2. ütem -

Agrowatt Környezetvédelmi Szolgáltató Nonprofit Kft. 6000 Kecskemét, Mátyás kir. krt. 86.

AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM - AKF2011/2. ütem AGROWATT biogáz kutató központ

Kecskemét, 2011. november – december Készítette:

AGROWATT Nonprofit KFT.

1


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM Előzmények: Az Agrowatt Kft. biogáz kutató központ építkezési munkái 2011 áprilisában befejeződtek. Az ezt követő technológiai próbák, beüzemelés eredményeképp az erőmű próbaüzeme, ezzel párhuzamosan a K + F tevékenység 2011 szeptemberében kezdődött meg. Célok: A kutatás fejlesztési program során különböző, biogáz technológiai felhasználásra feltehetőleg alkalmas anyagok üzemi körülmények között történő kipróbálása történik. A program célja az eredmények folyamatos kiértékelése, dokumentálása, s egy a gyakorlati felhasználókat segítő, ösztönző tudásháttér kialakítása. A program végrehajtásának műszaki feltételei: Az alkalmazott technológia alkálikus iszaprothasztás, menynek során a szerves anyagok lebontása anaerob környezetben történik meg. A technológia mezofil hőmérsékleti tartományban végzett fermentálás. A lebontást különböző baktérium populációk munkája eredményezi. A folyamat eredményeképp egyrészt biogáz, másrészt kierjedt fermentlé keletkezik. A rothasztás műtárgya a fermentor. Az Agrowatt biogáz kutató központban két fermentor, egy normál üzemi, illetve egy kísérleti fermentor található. A fermentor egy szigetelt, megerősített kör alakú betonacél tartály, mely trapézlemez-burkolattal van ellátva. A fermentorban történik az erjesztendő szubsztrát fermentálása 35 és 40 °C között. A feltöltés egy szubsztrát vezetéken keresztül történik, amelyik a fermentor folyadékszintje felett végződik. A töltés idővezérelten történik. A beadagolt szubsztrát mennyiségének függvényében az erjedő folyadékba merülő túlfolyó-vezetéken keresztül, adott mennyiségű végtermék kerül átvezetésre a végterméktárolóba. A folyadékszint felett található a gáztér, amely egy gázfóliával le van zárva. A gázfóliát egy szilárdan felszerelt, megerősített szövetből készült ponyvatető burkolja és védi. Nettó térfogata kb. 3080 m 3. A kísérleti fermentor szerkezeti kialakítás szempontjából mindenben megegyezik a fő fermentorral. Térfogata 200 m3, alapanyag-ellátása a fő fermentorral megegyező módon, de kézi üzemben történik. A kutatási munkát továbbá különböző online mérő berendezések segítik, melyekkel a következő paraméterek folyamatosan nyomon követhetők: közeg hőmérséklet, gáznyomás, üzemidő, tartózkodási idő, rothasztótér szerves anyag-terhelés, gázösszetétel (metán, kén-hidrogén és oxigén), biogáz mennység, betáplált anyag mennyiség, redoxpotenciál.

