Bioplin Đulovac 2015

    DULOVAC 220x120Bioplinsko postrojenje Đulovac 2015 je snage 999 kWel, na lokaciji u blizini naselja Maslenjača, kčbr 628/3 ko. Mali Bastaji. Tehnološko postrojenje u kojem se anaerobnom razgradnjom iz biomase dobiva metan CH4. Prvo postrojenje sa zatvorenim betonskim fermentorom u Hrvatskoj koje će imati puno manje toplinske gubitke od klasičnih reaktora.
     

     


    Razgradnjom bez prisustva kisika organska masa se pretvara u bioplin koji u visokom udjelu ima metan. Građevine su tehnološke zasebno smještene u prostoru da se osigura dovoljna udaljenost obzirom na eksplozijske zone te tehnološki proces proizvodnje bioplina.

    Vrsta i opis namjene odnosno tehničko-tehnološkog procesa
    Organska masa: gnojovka, silaža i sl. se dozira u procesno postrojenje koje ima funkciju razgradnje otpadne biomase te dobivanje toplinske i električne energije.

    Opis procesa
    Supstrat se prikuplja u pred spremniku (2) iz kojeg se transportira u fermentor (8) koji je nepropustan za plinove, a izrađen betona i toplinski izoliran kako bi se temperatura održala konstantnom.

    Fermentori imaju sustav za miješanje i homogeniziranje supstrata, kako bi se na najmanju mjeru sveo rizik stvaranja plutajućih slojeva i sedimenta. Miješanje supstrata jamči bolju opskrbu mikroorganizama hranljivim tvarima, jer zbog miješanja oni dospijevaju u sve slojeve supstrata pospješujući postupak proizvodnje bioplina. Prosječno VHR, odnosno vrijeme zadržavanja supstrata u fermentoru je između 30 i 50 dana, ovisnosti o vrsti i temperaturi na kojoj se odvija digestija.

    Ostatak od fermentacije je digestat koji se koristi kao gnojivo za prihranu usjeva na gospodarstvu. Proizvedeni bioplina koristi se za proizvodnju električne i toplinske energije, pri čemu se od 5 do 9 % proizvedene topline i električne energije koristi za potrebe rada bioplinskog postrojenja i samog gospodarstva. Proizvedena električna energija se prodaje distributerima, a toplina u susjedstvu za sušare i plastenike.

    Proizvedeni digestat se analizira se i definira s obzirom na sadržaj hraniva (suha organska tvar, hlapljive čvrste tvari natrij, fosfor, kalij, pH), te odvozi na polja, odnosno do spremnika na poljima. Poljoprivrednici za gnojidbu koriste onu količinu digestata koja im je dozvoljena prema propisima (kg digestata/ha površine).

    Kogeneracijska proizvodnja toplinske i električne energije smatra se vrlo učinkovitim načinom korištenja bioplina. Prije korištenja u kogeneracijskim postrojenjima bioplin se suši i kondicionira. Većina plinskih motora ima ograničenja s obzirom na sadržaj sumporvodika, halogenih ugljikohidrata i siliksana koji se nalaze u neobrađenom bioplinu. Stupanja iskoristivosti modernih kogeneracijskih generatora je do 80%, pri čemu proizvodnja električne energije iznosi 39%, a toplinske 41%. Kogeneracijska postrojenja na bioplin su najčešće termoelektrane blokovskog tipa (BTE) s motorima na izgaranje koji su povezani sa generatorom. Motor generatora je plinski-Otto motor.

    Električna energija proizvedena iz bioplina koristi se iz razloga povlaštene cijene za otkup električne energije iz obnovljivih izvora energije. Za rad električnih uređaja kao što su pumpe, miješalice i kontrolni sustavi energija se kupuje iz sustava HEP-a po nižoj tarifnoj cijeni.

    Dijelovi bioplinskog postrojenja
    Bioplinsko postrojenje je složena oprema i instalacije koji se sastoji iz više dijelova. Izgled zavisi o vrsti i količini sirovine koja će se koristiti za proizvodnju bioplina.

    Proces proizvodnje bioplina u poljoprivrednim bioplinskim postrojenjima obično se odvija u četiri faze:

    1. Prva faza proces (skladištenje, kondicioniranje, transport i punjenje sirovinom) uključuje: spremnik za skladištenje silaže-trenč (5), sustav za punjenje farmentora krutom sirovinom.
    2. Druga faza procesa uključuje proizvodnju bioplina, u fermentoru ili digestoru,
    3. Treća faza procesa sadrži spremnik za skladištenje digestata (10) i primjenu digestata kao gnojiva na polju (11).
    4. Četvrta faza procesa (skladištenje bioplina, kondicioniranje i korištenje), odvija u spremniku za skladištenje plina (8) i kogeneracijska jedinica (9).

