Tehnologije anaerobne digestije i pročišćavanje bioplina do razine biometana D.4.1. Sažetak edukacije voditelja Bio-methane Regions projekta Matko Perović, dipl. ing. stroj. Stariji istraživač Energetski institut Hrvoje Požar www.eihp.hr 1 www.eihp.hr GLAVNE FAZE U PROCESU NASTANKA BIOPLINA 2 www.eihp.hr PARAMETRI AD •Temperatura •pH vrijednosti •Amonijak •Hranjive tvari •Vrijeme hidraulične retencije •Elementi u tragovima i toksične tvari 3 www.eihp.hr BIOMASA Sastav biomase CH4 CO2 NH3 H2S Ugljikohidrati 50% 50% - - Masti 70% 30% - - Proteini 68% 18% 8% 6% Odnos makronutrijenata: ugljika, dušika, fosfora i sumpora (C:N:P:S) = 600:15:5:1. 4 www.eihp.hr POTENCIJALI AD? Iskoristivi energetski potencijal bio otpada= = (teorijski potencijal bio otpada na području – iskorišteni potencijal) x Ci Ci – koeficijent koji uzima u obzir tehnološku mogućnost anaerobne digestije sirovine 5 www.eihp.hr POTENCIJALI AD? Sirovina % ST/ukupnu biomasu HOT/ST PROIZVODNJA Bioplin Vrsta otpada Organska frakcija komunalnog otpada 6 Biometan % % m3/t HOT m3/t Postotak suhe tvari (ST) u odnosu na količinu biomase Postotak hlapljive organske komponente (HOT) u odnosu na sadržaj suhe tvari (ST) Kubni metri bioplina ostvarivi od anaerobne digestije 1 tone hlapljive organske komponente Kubni metri bioplina ostvarivi od anaerobne digestije 1 tone biomase 30-40 60-70 400-500 (wet) 200-300 (dry) 100-150 (wet) 90-150 (dry) % Postotak metana u bioplinu 50-70% 50-60% www.eihp.hr ENERGIJA IZ BIOPLINA? 1m3 metana = 36 MJ 1 kWh = 3.6 MJ 1m3 CH4 = 10 kWh 1 tona (1000kg) otpada 50 m3CH4 x 10 kWh m-3CH4 = 500 kWh Primjer: Velika Gorica 15298,48 t (20 03 01) /2010 god (Azo, 2012.) 15298,48/3 ~ 5.000t/g x 500kwh = 2.500 MWh/g ~ 300 kw postrojenje (10-15 miliona kn) 1t otpada na sanirano odlagalište ~ 500 kn (2.500.000 kn/g) 2.500 MWh/g X 600kn = 150.000 kn/g Ukupno: 2.650.000 kn/g Bez spominjanja poštivanja uvjeta o smanjenju otpada na odlagalište, mogućnosti prodaje komposta iz digestata, korištenja toplinske energije, koristi od smanjene emisije stakleničkih plinova u atmosferu, proizvedenoj zelenoj energiji… 7 www.eihp.hr Postrojenje za proizvodnju bioplina se uvijek podešava sirovini koju koristi • • • • Bioplinsko postrojenje je složena instalacija Glavne komponente se mogu naći na svakom postrojenju Idejno rješenje ovisi o vrsti substrata i količinama Komponente se definiraju putem procesnih faza Ulazne sirovine (supstrati) Supstrat Supsrat Priprema Priprema supstrata supstrata Dostava Mrvljenje Skladištenje Sortiranje Pasterizacija Tehnologija Tehnologija digestije digestije Sustav prerade plina Mokra digestija Ispust Desumporizacija Suha digestija Sušenje CO2-sekvestracija Skladištenje plina Korištenje plina Toplina Kogeneracija (toplina+električna energija) Skladištenje i korištenje digestata Skladištenje Primjena i zbrinjavanje Predaja u plinsku mrežu Gorive ćelije Motorno gorivo 8 www.eihp.hr Shematski koncept proizvodnje bioplina na poljoprivrednom gospodarstvu 9 www.eihp.hr BIOPLIN IZ ORGANSKE FRAKCIJE OTPADA “Mokri” proces (wet): -Bima -Linde -Waasa -Wabio 10 “Suhi” proces (dry): -Dranco -Kompogas -Valorga -Bekon www.eihp.hr VRSTE POSTROJENJA ECOPARC I – BARCELONA LINDE – WET 4 digestora X 6300 m3 140.000 t/g ECOPARC II – BARCELONA VALORGA – DRY 3 digestora X 4500 m3 80.000 t/g 11 11 www.eihp.hr VRSTE POSTROJENJA Tipično poljoprivredno AD postrojenje 12 www.eihp.hr VRSTE POSTROJENJA Tipično poljoprivredno AD Tipično industrijsko AD postrojenje postrojenje 13 www.eihp.hr VRSTE POSTROJENJA Tipično AD postrojenje za komunalni otpad ( sa kompostiranjem) Tipično poljoprivredno AD Tipično industrijsko AD postrojenje postrojenje 14 www.eihp.hr VRSTE SKLADIŠTA ZA BIOPLIN 15 www.eihp.hr SKLADIŠTE ZA BIOPLIN 16 www.eihp.hr MBO Shema MBO procesa obrade otpada 17 www.eihp.hr KOMPOSTIRANJE Aerobni postupak biološke obrade organske tvari (otpada). Kompost je visokovrijedna organska tvar-gnojivo koja se u tlu pretvara u humus. 