لماذا يجب أن تتبنى مصانع التقطير مجموعة مولدات الغاز الحيوي الآن؟

A مجموعة مولدات الغاز الحيوي لمعمل التقطيريشير إلى نظام مشترك يتم تركيبه في الموقع في معمل تقطير (أو منشأة لإنتاج الكحول/الإيثانول) يستخدم المنتجات الثانوية العضوية (مثل بقايا الطعام، والهريس المستهلك، وتيارات النفايات السائلة) لتوليد الغاز الحيوي عن طريق الهضم اللاهوائي، ثم تحويل هذا الغاز الحيوي إلى كهرباء وحرارة (أو بخار) من خلال مجموعة المولدات (مجموعة المولدات). ينصب التركيز الرئيسي لهذه المقالة على توضيح كيف يمكن لهذا النظام تحويل مجاري النفايات إلى طاقة قيمة، وتقليل تكاليف التشغيل، وخفض انبعاثات الكربون، وتعزيز الاستدامة الشاملة لمعمل التقطير.

في عملية التقطير النموذجية، يتم إنشاء كميات كبيرة من المخلفات العضوية (الهريس، والحبوب المستهلكة، والنفايات السائلة). وفقًا لتوجيهات الصناعة، فإن معامل التقطير تستهلك الكثير من الطاقة بشكل كبير، حيث يرتبط جزء كبير من التكلفة بالوقود والكهرباء لعمليات الطهي والتقطير والتجفيف. ومن خلال دمج مجموعة مولدات الغاز الحيوي المصممة خصيصًا لتدفقات نفايات التقطير، يمكن للمنشأة تحويل تلك المخلفات إلى طاقة قابلة للاستخدام بدلاً من رؤيتها كمراكز تكلفة خالصة. على سبيل المثال، توضح الأبحاث أن الغاز الحيوي المشتق من منتجات التقطير الثانوية يمكن أن يحل محل ما يصل إلى 64% من استهلاك الغاز الطبيعي في بعض الحالات.

المعلمات التقنية الرئيسية للنظام

يوجد أدناه نموذج لجدول المواصفات الذي يمنح القراء المحترفين فهمًا واضحًا للأداء المتوقع ومقاييس التصميم النموذجية. ويمكن تكييفها مع سعة الموقع المحددة وظروف المواد الأولية.

تساعد هذه النظرة العامة التفصيلية للمعلمات المديرين التشغيليين والفنيين في مصنع التقطير على تقييم جدوى نشر مثل هذا النظام.

لماذا يعد استخدام مجموعة مولدات الغاز الحيوي لمعمل التقطير مفيدًا؟

هناك العديد من برامج التشغيل لمعمل التقطير لتثبيت مجموعة مولدات الغاز الحيوي:

خفض تكاليف الطاقة وتحقيق الاكتفاء الذاتي

تستهلك مصانع التقطير كميات كبيرة من الطاقة، سواء للطاقة الكهربائية (المضخات والمحركات والتعبئة) والطاقة الحرارية (البخار والماء الساخن والتجفيف). من خلال توليد الكهرباء والحرارة في الموقع من الغاز الحيوي المشتق من مجاري النفايات الخاصة بها، يمكن لمعمل التقطير تقليل الاعتماد على الوقود الخارجي ومشتريات الكهرباء. على سبيل المثال، يسمح استخدام المادة الساكنة في الهاضم اللاهوائي بإنتاج الغاز الحيوي المتجدد، والذي يمكن استخدامه في الموقع.

إدارة النفايات والاقتصاد الدائري

إن استخدام المنتجات الثانوية لمعمل التقطير (الحبوب المستهلكة، والغسلات، والمخلفات) في عملية الهضم يحول تكلفة التخلص إلى مورد. وهذا يدعم انتقال مصنع التقطير إلى ممارسات الاقتصاد الدائري. ويمنع الغاز الحيوي الملتقط غاز الميثان (أحد غازات الدفيئة القوية) من الانطلاق خارج نطاق السيطرة في الغلاف الجوي.