    Opisane četiri faze su međusobno čvrsto povezane, a naročito je jaka veza između druge i četvrte faze, jer faza četiri daje neophodnu toplinsku energiju za potrebe procesa u fazi dva.

    Prihvatna jedinica
    Transport sirovine i njezina dostava ima važnu ulogu u radnom procesu bioplinskog postrojenja. Važno je osigurati stabilnu i kontinuiranu opskrbu sirovine odgovarajuće kvalitete i količine. Ako je operater bioplinskog postrojenja ujedno i proizvođač sirovine, tada se lako može osigurati visokokvalitetna sirovina. Kontrola se obavlja vizualno, a poneka se uzimaju uzorci za analizu. Dostavljena sirovina se evidentira (dobavljač, datum, vrijeme, količina, vrsta sirovine, proces porijekla i kvaliteti).

    Skladištenje i kondicioniranje sirovine
    Skladištenje energetski usjeva uglavnom kukuruzna silaža, sirak, rezanci od šečerne repe, sudanska trava, u betonske spremnike tzv. trenč silosi. Trenč silosi su namijenjeni za skladištenje sirovine-silaže za proizvodnju bioplina iz energetskih usjeva tako se njihova sezonska dostupnost balansirala tijekom godine. Silaža se radi iz biljnog materijala sa stabilnim udjelom vlage (45-60%) ovisno o načinu skladištenje, stupnju kompresije (gaženja) i udjela vlage koja će se izgubiti tijekom skladištenja. Silaža se stišće traktorom kako bi se istisnuo sav zrak. Smanjivanje količine kisika na najmanju moguću mjeru sprječava aerobne procese. Silaža se na kraju pokriva plastičnim folijama koje se moraju učvrstiti gumama, vrećama sa pijeskom ili otpadnim kolski gumama.

    Sustav punjenja
    Idealna situacija s mikrobiološkog stajališta, za stabilan AD proces je kontinuirani tijek supstrata kroz fermentor. U praksi supstrat se dodaje u digestor po potrebi u više obroka. Sustavom punjenja upravlja centralni sustav postrojenja.

    Transport supstrata iz spremnika za pražnjenje digestata (5) odvija se putem pumpi po potrebi u fermentor (1), ili u spremnik digestata (2), ili se putem priključka (G) odvozi na poljoprivredne površine prema utvrđenom planu.

    Kruta sirovina poput kukuruzne silaže transportira iz skladišnog prostora u sustav punjenja fermentora. Prijevoz se obično vrši putem utovarivača ili traktora, a sirovina se puni u fermentor putem, npr. pužnog sustava transporta. Punjenje sirovine u fermentor mora se odvijati u hermetičnim uvjetima i ne smiju se dozvoliti istjecanje bioplina.

    Cjevovodi i armatura
    Cjevovodi i armatura koji se koriste u sustavu za proizvodnju bioplina moraju biti otporni na koroziju i prikladni za rukovanje s materijalima koji se pojavljuju u toj proizvodnji (bioplin i biomasa). Odabir materijala cijevi ovisi od tlaku medija, a uključuje PVC, HDPE, nehrđajući čelik (inox).

    Plinovod mora imati dobar nagib te biti opremljen ventilima za ispuštanje kondenzata. I male količine kondenzata mogu dovesti do potpune blokade plinskih cijevi zbog niskog tlaka u sustavu.

    Sustav grijanja fermentatora
    Postizanje konstantne temperature procesa jedan od najvažnijih uvjeta za stabilan rad i veliki prinos bioplina. Fermentor se moraju toplinski izolirati i grijati pomoću vanjskih izvora topline radi postizanja i održavanja stabilne temperature procesa i nadoknade gubitka topline. U tu svrhu najčešće se koristi otpadna toplina iz kogeneracijske jedinice bioplinskog postrojenja.

    Fermentor
    Fermentor ili digestor središte je bioplinskog postrojenja. Fermentor je zračno nepropusni spremnik u kojem se odvija AD proces i gdje se proizvodi bioplin. Fermentor je, nepropustan za plin, u njemu su miješalice i priključci za punjenje,te izlaz bioplina i digestata.

    Sirovina se kontinuirano puni u digestor. Materijal prolazi kroz fermentor ili mehanički ili tlačenjem novog supstrata koji fermentirani materijal istiskuje van. Za razliku od obročnog kontinuirani proizvodi bioplin bez prekida za punjenje novom sirovinom i pražnjenje fermentiranog ostataka. Kontinuirani fermentori proizvode stalnu i predvidljivu količinu bioplina i digestata.