2


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM A program végrehajtásának menete: A program ciklusokra osztja az erőmű kutatás-fejlesztési tevékenységét. Egy évben 5 – 6 ciklus zajlik, tehát egy ütem kb. 60 – 75 napig tart. A második ütem végrehajtásának menete 2011 novemberében kezdődött és december végéig tartott. Egy – egy ütemben előreláthatólag 2 – 5 különböző alapanyag üzemi próbájára van lehetőség. Minden ciklus végén kiértékelésre kerülnek a kísérleti / üzemi eredmények. A kiértékelés az alapanyagok szerint felosztva, az egyes próbákat bemutatva történik. A kutatás-fejlesztési eredmények minél hatékonyabbá tétele, valamint az esetleges kockázatok időben történő elkerülése érdekében az egyes alapanyagok még a tényleges felhasználás előtt többnyire laboratóriumi kivizsgálásra kerülnek. Az anyagokból vett minták laboratóriumi feldolgozását egy nagy tapasztalatokkal rendelkező németországi labor végzi. A laboratóriumi feldolgozás során megállapítást nyer, hogy az adott minta tartalmaz-e a fermentációt, a baktériumok működését gátló anyagokat. Az eljárás a bakteriális életet akadályozó maradványanyagok, mint pl. az antibiotikumok, szulfonamidok kimutatására szolgál. A teszt során nem meghatározott gátlóanyagokat vizsgálnak, hanem azt ellenőrzik, hogy általános gátlóhatás kimutatható-e az adott mintában. A folyamatot szükséges 6,0, 7,2, 7,4 és 8,0 pH tartományban is vizsgálni, mivel a gátlóanyagok hatás optimuma különböző. A gátlóanyag teszt mellett mindig megállapításra kerül a minta száraz, valamint szerves szárazanyag tartalma. Az anyag kémiai összetétele alapján pedig megbecsülik az egyes szubsztrátok üzemi körülmények között várható biogáz potenciálját szerves szárazanyagra, száraz anyagra, valamint teljes anyagra vetítve, valamint a metánképző potenciálját is. A laboratóriumi eredmények ezt követően kiértékelésre kerülnek. A kiértékelés alapján születik döntés arról, hogy az adott alapanyag érdemes, illetve a gátlóanyag teszt alapján alkalmas üzemi / kísérleti feldolgozásra vagy sem. A kiértékelés alapján alkalmas alapanyagok ezután kerülnek a tényleges, üzemi körülmények között zajló szakaszba. Az anyagok feldolgozásának üzemi körülmények között történő kiértékelése folyamatosan történik, a tapasztalatok, eredmények dokumentálását, leírását a K + F Program egyes ütemeinek leírása tartalmazza.

3


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM 2011/2. ütem 1. sz. kutatott alapanyag Vizsgált anyag:

Kukorica léha

Származási hely:

Gabonatisztító üzem, Szentkirály

Összetétel:

Kukorica tisztítása során keletkező léha

Fotó:

Fizikai állag, halmazállapot:

szilárd, könnyen szálló növényi rész

Szemcseméret:

5 – 10 mm

Laborvizsgálat, előminősítés eredményei Szárazanyag tartalom:

88,1

%

Szerves szárazanyag tartalom:

92,0

%

Elméleti gázkihozatal:

578 526 463

l/kg szerves szárazanyag l/kg szárazanyag l/kg teljes anyag

Elméleti metánpotenciál:

54,6

%

Gátlóanyag teszt:

negatív minden tartományban

Értékelés:

A laboreredmény alapján az anyag alkalmas biogáz üzemben történő felhasználásra.

4


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei A kukorica léha a beszállítást követően napi kb. 2 – 2,5 tonnás adagokban került fermentálásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása a fogadó bunkeren keresztül, toló padozat, szállítócsigák közreműködésével valósult meg.

A kukorica léha csekély mennyiségben tartalmaz növényi, fás, illetve egyéb más idegen, vagy a technológia szempontjából túlságosan nagyméretű anyagot. Ezek eltávolítása nehezíti, lassítja kissé a felhasználást. A próba során kb. 25 tonna mennyiség került fermentálásra 12 napon keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálja megközelíti a laborvizsgálat során mért értéket, 1 tonna léhából kb. 400 m3 biogáz keletkezett 52 – 54 % metán tartalom mellett. Az anyag felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermentációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyamatok lefutása optimális. Az anyag hajlamos a felúszásra, ezáltal úszó réteg képzésére, de a vegyes gabonaporlási melléktermékhez képest kevésbé. Az anyag kutatási értékelése, ítélete: A kukorica léha – megfelelő tisztítást követően - jól alkalmas biogáz erőműben történő felhasználásra.

5



Napraforgó héj

Származási hely, beszállító:

Gabonatisztító üzem, Szentkirály

Fotó:


Szilárd, szemcsés

Szemcseméret:

10 – 20 mm

Laborvizsgálat, előminősítés eredményei Szárazanyag tartalom:

90,8

%

Szerves szárazanyag tartalom:

96,4

%

Elméleti gázkihozatal:

587 564 512

l/kg szerves szárazanyag l/kg szárazanyag l/kg teljes anyag

Elméleti metánpotenciál:

52,7

%

Gátlóanyag teszt:

negatív minden tartományban

Értékelés:

A laboreredmény alapján az anyag alkalmas biogáz üzemben történő felhasználásra.