المزايا البيئية والتنظيمية

في العديد من الأنظمة التنظيمية، هناك حاجة متزايدة إلى تخفيضات في انبعاثات غازات الدفيئة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة أو التحفيز عليها. تساعد أنظمة الغاز الحيوي مصانع التقطير على تحقيق أهداف الاستدامة، وتقليل البصمة الكربونية، وتأمين أرصدة أو حوافز الطاقة المتجددة. على سبيل المثال، يشير دليل معامل التقطير إلى أهمية إدارة الطاقة المنظمة لتحسين الأداء البيئي.

إمدادات الطاقة موثوقة ومستمرة

على عكس بعض المصادر المتجددة (مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح) المتقطعة، يمكن لمجموعات مولدات الغاز الحيوي توفير طاقة موثوقة عند الطلب لأنه يمكن إدارة نظام الهضم لإنتاج مستمر.

تأمين مستقبل الأعمال

ومع ارتفاع أسعار الطاقة ونمو توقعات الاستدامة، تكتسب مصانع التقطير التي تستثمر في توليد الطاقة المتجددة داخليًا ميزة تنافسية. تعمل مجموعات مولدات الغاز الحيوي على تمكين المنشأة من الاستفادة من برامج خفض الكربون، وخطط ائتمان الطاقة، وقيمة السمعة لكونها منتجًا "أخضر".

كيف يتم دمج مجموعة مولدات الغاز الحيوي في معمل التقطير وما هي خطوات التنفيذ العملية؟

تحضير المواد الخام والهضم اللاهوائي

تتمثل الخطوة الأولى النموذجية في تحويل مجاري النفايات العضوية لمعمل التقطير - الهريس المستهلك، والمخلفات، والمواد الصلبة في مياه الصرف الصحي - إلى هاضم لاهوائي. يعمل الهضم في بيئة خالية من الأكسجين حيث تقوم البكتيريا الميثانوجينية بتفكيك المواد العضوية، وإنتاج الغاز الحيوي (الميثان وثاني أكسيد الكربون في المقام الأول) والهضم. ويجب الحفاظ على المزيج ودرجة الحموضة (حوالي 6.5-7.5) ودرجة الحرارة (أليفة المتوسطة أو المحبة للحرارة) من أجل الهضم الفعال.

تكييف ونقل الغاز الحيوي

بمجرد إنتاج الغاز الحيوي، فإنه غالبًا ما يحتوي على رطوبة وكبريتيد الهيدروجين (H₂S) وشوائب أخرى. يجب إزالتها أو تقليلها قبل دخول الغاز إلى مجموعة المولدات لضمان عمر المحرك وموثوقيته. ثم يتم نقل الغاز الحيوي المكيف إلى مدخل وقود مجموعة المولدات.

تشغيل مجموعة المولدات واستخدام الطاقة

تقوم مجموعة المولدات بتحويل الغاز الحيوي إلى كهرباء وحرارة. يمكن للكهرباء تشغيل أحمال المحطة الداخلية أو تصديرها اعتمادًا على اللوائح المحلية والاتصال بالشبكة. يمكن استرداد الحرارة (من تبريد المحرك وغازات العادم وما إلى ذلك) لتوليد البخار أو إمداد الماء الساخن أو تسخين العمليات - وهي ذات قيمة خاصة في معامل التقطير لأن التقطير والتجفيف يتطلبان طاقة حرارية كبيرة. يؤدي هذا النهج المشترك بين الحرارة والطاقة (CHP) إلى زيادة كفاءة النظام بشكل عام.

التكامل في عملية التقطير والتحكم

يتضمن التكامل التشغيلي مواءمة مخرجات مجموعة المولدات مع ملفات تعريف الطلب الكهربائية والحرارية لمعمل التقطير. ويلزم وجود أنظمة تحكم مناسبة لمزامنة توليد الكهرباء واستعادة الحرارة ومعدلات تغذية النفايات. يجب أن تغطي خطط الصيانة الهاضم اللاهوائي ونظام تنظيف الغاز ومجموعة المولدات ومعدات استعادة الحرارة. تعمل المراقبة والتشخيص عن بعد على تحسين الموثوقية.

ملخص خطوات التنفيذ

1. دراسة جدوى الموقع: كميات المواد الخام، ومجاري النفايات، والطلب على الطاقة، والتكامل الشبكي/الحراري.

