BR102021000149A2 - Digestor compreendendo um sistema de injeção de oxigênio tendo um meio tubular formado em um padrão de grade - Google Patents

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David Frimat
Antonio Trueba
Jacopo Seiwert
Jeremy Ollier
Solene Valentin
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L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
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Abstract

digestor compreendendo um sistema de injeção de oxigênio tendo um meio tubular formado em um padrão de grade. instalação para produção de biogás pelo menos parcialmente dessulfurado, compreendendo um digestor de biomassa e/ou pós-digestor, o digestor e/ou pós-digestor compreendendo: - uma câmara que compreende a biomassa e o espaço de gás, e - um sistema para injetar um gás oxidante no espaço de gás, caracterizado pelo sistema de injeção compreender um meio tubular formado em um padrão de grade, tendo um centro de simetria colocado no eixo de simetria da câmara e tendo microinjetores.

Description

DIGESTOR COMPREENDENDO UM SISTEMA DE INJEÇÃO DE OXIGÊNIO TENDO UM MEIO TUBULAR FORMADO EM UM PADRÃO DE GRADE
[0001] A presente invenção se refere a uma instalação e a um processo para produzir biogás pelo menos parcialmente dessulfurado.
[0002] O biogás é o gás produzido durante a decomposição da matéria orgânica na ausência de oxigênio (digestão anaeróbia), também conhecido como metanização. A decomposição pode ser natural, como observada em pântanos ou em lixões domésticos, porém a produção de biogás também pode resultar da metanização de resíduos em um reator dedicado, sob condições controladas, conhecido como metanizador ou digestor, e posteriormente em um posto - digestor, que é semelhante ao digestor e permite que a reação de metanização seja estendida.
[0003] Biomassa se refere a qualquer grupo de matéria orgânica que pode ser convertida em energia por meio desse processo de metanização: por exemplo, lodo de estação de tratamento, esterco/esterco líquido, resíduos agrícolas, resíduos de alimentos, etc.
[0004] O digestor, ou seja, o reator dedicado à metanização da biomassa, é um recipiente fechado, aquecido ou não (operado a uma temperatura definida, entre a temperatura ambiente e 55 °C), sendo o conteúdo do referido recipiente composto por biomassa, sendo misturada, contínua ou sequencialmente. As condições no digestor são anaeróbicas, e o biogás gerado se encontra no espaço superior do digestor (espaço do gás), de onde é retirado. Os pós-digestores são semelhantes aos digestores.
[0005] Devido aos seus principais constituintes - metano e dióxido de carbono - o biogás é um poderoso gás de efeito estufa; ao mesmo tempo, constitui também uma fonte de energia renovável, o que é apreciável no contexto da crescente escassez de combustíveis fósseis.
[0006] O biogás contém predominantemente metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), em proporções que podem variar de acordo com o substrato e com a forma como o biogás é obtido; no entanto, também pode conter, em proporções menores, água, nitrogênio, sulfeto de hidrogênio (H2S), oxigênio e também outros compostos orgânicos, na forma de vestígios, incluindo H2S, entre 10 e 50 000 ppmv.
[0007] Dependendo da matéria orgânica que foi decomposta e das técnicas utilizadas, as proporções dos componentes diferem, mas, em média, o biogás compreende, em base de gás seco, de 30% a 75% de metano, de 15% a 60% de CO2, de 0% a 15% de nitrogênio, de 0% a 5% de oxigênio e vestígios de outros compostos. O biogás é aproveitado economicamente de várias maneiras. Pode, após um tratamento suave, ser aproveitado próximo ao local de produção para fornecer calor, eletricidade ou uma mistura de ambos (cogeração); o alto teor de dióxido de carbono reduz seu poder calorífico, aumenta os custos de compressão e de transporte e limita a vantagem econômica de aproveitá-lo economicamente para esse uso próximo.
[0008] A purificação mais intensiva do biogás permite que seja mais amplamente utilizado; em particular, a purificação intensiva do biogás permite obter um biogás que foi purificado segundo as especificações do gás natural e que pode ser substituído por este; o biogás assim purificado é conhecido como "biometano". O biometano, portanto, suplementa os recursos de gás natural com uma parte renovável produzida dentro dos territórios; ele pode ser usado exatamente para os mesmos usos que o gás natural de origem fóssil. Pode abastecer uma rede de gás natural ou posto de abastecimento de veículos; também pode ser liquefeito para armazenamento na forma de gás natural liquefeito (bioLNG), etc. Dependendo da composição da biomassa, o biogás produzido durante a digestão contém sulfeto de hidrogênio (H2S) em quantidades entre 10 e 50.000 ppm. Independentemente da destinação comercial final do biogás, é vital a remoção do sulfeto de hidrogênio, que é uma impureza tóxica e corrosiva. Além disso, se o uso do biogás envolve purificá-lo para injeção de biometano na rede de gás natural, existem especificações rígidas que limitam a quantidade permitida de H2S.
[0009] Existem vários métodos para remover H2S e são mais ou menos difundidos (camadas de carvão ativado, adição de compostos de ferro, absorção física ou química, lavagem com água, biofiltros, etc.). A remoção é realizada principalmente por adsorção em um leito de carvão ativado, fora do digestor. Em um número crescente de digestores, a redução de H2S também é realizada em parte pela injeção de ar/ar enriquecido/O2 no espaço de gás do digestor, constituindo uma solução in situ. Com a injeção no espaço de gás em uma dose baixa, o enxofre sólido é formado a partir do H2S e O2 (eq. (1)), isto sendo realizado por bactérias oxidantes de enxofre, por exemplo, Thiobacillus. Com uma alta dose de O2 injetada, a mistura é acidificada (eq. (2)). A reação alvo é, portanto, a reação (1).
