業環境では、これらの構造は、家畜の運営や作物の残渣からの有機廃棄物の管理を容易にします。制御された発酵プロセスを通じて生成されたバイオガスを捕捉して貯蔵することにより、農家は廃棄物を貴重な再生可能エネルギーに変換すると同時に、従来の廃棄物処理方法に関連する温室効果ガス排出量を削減できます。

埋立地は、埋立ガス生成を効果的に管理することにより、二重膜ガスホルダーの使用から恩恵を受けます。有機物が時間の経過とともに埋立地で分解されると、大量のメタンが放出されます。ガスホルダーシステムを利用することで、この強力な温室効果ガスを捕捉して、大気中に放出するのではなく、利用可能なエネルギーに変換するのに役立ちます。

さらに、消化された有機材料を電力生成と熱出力に活用する熱電併給プラントでは、このような高度な貯蔵ソリューションを組み込むことで、燃料利用率が最適化されます。余剰バイオガスを貯蔵できる能力により、原料の入手可能性が変動したり、需要の高い期間でも一貫した運用が保証されます。

主な技術パラメータ

標準的な設置

ガスホルダーは、消化槽とガス消費設備の間​​に設置されます。

標準的なガスホルダーの設置は、約20時間分のガス生産量を貯蔵するように設計されています。貯蔵量は、プロセスの生産と消費の要件に合わせて設計できます。連続運転のプラントでは、バッファ貯蔵としてより小さなユニットが必要になる場合がありますが、エネルギー生産をより良い価格で販売できる、地域のピーク電力需要期間中にガスを保持するために、より大きなガス貯蔵ユニットを指定できます。

主な構造

外膜

ガスホルダー構造は、2つの球状の膜と、コンクリートベーススラブに取り付けられた平らな底膜で構成されています。

外膜は、恒久的に膨張した織物構造です。膜は、電気的に作動するブロワーを使用して膨張します。通常、Duty/Standbyサイクル用にペアで指定されます。逆止弁は、スタンバイモードのときに各ブロワーを隔離するために、空気供給ラインに取り付けられています。レギュレーターバルブは、外膜排気ダクトに取り付けられています。

外膜は、空気支持構造に関するすべての適切な国際規格に合わせて設計されています。織物膜は、内部の空気圧だけでなく、風や雪からの外部の動的力にも耐えるように設計されています。MONDESは、最大1,011 lbf/2インチ（9,000 N/5cmの引張強度）の範囲の膜材料を使用しています。これは、現在市販されている最強の織物膜です。膜は、PVC+PVDFコーティングを施したポリエステル糸から製造されています。コーティングは、バイオガスに含まれる硫黄やその他の成分に対する保護のために、添加剤と処理を施して、独自の仕様で適用されます。膜は、167-ml/m²/日/bar圧力の低いメタン透過性に対して指定されています。外膜は、紫外線に対する保護を強化するための追加の添加剤を受け取ります。外膜の一般的な耐用年数は、露出した高UV環境で20年です。UVレベルが低い国では、より長い期間が予想されます。構造の寿命が尽きると、外膜はもろくなり、ひび割れ始め、ポリエステル糸が露出します。寿命の終わりに、外膜は簡単に交換できます。内膜（後の議論を参照）は、同じUV経年変化プロセスを受けず、外膜よりも少なくとも2：1の係数で長持ちします。各ロールの膜材料は、コンピューターと人間の目視検査技術の両方によって100％テストされています。

膜の形状は、標準的なベース材料幅を最も経済的に使用するために、標準サイズで製造されています。代替の特定のサイズを製造することもできますが、商業的に有利ではない場合があります。

膜の形状は、正確な設計パターンに織物ロールを正確にカットすることによって実現されます。これらのパターンは、加圧条件下での織物の挙動に関する20年以上の経験に基づいており、構造全体に均一な応力分布を確保するための非常に特殊な形状になっています。コンポーネント間のラップジョイントは、ISO.9001に準拠して管理された条件下で高周波溶接されています。品質記録のために、膜溶接のすべてのメートルについて完全なトレーサビリティが維持されています。テスト溶接は、溶接機に新しいロールの生地がセットアップされる前、および溶接膜の建設全体で82フィート（25m）ごとに作成されます。

ビューポート、クラウン、入口と出口、およびベース周辺ジョイントなどの膜を通るフィッティングは、カプセル化されたステンレス鋼のエンドレスロープで補強されています。各ロープは、各個々のプロジェクトに必要な正確なサイズに製造されています。

内膜

内膜は、外膜内の可変容量ガス封じ込めを形成します。内膜と底膜は、コンクリートベースの構造の周囲にガス密性の圧縮シールで密閉されています。貯蔵ガスの量が増加すると、内膜が上昇してそれを収容します。ガス封じ込め内の圧力、したがってガスパイプライン内の圧力は、内膜の表面にかかる外膜内の空気圧によって維持されます。外気封じ込めと内ガス封じ込め間の圧力差は最小限です。内膜の重量のみによるものです（ガス封じ込め圧力は0.145～0.022psi（1～1.5 mBar高い））。

内膜は、外膜と同じ織物生地で作られています。内膜は、この放射線にさらされないため、UV保護が軽減されていますが、動作中の膜の動きによって静電気が発生する可能性を排除するための追加の帯電防止コーティングが施されています。内膜の無応力サービス状態にもかかわらず、常に外膜と同じ強度であることが指定されています。外膜の故障という可能性が低い場合でも、内膜はすべての負荷条件（内部圧力と環境）に対して構造的完全性を維持します。

