Folie 1

BIOGAS DESDE O INÍCIO

ANÁLISE DE GÁS,

DESSULFURIZAÇÃO

E SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO E CONTROLE

PARA PLANTAS DE BIOGÁS

CHRISTIAN ETZKORN

CONCÓRDIA – 03.10.2017

Folie 2

AGENDA

EMPRESA / INTRODUÇÃO

PROJETO DEVELOPPP.DE

BIOGAS EM GERAL

CONTROLE DE PROCESSO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

Folie 3

HISTÓRIA DA EMPRESA

Fundação

1ª análisador de gás

para medição

de H2S no biogás

1000

análisadores de gás

Certificação

de acordo com

NRTL TÜV SÜD

(UL / CSA)

InfraFRED

próprio sensor multigás

NDIR

Novos produtos:

sensores e eletrônicos

Produção sustentável

Expansão –

novo edifício com

escritórios

e fábrica própria

AwiFLEX Cool+

desenvolvimento

resfriador de gás

1500 analisadores

de gás

100 sistemas

de automação

2000

análisadores de gás

expansão do edifício/

escritórios e fábrica

2017

Awite

Bioenergia Assis - SP

Folie 4

LANGENBACH – MATRIZ

Folie 5

BIOGAS EM ALEMANHA

Folie 6

PRODUTOS

ANÁLISE DE GÁS

SERVIÇO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

MEDIÇÃO DE VAZÃO

SENSORES E ELECTRÓNICA

Folie 7

AGENDA

EMPRESA / INTRODUÇÃO

PROJETO DEVELOPPP.DE

BIOGAS EM GERAL

CONTROLE DE PROCESSO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

Folie 8

DEVELOPPP.DE - BILAGAB

Folie 9

CONCEITO DO PROJETO

1. ) Transferência de tecnologia

Sistema de Análise de gás totalmente automatizado para o

Laboratório de Biogas da Embrapa Suínos e Aves

Análise de gás e Desulfurisação „Granja São Roque“ em Videira

Sistema de automação na AUMA / Minas Gerais

Sistema móvel para treinamento instalado em VW Kombi

Folie 10

CONCEITO DO PROJETO

2. ) „Transferência de conhecimento“

Desenvolvimento de um conceito para um curso de Biogas

modular

Conceito e Material de curso deve ser validado em cursos com

participantes externos

Fornecimento de uma plataforma virtual com os Materiais para as

parceiros e outros instituições interessadas

Folie 11

AGENDA

EMPRESA / INTRODUÇÃO

PROJETO DEVELOPPP.DE

BIOGAS EM GERAL

CONTROLE DE PROCESSO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

Folie 12

BIOGAS EM GERAL

O biogás é produzido durante a degradação biológica

anaeróbica de material orgânico.

As bactérias anaeróbicas iniciam um processo de fermentação

pelo qual o biogás é produzido em digestores em condições

anaeróbicas.

As bactérias são as mesmas encontradas no trato digestivo das

vacas (obviamente, a melhor planta de biogás).

Os insumos mais importantes são os resíduos orgânicos (por

exemplo, água de esgoto, resíduos de alimentos, subprodutos

do processamento de alimentos e capim cortado) ou substratos

agrícolas, como esterco líquido ou sólido ou culturas energéticas

(milho, centeio, cana de açúcar , etc.).

Folie 13

BIOGAS: PLANTAS

Folie 14

BIOGAS: PLANTAS

Folie 15

BIOGAS EM GERAL

Conclusão: as bactérias fazem todo o

trabalho.

ENTÃO, POR QUE CONTROLAR O PROCESSO?

Picture Source: www.bioenergie-bassen.de

Picture Source: www.schmack-biogas.de

Folie 16

AGENDA

EMPRESA / INTRODUÇÃO

PROJETO DEVELOPPP.DE

BIOGAS EM GERAL

CONTROLE DE PROCESSO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

Folie 17

AWIECO

COMPACTO ECONÔMICO PATRONIZADO

SISTEMAS DE ANÁLISE DE GASES

ANÁLISE DE GÁS COM AWIECO E AWIFLEX

UMA ANÁLISE ADEQUADA - PARA CADA PROCESSO

AWIFLEX

PERSONALIZADO MULTIFUNCTIONAL EXPANSÍVEL

Folie 18

temperatura

substrato

nível de pH

ácidos

orgânicos

agitação

volume do

digestor

teor de

enxofre alimentação

carga do

digestor

inibidores

teor de

matéria seca

modo de

operação oligo-elementos teor de

oxigênio

teor de

nitrogênio

CONTROLE DE PROCESSO

em geral:

evitar distúrbios do processo para garantir uma operação econômica

parece fácil ... mas há muitos fatores de influência para o processo

de biogás (caixa preta!?)