2. تصميم النظام: تحديد حجم الهاضم، تنظيف الغاز، مواصفات مجموعة المولدات، تكامل استعادة الحرارة.

3. التصاريح والتقييم البيئي: الانبعاثات، ومعالجة النفايات، والامتثال التنظيمي.

4. التركيب والتشغيل: بناء الهاضم، والأنابيب، ومجموعة المولدات، وأنظمة التحكم.

5. التشغيل والصيانة: إدارة المواد الخام، ومراقبة جودة الغاز، وخدمة المولدات، وتحسين استعادة الحرارة.

6. قياس الأداء: توفير الطاقة، وخفض الانبعاثات، والاستقرار التشغيلي، والعائد على الاستثمار.

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

س: ما هي كمية النفايات الناتجة عن معمل التقطير التي يمكن معالجتها وكيف يترجم ذلك إلى إنتاج طاقة؟
ج: تختلف الكمية الفعلية حسب حجم معمل التقطير وتركيبة مجرى النفايات وكفاءة الهضم. ومع ذلك، تستخدم العديد من مصانع التقطير كميات كبيرة من المواد الساكنة والهريس المستهلك والتي كانت تاريخيًا تمثل تحديات في التخلص منها. ومن خلال تحويل هذه العناصر إلى نظام هضم لاهوائي، يمكن للمنشأة توليد كميات كبيرة من الغاز الحيوي. تظهر الأبحاث أن الغاز الحيوي الناتج عن منتجات التقطير الثانوية يمكن أن يحل محل ما يصل إلى 64% تقريبًا من استهلاك الغاز الطبيعي في بعض الحالات. بعد تنظيف الغاز وتحويل المولد، يجب أن يتوافق الإنتاج الكهربائي والحراري مع ملف الطلب الخاص بمعمل التقطير. مطلوب وضع نماذج تفصيلية لكل موقع لتقدير كتلة المواد الأولية، وإنتاج الغاز الحيوي، ومخرجات المولد، وإمكانية استعادة الحرارة.

س: ما هي المخاطر أو التحديات الرئيسية عند تركيب مولد الغاز الحيوي في بيئة معمل التقطير؟
ج: لا بد من معالجة عدة تحديات:

• تقلب المواد الخام: قد تختلف مجاري نفايات التقطير من حيث التركيب والرطوبة ومحتوى المواد الصلبة والتحميل العضوي، مما قد يؤثر على معدل الهضم وإنتاج الغاز الحيوي.

• جودة الغاز: الرطوبة وكبريتيد الهيدروجين والشوائب الأخرى الموجودة في الغاز الحيوي يمكن أن تلحق الضرر بالمحرك أو المولد إذا لم تتم معالجتها بشكل صحيح. وكما لاحظت مصادر الصناعة، يعد تنظيف الغاز عنصرًا حاسمًا في التصميم.

• تكلفة رأس المال والاسترداد: على الرغم من أن الفوائد طويلة المدى واضحة، إلا أن الاستثمار الأولي في الهاضم ومجموعة المولدات والبنية التحتية يمكن أن يكون كبيرًا. ويجب تقييم النماذج المالية والحوافز وتوفير تكاليف الطاقة بعناية.

• الخبرة التشغيلية: يتطلب تشغيل الهاضم اللاهوائي ووحدة المولد مهارات فنية في العمليات البيولوجية، ومعالجة الغاز، والصيانة الميكانيكية وأنظمة التحكم. قد تؤدي الصيانة غير الكافية إلى تقليل الأداء أو زيادة وقت التوقف عن العمل.

• التكامل مع المصنع الحالي: يجب تصميم التكامل الحراري والكهربائي في أنظمة التقطير الحالية لتجنب الاضطرابات وضمان السلامة والتوافق مع جداول الإنتاج.
  إن معالجة هذه المخاطر من خلال الهندسة القوية، وتوصيف المواد الخام، وتصميم معالجة الغاز، وتخطيط الصيانة والنمذجة المالية أمر ضروري لتحقيق النجاح.