3 osnovne faze procesa kompostiranja: 1. TERMOFILNA FAZA (40-70°C) – razgrađuju se proteini, masti celuloze i uništavaju patogeni organizmi 2. MEZOFILNA FAZA (25-40°C) – razgrađuju se šećeri, aminokiseline 3. FAZA RASHLAĐIVANJA I ZRENJA (20-25°C) – rast mezofilnih organizama i razgradnja ostalih organskih spojeva 18 www.eihp.hr KOMPOSTIRANJE Osnovni parametri: •sadržaj kisika; •vlažnost; •pH; •omjer C/N; •struktura biomase (veličina čestica, gustoća…) -Nereaktorski i reaktorski postupci kompostiranja. Prednosti kompostiranja: •stabilizacija organskog materijala; •eliminacija patogenih elemenata; •redukcija volumena; •korisna upotreba komposta 19 Nedostaci kompostiranja: •kvaliteta organskog materijala; •problemi sa mirisom; •tržište; •potreba za prostorom www.eihp.hr BIOMETAN Biometan: pročišćeni bioplin, istovjetna kvaliteta plinske smjese kao u prirodnom plinu. Koristi: •energetsko iskorištavanje organskog otpada i nusproizvoda te nekonvencionalnih poljoprivrednih kultura •teritorijalno dostupni obnovljivi izvori energije •smanjenje emisija stakleničkih plinova •najveća fleksibilnost korištenja u odnosu na bilo koji drugi obnovljivi izvor energije 20 www.eihp.hr POSTOJEĆE STANJE TRŽIŠTA BIOPLINA/BIOMETANA 21 Izvor: www.greengasgridsgrids.eu www.eihp.hr TEHNOLOGIJE ZA PROČIŠĆAVANJE BIOPLINA I PROIZVODNJU BIOMETANA - Postoje razne tehnologije za pretvaranje sirovog bioplina u biometan: izbor ekonomski optimalne tehnologije uvelike ovisi o konačnoj upotrebi tog plina, o načinu rada postrojenja za anaerobnu digestiju i o tipovima te kontinuitetu korištenih supstrata. 22 www.eihp.hr TEHNOLOGIJE ZA PROČIŠĆAVANJE BIOPLINA I PROIZVODNJU BIOMETANA -DESULFURIZACIJA: •PRECIPITACIJA SULFIDA •BIOLOŠKA DESULFURIZACIJA (SCRUBBING) •PRANJE (SCRUBBING) KEMIJSKIM OKSIDIRANJEM •ADSORPCIJA NA METALNIM OKSIDIMA ILI AKTIVNOM UGLJENU desulphurised biogas caustic oxidiser scrubbing column raw biogas fresh water effluent 23 Izvor: www.bio-methaneregions.eu www.eihp.hr TEHNOLOGIJE ZA PROČIŠĆAVANJE BIOPLINA I PROIZVODNJU BIOMETANA -SUŠENJE SIROVOG BIOPLINA: 24 • HLAĐENJE • APSORPCIJA • ADSORPCIJA Izvor: www.convex.com www.eihp.hr TEHNOLOGIJE ZA PROČIŠĆAVANJE BIOPLINA I PROIZVODNJU BIOMETANA Odvajanje CO2 Apsorpcija -UKLANJANJE vodom Kemijska Adsorpcija sa Membranska INERTNIH PLINOVA varijacijama IZ BIOPLINA: tehnologija apsorpcija aminima tlaka (PSA) •PRANJE PLINSKE SMJESE VODOM (APSORPCIJA) 90% CH4 pročišćen 98,5% 99% 83-99% H2S uklanjanje DA Kontaminant Moguće Moguće •KEMIJSKA APSORPCIJA (AMINIMA) Uklanjanje NE DA DA NE vlažnosti •ADSORPCIJA S VARIJACIJAMA TLAKA (PRESSURE SWING ADSORPTION) N2 i O2 uklanjanje NE NE Moguće Djelomično •MEMBRANSKA TEHNOLOGIJA: PERMEACIJA PLINA 25 www.eihp.hr KARAKTERISTIKE TEHNOLOGIJA ZA PROČIŠĆAVANJE BIOPLINA Parametar Pranje vodom Pranje aminima Adsorpcija s varijacijama tlaka (PSA) Membranska tehnologija tipičan sadržaj metana u biometanu [vol%] 95,0-99,0 >99,0 95,0-99,0 95,0-99,0 proizvodnja metana [%] 98,0 99,96 98 80-99,5 gubitak metana [%] 2,0 0,04 2,0 0,5-2,0 tipičan pritisak pri isporuci [bar(g)] 4-8 0 4-7 4-7 potrebe za električnom energijom [kWhel/Sm³ biometana] 0,46 0,27 0,46 0,25-0,43 - visoka 120-160°C - - ovisno o procesu da da da sredstvo protiv obraštanja, sredstvo za sušenje aminska otopina (opasna, korozivna) aktivni ugljen (bezopasan) velik srednji velik toplinske potrebe i razina temperature potreba za desulfurizacijom potreba za potrošnim materijalom broj referentnih postrojenja 26 mali www.eihp.hr TEHNOLOGIJE ZA PROČIŠĆAVANJE BIOPLINA I PROIZVODNJU BIOMETANA -UKLANJANJE KOMPONENTI U TRAGOVIMA: • AMONIJAK • SILOKSANI (adsorpcija ili apsorpcija) • ČESTICE (mehanički filteri) - OTPADNA STRUJA PLINA (OFFGAS) 27 www.eihp.hr Hvala na pažnji! Energetski Institut Hrvoje Požar Savska cesta 163 | Zagreb | Hrvatska 28 www.eihp.hr
© Copyright 2024 Paperzz
