Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bioenergia Biomassza, biodízel, bioetanol és biogáz.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bioenergia Biomassza, biodízel, bioetanol és biogáz."— Előadás másolata:

1 Bioenergia Biomassza, biodízel, bioetanol és biogáz

2 Biomassza Az ökológus szemében a biomassza valamely élettérben egy adott pillanatban jelen lévő szerves anyagok és élőlények összessége. A biomassza mennyisége megadható az egyedek számában, tömegében, energiatartalmában.

3 Biomassza elsődleges biomassza: természetes növényi vegetáció, energianövények; elsődleges biomassza: természetes növényi vegetáció, energianövények; másodlagos biomassza: természetes állati vegetáció, állattenyésztés fő- és melléktermékei, hulladékai; másodlagos biomassza: természetes állati vegetáció, állattenyésztés fő- és melléktermékei, hulladékai; harmadlagos biomassza: bioeredetű anyagokat felhasználó iparok fő- és melléktermékei, hulladékai, települések szerves hulladékai. harmadlagos biomassza: bioeredetű anyagokat felhasználó iparok fő- és melléktermékei, hulladékai, települések szerves hulladékai.

4 Biomassza A biomassza természetes, megújuló, biológiai eredetű energiahordozó, amely a Nap energiáját másodlagosan, szerves organizmusokban való megkötéssel tárolja. A biomassza természetes, megújuló, biológiai eredetű energiahordozó, amely a Nap energiáját másodlagosan, szerves organizmusokban való megkötéssel tárolja. Fitomassza: szilárd biomassza Fitomassza: szilárd biomassza –dendromassza: fa és faszármazékok Biogáz: légnemű biomassza Biogáz: légnemű biomassza Biodízel, bioetanol: folyékony biomassza Biodízel, bioetanol: folyékony biomassza

5 Biomassza Biológiai eredetű szerves anyag: a szárazföldön és vízben található élő és elhalt szervezetek (növények, állatok, mikrobák) testtömege biotechnológiai iparok termékei különböző transzformálók (ember, állatok, feldolgozó iparok stb.) összes biológiai eredetű terméke, hulladéka, mellékterméke

6 Biomassza A biomassza (elsődleges) tárolt napenergia: CO 2 +H 2 O+fény+klorofil → CH 2 O+O 2

7 Biomassza A fotoszintézis hatásfoka (hasznosítási foka): η F = η λ ·η geom. ·η reak. ·η resp. η λ : hasznosítható hullámhossz tartomány (0,4..0,5); η geom. : geometriai hatásfok (visszaverődés, elnyelődés, mennyi jut el a klorofilhoz, ~0,8); η reak. : kémiai reakció hatásfoka (~0,4); η resp. : párolgási és hőveszteségek (0,4..0,5). Eredő hatásfok: η F = 2..5%.

8 Elegendő? Éves átlagos primer energiahordozó teljesítmény-igény a világon: 16 TW Éves átlagos primer energiahordozó teljesítmény-igény a világon: 16 TW Alacsony konverziós hatásfok → nagy területigény Alacsony konverziós hatásfok → nagy területigény –szükséges terület: –szükséges terület: 3,2·10 13 m 2 A szárazföldek területe: 1,3·10 14 m 2 –területigény 25% (energiaültetvény) A fotoszintézis teljesítménye: ~90 TW. A fotoszintézis teljesítménye: ~90 TW.

9 BiomasszaTulajdonságok Egyszerre hulladék és nyersanyag Egyszerre hulladék és nyersanyag Nagy mennyiségben áll a rendelkezésünkre Nagy mennyiségben áll a rendelkezésünkre Alkotóit nagyrészt újra lehet hasznosítani Alkotóit nagyrészt újra lehet hasznosítani (megújuló energiaforrás) Jelentős szerephez juthatna a vegyi és energiafolyamatokban Jelentős szerephez juthatna a vegyi és energiafolyamatokban

