NL
EN 
Biogas bestaat voor een groot deel uit methaan. In combinatie met zuurstof vormt methaan een ontvlambaar mengsel. Stikstof verdringt zuurstof uit leidingen, tanks en procesapparatuur en houdt de installatie veilig tijdens opstart, onderhoud en stilstand.
In deze blog leest u waarvoor stikstof in biogas- en biomethaaninstallaties wordt gebruikt, welke stikstoftechniek bij welke toepassing past en waar u rekening mee houdt bij de dimensionering van een stikstofinstallatie op locatie.
Waarom is stikstof nodig in een biogasinstallatie?
Stikstof is nodig om zuurstof en methaan van elkaar gescheiden te houden. Stikstof is niet brandbaar en reageert onder normale procesomstandigheden niet met biogas of biomethaan. Daardoor kan een systeem met stikstof worden gevuld, gespoeld of onder druk gezet zonder dat er een ontvlambaar mengsel ontstaat.
In de meeste biogas- en biomethaaninstallaties wordt stikstof toegepast bij inertiseren en spoelen, inbedrijfstelling, onderhoud, druk- en lektesten en het beschermen van tanks en buffervaten. Bij netinjectie kan stikstof daarnaast worden gebruikt om de gaskwaliteit van biomethaan aan te passen.
Stikstof voor inertiseren en spoelen
Voordat biogas een leiding of tank in mag, moet de zuurstof eruit. Stikstof verdringt de zuurstof gecontroleerd uit leidingwerk, tanks, compressoren en andere procesapparatuur. Bij stilstand of onderhoud werkt het andersom: stikstof verdringt het resterende biogas, zodat de apparatuur veilig kan worden geopend.
Stikstof bij inbedrijfstelling, onderhoud en stilstand
Tijdens inbedrijfstelling, gepland onderhoud en stilstand is tijdelijk een grotere hoeveelheid stikstof nodig. Stikstof wordt dan gebruikt voor het spoelen en inertiseren van onder andere:
- gasleidingen;
- compressoren;
- buffervaten;
- biogas-upgradinginstallaties;
- gasbehandelingssystemen.
Een stikstofgenerator op locatie produceert stikstof en slaat deze op in een buffervat. Zo is er voldoende capaciteit beschikbaar op momenten met een hogere afname. Het systeem wordt ontworpen op zowel het continue verbruik als de periodieke piekafname.
Stikstof voor druktesten en lektesten
Droge stikstof wordt gebruikt voor druk- en lektesten van leidingen, appendages en procescomponenten. Het systeem wordt onder druk gezet zonder dat er zuurstof in komt. Na de test kan direct weer methaan of biomethaan worden toegelaten.
Stikstof bij biogas upgrading en biomethaanproductie
Bij het opwaarderen van biogas tot biomethaan wordt CO₂ verwijderd, en afhankelijk van het proces ook andere componenten uit het ruwe biogas. Rond de upgradinginstallatie wordt stikstof ingezet voor spoelen, inertiseren, inbedrijfstelling en onderhoud. Dat geldt voor installaties op basis van membraanscheiding, PSA en andere upgradingtechnieken.
Een stikstofgenerator in de installatie levert stikstof voor al deze werkzaamheden, zonder aanvoer van cilinders of bundels per klus.
Gaskwaliteit van biomethaan aanpassen met stikstof
Biomethaan dat in het aardgasnet wordt geïnjecteerd, moet voldoen aan de gaskwaliteitseisen van de netbeheerder. Stikstof is niet brandbaar. Door stikstof gecontroleerd te doseren, worden de verbrandingswaarde en andere verbrandingseigenschappen van het gas aangepast.
De benodigde hoeveelheid en zuiverheid hangen af van de samenstelling van het biomethaan, de netspecificaties en de gewenste eindkwaliteit. Omdat bij deze toepassing continu stikstof wordt verbruikt, is productie op locatie hier een logische keuze.
Stikstof voor tank blanketing
Bij tank blanketing wordt de gasruimte boven de vloeistof in een tank of buffervat gevuld met stikstof. Dat beperkt de hoeveelheid zuurstof in de gasruimte. Afhankelijk van het installatieontwerp wordt blanketing toegepast tijdens stilstand, onderhoud, het vullen en legen van systemen of bij processen die een zuurstofarme atmosfeer vragen.
Stikstofgenerator voor biogas: membraan of PSA?
Het verschil tussen membraan- en PSA-technologie zit in de haalbare zuiverheid, het energieverbruik en het onderhoud. Beide technieken scheiden stikstof uit omgevingslucht.
Membraantechnologie levert stikstof tot circa 99,6% N₂ en is energiezuinig en onderhoudsarm. Die zuiverheid volstaat voor veel spoel- en inertiseertoepassingen. PSA-technologie (Pressure Swing Adsorption) levert zuiverheden tot 99,9995% N₂ en wordt toegepast wanneer een hogere zuiverheid vereist is.
Let op: PSA wordt in de biogasindustrie ook gebruikt als upgradingtechniek voor biomethaan. Dat is een ander proces dan PSA-stikstofproductie.
Niet alleen de zuiverheid bepaalt de keuze. Ook het benodigde debiet, de werkdruk, de omgevingstemperatuur en het gebruikspatroon zijn bepalend.
Waar u op let bij het dimensioneren van een stikstofinstallatie
Capaciteit, zuiverheid en werkdruk
De eis van de toepassing is bepalend, niet de hoogst haalbare waarde. Debiet, zuiverheid en werkdruk bepalen samen de omvang van het systeem. Een te klein systeem levert onvoldoende capaciteit tijdens piekafnames; een te groot systeem leidt tot onnodige investerings- en exploitatiekosten.
Continu verbruik en piekafname
In een biogasinstallatie wisselen continu verbruik, zoals blanketing of gasconditionering, en periodieke pieken bij onderhoud of inbedrijfstelling elkaar af. Een buffervat houdt voldoende stikstof beschikbaar voor die pieken.
Veiligheid in de opstellingsruimte
Stikstof verdringt zuurstof, ook in de ruimte waarin de generator en het buffervat staan opgesteld. Zuurstofmonitoring en voldoende ventilatie horen daarom bij een veilige installatie en bij de beoordeling van de risico’s in uw RI&E.
Voordelen van een stikstofgenerator op locatie
Stikstof via cilinders, bundels of vloeibare stikstof vraagt transport, opslag en planning van leveringen. Een stikstofgenerator produceert stikstof uit omgevingslucht, op het moment dat het proces erom vraagt. Dat levert de volgende voordelen op:
- continue beschikbaarheid, zonder afhankelijkheid van leveringstijden of cilinderwissels;
- de zuiverheid wordt per toepassing ingesteld op wat het proces vraagt;
- geen huur van cilinders of tanks en geen transportkosten;
- inpasbaar in nieuwe en bestaande biogasinstallaties.
Stikstof voor uw biogas- of biomethaanproject
Avilo levert en installeert stikstofsystemen op basis van membraan- en PSA-technologie. Wij bepalen samen met u het benodigde debiet, de zuiverheid, de werkdruk en het verbruiksprofiel van uw installatie. Neem contact op voor een vrijblijvend adviesgesprek of een kostenindicatie voor uw situatie.
