바이오가스에서 바이오메탄까지: 신뢰할 수 있는 측정 기술을 통한 안정성, 안전성 및 품질 향상
신뢰할 수 있는 바이오가스 및 바이오메탄 생산을 위해서는 수분이 많고 오염된 가스와 생물학적 특성으로 인한 프로세스 변동성을 견딜 수 있는 측정 기술이 필요합니다. 소화조 내부의 혐기성 소화 모니터링부터 가스 배관 및 업그레이드 섹션의 바이오가스 모니터링에 이르기까지, 측정 기술은 안전하고 안정적이며 규정을 준수하는 프로세스를 유지하는 데 필요한 운영 가시성을 제공합니다. 핵심 요소로는 유량, 압력, 온도, pH, 레벨의 연속 측정이 있으며, 여기에 가스 조성과 품질을 모니터링하는 가스 분석기가 함께 사용됩니다.
특히 H2S 측정은 다운스트림 설비를 보호하고, 정제 성능을 검증하고, 부식 및 안전 위험을 줄이는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 또한 업그레이드 프로세스에서는 중요 지점에서 바이오메탄의 유량과 품질을 지속적으로 측정하여 효율적인 분리, 제품 규격 준수, 안정적인 이송 또는 주입을 지원함으로써 품질이 일정하지 않은 원료 바이오가스를 관리 가능하고 검증 가능한 에너지 제품으로 바꾸어줍니다.
소화에 의한 가스 생성부터 탈황, 여과, 업그레이드, 바이오메탄 주입까지 프로세스 개요
소화부터 바이오메탄까지 프로세스 개요
이 공정도는 유기 폐기물이 재생 에너지로 전환되는 바이오가스 플랜트의 일반적인 프로세스 흐름을 보여줍니다. 소화조 내부에서는 미생물이 산소가 없는 환경에서 바이오매스를 분해하여 메탄과 이산화탄소를 주성분으로 하는 원료 바이오가스를 생성합니다. 이후 가스는 황화수소와 수분 등의 불순물을 제거하기 위한 전처리 및 정제 단계를 거친 뒤 바이오메탄으로 업그레이드됩니다. 정제된 가스는 열 및 전력 생산에 사용되거나 가스 공급망에 주입될 수 있습니다.
정확하고 연속적인 모니터링을 통한 습식 가스 스트림 처리 바이오가스 라인의 인라인 유량 측정
소화조 배출구에서 바이오가스 유량 및 품질 측정
소화조 배출구의 바이오가스 상태는 본질적으로 불안정합니다. 변동하는 유량, 높은 습도, 거품이나 응축수의 혼입 그리고 가변적인 가스 조성으로 인해 정확한 측정이 매우 어렵습니다. 이러한 요인은 신호 편차를 초래하고 공정 제어, 에너지 균형 관리, 규제 보고에 필요한 데이터의 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있습니다.
따라서 수분, 부식, 가스 조성 변화에 대응하도록 설계된 계기를 사용하여 바이오가스의 유량과 조성을 지속적이고 안정적으로 측정하는 것이 필수적입니다. 이를 통해 안전한 소화조 운영, 완전한 생산 균형 관리, 에너지 기반 효율 평가, 플레어링 규정 준수를 위한 신뢰할 수 있는 데이터 기반을 확보하는 동시에 불확실성, 운영 위험, 유지보수 부담을 줄일 수 있습니다.
- Prosonic Flow B 200은 변동하는 프로세스 조건에서도 습식 바이오가스와 소화조 가스를 정확하고 안정적으로 측정합니다. 또한 실시간 메탄 농도 분석 기능도 제공합니다.
- Prosonic Flow G 300은 습식 가스와 가스 특성 및 조성이 변화하는 환경에서도 견고하고 신뢰성 높은 유량 측정을 제공해 다양한 가스 응용 분야에 적합합니다. 또한 보정 기능을 위해 압력 및 온도 센서가 직접 통합되어 있습니다.
