Misturadores SNG (GLP + Ar) e sistemas de enriquecimento de biometano (BioCH4 + GLP)

Misturadores SNG e Sistemas de Enriquecimento de Biometano: Fórmula para um Futuro de Energia Sustentável

O papel das abordagens de processamento de gás está se tornando cada vez mais crucial no setor energético global, que está rapidamente se movendo em direção a fontes de energia limpas e sustentáveis. Com esse pano de fundo, os sistemas de mistura de gás em geral, e os misturadores de SNG juntamente com os sistemas de enriquecimento de biometano em particular, assumem um papel central como componentes significativos para alavancar a qualidade do gás, garantir compatibilidade com infraestruturas modernas e facilitar a maior adoção de energia renovável. Além disso, iremos revisar essas tecnologias, seu papel e sua influência nos sistemas energéticos atuais.

Sistemas de Mistura de Gases

Os misturadores de gases foram projetados para misturar vários gases em proporções precisas para gerar uma mistura de gás uniforme que esteja em conformidade com determinadas especificações de qualidade. Os sistemas de mistura de gases industriais são aplicados em diferentes indústrias que incluem produção química, geração de energia elétrica e aplicações de energia sustentável.

Um dos objetivos de alta prioridade do equipamento de mistura de gases é produzir uma composição de gás compatível com as instalações de gasodutos e sistemas de entrega de combustível atuais. Por exemplo, em áreas onde o gás natural é complementado ou substituído por hidrogênio ou biogás, um sistema de mistura de gases garante que a mistura final mantenha o valor de combustão e as propriedades dentro de limites razoáveis.

As tecnologias de mistura atualizadas empregam sensores de ponta e unidades de controle para supervisionar parâmetros como pressão, velocidade do gás, composição e temperatura em tempo real. Isso permite o autoajuste das proporções da mistura, proporcionando qualidade de gás relevante mesmo em casos em que as características do gás bruto são inconstantes. Em muitos casos, um misturador de gás pode integrar-se ao sistema SCADA (Supervisão, Controle e Aquisição de Dados) para diagnósticos e supervisão remotos, otimizando a eficiência operacional e a segurança.

Misturadores SNG (GLP + Ar)

O GNV (Gás Natural Sintético) é um substituto do gás natural tradicional, geralmente gerado a partir de biomassa, carvão ou eletricidade sustentável por meio de processos de metanação. O misturador de ar de gás natural, ou seja, misturador de GNV, é um sistema complicado de mistura de gases desenvolvido para combinar vários fluxos de gás, incluindo dióxido de carbono e hidrogênio, juntamente com outros hidrocarbonetos, para gerar uma mistura de gás com especificações análogas ao gás natural.

O emprego de misturadores SNG está aumentando em importância devido à sua capacidade de descarbonizar o sistema de gás em circulação. Por exemplo, o hidrogênio criado a partir da eletrólise, utilizando eletricidade sustentável, pode ser misturado com CO₂ biogênico em reatores de metanação para produzir metano renovável. Esse processo, conhecido como P2G (Power-to-Gas), é uma abordagem bem-sucedida para armazenar eletricidade sustentável e incorporá-la à instalação de gás.

Os misturadores de GNS devem ser muito precisos, uma vez que qualquer pequena variação nas características do gás pode ter um impacto no desempenho do equipamento associado e nas emissões. Os misturadores de GNS de ponta apresentam sistemas de injeção eletrônica de combustível sequencial e regulação controlada por feedback para suportar tolerâncias rigorosas. Além disso, eles devem ser feitos de materiais adequados para o hidrogênio, que pode causar fragilização em alguns metais.

Sistemas de Enriquecimento de Biometano (BioCH4 + GLP)

O biometano é uma forma super refinada e ultra limpa de biogás que foi processada para cumprir com os padrões do gás natural. O biogás de matéria-prima geralmente contém 50-70% de metano, com o restante contendo principalmente dióxido de carbono e traços de poluentes como vapor d'água, sulfeto de hidrogênio e siloxanos. Este biogás deve ser enriquecido antes de ser injetado na rede de gás.

O sistema de enriquecimento de biometano aplica diferentes tecnologias para se livrar de impurezas e otimizar a concentração de metano para mais de 95%. As técnicas tradicionais incluem PSA (Adsorção por Variação de Pressão), lavagem com água, adsorção química e separação por membrana. Cada técnica tem seus benefícios quando se trata de eficiência, custo e adequação para várias composições de biogás e taxas de fluxo.

Por exemplo, a separação por membrana é uma tecnologia comumente utilizada levando em consideração sua modularidade e baixo consumo de energia elétrica. Este método emprega membranas semipermeáveis para separar o CO₂ do CH₄ com base na difusividade e tamanho molecular. Ao mesmo tempo, o método PSA envolve a adsorção seletiva de CO₂ e outros poluentes em materiais adsorventes sob alta pressão, liberando metano refinado durante a fase de desorção.

Depois que o biometano é enriquecido, ele pode ser misturado com gás natural utilizando a tecnologia de misturador de gás ou injetado diretamente no gasoduto. Além disso, ele pode ser liquefeito para produzir Bio-LNG ou comprimido para fazer Bio-CNG. Ambos podem complementar e ser opções alternativas aos combustíveis fósseis no setor de transporte marítimo.

Integração e Aplicações

A integração dos sistemas e tecnologias mencionados acima é significativa para a criação de infraestruturas de energia confiáveis e renováveis. Em hubs de energia sustentável, tais tecnologias são combinadas para manter e fornecer fluxos de gás que estejam alinhados com padrões regulatórios e requisitos dos consumidores.

Por exemplo, uma fábrica de biogás equipada com um sistema de enriquecimento de biometano pode fornecer metano sustentável em uma rede de distribuição de gás. No caso de o teor de metano diferir ligeiramente ou precisar ser ajustado para o valor de combustão, um sistema de mistura de gás realiza correções precisas. Relacionado a isso, em instalações de Power-to-Gas, o hidrogênio recebido do excesso de energia eólica ou solar é transformado em GNC empregando misturadores e reatores de metanização, apoiando o equilíbrio da rede elétrica e armazenando energia de forma segura e transportável.

Juntamente com as vantagens ambientais, essas tecnologias oferecem benefícios econômicos. Elas proporcionam oportunidades para os produtores de energia obterem lucro a partir de materiais residuais, reduzirem as emissões de gases de efeito estufa e participarem do mercado de gás sustentável.

Resultado final

Misturadores de SNG e tecnologias de enriquecimento de biometano são elementos cruciais quando se trata da transição para um sistema de energia limpa e resiliente. Hoje em dia, quando os países buscam maneiras de se adequar aos requisitos de segurança climática e descarbonizar suas instalações de gás, essas tecnologias oferecem soluções confiáveis. Investimentos e inovações incessantes nesse campo serão a peça-chave que ajudará a alcançar a sustentabilidade de longo prazo no setor energético mundial.