Máy nén khí biogas: Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động, Lợi ích sử dụng

Máy nén khí biogas - “Động cơ xanh” cho năng lượng sạch là thiết bị đóng vai trò quan trọng trong việc tận dụng tối đa tiềm năng của khí sinh học. Tất tần tật các thông tin dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ về loại máy nén khí này! 

Khái niệm máy nén khí biogas

Máy nén khí biogas là gì?

Máy nén khí biogas là thiết bị dùng để nén khí biogas từ áp suất thấp lên áp suất cao, giúp lưu trữ và vận chuyển khí một cách hiệu quả hơn. Khí biogas, hay khí sinh học, là một hỗn hợp khí chủ yếu gồm metan (CH4) và carbon dioxide (CO2), được sản xuất từ quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ như phân chuồng, rác thải hữu cơ.

Các loại máy nén khí biogas phổ biến trên thị trường

Máy nén khí biogas được phân loại phổ biến dựa trên 2 yếu tố chính là nguyên lý hoạt động và công suất & kích thước. Cụ thể như sau:

1. Theo nguyên lý hoạt động

• Máy nén trục vít: Sử dụng hai trục vít xoắn để nén khí, thường có hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng. Loại máy này thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp với nhu cầu khí lớn.

• Máy nén piston: Sử dụng một hoặc nhiều piston để nén khí, thường có cấu tạo đơn giản và dễ bảo trì. Máy này phù hợp cho cả ứng dụng công nghiệp và hộ gia đình.

Phân loại máy nén khí biogas

• Máy nén ly tâm: Sử dụng lực ly tâm để nén khí, thường được sử dụng cho các ứng dụng với lưu lượng lớn. Máy nén ly tâm thường có hiệu suất cao và thường dùng trong các nhà máy lớn.

2. Theo công suất và kích thước

• Máy nén nhỏ cho hộ gia đình: Thường có công suất thấp, dễ di chuyển và lắp đặt. Chúng phù hợp cho các nhu cầu sử dụng biogas trong gia đình như đun nấu hoặc phát điện nhỏ.

• Máy nén lớn cho công nghiệp: Có công suất lớn, thiết kế chắc chắn, phù hợp cho các nhà máy hoặc cơ sở chế biến thực phẩm, nơi cần sử dụng biogas với lưu lượng cao. Các máy này thường được tích hợp với hệ thống tự động hóa để tối ưu hóa quy trình.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của máy nén khí biogas

Để hiểu rõ hơn về thiết bị máy bơm nén khí này, hãy cùng chúng tôi đi khám phá về cấu tạo và cách thức hoạt động của chúng:

1. Cấu tạo

Máy nén khí biogas có cấu tạo cơ bản với các bộ phận chính như sau:

• Động cơ: Có chức năng cung cấp năng lượng để vận hành toàn bộ hệ thống nén. Máy thường sử dụng động cơ điện hoặc động cơ đốt trong (chạy bằng dầu diesel hoặc khí biogas).

Cấu tạo chung của máy nén khí biogas

• Hệ thống nén: Là nơi thực hiện quá trình nén khí biogas, tăng áp suất của khí để dễ dàng vận chuyển và lưu trữ. 

• Bình chứa: Có nhiệm vụ lưu trữ khí biogas sau khi đã được nén, giúp điều hòa và duy trì áp suất ổn định trong hệ thống.

Ngoài ba bộ phận chính trên, máy nén khí biogas còn bao gồm một số thành phần hỗ trợ khác như:

• Bộ lọc: Loại bỏ các tạp chất trong khí biogas trước khi nén.

• Bộ làm mát: Làm giảm nhiệt độ của khí nén sau khi nén.

• Hệ thống điều khiển: Điều khiển quá trình nén, giám sát các thông số hoạt động.

• Van và ống: Kết nối các bộ phận của hệ thống.

2. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí biogas dựa trên quá trình hút khí biogas từ nguồn, nén khí để tăng áp suất và sau đó lưu trữ khí nén trong bình chứa để sử dụng. Cụ thể như sau: 

Hút khí biogas

Khí biogas được hút từ các nguồn cung cấp như bể chứa khí, hầm ủ biogas, hoặc các hệ thống thu gom khí biogas từ quá trình phân hủy chất hữu cơ.

