RÅGASPRODUKTION: ENERGIGASPRODUKTION FRÅN BIOMASSA OLIKA METODER FÖR RÖTNING GRUNDLÄGGANDE PROCESSBEGREPP BIOGASANLÄGGNINGENS DELAR EGENSKAPER HOS

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "RÅGASPRODUKTION: ENERGIGASPRODUKTION FRÅN BIOMASSA OLIKA METODER FÖR RÖTNING GRUNDLÄGGANDE PROCESSBEGREPP BIOGASANLÄGGNINGENS DELAR EGENSKAPER HOS"

Mats Fredriksson
för 5 år sedan
Visningar:

1 RÅGASPRODUKTION: ENERGIGASPRODUKTION FRÅN BIOMASSA OLIKA METODER FÖR RÖTNING GRUNDLÄGGANDE PROCESSBEGREPP BIOGASANLÄGGNINGENS DELAR EGENSKAPER HOS OLIKA SUBSTRAT

Materialåtervinning: Näringsämnen till jordbruk

2 Principen för biogasanläggningar Energiutvinning: Värme CHP; kraft Fordonsgas Avfallsförordningen: Avfallshantering: Livsmedelskedjan Gödsel Avloppsslam B I O G A S Materialåtervinning: Näringsämnen till jordbruk Organiskt material För energiutvinning odlade grödor Syrefritt RÖTREST

3 Principen för komposterings anläggningar Avfallshantering: Livsmedelskedjan Gödsel Avloppsslam Materialåtervinning: Näringsämnen till jordbruk Organiskt material Syre tillgång Rötrest

4 ENERGIGASPRODUKTION FRÅN BIOMASSA Ej lignin Rötning Mikrobiell process utan syre Metan och koldioxid All biomassa Förgasning Pyrolys Termisk process utan syre Metan kolmonooxid vätgas mm

5 PYROLYS Organiskt material upphettas till mellan 400 och 700 grader C utan tillgång på syre Vätgas 5-20% Kolmonoxid 5-20% Metan 5-20% Fenoler Aromater Kol

Gasen renas så att den består av vätgas och kolmonooxid,

6 FÖRGASNING Organiskt material som avfall eller träflis upphettas till C utan tillgång till syre. Gasen renas så att den består av vätgas och kolmonooxid, dvs syngas Syngasen kan sedan reformeras till exempelvis flytande bränslen

7 RÖTNING En mikrobiell process Rätt mikrober Metanogena archeae

8 RÖTNING En mikrobiell process Rätt mikrober Metanogena archeae G A S Substrat Rätt mängd- OLR Rätt balans- C/N-kvot

9 RÖTNING En mikrobiell process Rätt mikrober Metanogena archeae G A S Rätt temperatur Mesofil 37 C Termofil 55 C Substrat Rätt mängd- OLR Rätt balans- C/N-kvot

10 RÖTNING En mikrobiell process Rätt mikrober Metanogena archeae G A S Rätt temperatur Mesofil 37 C Termofil 55 C Substrat Rätt mängd- OLR Rätt balans- C/N-kvot Omrörning Mikroberna får tillgång till allt substrat

11 RÖTNING KLASSIFICERING AV METODER Rötning Rötning Våtrötning Satsvis Torrötning Kontinuerlig

12 KLASSIFICERING AV RÖTNINGSMETODER Våtrötning Torrötning Satsvis Kontinuerlig

14 Reningsverk/rötningsmetoder för UASB-reaktor industrier

15 DEPONIGAS SATSVIS TORRÖTNING

16 DEPONIGAS Normalt utvinns % av den gas som produceras i deponin Tas inte bort vid uppgradering Deponigas uppgraderas inte Undertryck i deponin så att luft sugs in Orsakar skador på motorer Deponigas Rötgas Metan % Koldioxid % Kvävgas % Syre % 1 - Svavelväte ppm Siloxaner ppm Halogenerade kolväten ppm 0,7-2 -

17 KONTINUERLIGA TOTALOMBLANDADE VÅTRÖTNINGSPROCESSER

18 GRUNDLÄGGANDE BEGREPP C/N kvot energiinnehåll/näringsinnehåll VS och TS VS minus lignin kan bli gas Optimalt Metanpotential Utrötningsförsök eller teoretisk potential anges i Nm3/tonVS Utrötningsförsök:

GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Specifik organisk belastning Organisk belastning Rötkammarvolym = OLR Exempel: 6 ton substrat med TS 9% och VS 90 % matas varje dygn

19 GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Specifik organisk belastning Organisk belastning Rötkammarvolym = OLR Exempel: 6 ton substrat med TS 9% och VS 90 % matas varje dygn in i en rötkammare som är 500 m3 stor Utrötningsgrad (VS in-vsut) / VS in Andel av det organiska materialet som blir gas 6000*0,09*0,9/500 = 0,97 kgvs/m3 d

