Dávkování surovin mokrou cestou Ing. Miroslav Esterka
Faktory ovlivňující proces tvorby bioplynu Provozní parametry: - typ míchání - způsob dávkování - homogenita substrátu Fyzikálně chemické faktory: -teplota -reakce prostředí -koncentrace nižších mastných kyselin (NMK) -složení a rozložitelnost substrátu -přítomnost toxických a inhibičně působících látek Zdroj A.Moravec
Paradigma mokré BPS 1. Každý vstupní materiál potřebuje dostatečný čas na rozklad ale každý bohužel jiný 2. Bez ohledu na technologii a předúpravu substrátu na vstupu při dostatečně dlouhém zdržení získáme vždy stejné množství bioplynu ze shodného substrátu 3. Nejdražší na BPS je objem fermentorů, a proto ve snaze snížit dobu zdržení je nutné řešit technologické inovace pro získání stejného množství bioplynu 4. Nejlevnější substráty bývají nejhůře rozložitelné Zdroj A.Moravec
Rozložitelnost substrátu Fermentor vytížení celého objemu dle délky rozkladu směsného substrátu Směsný substrát velikost bubliny odpovídá délce rozkladu Úvahy zkrátit nejdelší dobu rozkladu, již zfermentovaný substrát odebrat, Zdroj A.Moravec
Způsoby dávkování surovin do fermentoru Zdroj A.Moravec
Suchá cesta : dávkování se zapravovačem Vysoká hltnost Nízké investiční náklady Uzavřený systém-> nezapáchá --------------------------------------- Vyšší energetická náročnost -> míchání Jeden šnekový dopravník = jeden fermentor Problematické při dávkování vláknitými surovinami Řada zranitelných uzlů při vniknutí cizího tělesa
Suchá cesta : dávkování se zapravovačem
Suchá cesta : dávkování hluboko pod hladinu Nadávkuje téměř vše Uzavřený systém-> nezapáchá Krátká dopravní cesta -------------------------------------------- Substrát je komprimován namísto dezintegrace Zhoršený přístup pro bakterie Nánosy v místě zaústění-> náročné na rozmíchání
Suchá cesta : dávkování hluboko pod hladinu Tvorba usazenin na dně fermentoru - > poškození míchadel
Mokrá cesta : homogenizační jímka Substrát lze do fermentoru načerpat Dobrá homogenizace Lze dávkovat do více fermentorů --------------------------------------------- Energeticky náročné -> míchání Otevřený systém -> zápach Tvorba bioplynu -> vznikají ztráty Dávkování v malých dávkách -> zpravidla nelze automatizovat S rostoucí sušinou zhoršená čerpatelnost Ne vše lze rozmíchat, např. brambory, řepné bulvy apod. Zanášení na dně jímky -> nutno čistit
Snadno zpracovatelné Náročnější na zpracování Snadné provozní podmínky Náročné provozní podmínky Mokrá cesta : dávkovače gastroodpad Kontinuální předúprava PreMix Dávkové zpracování (Homog. jímka) CC-Cut hnůj tráva / GPS EnergyJet Biomix Multimix QuickMix III CC-Mix BioCut kukuřičná siláž Obiloviny jednodruhový substrát směsný substrát
Homogenizace a čerpání částečně přeupraveného substrátu BioCut CC-Cut
Experiment v Centru výskumu obnoviteľných zdrojov energie Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre BPS Kolíňany Zdroj J.Gaduš
Experiment v Centru výskumu obnoviteľných zdrojov energie Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Míchání substrátu upraveného BioCutem před dávkováním Tuhé složky v reaktoru rovnoměrně dezintegrované BioCutem Zdroj J.Gaduš
Experiment v Centru výskumu obnoviteľných zdrojov energie Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Před použitím BioCut byla specifická produkce bioplynu pod hodnotou 0,293Nm3/m3.d. Již 2. den po dezintegraci bylo možné sledovat zvýšení produkce, které se ustálilo na průměrné hodnotě 0,389 Nm3/m3.d. Zdroj J.Gaduš
Experiment v Centru výskumu obnoviteľných zdrojov energie Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Materiál CH 4 H 2 S CO 2 Prod. BP Špecif. prod. BP Prod. BP obj. % ppm obj. % Nm 3 /h Nm 3 /m 3.d Nm 3 /d Substrát Hnojovica:MH (80:20) obj.%) po dezintegrácii 58,0 1221 33,5 0,081 0,389 1,94 Hnojovica:MH (80:20) obj.% 60,8 1343 31,2 0,061 0,293 1,48 Tabulka zobrazuje průměrné hodnoty ZÁVĚR Mechanická úprava substrátu použitím zařízení BioCut má příznivý vliv na stabilizaci procesu tvorby bioplynu, a stejně tak na zvýšení produkce v porovnání s aplikací neupraveného substrátu stejného složení až o 31%. Zdroj J.Gaduš
Snadno zpracovatelné Náročnější na zpracování Snadné provozní podmínky Náročné provozní podmínky Mokrá cesta : přehled dávkovací technologie gastroodpad Kontinuální předúprava PreMix Dávkové zpracování (Homog. jímka) CC-Cut hnůj tráva / GPS EnergyJet Biomix Multimix QuickMix III CC-Mix BioCut kukuřičná siláž Obiloviny jednodruhový substrát směsný substrát
Mokrá cesta : dávkovače QuickMix 1.generace dávkovače
Srovnání mokré a suché cesty dávkování Výzkumný projekt EU Agro Biogas Dipl.- Ing. Paul Krampe Vogelsang, Essen/Oldb Dr.-Ing. Elhussein Abdoun VTI,Braunschweig 2009
Bioplynová stanice Lamping, Německo Spuštění - 2001 / dodavatel: Umweltschutz Nord 1. rozšíření - 2003 / dodavatel: Regio Energiesysteme 2. rozšíření - 2009 / dodavatel: Boll Consulting Typ - zemědělská BPS Jmenovitý výkon - 1280 kwel Fermentor - 2 x 1.400 m³ Do-fermentor - 2 x 900 m³ Koncový sklad - 1 x 4.000 m³ Doba zdržení - 80 dní
Bioplynová stanice Lamping, Německo Vstupy: - 30% prasečí kejda - 90% kukuřičná siláž - nepravidelně travní siláž - nepravidelně bio odpad (zelenina, ovoce) Výstup: Jmenovitý výkon - 1.280 kwel Tepelný výkon - 1.200kW Využití tepla: - vytápění přilehlých jatek - vytápění vepřína - vytápění prasečí porodny - vytápění hospodářských budov
Bioplynová stanice Lamping, Německo Schéma krmných systémů systém 1 biogas 1 Screw conveyor CHP biogas 2 systém 2
Bioplynová stanice Lamping, Německo systém 1 systém 2
Krmná dávka (t/d) Nadávkované množství siláže v období 27.10-17.11.2009 35 30 25 S1 vkládací šnek S2 Schnecke - QuickMix & RotaCut 443 t 20 15 10 380 t 5 0 time (days)
Celková spotřeba energie (kwh) 6 825,93 kwh 9000 8000 7000 Celková spotřeba energie (krmení a míchání) 8 172,2 kwh míchání 6000 5000 4 887,25 kwh krmení 4000 3000 2 676,9 kwh 2000 1000 1 346,27 kwh 2 210,35 kwh 0 S1 vkládací šnek Systém 1: 380 t kukuřičné siláže Systém 2: 430 t kukuřičné siláže S2 - QuickMix & RotaCut (21.10-17.11.2009)