Quá trình này diễn ra thông qua các van nạp, giúp dẫn khí biogas vào buồng nén của máy.

Nén khí

Quá trình nén khí diễn ra trong bộ phận nén của máy, có thể là piston hoặc trục vít:

Quá trình nén khí biogas

• Máy nén khí piston: Piston di chuyển lên xuống trong xi-lanh để nén khí. Khi piston đi xuống, khí biogas được hút vào xi-lanh. Khi piston đi lên, khí biogas bị nén lại trong một không gian nhỏ hơn, làm tăng áp suất của khí.

• Máy nén khí trục vít: Sử dụng hai trục vít quay ngược chiều nhau, khí biogas bị hút vào và bị nén lại khi không gian giữa các trục vít nhỏ dần. Điều này giúp tăng áp suất của khí khi di chuyển qua hệ thống.

⇒ Trong quá trình nén, nhiệt độ của khí tăng lên, do đó, khí nén cần được làm mát trước khi lưu trữ để tránh các vấn đề về an toàn và bảo vệ các thiết bị.

Làm mát khí nén

Sau khi nén, khí biogas thường có nhiệt độ cao do quá trình nén tạo ra. Máy nén khí biogas thường được trang bị hệ thống làm mát để giảm nhiệt độ của khí nén.

Làm mát khí nén biogas

Quá trình làm mát này giúp tăng tuổi thọ của máy nén và đảm bảo rằng khí nén đạt nhiệt độ phù hợp trước khi được lưu trữ hoặc sử dụng.

Lưu trữ khí nén

Khí biogas sau khi đã được nén và làm mát sẽ được dẫn vào bình chứa khí.

Quá trình lưu trữ khí nén biogas

Bình chứa này giúp lưu trữ khí ở áp suất cao, sẵn sàng cung cấp khí cho các thiết bị sử dụng. Đồng thời nó sẽ được trang bị van an toàn để kiểm soát áp suất và đảm bảo an toàn cho cả hệ thống.

Cung cấp khí nén

Khi có nhu cầu sử dụng, khí biogas được xả ra từ bình chứa qua hệ thống van xả. Khí biogas được cung cấp đến các thiết bị tiêu thụ như động cơ, máy phát điện hoặc các hệ thống đốt khí biogas để tạo ra năng lượng.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu về dòng máy nén khí xe tải

Lợi ích và tầm quan trọng của máy nén khí biogas

Máy nén khí biogas đóng vai trò quan trọng trong việc tận dụng tối đa nguồn năng lượng sạch và tái tạo từ khí sinh học. Dưới đây là những lợi ích nổi bật của việc sử dụng máy nén khí biogas:

1. Lợi ích kinh tế

• Tiết kiệm năng lượng: Máy nén khí biogas giúp tăng áp suất của khí biogas, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển và sử dụng khí. Điều này giúp giảm thiểu tiêu hao năng lượng trong quá trình sử dụng khí.

Máy nén khí biogas ứng dụng đa dạng trong cuộc sống 

• Giảm chi phí nhiên liệu: Việc sử dụng khí biogas thay thế các loại nhiên liệu hóa thạch như dầu, khí đốt giúp giảm đáng kể chi phí nhiên liệu cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.

• Tận dụng nguồn năng lượng xanh: Khí biogas là nguồn năng lượng tái tạo, thân thiện với môi trường. Việc sử dụng máy nén khí biogas giúp tận dụng tối đa nguồn năng lượng này, góp phần giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng hóa thạch.

2. Lợi ích môi trường

• Giảm phát thải khí nhà kính: Khí biogas chủ yếu gồm metan, một loại khí nhà kính có tác động mạnh đến hiệu ứng nhà kính. Việc sử dụng khí biogas thay thế các nhiên liệu hóa thạch giúp giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường.

• Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch: Việc giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

3. Hiệu quả trong việc lưu trữ và sử dụng biogas

• Tối ưu hóa quy trình sản xuất: Máy nén khí biogas giúp tăng áp suất và lưu lượng khí biogas, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển và sử dụng khí trong các quá trình sản xuất.

Lưu trữ và sử dụng biogas hiệu quả 

• Nâng cao hiệu quả sử dụng: Khí biogas nén có thể được lưu trữ trong các bình chứa hoặc đường ống, giúp đảm bảo nguồn cung cấp khí ổn định và liên tục, đáp ứng nhu cầu sử dụng.

• Mở rộng phạm vi ứng dụng: Khí biogas nén có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như nấu ăn, sưởi ấm, sản xuất điện, nhiên liệu cho động cơ đốt trong...

Những lưu ý khi lựa chọn và vận hành máy nén khí biogas

Việc lựa chọn và vận hành máy nén khí biogas đúng cách sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất sử dụng, giảm thiểu sự cố và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Dưới đây là những điều mà bạn cần nắm được khi có ý định đầu tư: 

1. Tiêu chí lựa chọn máy nén khí biogas

• Công suất: Xác định nhu cầu sử dụng khí biogas của bạn để chọn máy có công suất phù hợp. Máy nén quá nhỏ sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu, trong khi máy quá lớn sẽ lãng phí năng lượng.

• Hiệu suất nén: Chọn máy có hiệu suất nén cao để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm chi phí vận hành. Máy nén có hiệu suất tốt sẽ giúp tiết kiệm điện và giảm thời gian nén.

Chọn mua máy nén khí biogas phù hợp 

• Độ bền: Kiểm tra chất liệu và thiết kế của máy để đảm bảo độ bền trong quá trình sử dụng. Một máy nén bền sẽ giảm thiểu chi phí sửa chữa và bảo trì.

• Chi phí vận hành: Tính toán tổng chi phí vận hành, bao gồm chi phí điện năng, bảo trì và phụ tùng thay thế. Một máy nén có chi phí vận hành thấp sẽ giúp tiết kiệm chi phí dài hạn.

2. Bảo trì & bảo dưỡng máy nén khí biogas

• Quy trình bảo dưỡng định kỳ: Lập lịch bảo trì định kỳ cho máy nén, bao gồm kiểm tra và thay dầu, làm sạch bộ lọc, và kiểm tra các linh kiện chính. Bảo trì định kỳ sẽ giúp phát hiện sớm những vấn đề hư hỏng và từ đó ngăn chặn sự cố.

Tiến hành bảo trì máy nén khí biogas định kỳ 

• Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ máy: Điều kiện làm việc, chất lượng biogas đầu vào, và mức độ sử dụng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy nén. Cần chú ý đến các yếu tố này để duy trì hiệu suất và độ bền của máy.

3. Các vấn đề thường gặp & cách khắc phục 

• Lỗi động cơ: Nếu động cơ không khởi động hoặc có tiếng ồn lạ, kiểm tra nguồn điện và các kết nối. Đảm bảo rằng không có vật cản gây kẹt cho động cơ. Nếu vấn đề vẫn tiếp diễn, cần gọi kỹ thuật viên chuyên môn.

• Hệ thống nén: Nếu áp suất nén không đạt yêu cầu, kiểm tra các bộ phận như van, bộ lọc và ống dẫn. Sự cố này có thể do rò rỉ hoặc tắc nghẽn. Vệ sinh và bảo trì các bộ phận này để đảm bảo hiệu suất.

• Rò rỉ khí: Kiểm tra các mối nối, ống dẫn và các bộ phận khác để phát hiện rò rỉ khí. Sử dụng xà phòng hoặc dung dịch kiểm tra rò rỉ để xác định vị trí rò rỉ và thực hiện sửa chữa kịp thời.

Những thông tin trên đây của chúng tôi mong rằng đã giúp bạn hiểu rõ về máy nén khí biogas. Để cập nhật thêm những bài viết hay mỗi ngày, hãy truy cập mục TIN TỨC trên website Kumisai.vn bạn nhé!