الاتجاهات المستقبلية ولماذا يجب أن تتصرف مصانع التقطير الآن

وبالنظر إلى المستقبل، هناك العديد من الاتجاهات التي تدفع إلى اعتماد مجموعات مولدات الغاز الحيوي في قطاع التقطير:

• زيادة الضغوط التنظيمية وأصحاب المصلحة على الاستدامة: يدفع الطلب الاستهلاكي والأنظمة التنظيمية منتجي المشروبات إلى إظهار آثار كربونية أقل واستخدام الطاقة المتجددة وإدارة النفايات الدائرية. تضع مجموعة مولدات الغاز الحيوي مصنع التقطير كشركة رائدة في مجال الاستدامة.

• تحسينات التكنولوجيا وخفض التكاليف: التحسينات في تصميم الهاضم، وتنظيف الغاز، وكفاءة المولدات، واستعادة الحرارة تجعل أنظمة الغاز الحيوي أكثر فعالية من حيث التكلفة. وكما لاحظ موردو التكنولوجيا، توفر مولدات الغاز الحيوي "عمليات موفرة للتكلفة ومستدامة وفعالة باستخدام الغاز الحيوي" ويمكن أن تصبح مصدرًا جديدًا للإيرادات.

• ظهور الحوافز وآليات التمويل: تقدم العديد من الولايات القضائية ائتمانات للطاقة المتجددة، أو حوافز لخفض الكربون، أو ائتمانات ضريبية، أو تمويل مناسب لمشاريع تحويل النفايات إلى طاقة. ويمكن لمصانع التقطير التي تتحرك في وقت مبكر أن تستفيد من هذه الحوافز.

• نماذج أعمال تحويل النفايات إلى قيمة: بدلاً من مجرد التخلص من بقايا الأشجار والمنتجات الثانوية، تنظر إليها مصانع التقطير بشكل متزايد على أنها مواد أولية لتوليد القيمة (الطاقة، والمواد المهضومة للأسمدة، والغاز الطبيعي المتجدد). يتحول النموذج من النفايات إلى الأصول.

• تكامل الشبكة والمرونة: مع تزايد عدم استقرار الشبكة، يؤدي التوليد في الموقع (وخاصة التوليد المستمر مثل الغاز الحيوي) إلى تعزيز المرونة وتقليل التعرض لارتفاع أسعار الكهرباء ودعم استراتيجيات وراء العداد.

وبالنظر إلى هذه الدوافع، فقد حان الوقت لمصانع التقطير لتقييم ونشر مجموعات مولدات الغاز الحيوي. يحصل المتبنون الأوائل على ميزة التكلفة وقيمة العلامة التجارية والخبرة التقنية، مما يجعلهم متقدمين على أقرانهم.

الاستنتاج ومقدمة العلامة التجارية

باختصار، توفر مجموعة مولدات الغاز الحيوي لعمليات التقطير حلاً مقنعًا لتحويل تيارات النفايات العضوية إلى طاقة كهربائية وحرارية موثوقة، مما يقلل التكاليف ويقلل الانبعاثات ويعزز الاستدامة. من خلال المعلمات الرئيسية مثل إنتاج الكهرباء، واسترداد الحرارة، ووقت الاحتفاظ بالهاضم، ومحتوى الميثان المحدد بوضوح، يمكن للمديرين الفنيين والتشغيليين تقييم الجدوى ودمج النظام بفعالية. إن الفوائد المترتبة على خفض تكلفة الطاقة وإدارة النفايات والامتثال البيئي والتحقق من المستقبل تجعل هذه التكنولوجيا ذات صلة متزايدة بمصانع التقطير.

العلامة التجاريةكيتشنغتقدم مجموعات مولدات الغاز الحيوي المتقدمة المصممة خصيصًا لتطبيقات التقطير، وتجمع بين الأداء الفني الرائد في الصناعة وتكامل النظام الكامل وخدمة ما بعد البيع القوية. لمزيد من المعلومات أو استشارة التصميم أو لمناقشة المتطلبات المحددة لمصنع التقطير الخاص بك، من فضلكاتصل بنالاستكشاف كيف يمكن لـ Kecheng أن يدعم انتقالك إلى عملية دائرية موفرة للطاقة.