ガス配管と圧力リリーフ

20年以上の開発と世界中の幅広い設置により、このシステムはガス供給配管と圧力リリーフの最適な配置であると確信しています。

ガスが1つのパイプラインから供給され、2番目のパイプラインから消費されることが重要です。ガスホルダーが単純なバッファとして使用されるシステムでも同様です。バイオガスはメタンと二酸化炭素の混合物であり、この混合物は停滞期間中に沈殿する可能性があります。2つのパイプラインシステムを使用すると、封じ込め内のガスは、生産と消費が等しく一致している期間でも、常に動いています。

ガス供給パイプと消費パイプは、ベースの中央までベーススラブの下に配線されています。パイプと膜は、ボルト締め圧縮シールフランジを使用して密閉されています。以下の図解目的のために、2本のパイプは互いに反対に示されています。実際には、これらの2本のパイプは、ベース全体に放射状に互いに平行に走ります。配管は、各個々のプラントの要件の体積流量と圧力を収容するように、適切なサイズで指定する必要があります。

油圧圧力リリーフバルブは、二重膜ガスホルダーへのガス供給ラインに常に設置する必要があります。供給ラインに設置すると、バルブは、内部の過圧だけでなく、ガス生産の急激なサージによって引き起こされる過圧状況からも膜構造を保護します。各バルブは、各設置の圧力と流量の組み合わせに必要な圧力リリーフを提供するように、固定寸法に個別に製造されています。バルブは、タイプ304ステンレス鋼で構成されており、内部に100％グリコール不凍液を使用して圧力トラップを維持します。フェイルセーフバルブは、油圧圧力差の単純な原理で動作します。バルブは定期的にメンテナンスし、流体内容物のレベルを確認する必要があります。吹き出しが発生した場合、バイオガス内に懸濁した湿度は、より冷たいバルブ流体内で凝縮し、レベルが上昇します。バルブ本体には、レベル表示窓、ボールバルブドレンコック、および充填レベルプラグが付属しています。

供給パイプと消費パイプの両方を、パイプ内で形成される凝縮水が排出されるように、勾配に敷設する必要があります。凝縮水トラップは、凝縮水の除去を容易にするために、ガスホルダーの近くに取り付ける必要があります。通常、凝縮水トラップは、タンクベーススラブのすぐ外側のピットに設置されます。

制御装置

二重膜ガスホルダーの標準的な供給範囲には、以下が含まれます。

1）超音波レベルトランスデューサーと計器。

2）ガス検出器トランスデューサーと計器。

• 超音波レベルトランスデューサーは、外膜のクラウンにあるハウジングに配置されています。 トランスデューサーは、読み取りが可能で、 他のPLC制御装置用の4～24mA制御回路インターフェースを介して制御信号が供給される計器にハードワイヤードされています。 計器は、たとえば、 ガス貯蔵が最大に近づいているときに廃ガスバーナーを始動するなど、制御回路を切り替えるための最大6つのリレーを提供します。

• ガス検出器トランスデューサーは、外膜圧力調整バルブに取り付けられています。 このユニットは、外膜内のメタン漏れを継続的にチェックするのに役立ちます 空気封じ込め。トランスデューサーは、 アラームとリレー切り替えを提供する計器にハードワイヤードする必要があります。計器は通常、20％でアラームを提供するように構成されています。 メタン中のLEL（爆発限界）の40％と60％。3番目の場合、 アラーム状態では、制御システムはプラントをシャットダウンして、アラームを 外側の封じ込め内のメタンの可燃性濃度に達する前に調査する必要があります。 システム/プラント設計の考慮事項

上記のように、ガスホルダーはガス生産および消費システム全体で圧力を維持します。プラントとプロセスの設計の初期段階で、ガスホルダーの必要な動作圧力を決定することが不可欠です。これにより、最初の見積もりを正確に提供できます。

ガスまたは流体の流れに関連するシステムでは、パイプの壁に対する流体の摩擦、バルブとフィッティングなどによって圧力降下が発生します。バイオガス消化および発電所などのシステムでは、ガスが流れている間、どの時点でも圧力が同じになることはありません。プラントには、関連する配管、バルブ、およびプラントアイテムの設計に直接関連する圧力プロファイルがあります。

上記の図に示すように、ガスホルダーでの圧力は消化槽での圧力よりも低く、ガス消費分布のどの時点よりも高くなっています。プラントの各セクションの圧力降下は、関連する配管のサイズと長さに直接関連し、ガスが通過する必要のあるバルブやその他のフィッティングの数に直接関連しています。

提供された単純な例では、消化槽とガスホルダーに必要な実際の圧力を、発電所の仕様と要件からシステムを逆に作業する必要があります。システムの長さと複雑さによっては、システム全体が要求された体積と圧力でガスを流すことができるように、消化槽での圧力が発電所で必要な圧力よりもかなり高くなる可能性があります。

発電所の前にガスブースターを使用することを常に検討する価値があります。ブースターは、消費ユニットに必要な圧力を提供しながら、上流のシステムの残りの部分を動作圧力を低くするように構成できます。ガスブースターを導入すると、ガスホルダーと消化槽の両方が低い動作圧力で設計されるため、プラント全体の投資コストを大幅に削減できます。ガスブースターの追加の運転コストは、ガスホルダーの圧力を維持するために必要な小型ブロワーの削減された運転コストと通常はかなりバランスが取れています。さらに、ガスブースターは、消費側に需要がある場合にのみ動作する必要があるため、運転コストのバランスをさらに高めることができます。

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