10 Biomassza Alkalmazási előnyök Ökológiai okok, mivel általuk a kémiai és energia-körforgások (CO 2 ) nagymértékben bezárulnának Ökológiai okok, mivel általuk a kémiai és energia-körforgások (CO 2 ) nagymértékben bezárulnának A fosszilis nyersanyagok korlátozottan állnak rendelkezésünkre, ami határt szab felhasználásuknak A fosszilis nyersanyagok korlátozottan állnak rendelkezésünkre, ami határt szab felhasználásuknak Alternatív termékláncot alakít ki a mezőgazdasági hulladékoknak Alternatív termékláncot alakít ki a mezőgazdasági hulladékoknak

11 Biomassza Alkalmazási hátrányok Gazdaságilag egyelőre nem kifizetődő, ráfizetést igényel magas rizikófaktorral A fosszilis, nem megújuló, nyersanyagok olcsóbbak, mint a mező- és erdőgazdasági melléktermékek A természeti és gazdasági körforgásokban keletkező biomasszát nyersanyagként általánosan elutasítják

12 Biomassza felépítése Fő alkotóelem: lignocellulóz Jellemzői: polimorf (kristályos, amorf) makrostruktúra; polimorf (kristályos, amorf) makrostruktúra; heterogén összetétel (cellulóz, hemicellulóz, lignin); heterogén összetétel (cellulóz, hemicellulóz, lignin); egyes tulajdonságai függnek a egyes tulajdonságai függnek a –polimerizáció fokától, –felülettől, –lignin eloszlástól.

13 A lignocellulóz alkotóelemei Lignin: a alkohol kondenzációjával és polimerizációjával jön létre; fenolos hidroxi- és metoxi csoportokat tartalmazó bonyolult szerkezetű aromás polimer a C 10 H 12 O 3 alkohol kondenzációjával és polimerizációjával jön létre; molekulatömege nagy (10000 körüli); molekulatömege nagy (10000 körüli); felső fűtőértéke ~20 MJ/kg. felső fűtőértéke ~20 MJ/kg.

14 A lignocellulóz alkotóelemei Hemicellulóz 5 (D-xylóz és L-arabinóz) és 6 (D-galaktóz, D- glükóz, és D-mannóz) szénatomos cukrokból, valamint uronsavakból épül fel; amorf szerkezetű; viszonylag egyszerűen cukrokká hidrolizálható.

15 A lignocellulóz alkotóelemei Cellulóz hosszú D-glükóz lánc (kristályos); hosszú D-glükóz lánc (kristályos); a biomassza fő alkotóeleme; a biomassza fő alkotóeleme; stabil képződmény (erős kötések); stabil képződmény (erős kötések); felső fűtőértéke ~14 MJ/kg. felső fűtőértéke ~14 MJ/kg.

16 A biomassza mint nyersanyag

17 Biomassza mint nyersanyag cellulóz  cukrok hemicellulóz  etanol, butanol lignin  ragasztóanyagok cukor  bioalkohol (fermentációval) olajok  biodízel (átészterezéssel) biogáz (anaerob fermentációval) Lignocellulózokból

18 Hasznosítási lehetőségek Nyersanyagként, energiaforrásként átalakítás nélkül. Felhasználása hő- és áramtermelésre jó hatásfokú (kapcsolt) erőművekben már ma lehetséges (pl. Pécsi Erőmű Rt. Budapesti Hulladékhasznosító). Ilyen felhasználás esetén -aprítani, -szárítani, valamint -hulladékok és melléktermékek esetében granulálni szükséges a biomasszát.

19 Hasznosítási lehetőségek Átalakítják üzemanyaggá, ami hasonló vagy ugyanolyan módon használható fel, mint a fosszilis üzemanyagok. Kémiai átalakítás -szintézisgáz -bio-dízel -bio-olajok Biológiai átalakítás -bio-gáz -bio-hidrogén -bio-etanol Bio-finomítók energetikai ipar és közlekedés különböző alapanyagok és energiahordozók

20 Melléktermékek hasznosítása Hasznosítási lehetőségük a folyamat energiaellátása (szilárd tüzelőanyag) üzemanyag-etanol termelés Összetételük  Cellulóz [38..45%]  Hemicellulóz [25..40%]  Lignin [20..25%] Lucfenyő Kukoricaszár Fűzfa

21 Szilárd bio- tüzelőanyagok Fitomassza és dendromassza

22 Fitomassza Az energiacélú felhasználásra alkalmas fitomassza források a következők: Az erdőgazdálkodás és a fafeldolgozás alkalmas fő- és melléktermékei, ill. a fás területek metszési hulladékai. Az erdőgazdálkodás és a fafeldolgozás alkalmas fő- és melléktermékei, ill. a fás területek metszési hulladékai. Természetben keletkező nem fás növényféleségek (pl. nád). Természetben keletkező nem fás növényféleségek (pl. nád). Az élelmezési célú növénytermesztés és -feldolgozás szilárd melléktermékei (szalma, kukoricaszár, napraforgóhéj stb.). Az élelmezési célú növénytermesztés és -feldolgozás szilárd melléktermékei (szalma, kukoricaszár, napraforgóhéj stb.). Az energiacéllal termelt növényi anyagok (energiafű, rostkender, repce, kender stb.). Az energiacéllal termelt növényi anyagok (energiafű, rostkender, repce, kender stb.).

23 Fitomassza jellemzők Elemi összetétel fajta szerint Cukornád C%44,60 H%6,20 N%0,20 S%0,50 O%46,84 Cl%- Fahulladék C%53,3 H%5,50 N%0,230,23 S%<0,05<0,05 O%38,90 Cl%0,49 Olajpálma maradék C%45,9 H%5,80 N%1,20 S%0,20 O%40,10 Cl%0,40

24 Fitomassza jellemzők Elemi összetétel fajta szerint Kukoricaszár C%39,60 H%5,17 N%1,78 S%0,38 O%34,60 Cl%- Rizshéj C%36,10 H%4,80 N%0,29 S%<0,02 O%35,90 Cl%-

25 Szarvasi energiafű Toleráns, igénytelen; Toleráns, igénytelen; évig termeszthető; évig termeszthető; Szárazanyag: t/(ha·a); Szárazanyag: t/(ha·a); Fűtőérték: MJ/kg sza ; Fűtőérték: MJ/kg sza ; Ipari alapanyag is lehet; Ipari alapanyag is lehet; Élőhely. Élőhely.

26 Szarvasi energiafű C%44,60 H%4,30 N%0,40 S%0,10 O%40,10 Cl%0,003

27 Szarvasi energiafű Hasznosítás, feldolgozott termékek

28 Folyékony bioüzemanyagok Bioetanol, biodízel

29 Etanolgyártás fermen- táció desztilláció enzimeshidriolízis előkezelés szilárd maradék fizikai előkezelés aprítás, őrlés, gőzrobbantás, nedves oxidáció biokémiai lebontás speciális enzimek által biológiai erjesztés oxigénmentes körül- mények között az alkohol fizikai kinyerése

30 Etanolgyártás Enzim- fermentáció Lignocellulóz alapanyag Előkezelés Pentóz fermentáció Hidrolízis Hexóz fermentáció Hasznosítás Desztilláció EtOH ! Elválasztás, mosás Cellulóz Pentóz Lignin Celluláz enzimmel vagy savasan

31 Előkezelés Szükséges, mert A lignocellulóz komplex & kompakt szerkezete akadályozza az enzimek hozzáférését a cellulóz polimerhez. A cellulóz igen rendezett, tömör struktúrájú kristályos szerkezetű.

32 Előkezelés őrlési, aprítási eljárások Lignint bontó mikroorganizmusok cél: a komplex szerkezet megbontása cél: a fajlagos felület növelése Fizikai KémiaiBiológiai

33 Kémiai előkezelés savas  oldja a hemicellulóz frakciót, és kisebb mértékben a lignint lúgos  duzzasztja a cellulózt, oldja a lignint és oldatba viszi a hemicellulózt szerves oldószeres  eltávolítja a lignint gőz-  robbantás megváltozik a struktúra, a hemicellulóz frakció oldatba megy

34 Biológiai átalakítás Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF) Separate Hydrolysis and Fermentation (SHF) Előkezelés Enzim Termelés Hidrolízis Fermentáció Etanol Kinyerés Etanol Nyersanyag

35 Erjesztés (fermentáció) - SSF Egyszerre történik a cellulóz hidrolízise és alkohollá történő fermentációja Élesztő Celluláz enzim Bioreaktor/fermentor Cellulóz

36 Erjesztés (fermentáció) - SHF Először lebontják a cellulózt celluláz enzimmel, majd az így kapott cukrokat élesztő segítségével alkohollá fermentálják, a hagyományos alkohol előállítási technológiát követve. Az SHF esetében külön lehet optimálni a két folyamatot, ami azért lehet előnyös, mert a hidrolízis és a fermentáció pH és hőmérséklet optimuma jelentősen eltér egymástól.

37 Fermentációs technológiák ElőnyeiHátrányai SHF Optimális paraméterek mindkét lépésnél Magas beruházási költségek. SSF Alacsonyabb beruházási költségek. Az enzim és a mikroba optimális paraméterei eltérnek.

38 Elvárások és előírások Az Európai Közösség vállalása a közlekedési szektorra Az Európai Parlament és Tanács 2003/30 irányelve (2003. V. 08.) A Tagállamoknak biztosítaniuk kell, hogy piacaikon minimális arányban jelen legyenek a bioüzemanyagok és más megújuló energiát hasznosító üzemanyagok. E cél eléréséhez nemzeti előirányzatokat kell felállítaniuk.

39 Elvárások és előírások EK 2003/30 A referenciaérték minden esetben az adott ország piacán jelenlévő összes közlekedési célra használt benzin és dízelolaj energiatartalmának: A referenciaérték minden esetben az adott ország piacán jelenlévő összes közlekedési célra használt benzin és dízelolaj energiatartalmának: –2%-a december 31-től, –5,75%-a2010. december 31-től. Felhasználási lehetőségek: Felhasználási lehetőségek: –tiszta üzemanyagként, –ásványi olaj származékokba kevert bioüzemanyagként, –bioüzemanyagokból származó adalékanyagként (oxidációt segítő MTBE és ETBE metil/etil-tercier-butil-észter).

40 Elvárások és előírások Hazai vállalás 2233/2004. (IX.22.) Korm. Határozat Magyarország vállalása: 2233/2004. (IX.22.) Korm. Határozat Magyarország vállalása: –2005: 0,4-0,6% –2010: 2,0% A vállalásunk tehát: A vállalásunk tehát: (+)nagyon szerény, de legalább elmozdulás a nulláról (–)Magyarország mezőgazdasága ennél sokkal többre is képes

41 Magyarországi lehetőségek Biodízel (napraforgó, repce, szója, ricinus, len) Biodízel (napraforgó, repce, szója, ricinus, len) –Kunhegyes –Mátészalka –Mosonmagyaróvár Bioetanol (cukorrépa, kukorica, búza, burgonya) Bioetanol (cukorrépa, kukorica, búza, burgonya) –Győri Szeszgyár és Finomító Rt. –Szabadegyházai Keményítő és Izocukor Gyártó Kft.

42 Etanol keményítőből A keményítő forrása: kukorica keményítőélelmiszeripari alkohol keményítőüzemanyag alkohol mint élvezeti cikk, több ezer éve ismert, kukoricából készül a bourbon (amerikai) whiskey üzemanyagként éve, nagyobb volumenben 30 éve főleg az USA-ban

43 Biodízel Mi a biodízel? A biodízel olyan folyékony üzemanyag, mely hosszú szénláncú zsírsavas alkil-észter vegyületekből áll és növényi olajból vagy állati zsiradékból állították elő. A biodízel mint márkanév a repce- olajzsírsav-metilésztert (RME) jelenti.

44 Biodízel Alapanyagok % növényi olaj (napraforgó, repce, pálma stb.; tisztított sütőolaj); % növényi olaj (napraforgó, repce, pálma stb.; tisztított sütőolaj); % alkohol (metil- vagy etil-alkohol); % alkohol (metil- vagy etil-alkohol); 0,35..1,5% katalizátor (NaOH vagy KOH). 0,35..1,5% katalizátor (NaOH vagy KOH).

45 Biodízel Előállítás: átészterezéssel 1000 kg olaj kg metanol → 110 kg glicerin kg metil-észter

46 Át-észterezés Rn: hosszú szénláncú zsírsav molekula

47 Biodízel Növényi olaj 100 kg Katalizátor 0,5..1,5 kg Metanol 10 kg + többlet Sav Víz kg GlicerinÉszterek telítetlen zsírsavak 0..1 kg Reakció és szétválasztás MosásSavazás Szennyvíz kg Többlet metanol % Metanol kinyerés Glicerin 10 kg Biodízel kg

48 BiodízelElőnyök Biológiailag lebomló anyag Használt olajok is feldolgozhatók (éttermek) Nem tartalmaz kén és halogén vegyületeket Csökkenő szennyezőanyag kibocsátás (CO, elégetlen CH, korom) Csak 5% teljesítménycsökkenés A glicerint a kozmetikai ipar felhasználhatja A járművet nem kell átalakítani Könnyen előállítható (egyszerű technológia)

49 BiodízelHátrányok előállítása energiaigényes (fosszilis energiahordozó → nincs vagy csekély CO 2 megtakarítás); előállítása energiaigényes (fosszilis energiahordozó → nincs vagy csekély CO 2 megtakarítás); energetikai növénytermesztés → monokultúrák; energetikai növénytermesztés → monokultúrák; a termesztés- vegyszer és műtrágyaigényes → talaj és vízszennyezés; a termesztés- vegyszer és műtrágyaigényes → talaj és vízszennyezés; a feldolgozás során N 2 O (üvegház-gáz) és NH 3 (savasodás) keletkezik; a feldolgozás során N 2 O (üvegház-gáz) és NH 3 (savasodás) keletkezik; előállítása költséges; előállítása költséges; kenőolaj károsító hatás → gyakori olajcsere. kenőolaj károsító hatás → gyakori olajcsere.

50 Légnemű bio- tüzelőanyagok Biogáz

51 Biogáz A biogáz szerves anyagok oxigénmentes bomlása során képződő, a földgázhoz hasonló légnemű anyag. A folyamat magától végbemegy mélyvízi tengeröblökben, mélyvízi tengeröblökben, mocsarakban, mocsarakban, hulladéktároló telepeken. hulladéktároló telepeken.

52 Biogáz A biogázképződés feltételei biodegradálható szervesanyagban gazdag környezet; biodegradálható szervesanyagban gazdag környezet; oxigénmentes (aerob) környezet; oxigénmentes (aerob) környezet; 6,5 – 8,5 közötti pH; 6,5 – 8,5 közötti pH; 30 – 60 °C közötti hőmérséklet (lebontási módszertől függően); 30 – 60 °C közötti hőmérséklet (lebontási módszertől függően); 50%-nál nagyobb víztartalom; 50%-nál nagyobb víztartalom; a különböző tápelemek (C, N, P) megfelelő aránya; a különböző tápelemek (C, N, P) megfelelő aránya; toxikus (mérgező) vegyületek hiánya. toxikus (mérgező) vegyületek hiánya.

53 Biogáz Kiinduló anyagok és gázkihozatal Hulladék típusa Biogáz kihozatal, m 3 /t Sertés trágya Marha trágya Halfeldolgozás (halolaj) Margaringyártás melléktermékei (zsírok, olajok) Vágóhídi hulladék Szennyvíziszap

54 Biogáz Gázképződés főfolyamata 1. Hidrolízis 2. Savképzés 3. Acetogenezis 4. Metántermelés A gázképződés mellékfolyamata: szulfátredukció (bakteriális) szulfátredukció (bakteriális) szulfát + kénvegyületek → hidrogén-szulfid szulfát + kénvegyületek → hidrogén-szulfid hidrogén-szulfid + fémsók → oldhatatlan szulfidok hidrogén-szulfid + fémsók → oldhatatlan szulfidok

55 BiogázGázképződés 1. Savképzés A komplex organikus makromolekulák monomerekre bontódnak. Az így keletkezett rövidebb molekulák már vízoldhatóak, ezért a baktériumok sejtmembránjain át tudnak hatolni. Hidrolitikus baktériumok: extracelluláris enzimek → hosszabb szénláncú zsírsavak, szén-dioxid, hidrogén.

56 BiogázGázképződés 2. Savképzés A hidrolízis eredményeképpen keletkezett molekulák (zsírsavak és egyebek) részben ecetsavvá és egyéb savakká (propionsav, vajsav, ill. etanol stb.) alakulnak. Baktériumok: hosszú szénláncú zsírsavak → intermedier szerves savak, szén-dioxid, hidrogén.

57 Biogáz Gázképződés 3. Acetogenezis Az előző lépések közbenső termékei ecetsavvá alakulnak. Baktériumok: intermedier szerves savak → ecetsav.

58 Biogáz Gázképződés 4. Metántermelés A metanogén baktériumok az ecetsavat és a hidrogént metánná alakítják. Metanogén baktériumok: ecetsav + hidrogén + szén-dioxid → metán.

59 Biogáztelepek Mezofil (30-37°C): A mezofil tartományban a hőfok fokozatos emelésével a 35°C körüli maximum után, 40°C- on túl aktivitás-csökkenést tapasztalunk, melynek oka a pusztulási sebesség növekedése és a hozamkonstans csökkenése. Mezofil (30-37°C): A mezofil tartományban a hőfok fokozatos emelésével a 35°C körüli maximum után, 40°C- on túl aktivitás-csökkenést tapasztalunk, melynek oka a pusztulási sebesség növekedése és a hozamkonstans csökkenése. Termofil (50-65°C): A baktériumok lízise ebben a hőmérséklet-tartományban gyors, ezért csak exponenciális növekedés feltételei közt tudnak fennmaradni. A gáztermelés sebessége a termofil zónában 25-50%-kal nagyobb, mint a mezofil tartományban. A termofil spektrum szűkebb, ezért a hőmérséklet precízebb szabályozása szükséges. A toxikus anyagokra is érzékenyebbek ezek a baktériumok, de a magasabb hőmérséklet miatt a patogén mikroorganizmusok és a féregpeték eliminációja jobb. Termofil (50-65°C): A baktériumok lízise ebben a hőmérséklet-tartományban gyors, ezért csak exponenciális növekedés feltételei közt tudnak fennmaradni. A gáztermelés sebessége a termofil zónában 25-50%-kal nagyobb, mint a mezofil tartományban. A termofil spektrum szűkebb, ezért a hőmérséklet precízebb szabályozása szükséges. A toxikus anyagokra is érzékenyebbek ezek a baktériumok, de a magasabb hőmérséklet miatt a patogén mikroorganizmusok és a féregpeték eliminációja jobb.

60 Biogáztelepek Centralizált biogáztelep nagy kiterjedésű területről gyűjt; nagy kiterjedésű területről gyűjt; hulladékmegsemmisítőként funkcionál; hulladékmegsemmisítőként funkcionál; tárolóként is működik; tárolóként is működik; saját (kombinált ciklusú) erőművel rendelkezik; saját (kombinált ciklusú) erőművel rendelkezik; nagyméretű fermentorok; nagyméretű fermentorok; teljesen kiépített infrastruktúra, teljesen kiépített infrastruktúra, példa: szennyvíztisztító biogáztelepe. példa: szennyvíztisztító biogáztelepe.

61 Biogáztelepek Centralizált biogáztelep ElőnyökHátrányok Távhőellátásra is alkalmas hőteljesítmény. Nagy szállítási költségek. Méretgazdaságosság. Precíz csíramentesítés az átfertőződések megelőzésére. Nem szükséges nagy beruházás a gazdálkodóknál. Szállítójárművek folyamatos fertőtlenítése. Központosított trágyaelosztás. Jó gázkihozatalú nyersanyagoktól való függés.

