RÅGASPRODUKTION: ENERGIGASPRODUKTION FRÅN BIOMASSA OLIKA METODER FÖR RÖTNING GRUNDLÄGGANDE PROCESSBEGREPP BIOGASANLÄGGNINGENS DELAR EGENSKAPER HOS OLIKA SUBSTRAT
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
Principen för komposterings anläggningar Avfallshantering: Livsmedelskedjan Gödsel Avloppsslam Materialåtervinning: Näringsämnen till jordbruk Organiskt material Syre tillgång Rötrest
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
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
FÖRGASNING Organiskt material som avfall eller träflis upphettas till 800-1500 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
RÖTNING En mikrobiell process Rätt mikrober Metanogena archeae
RÖTNING En mikrobiell process Rätt mikrober Metanogena archeae G A S Substrat Rätt mängd- OLR Rätt balans- C/N-kvot
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
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
RÖTNING KLASSIFICERING AV METODER Rötning Rötning Våtrötning Satsvis Torrötning Kontinuerlig
KLASSIFICERING AV RÖTNINGSMETODER Våtrötning Torrötning Satsvis Kontinuerlig
Reningsverk/rötningsmetoder för UASB-reaktor industrier
DEPONIGAS SATSVIS TORRÖTNING
DEPONIGAS Normalt utvinns 30 35 % 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 % 40 60 60 70 Koldioxid % 25 40 30 40 Kvävgas % 4 30 - Syre % 1 - Svavelväte ppm 300-1000 0-4000 Siloxaner ppm 2-15 - Halogenerade kolväten ppm 0,7-2 -
KONTINUERLIGA TOTALOMBLANDADE VÅTRÖTNINGSPROCESSER
GRUNDLÄGGANDE BEGREPP C/N kvot energiinnehåll/näringsinnehåll VS och TS VS minus lignin kan bli gas Optimalt 15-25 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 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
GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Hydraulisk uppehållstid Rötkammarens volym Tillförd dygnsvolym = HLR SRT= HLR SolidsRetentionTime Massan TS ut ur systemet Massan TS i rötkammaren = SRT SRT>HLR
Uppgift Räkna ut utrötningsgraden i rötkammrarna i anläggningen. Rötkammarvolym 14000 m3. GF=VS
Anläggningens delar
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
Att värma substrat Värmeslingor Varmvattenslingor i eller runt rötkammaren Extern värmeväxlare 1) Hålla rötkammartemperaturen konstant 2) Värmeväxla rötrest mot inkommande substrat 2 1
VÄRMEVÄXLARE 1) Hålla rötkammartemperaturen konstant 2) Värmeväxla rötrest mot inkommande substrat
Omrörningsmetoder Propeller Låg energiförbrukning Saker kan lindas kring axel eller fastna: axelbrott Gas Hög energiförbrukning Kan ibland orsaka skummningsproblem
Omrörningsmetoder Strål Effektiv omrörning Kan kombineras med skumdämpande dysor uppifrån. Dragrör Lägst energiförbrukning Reverserad drift för skumdämpning Ovanlig i Sverige; används på äggformade rötkammare
Anläggningens delar
TYPANLÄGGNINGAR Samrötningsanläggning Lantbruksanläggning Avloppsreningsverk
LANTBRUKSANLÄGGNING
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
LANTBRUKSANLÄGGNING PRINCIPSKISS
LANTBRUKSANLÄGGNING Mottagning Förbehandling Gödselbrunn Kvarn Hygienisering; om > 4 gårdar
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
LANTBRUKSANLÄGGNING PRINCIPSKISS
SAMRÖTNINGSANLÄGGNING MATAVFALL
SAMRÖTNINGSANLÄGGNING FÖRBEHANDLING AV MATAVFALL Mottagning Sönderdelning Separering Hygienisering Tippficka Kross Kvarn Skivsikt Skruvpress Sandfång Om > 4 gårdar 70 C i 1 h
Förbehandling Sönderdelning Separering Kross Kvarn
Förbehandling Separering Magnet Skivsikt Skruvpress Sandfång med screenrake Sandfång
Sandfång med screenrake Separering i vattenbad Tung fraktion; sand Lätt fraktion; plast Mellanfraktion; till rötning
En jämförelse Avancerad sortering ger ca 5% metanpotential i rejekt Enklare sortering med bara skruvpress ger ca 30 % metanpotential i rejekt
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
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
ANLÄGGNING FÖR MATAVFALL PRINCIPSKISS
AVLOPPSRENINGSVERK BEHANDLAS I NÄSTA PROJEKT