    Plinski spremnik
    Kako bi se optimizirao izlaz, proizvodnja bioplina mora se održavati što stabilnijom i što ravnomjernijom. Unutar fermentora, bioplin se stvara u fluktuirajućim količinama i ima proizvodne vrhunce. Nadalje, potreba za bioplinom u kogeneracijskom postrojenju varira. Kako bi se takve varijacije u proizvodnji, ali i potražnji bioplina kompenzirale, neophodno je privremeno skladištiti proizvedeni bioplin u objektima za skladištenje. Skladište za bioplin je postavljeno u armirano betonskom u kome je smješten balon obujma 250 m3. U njemu se bioplin skladišti sa niskim tlakom (10 do 50 mbara).

    Sustav baklje za bioplin
    Kada je proizvodnja bioplina veća od količine koja se može iskoristiti za proizvodnju energije. Vi[ak plina se prvo skladišti u spremnika bioplina. Daljnji višak spaljuje se sustavom sa bakljom za bioplin. Izgaranje bioplina na baklji je konačno rješenje u situaciji kada se višak bioplina ne može uskladištiti.

    Čišćenje bioplina
    Nakon što bioplin napusti fermentor, on je zasićen vodenim parama, i sadrži pored metana (CH4) i ugljičnog dioksida (CO2), različite količine sumporvodika (H2S). Proizvođači kogeneracijskih jedinica imaju minimalne zahtjeve u pogledu svojstava bioplina kojeg će sagorijevati. Radi izbjegavanja šteta na motoru moraju se jamčiti svojstva sagorijevanja, pa su potrebne su mjere kondicioniranje bioplina.

    Skladištenje digestata
    Fermentirani supstrat se u intervalima crpi iz fermentora kao digestat i putem cjevovoda dovodi do spremišta za skladištenje digestata. Spremišta su u blizini fermentora, a u njima se digestat privremeno skladišti (nekoliko dana).

    Ukupni kapacitet svih skladišnih spremnika je dovoljan za prihvat proizvodnje digestata za više od šest mjeseci. Time se osigurava optimalno i učinkovito korištenje digestata kao gnojiva u poljoprivredi, te izbjegava njegova primjena tijekom zimskog perioda.

    Digestat se skladišti u armirano betonskom spremniku koji je pokriven prirodnim i plutajućim slojevima. Kod skladištenja i manipuliranja digestatom je moguće izgubiti dio metana i hranljivih tvari, a to je obično do 20% ukupne proizvodnje bioplina izvan fermentora, odnosno spremnicima za skladištenje. Kako bi se spriječile emisije metana i skupila dodatna proizvodnja bioplina, spremnici za skladištenje trebali uvijek biti pokriveni s plinsko nepropusnom membranom radi skupljanja plina.

    Upravljačka jedinica
    Bioplinsko postrojenje je složena oprema sa instalacijama s velikom međuovisnosti dijelova. Zato je centralizirano praćenje i kontroliranje pomoću računalnog PCL sustava ključni dio cjelokupnog rada postrojenja. Praćenje i dokumentiranje je obvezno za stabilan proces, kako bi se prepoznala odstupanja od standardnih vrijednosti i rano interveniralo primjenom prikladnih korekcijskih mjera.

    Proces promatranja (monitoring) uključuje sakupljanje i analizu kemijskih i fizičkih parametara. Minimalno će se pratiti slijedeće parametri:
    - vrsta i količina unesene sirovine (dnevno),
    - razina punjenja u fermentorima,
    - razina punjenja bioplina u spremniku,
    - temperatura procesa,
    - pH vrijednost,
    - količina plina i sastav,
    - sadržaj kraćih lanaca masnih kiselina,

    Bioplinsko postrojenje može imati mali vlastiti laboratorij, ili koristiti će usluge ovlaštenog vanjskog laboratorija. Laboratorij će imati odgovarajuću opremu za obavljanje potrebnih analiza te mora imati odobrenje nadležnog tijela. (Pravilnik o načinu postupanja s nusproizvodima životinjskog podrijetla koji nisu za prehranu ljudi (NN 56/06).

    Strojarsko-tehnološki projekt
    Zijad Hadžić, dipl.ing.stroj.

    Elaborat zaštite od požara
    Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

     

    HD DULOVAC 1

    HD DULOVAC 2

    HD DULOVAC 3

    HD DULOVAC 4

    HD DULOVAC 5

    HD DULOVAC 6

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive