Máy tạo Oxy cho quá trình xử lý khí thải Hydro Sunfua (H₂S) trong khí Biogas

Nhận ngay giải pháp tối ưu cho sản xuất khí sinh học ngay hôm nay!

Khi biogas được tạo ra, nhiều loại chất thải khác nhau được sử dụng, bao gồm chất thải nông nghiệp, hữu cơ và công nghiệp. Biogas thực chất được hình thành khi các loại rác này phân hủy trong điều kiện yếm khí, còn được gọi là quá trình "phân hủy kỵ khí". Do chất thải chứa hàm lượng cao các hợp chất lưu huỳnh, bao gồm H₂S^(*), nên cần phải loại bỏ chúng. Ngoài việc gây ăn mòn, H₂S còn có tác động tiêu cực đến môi trường.

Như đã đề cập, loại bỏ H₂S là một bước quan trọng trong quá trình chuyển đổi biogas thành biomethane. Quy trình nhiều giai đoạn này thường bao gồm bể phân hủy, quạt thổi biogas, máy sấy khí lạnh áp suất thấp, hệ thống nén biogas, công nghệ tách CO₂ bằng PSA hoặc màng lọc, và/hoặc các công nghệ khác. Việc thu hồi CO₂ cũng có thể thực hiện được, giúp các nhà máy biogas tạo thêm doanh thu.

Oxy được đưa vào bể phân hủy và được vi định lượng để loại bỏ H₂S. Chính trong bể phân hủy này, chất thải bị phân hủy và chuyển hóa thành khí. Do đó, biomethane là biogas đã được tinh lọc và có thành phần tương đương với khí thiên nhiên.

(*) Khí H₂S (Hydro sunfua) là một loại khí độc, không màu, dễ cháy và có mùi trứng thối đặc trưng. Đây là một hợp chất hóa học gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử lưu huỳnh.

Vì sao khí sinh học (biogas) có mùi trứng thối? Mùi trứng thối của khí sinh học là do trong nó có chứa khí hydro sunfua (H₂S). Đây là lý do tại sao khí sinh học thô thường có mùi hôi khó chịu, gây ảnh hưởng không chỉ đến môi trường mà còn đến sức khỏe và an toàn lao động.

Trong môi trường ẩm ướt, khí H₂S sẽ phản ứng và hình ảnh axit sunfuric (H₂SO₄) - một chất ăn mòn cực kỳ nguy hiểm. Điều này có thể:

• Làm hỏng hệ thống đường ống, máy nén và thiết bị lưu trữ.
• Tăng chi phí bảo trì và giảm tuổi thọ thiết bị.
• Gây rò rỉ, mất an toàn trong vận hành.

H₂S không chỉ ăn mòn thiết bị mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến:

• Động cơ tua-bin, máy phát điện (gen-set).

• Bộ lọc và hệ thống tách khí.

• Quá trình nâng cấp biogas thành biomethane tái tạo.

Khi đốt biogas chưa xử lý, H₂S sẽ chuyển hóa thành khí SO₂ (Sunfua Dioxit) - một trong những tác nhân chính gây ra:

• Mưa axit
• Ô nhiễm không khí và nước
• Ảnh hưởng nghiêm trọng đến cây trồng và động vật.

Việc loại bỏ H₂S bằng oxy tinh khiết (thay vì hóa chất) giúp:

• Giảm lượng hóa chất như ferric hay NaOH.

• Giảm chi phí vận hành lâu dài.

• Tăng hiệu quả sản xuất và tính bền vững của hệ thống.

H₂S là một trong các yếu tố cần được xử lý triệt để trước khi nâng cấp khí sinh học thanh biomethane, nếu muốn sử dụng vào:

• Lưới khí quốc gia (gas grid)
• Trạm nhiên liệu CNG/LNG
• Ứng dụng công nghiệp yêu cầu khí sạch cao

Có nhiều phương pháp để loại bỏ H₂S khỏi biogas, trong đó phổ biến nhất là châm oxy và châm sắt. Khi đánh giá phương án tối ưu, cần xem xét rằng châm oxy thường yêu cầu ít bảo trì hơn và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

Đối với phương pháp châm sắt, muối sắt hoặc sắt chloride cần được bổ sung thường xuyên. Tương tự, bộ lọc than hoạt tính cũng cần thay thế định kỳ, làm phát sinh chi phí vận hành bổ sung. Những chi phí này cũng áp dụng cho các phương pháp khác sẽ được đề cập bên dưới. Ngoài ra, chúng tôi sẽ phân tích lý do vì sao châm oxy là phương pháp tối ưu.

Bạn có thể khám phá chi tiết vai trò của oxy trong xử lý biogas tại Ebook của Atlas Copco!

Các phương pháp khác bao gồm rửa bằng sắt hydroxit, rửa bằng natri hydroxit (NaOH) và sử dụng viên sắt oxit. Hai phương pháp đầu liên quan đến quá trình hóa học, đòi hỏi tái sinh và quản lý chất thải cẩn thận. Đối với viên sắt oxit, cần lưu trữ đúng cách để sử dụng hiệu quả, và quá trình tái sinh có thể khá phức tạp.

