Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Légköri erőforrások elmélet A biogáz. Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft. Hasznosítási technológiák Szuperkritikus gázfejlesztés Bio-olaj előállítás Pirolízis.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Légköri erőforrások elmélet A biogáz. Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft. Hasznosítási technológiák Szuperkritikus gázfejlesztés Bio-olaj előállítás Pirolízis."— Előadás másolata:

1 Légköri erőforrások elmélet A biogáz

2 Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft. Hasznosítási technológiák Szuperkritikus gázfejlesztés Bio-olaj előállítás Pirolízis Gázosítás Égetés K + F Demonstrációs fázis Működő Biogáz

3 Biomassza energiaforrásként való hasznosításának lehetőségei Energiahordozó halmazállapota Feldolgozási technológia Energiahordozó típusaFelhasználási terület Szilárdtüzelésszilárd tüzelőhőenergia elgázosításszilárd tüzelőhőenergia éghető gázhőenergia villamos energia pirolízisszilárd tüzelőhőenergia éghető folyadék – olajhőenergia hajtóanyag Folyékonyfermentálásalkoholhajtóanyag préselésnövényi olajhőenergia Gázfermentálásbiogázhőenergia villamos energia hajtóanyag

4 Biomassza alapanyagok felhasználási irányai TípusAlapanyag Szilárd biomassza Folyékony biomassza Gáz biomassza Hulladék Állati hulladék X Melléktermék Hígtrágya X Almostrágya X Szalma X Kukoricaszár X Napraforgószár X Venyige X Cukorrépaszelet XX Olajos ipari növ. hull. X Szántóföldi termesztett növény Silókukorica X Rostkender X Repce X Napraforgó X Burgonya X Cukorrépa X Csicsóka X Cukorcirok X Energiafű X Kínai nád X Erdőgazdasági ültetvény Akác X Nyár X Fűz X

5 Biogáz A biogáz szerves anyagok levegőtől elzárt (anaerob) lebomlása során keletkező gázelegy. Oxigéntől elzárt térben, un. metánbaktériumok jelenléte esetén a biogáz képződés önmagától végbemegy (50–70% metán, 30–40% CO 2, egyéb gázok). Természetes biogáz képződés: (mocsarak, nedves hulladéktelepek, állatok) Biogáz előállításra alkalmas anyagok: szerves trágya (híg és almos), mezőgazdasági termékek, energianövények, fekália, élelmiszeripari melléktermékek és hulladékok, növényi maradványok, háztartási hulladékok, kommunális szennyvizek Kivétel: a szerves vegyipari termékek Kerülni kell a tisztító-, fertőtlenítő- és gyógyszerek üzembe jutását

6

7 A biogázüzemek csoportosítása a felhasznált anyagok szerint hulladéklerakó telep — depóniagáz szennyvíztelep — szennyvíziszap állati hulladékokat feldolgozó üzemek növényi hulladékokat hasznosító üzemek energianövényeket feldolgozó biogáz üzemek

8 A biogázképződés szakaszai A biogáz képződésének három szakasza: – első szakasz: a szerves anyagban található fehérjék, zsírok és szénhidrátok bomlanak egyszerűbb vegyületekre (aminósavak, zsírsavak, cukor) – második szakaszban az acetogén baktériumok a fenti anyagok bontásával szerves savakat (ecetsav, propionsav, vajsav) hidrogént és aldehideket hoznak létre – harmadik szakasz: a metántermelő mikroorganizmusok egyik csoportja a szerves savakat metánná, CO 2 -dá és vízzé. A másik csoport a CO 2 és a hidrogén felhasználásával metánt hoz létre. A biogázüzemben a szakaszok nem különülnek el, ezért érzékeny az üzem biotechnológiai egyensúlya.

9 A biogáztermelés szakaszai

10 A biogázüzem felépítése Minden biogáztelep alapvetően következő részekből áll: - Előtároló tartály: tárolás, keverés, aprítás (ha szükséges hígítás) - Fermentáló: A biológiai folyamat „színtere”. Légmentes lezárása után üzemi hőmérsékletre kell melegíteni (többnyire 35-40°C). - Gáztározó: A biogáz felfogására és közbenső tárolására szolgál. Itt általában megtörténik a biogáz részleges tisztítása is. - Gázhasznosító: A biogázt fűtőkazánokban, ill. blokkfűtő- kazánokban lehet felhasználni. A szubsztrátumok áramlása alapján két nagy típusa: átfolyó rendszerű üzemek tároló rendszerű üzemek A biogáz üzemek lehetnek egy és többlépcsős változatúak, ebben az esetben a biogáztermelés mikrobiológiai folyamatai térben is elkülönülnek egymástól.

11 Így épült!

12 Bruck an der Leitha

13

14 A biogázüzem felépítése

15 A biogáztermelés folyamata Az előtárolókba (fermenterokba) bekerül a hígtrágya ami vegyíthető szilárd szerves anyagokkal (aprítás után) → hidrolízis elkezdődik → biogáz-képződés felgyorsul. A keverék a biogázreaktorba jut → (gázreaktor: jól tömített, víz-, gáz-, korrúzió álló, fény nem juthat be.) A fermentor fűtése szükséges a biológiai folyamatokhoz. Számukra optimális hőmérsékleti-tartományok alapján 3 csoport: pszichofil zóna, környezeti hőmérsékleten üzemelő biogáz technológiák, kb. 25 o C-ig → biogáztermelésük alacsony mezophil zóna, a °C → a baktériumok igen aktívak, a nagyobb hőmérsékletingadozást is elviselik termophil zóna, a °C között → a baktériumok gáztermelése nagyobb, de érzékenysége is jelentős a hőmérséklet változására

16 A fermentor mérete 100 számosállat (500 kg súlyú állat) esetén 200–250 m 3 közötti. A kierjesztett anyag az utótárolóba kerül (utóerjesztő) (előírt méret: 6 hónap) A reaktorban keletkezett gáz → gáztároló (át nem eresztő fólia) Az égetés előtt gáz tisztítás (szennyező elemek, kénhidrogén) → gáz nedvességtartalmának csökkentése (talajba fektetett csővezetékben) → ismét felmelegítve ismét szárazon kerül a motorba.

17 A biogázüzem: irányítástechnika, biztonság A biogáztermelés biztonsága érdekében elengedhetetlen a hőmérséklet, a pH, a képződött gáz mennyisége, metán és kénhidrogén tartalom mérése és szintet tartása. Az üzembiztos termelés változását előre jelzik pl. a felhasznált alapanyagok, a termelt energia pontos mennyisége. A már fel nem használt, és nem is tárolható gáz → gázfáklya Üzembiztonság: a fermentor tér levegőtartalma <10%

18

19 Pirolízis biomassza Gázok Szerves gőzök Bio-olaj kátrány Faszén A pirolízis során a szerves anyagok az elégetéshez nem elegendő levegő jelenlétében, O C –ra hevítve, az atomok gyors mozgásának következtében szétesnek kondenzáció Elsődleges termékek

20 A keletkezett biogáz Autoterm (levegő) Alloterm (gőz) (típusai: pirolízis-, szintézis-, generátorgáz) átlagos fűtőértéke: 22 MJ/kg összetétele: CH 4 (60-70%), CO 2 (30-40%), mellékgázok (H 2 ; CO – 4%, H 2 S, O 2, N 2 ) A kinyerhető metán mennyiségét befolyásoló tényezők: a kiindulási szerves anyag összetétele, a biogáz-erjesztő berendezés műszaki színvonala, az alkalmazott erjesztési technológia, a szárazanyag-tartalom, az erjesztő tér hőmérséklete és egyéb mikrobiológiai feltételek.

21 A „szuperkritikus vizet”: 221 bar feletti nyomáson 374 o C hőmérséklet feletti vízből kapunk. Ilyen körülmények között a víz oxidáló hatásúvá válik és megváltoztatja szubsztrát szerkezetét: A víz molekulák O atomjai a szubsztrát C atomjaival CO 2 -ot képeznek A víz és a szubsztrát H atomjai H 2 – t képeznek A biomassza szuperkritikus vízben történő kezelése a szerves anyagok üzemanyagokká alakíthatóak és könnyen elválaszthatók a vízfázistól szobahőmérsékletre történő hűtéskor. Az előállított magasnyomású gáz igen gazdag hidrogénben. Szuperkritikus gázosítás

22 Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft.

23 A biogáz hasznosításának lehetőségei – településen belül: fűtés, főzés, melegvíz-előállítás, stabil munkagépek közvetlen hajtása, villamosenergia-termelés, és a termelt áram felhasználásra, világítási célokra, vagy ipari munkagépek hajtására – nagy gáztermelő telepeken: felhasználás közvetlenül gázenergia-formában, eltüzeléssel, gázból villamosenergia- termelés, gáztisztítás és mosás után a földgázhálózatba való betáplálás, folyékony motorhajtó üzemanyag (metanol) előállítása – településen lévő ipari hasznosítás: istállók fűtése, mezőgazdasági hűtőberendezések üzemeltetése, terményszárítás, növényház, üvegház, fóliasátor fűtése, élelmiszeripari üzemek energiaellátása – biogáz földgáz minőségűre történő átalakítása – biogáz-tárolás végrehajtása – robbanó motor hajtása – villamosáram-termelés – a termelt biogáz egész évi optimális szétosztása

24 Biometán - robbanó motor hajtása Földgáz minőségűre történő tisztítás után: – földgázhálózatba betáplálás – üzemanyagként A biogáz mint üzemanyag elterjedésének gátló tényezők: – beruházási költségek: a termelő és tisztó berendezések drágák, töltőállomás kiépítése költséges – üzemanyagként nem mentesül a jövedéki adó fizetése alól

25 Gazdasági előnyök: – sokoldalú hasznosítási lehetőség, – jelentéktelen az emisszió, – hulladékok és melléktermékek hasznosítására ad lehetőséget, – hulladéktárolóknál, szennyvíz-telepeken képződő gázok hasznosítása, Környezetvédelmi előnyök: – CO 2 csökkentés – CH 4 csökkentés – hulladéklerakóink többsége alkalmatlan biogáz-termelésre, magas befektetési költségek → szelektív hulladékgyűjtés – trágya, maradék szervesanyag kihelyezése és műtrágya készítése A biogáz felhasználás előnyei

26 A nyírbátori üzem paraméterei → de többnyire a szennyvíziszap kezelése) kevés a mezőgazdasági hulladékot feldolgozó üzem Magyarországon 15 üzem van → de többnyire a szennyvíziszap kezelése) kevés a mezőgazdasági hulladékot feldolgozó üzem Felhasznált alapanyag: 300 t/nap Fermentáció: 38 o C-on 24 nap 55 o C-on 24 nap Biotrágya tárolás: 120 nap Összes műtárgy térfogat: m 3 Keletkező biogáz mennyiség: m 3 /nap Villamos energia termelés: kW/nap

27 Példa Magyarország biomassza potenciáljára: Hulladék típusa Mg.-i és élelmiszeripari5,0 3,0 Települési szilárd hulladék (  50 %) 2,32,42,6 Települési folyékony5,55,24,6 Szennyvíziszap0,71,11,5 Mg.-i és erdőgazdasági maradványok28,030,032,0 ÖSSZESEN (millió t)41,543,7 Biogáz termelés (milliárd m 3 )6,66,9 Nyerhető összes villamos energia(milliárd kW)13,214,8 Értéke (milliárd Ft) Erőművi kapacitás (MWh) A hulladékképződés várható alakulása (Országos Hulladékgazdálkodási Terv) alapján az ebből előállítható biogáz és villamos energia mennyisége

28 A betáplálás szempontjából figyelembe vehető gázok jellemzői, osztályozása az anaerob forrásokból származó biogáz jellemzői: a földgáznál jóval kisebb az energiatartalmuk az összetétel nem felel meg a közszolgáltatású gázokénak tartalmaznak inert komponenseket (N 2, CO 2 ) a depóniagázban oxigén is előfordulhat egyéb nem kívánatos komponensek (H 2 S, NH 3 ) az összetétel és a minőség időben változó a biogáz energiatartalma a metán térfogathányadtól függ mezőgazdasági telepeken (60–70%) szennyvíziszapból (55–65%) depóniatelepeken (44–45%)

29 A biogáz összetételében megjelenő komponensek CO 2 – csökkenti a gáz fűtőértékét, savas közeg N 2 – csökkenti a gáz fűtőértékét, NO x O 2 – korróziós hatás, + vízgőz → fagyveszély H 2 – biztonságtecnikai kockázat H 2 S – leválasztásuk alapvető követelmény CO – vérméreg, erős redukálószer NH 3 – csökkenti a gáz fűtőértékét, NO x Cl, F – sóképzők aromás szénhidrogének (benzol, tulol) – a műanyag alaktrészeket károsítja sziloxánok – mozgó alkatrészek kopása Európában 6 országban van valamilyen szintű előírás


Letölteni ppt "Légköri erőforrások elmélet A biogáz. Bio-Genezis Környezetvédelmi Kft. Hasznosítási technológiák Szuperkritikus gázfejlesztés Bio-olaj előállítás Pirolízis."

Hasonló előadás


Google Hirdetések