H₂S + 0,5 O₂ → S + H₂O (1)
H₂S + 2 O₂ → SO₄²⁻ + 2 H⁺ (2)
[00010] As quantidades de O2 que precisam ser injetadas na prática são diferentes daquelas esperadas a partir da estequiometria da eq. (1): doses de 0,3% a 3% de O2 em relação ao biogás gerado são as mais frequentemente recomendadas, com doses de até 12% sendo algumas vezes declaradas. Atualmente, a injeção in situ de ar/ar enriquecido/O2 não está otimizada, e os leitos de carvão ativado devem, portanto, ser mantidos a fim de remover todo o H2S. As soluções existentes consistem em injetar ar/O2 no digestor usando um único ponto de injeção, o que potencialmente leva a uma reação localizada (remoção localizada de sulfeto de hidrogênio). No caso de dosagem de oxigênio inadequada, isso pode ainda levar a um acúmulo local de oxigênio não consumido, o que é indesejável, pois (i) a mistura de biogás e oxigênio é explosiva além de um certo limite, (ii) a purificação do biogás contendo oxigênio é mais complexa, (iii) o oxigênio acumulado não é usado para reduzir H2S ao máximo possível e (iv) zonas aeróbicas podem ser criadas localmente e inibir a reação de metanização.
[00011] Além disso, o único ponto de injeção é colocado em frente à saída do biogás. Parte do biogás pode, portanto, ser descarregado diretamente do digestor, sem ter a chance de reagir com o oxigênio injetado. Assim, fica contaminado com sulfeto de hidrogênio na saída. Especificamente, de acordo com as simulações de um digestor representado nas Figuras 1 e 2 - [Fig. 1] e [Fig. 2] - pode-se observar que o biogás flui em modo laminar. Isso confirma que o oxigênio injetado em um ponto não é misturado em todo o espaço de gás do digestor, mas é transportado diretamente para a saída de gás. A reação é, portanto, localizada. Isto foi confirmado visualmente uma vez que foi observado que o enxofre sólido se formou mais nas superfícies da rede de dessulfuração localizada na periferia e menos no centro.
[00012] A partir desta base, um problema que surge é o de fornecer uma instalação melhorada que promova uma remoção mais intensiva de H2S.
[00013] Uma solução da presente invenção é uma instalação para a produção de biogás pelo menos parcialmente dessulfurado, compreendendo um digestor de biomassa e/ou pós-digestor, o digestor e/ou pós-digestor compreendendo:
  • - uma câmara que compreende a biomassa e o espaço de gás, e
  • - um sistema para injetar um gás oxidante no espaço de gás,
caracterizado pelo sistema de injeção compreender um meio tubular formado em um padrão de grade, tendo um centro de simetria colocado no eixo de simetria da câmara e tendo microinjetores. “Espaço de gás” se refere ao espaço no digestor ou pós-digestor que contém gás (em oposição ao espaço que contém o líquido). De preferência, o padrão de grade é formado por um conjunto de tubos. A Figura 3 [Fig. 3] é uma seção esquemática horizontal através da câmara do digestor. Observe que a seção é feita na parte da parede interna da câmara localizada no nível do espaço de gás. Dependendo do caso, a instalação de acordo com a invenção pode ter uma ou mais das características abaixo:
  • - cada quadrado do padrão de grade compreende um microinjetor em um de seus lados;
  • - cada quadrado do padrão de grade compreende um microinjetor em cada um de seus lados;
  • - o padrão de grade compreende pelo menos quatro quadrados;
  • - pelo menos um microinjetor está localizado a menos de dois metros do eixo de simetria da câmara;
  • - o meio tubular está localizado a menos de um metro da interface espaço-gás-biomassa;
  • - a instalação compreende uma rede de dessulfuração colocada horizontalmente e fixada na parte superior da câmara e o meio tubular é colocado na referida rede;
  • - a instalação compreende uma rede de dessulfuração colocada horizontalmente e fixada na parte superior da câmara e o meio tubular é suspenso desta rede. Esta suspensão é efetuada de preferência por meio de cordas;
  • - o meio tubular é constituído por um material resistente à umidade e à corrosão. A menção pode ser feita a título de exemplo de certos aços inoxidáveis, PEEK, PTFE.
[00014] A instalação de acordo com a invenção permite distribuir de forma mais homogênea as doses injetadas do gás oxidante em todo o digestor. As reações, portanto, não serão mais localizadas, o que permite uma melhor redução do sulfeto de hidrogênio em sua totalidade.
[00015] Além disso, esta distribuição mais homogênea do gás oxidante no espaço gasoso do digestor permite otimizar a quantidade de oxigênio utilizado e possibilitar a redução do seu consumo. No caso da injeção de ar ou ar enriquecido, a quantidade de nitrogênio no biogás será mínima. Um outro objeto da presente invenção é um processo para a produção de biogás pelo menos parcialmente dessulfurado, usando uma instalação de acordo com a invenção, compreendendo:
  • - injetar biomassa no digestor;
  • - injetar um gás oxidante no espaço de gás do digestor por meio do sistema para injetar gás oxidante; e
  • - misturar a biomassa.
[00016] A taxa de injeção do gás oxidante será preferencialmente entre 0,3% e 3% do volume de biogás produzido. Observe que o gás oxidante pode ser oxigênio, ar ou ar enriquecido. Ar enriquecido se refere ao ar tendo um teor de oxigênio mais alto do que o teor de oxigênio normalmente presente no ar.
[00017] A solução de acordo com a invenção permite obter uma corrente de biogás com menos de 200 ppm de sulfureto de hidrogênio.
[00018] A invenção torna possível reduzir os custos de purificação do biogás pela remoção do sulfeto de hidrogênio de forma eficaz e sem qualquer necessidade de engenharia complexa.