62 Biogáztelepek Telephelyi biogáztelep állattartó telepekre, mezőgazdasági termelőhöz épített biogáz-üzemekre a kis méret jellemző, állattartó telepekre, mezőgazdasági termelőhöz épített biogáz-üzemekre a kis méret jellemző, külső hulladék nincs vagy csekély mennyiségű, külső hulladék nincs vagy csekély mennyiségű, kapcsolt energiatermelés itt is elsődleges, kapcsolt energiatermelés itt is elsődleges, a keletkezett hőt és a trágyát helyileg próbálják felhasználni. a keletkezett hőt és a trágyát helyileg próbálják felhasználni.

63 Biogáztelepek Telephelyi biogáztelep ElőnyökHátrányok Alacsony szállítási költség (esetleg nincs). Fajlagosan drága beruházás. Hulladék ártalmatlanítás a keletkezés helyszínén. Hőigény biztosítandó. Megfelelő nagyságú trágyafelvevő termőföld.

64 Hulladékhasznosítás (0,4..0,5 millió lakos: 20 MW e, 30 MW t ) hő villamos energia fermentációs maradék biogáz kommunális hulladék fém deponálandó (nem éghető) Tüzelőanyag- előkészítés szervesben dús szervetlen anyagban dús Válogatás feldolgozás fermentorgázmotor Hőhasznosítók Fluidtüzelésű forróvízkazán Gázmotor erőmű

65 Depóniagáz Hulladéklerakó-telepeken fejlődő, jellemzően CH 4 és CO 2 tartalmú éghető gáz. Lehetőségek: elfáklyázás, elfáklyázás, energetikai hasznosítás. energetikai hasznosítás.

66 Depóniagáz Hulladéklerakó életciklusa 1. fázis: aerob bomlás (bakteriális) → rövidebb szénláncú sz.a. +O 2 → CO 2 +H 2 O+NH 3 +hő +O 2 → CO 2 +H 2 O+NH 3 +hő NH 3 +O 2 → NO 3 időtartam: nap..hónap 2. fázis: anaerob savképződés (bakt.) → szerves savak és alkoholok → szerves savak és alkoholok → erősen savas kémhatás → erősen savas kémhatás

67 Depóniagáz Hulladéklerakó életciklusa 3. fázis: savátalakulás (bakteriális) → más típusú szerves savak (ecetsav) a depónia kémhatása semlegesközeli megkezdődik a metántermelés savképző bakt. elpusztulnak 4. fázis: anaerob bomlás (bakteriális) → stabil metántermelés → stabil metántermelés időtartam: ~20 a

68 Depóniagáz Metanogenezis (metántermelődés) CH 3 COO - + H 2 O → CH 4 + HCO 3 - ecetsav + víz → metán + karbonát 4H 2 + CO 2 → CH 4 + 2H 2 O hidrogén + szén- → metán + víz dioxid dioxid

69 Depóniagáz

70 Depóniagáz Metánhozam: Korlátok: nem minden szervesanyag bomlik (lignin, műanyagok); nedvességtartalom; mérgező anyagok (toxinok); becsomagolt részek (műanyag zacskóban).

71 Depóniagáz G – gázhozam, térfogat/idő; M i – nedves hulladékmennyiség az i-edik évben; L 0 – fajlagos gázhozam, térfogat/tömeg ( m 3 /kt); t i – az i-edik évben lerakott hulladék kora, a; k – skálázási konstans, 1/idő (~0,04..0,05), n – periódusok (lerakások) száma. A metánhozam időfüggő

72 Depóniagáz Nyomgázok (<0,6 %vol) „szagos” komponensek „szagos” komponensek aromás vegyületek aromás vegyületek klórtartalmú vegyületek klórtartalmú vegyületek PAH-k PAH-k alkoholok alkoholok

73 Depóniagáz Gázkitermelő kút

74 Depóniagáz Gázgyűjtő rendszer (aktív)

75 Depóniagáz Energetikai technológiák belsőégésű gázmotor; belsőégésű gázmotor; gázturbina; gázturbina; mikrogázturbina; mikrogázturbina; gőzkazán és gőzturbina; gőzkazán és gőzturbina; külső tüzelésű gázmotor (Stirling-motor). külső tüzelésű gázmotor (Stirling-motor). *


Letölteni ppt "Bioenergia Biomassza, biodízel, bioetanol és biogáz."

Hasonló előadás


Google Hirdetések