JTI är en del av SP-koncernen

Transkript

1 Rötning och förbränning som behandlingsalternativ - Tekniska möjligheter och utmaningar Arlanda, 6 Oktober 2011 JTI är en del av SP-koncernen Ingår i SP-koncernen tillsammans med sex systerbolag: SP, SIK, CBI, Glafo, YKI och SMP Tillsammans är vi kvalificerade agronomer, ingenjörer, tekniker m m Mats Edström JTI Institutet för jordbruks- och miljöteknik Tfn: E-post: mats.edstrom@jti.se JTI:s ämnesområden Avfall och avlopp Energi Husdjur och stallgödsel Maskiner och arbetsmiljö Växtodling Baltic Manure Baltic forum for inventive Techniques for sustainable MANure precessing BALTIC MANURE En länk mellan ekonomisk tillväxt och förbättrad havsmiljö i syfte att öka välfärden på landsbygden genom uthållig hantering av stallgödsel 1

2 Projektorganisation Projektledare MTT Finland 18 deltagare från alla länder runt Östersjön Total projektsumma 3,7 milj Euro, varav 0,5 milj Euro till JTI. JTI deltar i tre olika arbetspaket: WP3, WP5 och WP6. Projekttid Hästgödselns sammansättning 1 Strömedel. Halm (långhalm, hackad, pelleterad) Torv Spån Papper Hästgödselns sammansättning 2 Ingmar Schlüβler: SP Energiteknik Mats Edström: JTI Typisk kemisk sammansättning mm Ca 300 kg ts/ton våtvikt Ca 260 kg VS/ton våtvikt Ca 3 kg totalkväve/ton våtvikt Ca 1/3-del ammoniumkväve av totalkvävet Ca 1 kg fosfor/ton våtvikt Ca 4 kg kalium/ton våtvikt 19 MJ/kg torrt askfritt bränsle som undre värmevärde (=> 3,2 MJ/kg våtvikt) 170 liter metan/kg VS som specifikt metanutbyte (6,1 MJ/kg VS => 1,6 MJ/kg våtvikt) Tolkning av EU-direktiv, avfallsförbränning Svensk tolkning, hästgödsel undantas EU-direktiv - Hästgödsel kan betraktas som Vegetabiliskt jord- och skogsbruksavfall Skala > 10 MW effekt: Tillståndsprövning 0,5-10 MW effekt: Anmälningsplikt < 0,5 MW effekt: Ingen prövning 0,3-0,5 MW effekt: Bygglov krävs 2

3 Viktiga förbränningsaspekter 1 Bränslets fukthalt kritiskt, skall vara lägre än 50%! => Hästgödsel måste sameldas med andra energirikare bränslen Exempel på tillsatsbränslen: Pellets Flis/spån Torv Halm Om ingen rökgaskondensering => Merparten av utvunnen värme kommer från tillsatsbränslet! Viktiga förbränningsaspekter 2 Konstant bränslesammansättning viktig för effektiv förbränning och stabila halter av CO, NO x etc i rökgaser => Viktigt med mycket bra inblandning av tillsatsbränsle i hästgödseln! Strömedel Ej långhalm som strömedel => inmatningsproblem. Pelleterad halm som strömedel. Ny produkt! => Borde ge förbättrade hanteringsegenskaper. Viktiga förbränningsaspekter 3 Sintring kan vara ett problem (beror av innehåll av aska, kalium, kisel mm) vilket kan begränsa förbränningsbäddens temperatur Låg förbränningstemperatur ger hög CO-halt i rökgas! Utformning av förbränningszon Utformning av förbränningsbädd viktig! Ex. rörligt roster. Sekundärzon med luftöverskott och högre förbränningstemperatur Exempel på leverantörer med erfarenheter från småskalig värmeproduktion med hästgödsel Swebo Bioenergy Reka 3

4 Bilder från Swebo anläggning vid Skokloster Förbättra hästgödselns bränsleegenskaper via kalluftstorkning innan förbränning Fälttest SP och JTI genomförare Kontaktpersoner på JTI: Emelie Karlsson & Andras Baky Kompostering VS Rötning Våtrötning eller torrötning? Våtrötning, mest beprövade tekniken i synnerhet för gödsel Finns 40-tal biogasanläggningar i Sverige som rötar gödsel med våtrötningsteknik (merparten gårdsanläggningar). Det finns ca 7000 biogasanläggningar i Tyskland (2011 års utgång), energigröda huvudsubstrat, merparten våt teknik men det finns även torrötningsanläggningar. Våtrötning => Rötkammaren totalomblandad => Sönderdelning krävs om substratet har stora partiklar + går ej att röta substrat med allt för hög torrsubstans. Biologiskt enkel process att kontrollera. Torrötning => Omrörning saknas oftast. Ingen behov av sönderdelning, ingen behov för spädning med vatten. Biologiskt mer komplex process att kontrollera. Syre (luft) Syre 4

5 Digester Wet digestion process Princip, massbalans vid våtrötning Substrate/feed stock Digestate Hästgödsel 1 ton/d 74 m3 biogas/d 41 m3 metan/d 55% metan 170 kg biogas/d 0,1 ton/d Ca 30% ts S Rötrest Rötkammare 2,68 ton/d 2,58 ton/d Volym = 77 m3 (våt) 11,2 % ts Belastning = 3,1 kg VS/m3&d 8 % ts HRT-ut = 30 d Vatten 1,68 ton/d Heat Princip, massbalans vid torrötning Våtrötning = sönderdelning och slurrytillverkning 74 m3 biogas/d 41 m3 metan/d 55% metan 170 kg biogas/d 0,1 ton/d Rötrest Hästgödsel 1 ton/d 30 % ts Rötkammare Volym = ca 50 m3 (våt) Belastning = 5 kg VS/m3&d HRT-ut = ca 55 d 0,9 ton/d 22,5 % ts 5

6 Typer av torrötningskoncept Exempel: Torrötning Satsvis torrötning med perkolationtank i garagemodell Krävs mycket ymp! Risk för kanalbildning Gasproduktion i satsvis torrötningsanläggning Exempel på svensk leverantör för småskalig torrötning 6

7 Avslutande kommentarer Rötning möjliggör kretslopp av hästgödselns hela innehåll av växtnäring till åkermark Rötning ger lågt gasutbyte med konventionell teknik Rötningen ger ingen viktreduktion. är oprövad. Samrötning troligen det bästa konceptet. Förbränning ger stor viktreduktion. Vid förbränning återfinns merparten av fosfor och kalium i askan. Vid förbränning krävs tillsatsbränsle Förbränning av hästgödsel är relativt oprövad teknik Tack! 7