Claims (11)

  1. Instalação para produzir biogás pelo menos parcialmente dessulfurado, compreendendo um digestor de biomassa e/ou pós-digestor, o digestor e/ou pós-digestor compreendendo:
    • - uma câmara que compreende a biomassa e o espaço de gás, e
    • - um sistema para injetar um gás oxidante no espaço de gás,
    caracterizada pelo fato de que o sistema de injeção compreende um meio tubular formado em um padrão de grade, tendo um centro de simetria colocado no eixo de simetria da câmara e tendo microinjetores.
  2. Instalação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada quadrado do padrão de grade compreende um microinjetor em um de seus lados.
  3. Instalação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que cada quadrado do padrão de grade compreende um microinjetor em cada uma das suas faces.
  4. Instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o padrão de grade compreende pelo menos quatro quadrados.
  5. Instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que pelo menos um microinjetor está localizado a menos de dois metros do eixo de simetria da câmara.
  6. Instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o meio tubular está localizado a menos de um metro da interface gás-biomassa.
  7. Instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de compreender uma rede de dessulfuração colocada horizontalmente e fixada na parte superior da câmara e o meio tubular colocado na referida rede.
  8. Instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de compreender uma rede de dessulfuração colocada horizontalmente e fixada na parte superior da câmara e o meio tubular ser suspenso nesta rede.
  9. Instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o meio tubular é constituído por um material resistente à umidade e à corrosão.
  10. Processo para a produção de biogás pelo menos parcialmente dessulfurado, utilizando uma instalação conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender:
    • • injetar biomassa no digestor;
    • • injetar um gás oxidante no espaço de gás do digestor por meio do sistema de injeção de gás oxidante; e
    • • misturar a biomassa.
  11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o gás oxidante é oxigênio ou ar ou ar enriquecido.
BR102021000149-6A 2020-01-09 2021-01-06 Digestor compreendendo um sistema de injeção de oxigênio tendo um meio tubular formado em um padrão de grade BR102021000149A2 (pt)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580597A (en) * 1985-04-15 1986-04-08 Monsanto Company Fluid distribution system
US5298164A (en) * 1992-07-28 1994-03-29 United States Filter Corporation Emission reduction of organic volatiles from aerobic biological reactors
US5897771A (en) * 1994-09-14 1999-04-27 Able Co., Ltd. Apparatus for aerobic treatment of waste water
US6673243B2 (en) * 2001-08-01 2004-01-06 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Plug flow anaerobic digester
US10377651B2 (en) * 2006-10-30 2019-08-13 Perlemax Ltd Bubble generation for aeration and other purposes
DE102007013190A1 (de) * 2007-03-15 2008-09-18 Mt-Energie Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Abbau schädlicher Stoffe mittels Zuführen von Sauerstoff
US9593300B2 (en) * 2009-03-12 2017-03-14 Prasad S Kodukula Device for fuel and chemical production from biomass-sequestered carbon dioxide and method therefor
US9849434B2 (en) * 2010-09-22 2017-12-26 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Methods and apparatus for enhanced gas distribution
CN201825951U (zh) * 2010-10-27 2011-05-11 泽尔曼生物能源技术（北京）有限公司 沼气生物脱硫装置
CN102174378A (zh) * 2011-01-25 2011-09-07 合肥创想能源环境科技有限公司 一种生物燃气发酵装置
CN202942808U (zh) * 2012-12-20 2013-05-22 成都德通环境工程有限公司 用于厌氧反应器内吹脱法的沼气脱硫装置
WO2020176778A1 (en) * 2019-02-27 2020-09-03 Aquacycl Llc Scalable floating micro-aeration unit, devices and methods
CN110423680A (zh) * 2019-07-29 2019-11-08 山东大学 一种厌氧发酵中生物沼气及生物甲烷实时测气的装置及其测量方法

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