바이오가스 소화조의 압력 측정을 통한 안전성 및 프로세스 안정성 확보
바이오가스 처리 프로세스의 압력 측정
바이오가스 처리 프로세스에서 건조, 탈황, 업그레이드와 같은 정제 단계는 오염물질, 응축수, 파울링 등에 매우 민감합니다. 이러한 문제는 압력 손실을 증가시키고, 심한 경우 부분적 또는 전체적인 배관 막힘으로 이어질 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 압력 데이터가 없으면 가스 유량이 제한되거나 업스트림 프로세스가 영향을 받은 후에야 이상이 발견되는 경우가 많습니다.
각 정제 단계 전후에서 압력을 측정하면 운영 상태를 명확하게 파악할 수 있습니다. 차압이 안정적이면 정상적으로 운영되고 있음을 의미하고, 점진적 또는 급격한 압력 변화는 배관 막힘, 필터 포화 또는 응축수 축적을 나타내기 때문에 이를 조기에 감지할 수 있습니다. 이를 통해 적시에 대응하여 바이오가스 시스템을 안전하고 안정적으로 운영할 수 있습니다.
- 쉽고 빠르게 설치할 수 있는 소형 압력계 Cerabar PMP21
- 압력 측정 정확도가 우수하고 트랜스미터를 원격으로 제어할 수 있는 Cerabar PMP51B
중요 에너지 파라미터의 실시간 모니터링
폐열 회수에서 에너지 측정
CHP(열병합발전) 프로세스의 폐열 회수 시스템에서는 유량이 변동하고, 온도 차가 작고, 부하에 따라 프로세스 조건이 빠르게 변화하기 때문에 정확한 에너지 측정이 쉽지 않습니다. 또한 부정확한 유량 측정이나 부적절하게 설치된 온도 센서는 계산된 에너지 값의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.
신뢰성 높은 유량 측정과 정확한 공급 및 환수 온도 센서 그리고 통합형 BTU 미터를 함께 사용하면 에너지를 연속적이고 일관되게 계산할 수 있습니다. 또한 회수된 열에너지를 투명하게 파악할 수 있고, 효율 저하를 조기에 감지하고, 실제 운영 조건에서 폐열 회수 시스템의 성능을 신뢰성 있게 검증할 수 있습니다.
- 더욱 효율적인 에너지 관리를 지원하는 초음파 유량계 Prosonic Flow E Heat
- 투명한 에너지 소비 모니터링을 지원하는 EngyCal RH33 BTU 미터
- 모듈형 온도계 iTHERM ModuLine TM131
산업 프로세스에서 선택적인 연속 가스 농도 모니터링을 지원하는 벽면 설치형 TDLAS 가스 분석기
바이오가스 업그레이드를 통한 바이오메탄 생산
바이오가스를 바이오메탄으로 업그레이드하는 프로세스에서는 원료 바이오가스의 유량 변동, 메탄 및 CO₂ 농도의 변화 그리고 H₂S, 수분, 실록산과 같은 불순물의 존재에도 불구하고 프로세스를 안정적이고 정밀하게 제어해야 합니다. 이러한 변동 요인을 조기에 감지하고 제어하지 못하면 분리 효율, 제품 가스 품질, 플랜트 가동률이 저하될 수 있습니다.
이를 위해서는 업그레이드 프로세스의 핵심 지점에서 유량, 온도, 가스 조성과 같은 주요 프로세스 변수를 연속적으로 측정해야 합니다. 신뢰성 높은 계기는 운영자가 업그레이드 설비의 정상 작동 여부를 확인하고, 바이오메탄 품질을 규격 내에서 유지하고, 이상이나 파울링을 조기에 감지하고, 업그레이드 프로세스를 안전하고 효율적이며 규정을 준수하는 방식으로 운영할 수 있도록 지원합니다.
- TDLAS 가스 분석기 J22는 바이오가스 및 바이오메탄의 품질을 실시간으로 모니터링하여 가스 품질의 상거래용 측정 신뢰성을 높입니다.
- TDLAS 가스 분석기 JT33은 연속적인 실시간 H2S 측정을 제공합니다.
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