Folie 19

metano CH4 45-65 %

dióxido de carbono CO2 35-55 %

vapor de água H2O 0-7 %

nitrogênio N2 0-4 %

oxigênio O2 0-1 %

sulfureto de hidrogénio H2S 0-5000 ppm

hidrogênio (hidrólise) H2 0-500/50.000 ppm

amônia NH3 0-50 ppm

BIOGÁS: A COMPOSIÇÃO

Oxigênio

Temperatura.

Substrato

Tempo

Folie 20

dióxido de carbono acetato, hidrogênio

metano

ácidos graxos voláteis (acetato, propionato,

butirato), aldeídos, álcoois, cetonas, sulfetos de

hidrogênio, amônia, dióxido de carbono,

hidrogênio

monossacarídeos, dissacáridos, aminoácidos,

péptidos de cadeia curta, ácidos graxos de

cadeia longa, glicerina

inerte carboidratos, gorduras, proteínas

material orgânico degradável, em partículas

BIOGÁS: A DEGRADAÇÃO ANAERÓBICA

DESINTEGRATION

HYDROLYSE

ACIDOGENES

E

ACETOGENES

E

METHANOGENESE

CO2

CO2 CO2

H2

H2

H2

H2S

NH3

CO2 CO2

CO2

H2

H2

H2

CO2

CO2

CO2

CH4 CH4

CH4

CH4

H2

DESINTEGRAÇÃO

HIDRÓLISE

ACIDOGÊNESE

ACETOGÊNESE

METANOGENESIS

dióxido de carbono

Folie 21

COMPOSIÇÃO DE GÁS - BIOGÁS

DESINTEGRATION

Por que a composição do biogás varia?

(a) biogás de carboidratos

(b) biogás de gorduras

(c) biogás de proteínas

(d) acidificação (hidrólise)

(e) Ar para desulfurização

microbiológica

(f) água (umidade do gás)

