Flowmeter keuze voor biogas flowmetingen

Onze flowmeting bibliotheek:

Groene energiebronnen zijn noodzaak. De fossiele brandstoffen raken hoe dan ook een keertje op en er wordt op vele vlakken onderzoek bedreven naar alternatieve energiebronnen. Afvalhout wordt via houtvergassingsinstallaties gebruikt in elektriciteitscentrales. En er worden nu biobrandstoffen geproduceerd uit mais, koolzaad, maar ook uit afgewerkte frituurvetten en meer.

Gassamenstelling van biogas en stortgas

Biogas is het gas dat vrijkomt als afval of een andere stof wordt vergist. Het kan dienen als alternatief voor aardgas. Dit biogas bestaat voor een redelijk groot gedeelte uit methaan (CH4), de rest is kooldioxide (CO2). Het vergistingsproces is exotherm - er komt warmte bij vrij. Mede daardoor is het biogas altijd verzadigd met waterdamp, terwijl er ook lage concentraties van corrosieve gassen kunnen ontstaan, zoals waterstofsulfide (H2S).

Een andere vorm van biogas is stortgas. Dat is het gas dat ontstaat in een vuilnisbelt. De samenstelling en uitdagingen voor het flowmeten van stortgas en biogas zijn ongeveer dezelfde.

We hebben dus te maken met vuile, natte gassen die corrosieve gassen en vloeistoffen bevatten. Dat is voor meetsystemen een hele uitdaging.
Tot nu toe bestonden er voor veel van deze toepassingen weinig goed geschikte debietmeters.

Welke flowmeter voor biogas

Voor het natte biogas (nat = ruw, van de bron, het bevat nog allerlei compenten die later verwijderd worden om een bruikbare gassamenstelling te krijgen) komen een paar meettechnieken in aanmerking. Ervan uitgaande dat er ook druppeltjes aanwezig zijn wordt doorgaans niet gekozen voor turbine flowmeters of rotormeters. Want die druppeltjes geven vervuiling en extra corrosieve omstandigheden.

Welke flowmeter kies je dan wel voor biogas? Wij gebruiken de laatste jaren graag ultrasone flowmeters van Transus. De nieuwe UIM-3/3F ultrasone debietmeters maken gebruik van een gepatenteerd Broadband Continuous Wave systeem voor signaalverwerking wat ervoor zorgt dat elk pakketje gegevens dat verzonden wordt, gecontrolleerd wordt bij ontvangst. Dat maakt de Transus flowmeter ongevoeliger voor druppeltjes in het gas, want de scattering op die deeltjes worden uitgefilterd en alleen de goede metingen worden gebruikt voor de meetwaarde.
Verder is de mechanische uitvoering zeer robuust en bewezen bestand tegen agressieve media. Dat doet Transus ondermeer door een RVS meter body en zeer efficiënte titanium transducers, waarmee de meting betrouwbaar en nauwkeurig wordt.
Met deze ultrasoon flowmeters is zelfs berekening van de massastroom en moleculair gewicht mogelijk. Daardoor is een methaangehalte berekening met deze flowmeter ook mogelijk en wordt al voorzien in de meegeleverde flowcomputer.

Foto: een ultrasoon flowmeter, Transus UIM 3

Andere opties voor flowmeters voor het meten van biogas zijn vortexmeters en pitotbuis flowmeters, met eventueel geïntegreerde druk- en temperatuurcompensatie. Die hebben dan wel het nadeel dat ze delen hebben die de flow hinderen. En met agressieve en abrassieve gassen kunnen die types toch last krijgen van slijtage. Maar het kan een optie zijn als de gassamenstelling zich daarvoor leent.

Dauwpunt en vochtgehalte

De druppeltjes vormen zich omdat het dauwpunt te hoog is. Men kan besluiten om het gas te behandelen en daarbij het dauwpunt te verlagen. Hoewel de relatieve vochtigheid dan nog tegen de 100 % balanceert is er geen vloeistoffractie meer. In dergelijke gevallen kunnen wel turbine flowmeters en thermische insteek flowmeters gebruikt. Overigens, bij de thermische insteek flowmeters dient men wel altijd bedacht te zijn op het feit dat dit type flowmeter gas massaflow meet en dus reageert op variaties in de gassamenstelling.

Een mogelijk alternatief is overigens een verschildruk flowmeter. Maar dat kan alleen als de procesdruk zo hoog is dat drukval acceptabel is. Gewoonlijk is de procesdruk echter zeer beperkt, zodat een instrument met een minimale drukval de voorkeur geniet.