20 GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Hydraulisk uppehållstid Rötkammarens volym Tillförd dygnsvolym = HLR SRT= HLR SolidsRetentionTime Massan TS ut ur systemet Massan TS i rötkammaren = SRT SRT>HLR

21 Uppgift Räkna ut utrötningsgraden i rötkammrarna i anläggningen. Rötkammarvolym m3. GF=VS

23 Anläggningens delar

Excenterskruvpump Centrifugalpumpar Flödet beror av varvtal och

25 Att pumpa substrat Förträngningspumpar Varvtalet är rätlinjigt proportionellt mot flödet Används vid inmatning av substrat Excenterskruvpump Centrifugalpumpar Flödet beror av varvtal och mottryck Bra vid höga flöden Används vid pumpning av substrat till extern värmeväxlare

26 Att värma substrat Värmeslingor Varmvattenslingor i eller runt rötkammaren Extern värmeväxlare 1) Hålla rötkammartemperaturen konstant 2) Värmeväxla rötrest mot inkommande substrat 2 1

27 VÄRMEVÄXLARE 1) Hålla rötkammartemperaturen konstant 2) Värmeväxla rötrest mot inkommande substrat

28 Omrörningsmetoder Propeller Låg energiförbrukning Saker kan lindas kring axel eller fastna: axelbrott Gas Hög energiförbrukning Kan ibland orsaka skummningsproblem

29 Omrörningsmetoder Strål Effektiv omrörning Kan kombineras med skumdämpande dysor uppifrån. Dragrör Lägst energiförbrukning Reverserad drift för skumdämpning Ovanlig i Sverige; används på äggformade rötkammare

30 Anläggningens delar

32 TYPANLÄGGNINGAR Samrötningsanläggning Lantbruksanläggning Avloppsreningsverk

33 LANTBRUKSANLÄGGNING

C/N kvot Kräver lång uppehållstid eller förbehandling Samrötningsfördelar

34 LANTBRUKSANLÄGGNING SUBSTRAT Flytgödsel Gris och höns låg C/N kvot Mineralrikt Kontinuerlig ympning Enkel hantering Ensilage hög, varierande C/N kvot Kräver lång uppehållstid eller förbehandling Samrötningsfördelar Högre VS-halt ger mer gas Bättre C/N kvot ger stabil process Förbehandling av ensilage

35 LANTBRUKSANLÄGGNING PRINCIPSKISS

36 LANTBRUKSANLÄGGNING Mottagning Förbehandling Gödselbrunn Kvarn Hygienisering; om > 4 gårdar

37 LANTBRUKSANLÄGGNING Rötning/Gödsel Rötrestlager Låg C/N-kvot betyder att mesofil process bör tillämpas Högsvavelväte halt betyder att svavelväteredution bör tillämpas. Värmeväxling för att minska metan och ammoniak avgång Täckt eller med svämtäcke av samma skäl

38 LANTBRUKSANLÄGGNING PRINCIPSKISS

39 SAMRÖTNINGSANLÄGGNING MATAVFALL

40 SAMRÖTNINGSANLÄGGNING FÖRBEHANDLING AV MATAVFALL Mottagning Sönderdelning Separering Hygienisering Tippficka Kross Kvarn Skivsikt Skruvpress Sandfång Om > 4 gårdar 70 C i 1 h

41 Förbehandling Sönderdelning Separering Kross Kvarn

42 Förbehandling Separering Magnet Skivsikt Skruvpress Sandfång med screenrake Sandfång

44 Sandfång med screenrake Separering i vattenbad Tung fraktion; sand Lätt fraktion; plast Mellanfraktion; till rötning

45 En jämförelse Avancerad sortering ger ca 5% metanpotential i rejekt Enklare sortering med bara skruvpress ger ca 30 % metanpotential i rejekt

46 Hygienisering Krävs enligt animaliska biproduktsförordningen för: Max 12 mm partikelstorlek 70 C i minst 1 h är standard men man kan söka tillstånd för alternativa metoder

vatten behövs Rötresthantering Avvattning ger uppdelning i fast

47 SAMRÖTNINGSANLÄGGNING Rötning Balanserad C/Nkvot betyder att termofil process kan tillämpas Hög TS-halt gör att spädning med vatten behövs Rötresthantering Avvattning ger uppdelning i fast och flytande rötrest Flytande kan återanvändas för att späda matavfallet

48 ANLÄGGNING FÖR MATAVFALL PRINCIPSKISS

49 AVLOPPSRENINGSVERK BEHANDLAS I NÄSTA PROJEKT

Relevanta dokument

Kolets biogeokemiska kretslopp. Fotosyntes

Kolets kretslopp Kolets biogeokemiska kretslopp Fotosyntes Koldioxid och vatten blir organiskt material och syre i gröna växter. Energi från solljus byggs på detta sätt in i det organsika materialet. Växterna