Technologické zlepšení výtěžnosti bioplynu. Mechanické usnadnění míchání, čerpání, dávkování. Legislativní nařízená předúprava VŽP:

Transkript

1

2 Důvody předúpravy: Technologické zlepšení výtěžnosti bioplynu Mechanické usnadnění míchání, čerpání, dávkování Legislativní nařízená předúprava VŽP: hygienizace vstupního materiálu

3 Výsledkem předúpravy je: prohloubení biologické rozložitelnosti zvýšení produkce metanu (bioplynu) hygienizace stabilizovaného materiálu legislativní nutnost možná aplikace na pole minimalizace množství stabilizovaného materiálu (čistírenské kaly)

4 Předúprava suroviny - substrátu Hlavní metody předúpravy: Fyzikální předúprava Chemická předúprava Biotechnologické metody předúpravy

5 Fyzikální předúprava materiálu. Mechanická dezintegrace Termická hydrolýza Ultrazvuk

6 Fyzikální předúprava materiálu Mechanická dezintegrace Drtiče a homogenizátory Zmenšením velikosti částic mechanickou dezintegrací dochází k podstatnému zvětšení celkového povrchu a tím i k větší dostupnosti substrátu enzymovému rozkladu, zvyšuje se tím výtěžnost bioplynu. Většina zpracovávaných organických látek je v partikulární formě, nejdůležitějším procesem rozkladu je jejich převedení do roztoku solubilizace a hydrolýza Materiál s menšími částicemi se lépe dávkuje, účinněji míchá, dochází k lepší homogenizaci a kontaktu materiálu s mikroorganismy. Snižuje se spotřeba energie na transport a manipulaci.

7 Zařízení pro mechanickou dezintegraci Řezání kukuřice na siláž při sklizni Drtiče hlavně u BPS pro organické odpady Homogenizátory vysokotlaké dezintegrace při uvolnění tlaku - trysky Dezintegrační čerpadla zabudovaná řezací část Dezintegrační dopravníky zabudovaná řezací část

8 Mechanické zpracování organických odpadů s pomocí separačniho kladívkového drtiče (Hybag) Velikost částic menší než 10 mm Nežádoucí příměsi do 1 % vstupu Výkon až 16 m³/h

9 Dávkování do drtiče Hybag

10 Vstupy organických odpadů do drtiče. Výstupy z drtiče substrát a separované obaly.

11 Instalace v BPS Freiberg

12 Drtič Huning Vyložení do jímky vnitřek drtiče s noži Vstup - ovocné a zeleninové zbytky dezintegrovaný materiál

13 Drtič nožový rotační - BPS na odpady

14 Mlecí zařízení drtiče nevhodný materiál nevydržel

15 Dezintegrace při posunování siláže do dávkovacího šneku v zásobníku dezintegrační nože

16 Vaughan systém Rotamix řezací čerpadla s tryskami, systém míchání fermentoru spojený s dezintegrací fermentor fermentor trysky natočení trysek určuje směr míchání řezací čerpadlo

17 Další mechanická předúprava vstupních surovin Při zpracování tuhého komunálního odpadu -směsný odpad tuhý komunální odpad - TKO -vytříděná organická frakce komunálního odpadu - biologicky rozložitelný komunální odpad BRKO - odděleně sbíraný organický odpad - biologicky rozložitelný odpad -BRO Zařízení : Separační síta Rozdělení podle velikosti částic, propad těžších malých částic písek apod. větší částice zpět do drtičů Separační cyklony odstranění nežádoucích příměsí těžké anorganické částice u kónického dna, lehké plasty, rozřezané proužky obalů nahoře Magnetické separátory - kovové části zapomenuté příbory a pod

18 Separační síto

19 Fyzikální předúprava materiálu. Termická hydrolýza Působením teploty a tlaku dochází k destrukci složitých organických látek, rozbití stěn buněčného materiálu Účinná je zejména část uvolnění tlaku po zahřátí - exploze Termická předúprava požadovaná legislativou je pasterizace při 70 C nebo hygienizace při 130 C. Termická vysokoteplotní hydrolýza teplota C, tlak 0,6 2,4 MPa hydrolyzér

20 Expandér

21 Hygienizační stanice Kapacita 60 t/d Kotel na přípravu páry, 18 bar, 180 C, Tlakový reaktor bar, 150 C, 30 min. Expanzní nádrž, hrubý a jemný drtič zásobník na krev

22

23 Hygienizační tank 80 m 3

24 Fyzikální předúprava materiálu. Působení ultrazvuku Dochází k destrukci složitých organických látek, rozbití stěn buněčného materiálu. Metoda účinná, ale energeticky náročná ultrazvuk

25 Chemické metody předúpravy působení alkálií, kyselin, nebo oxidačních činidel (např. ozon, H2SO4, NH3, Ca(OH)2), které vede k destrukci složitých organických látek hydrolýze chemická hydrolýza

26 Biotechnologické metody předúpravy. enzymová nebo mikrobiální předúprava použití čistých komerčně vyráběných enzymů např. celuláz, peptidáz, lipáz vyžadují pro dobrou účinnost relativně vysoké dávky ekonomicky náročné celulázy

27 Axiase 100 směs hydrolytických enzymů, speciálně vyvinutá pro zpracování obilninových GPS siláží MethaPlus L 100 směs hydrolytických enzymů, speciálně vyvinutá pro fermentaci ostatní rostlinné biomasy NovaEnergo

28 Základem jsou pektinázy a betaglukanázy Umožňuje rychlý rozklad buněčné stěny Rozkládá hydrofilní gely na jednotlivé cukry (glukózu, galaktózu, manózu a další ) Možnost využití obilninových GPS siláží v podílu 60% a více. Novinky ve vývoji enzymů, Třeboň

29 Základem jsou celulázy a hemicelulázy >1000x rychlejší než přírodní enzym 29

30 Biotechnologické metody předúpravy Přímé použití mikroorganizmů s vysokou celulázovou aktivitou - bachorové kultury, anaerobní houby - Anaeromyces. Anaerobní houby

31 Za účelem zvýšení rozložitelnosti rostlinné biomasy (kukuřičné siláže, travní senáže) a tím i výtěžnosti bioplynu je do mikrobiální směsi produkující bioplyn aplikována anaerobní bachorová houba rodu Anaeromyces. Bez hub kukuřičná siláž S přídavkem hub

32 Dotování fermentační směsi makronutrienty vpřípadě jednodruhových substrátů některých průmyslových odpadů se přidává nejčastěji fosfor (jako H 3 PO 4 ), výjimečně dusík Dotování fermentační směsi mikronutrienty jako například Co, Ni, Mo může v případě jednodruhových substrátů podstatně vylepšit proces