Rửa bằng nước sử dụng nguồn nước sẵn có, nhưng không phù hợp với biogas có hàm lượng H₂S cao. Ngoài ra, nước bão hòa H₂S cần được xử lý đúng quy trình.

Như đã đề cập trong bài viết này, giải pháp tối ưu để kiểm soát nguồn cung oxy là sử dụng máy tạo oxy tại chỗ. Hệ thống này cho phép điều chỉnh mức độ tinh khiết của oxy, giúp hạn chế các rủi ro đã nêu. Đồng thời, việc tránh tạo ra oxy có độ tinh khiết không cần thiết cũng giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.

Dù oxy có thể được cung cấp thông qua phương thức vận chuyển từ bên ngoài, nhưng điều này có thể gây ra gián đoạn trong quy trình sản xuất. Sử dụng máy tạo oxy tại chỗ giúp loại bỏ các vấn đề hậu cần. Ngoài ra, phương thức vận chuyển oxy từ bên ngoài còn tác động tiêu cực đến môi trường do lượng CO₂ phát thải từ phương tiện vận chuyển. Những lợi ích này, cùng với nhiều yếu tố khác, được phân tích chi tiết trong bài viết liên quan của chúng tôi về công nghệ tạo oxy.

Bạn có thể đọc tiếp mục Giới thiệu máy tạo Oxy tại chỗ: ứng dụng trong xử lý biogas bên dưới để hiểu rõ về những lợi ích đến từ giải pháp này!

Khi sử dụng oxy để chuyển đổi biogas thành biomethane, việc chú ý đến độ tinh khiết của O₂ là rất quan trọng. Nếu mức độ quá thấp, quá nhiều nitơ (N₂) có thể xâm nhập, làm giảm năng lượng của biogas. Ngược lại, nếu lượng oxy (độ tinh khiết và lưu lượng) quá cao, điều này có thể không cần thiết và tiềm ẩn rủi ro an toàn. Do đó, nên làm việc với các chuyên gia khí giàu kinh nghiệm, những người hiểu rõ về mức độ tinh khiết oxy phù hợp cho quá trình sản xuất biomethane.

Như vậy, việc lựa chọn độ tinh khiết của oxy phù hợp đóng vai trò quan trọng trong hiệu quả và chi phí của quá trình loại bỏ hydro sunfua (H₂S) trong khí sinh học. Không phải lúc nào oxy càng tinh khiết càng tốt - điều quan trọng là độ tinh khiết phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, an toàn và kinh tế của hệ thống.

Chúng tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn có cái nhìn tổng quan về lợi ích của việc sử dụng máy tạo oxy tại chỗ để sản xuất biomethane. Nếu bạn cần thêm thông tin về các chủ đề được đề cập, đội ngũ của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ. Chúng tôi có thể tư vấn về toàn bộ danh mục máy tạo oxy tại chỗ. Đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!

Trong xử lý khí sinh học (biogas), đặc biệt là loại bỏ hydro sunfua (H₂S), máy tạo oxy tại chỗ đang dần thay thế các phương pháp truyền thống như dùng hóa chất hoặc cung cấp oxy hóa lỏng từ bên ngoài. Thiết bị này hoạt động theo công nghệ PSA (Pressure Swing Adsorption).

• Tiết kiệm chi phí vận hành dài hạn: Không cần mua hóa chất liên tục hoặc vận chuyển oxy lỏng.
• Cung cấp oxy ổn định, đúng lúc - đúng lượng: Đáp ứng chính xác yêu cầu microclosing H₂S (0.3-3% tổng lượng khí).
• Thân thiện với môi trường: Không tạo phụ phẩm độc hại như bùn hóa học.
• Vận hành tự động, dễ tích hợp: Các model như Atlas Copco OGP và OGP+ hỗ trợ giao tiếp thông minh và giám sát từ xa.

Hiện có 3 giải pháp phổ biến để tạo oxy trong công nghiệp:

1. Oxy lỏng: Vận chuyển và lưu trữ trong bồn, chi phí cao, rủi ro áp suất.
2. Oxy nén: Dùng bình áp lực, phù hợp ứng dụng ngắn hạn.
3. Máy tạo oxy tại chỗ bằng PSA: Chủ động sản xuất tại chỗ từ không khí.

Công nghệ PSA là lựa chọn bền vững và tiết kiệm nhất nếu nhà máy có nhu cầu sử dụng oxy liên tục, đặc biệt trong xử lý khí sinh học. Ngoài ra, hệ thống PSA không chỉ ứng dụng trong khử H₂S mà còn hỗ trợ trong ngành y tế, hàn cắt, nuôi trồng thủy sản...

Nếu bạn vẫn chưa tìm thấy câu hỏi cho thắc mắc của mình. Đừng ngần ngại hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!