Folie 22

dióxido de carbono acetato, hidrogênio

metano

ácidos graxos voláteis (acetato, propionato,

butirato), aldeídos, álcoois, cetonas, sulfetos de

hidrogênio, amônia, dióxido de carbono,

hidrogênio

monossacarídeos, dissacáridos, aminoácidos,

péptidos de cadeia curta, ácidos graxos de

cadeia longa, glicerina

inerte carboidratos, gorduras, proteínas

material orgânico degradável, em partículas

BIOGÁS: A DEGRADAÇÃO ANAERÓBICA

DESINTEGRATION

HYDROLYSE

ACIDOGENES

E

ACETOGENES

E

METHANOGENESE

CO2

CO2 CO2

H2

H2

H2

H2S

NH3

CO2 CO2

CO2

H2

H2

H2

CO2

CO2

CO2

CH4 CH4

CH4

CH4

H2

DESINTEGRAÇÃO

HIDRÓLISE

ACIDOGÊNESE

ACETOGÊNESE

METANOGENESIS

dióxido de carbono

Folie 23

BIOGÁS: A METANOGENESIS

CH4

HIDROGÊNIO

ÁCIDO ACÉTICO

Folie 24

EXEMPLO PRÁTICO: CONTROLE DE PROCESSO -

H2

0 ppm

50 ppm

100 ppm

150 ppm

200 ppm

250 ppm

300 ppm

350 ppm

400 ppm

450 ppm

500 ppmFermentador / H2

Abril a julho de 2013

Folie 25

EXEMPLO PRÁTICO : CONTROLE DE PROCESSO -

CH4

40 %

42 %

44 %

46 %

48 %

50 %

52 %

54 %

Fermentador / CH4

Folie 26

CONTROLE DE PROCESSO H2 / CH4

Fermentador

CH4

H2

Folie 27

order Bioenergie Lohhuber

sample receipt 14/05/2013

sampling 14/05/2013

sampler not specified

client sample identifier digester

sampling location digester

product ferment residue liquid

plant Bioenergie Lohhuber

CONTROLE DE PROCESSO H2 / CH4

biological parameters

acetic acid g/kg 5.2

propionic acid g/kg 1.1

butyric acid g/kg 0.14

iso-butyric acid g/kg 0.26

valeric acid g/kg <0.05

iso-valeric acid g/kg 0.21

n-caproic acid g/kg <0.05

Folie 28

order Bioenergie Lohhuber

sample receipt 01/07/2013

sampling 01/07/2013

sampler not specified

client sample identifier digester

sampling location digester

product ferment residue liquid

plant Bioenergie Lohhuber

CONTROLE DE PROCESSO H2 / CH4

biological parameters

acetic acid g/kg 1.6

propionic acid g/kg 0.12

butyric acid g/kg <0.05

iso-butyric acid g/kg <0.05

valeric acid g/kg <0.05

iso-valeric acid g/kg <0.05

n-caproic acid g/kg <0.05

Folie 29

CONTROLE DE PROCESSO - H2

indicador antecedente de acidificação do fermentador

a detecção cedo evita um distúrbio do processo e evita um "colapso

do digestor“

fornece informações sobre o estado do digestor e ajuda com

incertezas de alimentação

pode ser automatizado e pode substituir métodos manuais

elaborados como medidas do FOS / TAC, do potencial redox e da

medição do nível de pH

Folie 30

APLICAÇÕES

GÁ

S D

E A

TE

RR

O

BIO

GÁ

S

GÀ

S D

E E

SG

OT

O

SY

NG

AS

BIO

ME

TA

NO

PO

WE

R T

O G

AS

Folie 31

AGENDA

EMPRESA / INTRODUÇÃO

PROJETO DEVELOPPP.DE

BIOGAS EM GERAL

CONTROLE DE PROCESSO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

Folie 32

DESULFURIZAÇÃO - PORQUE?

Juntamente com o vapor de água no biogás, H2S forma uma solução ácida e

corrosiva (sulfato alcalino) que pode causar grandes danos na tubulação,

agitadores ou concreto no fermentador. -> $$$

Durante a combustão no motor, H2S produz ácido sulfúrico. Como resultado,

o óleo do motor escorre mais rapidamente, o que diminui o intervalo de troca

de óleo. -> $$$

Se a carga de enxofre no biogás é muito alta, um filtro de carbono, que

normalmente é projetado como um filtro fino, satura rapidamente. -> $$$

Além disso, o H2S pode interferir com a biologia no fermentador ou consumir

hidrogênio, o que, portanto, não está mais disponível para a formação de

metano.

Folie 33

DESULFURIZAÇÃO - OPÇÕES

Químico

Biológico

Filtro

Químico

Biológico

Externo Interno

Folie 34

AWIDESULF 100/200 NM3/H

INDIVIDUAL EXATO ECONÓMICAMENTE VIÁVEL

DESULFURIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA

AWIDESULF 300/500/1000 NM3/H

INDIVIDUAL EXATO ECONÓMICAMENTE VIÁVEL

DESULFURIZAÇÃO BIOLÓGICA COM O AWIDESULF

CONTROLE DE O2 NO SISTEMA – COM SEGURANÇA

Folie 35

DESULFURIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA

por bactérias de enxofre autotróficas (energia)

oxidação do H2S para enxofre elementar (S2)

dentro do fermentador / gasômetro ou como unidade externa

nenhuma bactéria especial adicionada

sem tanques adicionais, construções etc.

Folie 36

DESULFURIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA

dependendo de:

tempo de retenção

superfície

temperatura

nutrientes

distribuição, mistura

eficiência até >95%

Folie 37

DESULFURIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA

aplicações:

digestor redondo tipo CSTR com depósito de gás

digestor tipo lagoa cuberta com depósito de gás

Unidades externas de desulfurização

(filtro de carbono ativado)

(filtro de material orgânico / biofiltro)

Folie 38

AWIDESULF

AwiDESULF mede H2S e O2

AwiDESULF controla o set-point de O2

Set-point de O2 dependendo dos valores de H2S!

Limitação de O2 para evitar corrosão (H2SO4)

AwiDESULF controla o fornecimento de ar de acordo com a produção atual de gás

AwiDESULF evita a dependência da operação e supervisão manual

AwiDESULF Oxygen puro para plantas de purificação

... Sempre em combinação com AwiFLEX

Folie 39

AWIDESULF

Folie 40

AWIDESULF

Folie 41

AGENDA

EMPRESA / INTRODUÇÃO

PROJETO DEVELOPPP.DE

BIOGAS EM GERAL

CONTROLE DE PROCESSO

DESSULFURIZAÇÃO

AUTOMAÇÃO

Folie 42

AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS COM O AWICONTROL

SUPORTE INTEGRAL – O TEMPO TODO

AWICONTROL

MODULAR EXPANSÍVEL ORIENTADA PARA O FUTURO

AUTOMAÇÃO

Folie 43

AUTOMAÇÃO

Folie 44

AwiCHARTS

Folie 45

SERVIÇO REMOTO

Manutenção remota com AwiRemote – suporte no mundo

inteiro, fácil acesso de qualquer lugar

Folie 46

MUITO OBRIGADO!

Christian Etzkorn

AWITE BIOENERGIA

CONTATO@AWITE.COM.BR | WWW.AWITE.COM.BR

TEL. +55 (18) 4101.0016

CEL. +55 (18) 99777.0926