6


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei A napraforgó héj a beszállítást követően napi kb. 2 – 2,5 tonnás adagokban került fermentálásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása a fogadó bunkeren keresztül, toló padozat, szállítócsigák közreműködésével valósult meg.

A napraforgó héj csekély mennyiségben tartalmaz növényi, fás, illetve egyéb más idegen, vagy a technológia szempontjából túlságosan nagyméretű anyagot. Ezek eltávolítása nehezíti, lassítja kissé a felhasználást. A próba során kb. 25 tonna mennyiség került fermentálásra 12 napon keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálja elmarad a laborvizsgálat során mért értéktől, 1 tonna napraforgó héjból kb. 300 m3 biogáz keletkezett 52 – 54 % metán tartalom mellett. A baktériumok általi biológiai feltárás korlátozott, a gázkihozatal elmarad az optimálistól. Az anyag felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. Etetése során mindenképp fokozott felügyelet szükséges, mivel az anyag hajlamos a felúszásra, ezáltal úszó réteg képzésére. Használata többletkeverést tesz szükségessé a fermentorban. Az anyag kutatási értékelése, ítélete: A napraforgó héj – megfelelő tisztítást követően és folyamatos felügyelet mellett – bár alkalmas fermentálásra, biogáz üzemi felhasználása kevésbé ajánlott más, hasonló tisztítási maradványokhoz képest.

7



Roppantott kukorica

Származási hely:

Városföldi Agrárgazdasági ZRt. szarvasmarha telepe

Összetétel, leírás:

Állatok takarmányozására nem alkalmas, bepenészedett roppantott kukorica

Fotó:


Szilárd, szemcsés

Szemcseméret:

5 – 15 mm

Laborvizsgálat, előminősítés Nem készült laborvizsgálat. A penészedés- mely miatt az állatok már nem eszik meg a takarmányt a biogáz üzem biológiai folyamataira még nem veszélyes, mértéke elhanyagolható. Az anyag csekély adagokban kockázat nélkül alkalmas a próbára.

8


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei A roppantott kukorica a beszállítást követően napi kb. 2,5 tonnás adagokban került fermentálásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása a fogadó bunkeren keresztül, toló padozat, szállítócsigák közreműködésével valósult meg.

A roppantott kukorica csak csekély mennyiségben tartalmaz idegen anyagot. A próba során kb. 50 tonna mennyiség került fermentálásra 20 napon keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálját kb. 450 m3/t értékre lehet becsülni. Az anyagból keletkező biogáz metántartalma kb. 50 %. A kukorica felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermentációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyamatok lefutása optimális. Az anyag hajlamos a felúszásra, ezáltal úszó réteg képzésére. Az anyag kutatási értékelése, ítélete: A roppantott kukorica jól alkalmas biogáz erőműben történő felhasználásra.

9



Sütőipari hulladék

Származási hely:

Kecskemét

Összetétel, leírás:

Üzletekből visszakerült, el nem adott tésztahulladék

Fotó:


Szilárd, tömbös

Laborvizsgálat, előminősítés Az anyag jellege miatt – fagyott, tehát folyamatosan olvad - nem készült laborvizsgálat. Az anyag csekély adagokban kockázat nélkül alkalmas a próbára.

10


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei A sütőipari hulladék a beszállítást követően napi kb. 2 tonnás adagokban került fermentálásra.

A sütőipari hulladék fagyasztott állapotban került a biogáz üzembe, felhasználására a felolvadást követően kerülhetett sor. A próba során kb. 60 tonna mennyiség került fermentálásra 30 napon keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálját nagyon magas, kb. 600 - 650 m3/t értékre lehet becsülni. A tészta adagolása viszont negatív hatással volt a biogáz elegy metántartalmára, azt 50 % alá lökte. A tészta felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermentációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyamatok lefutása optimális.

Az anyag kutatási értékelése, ítélete: A sütőipari hulladék jól alkalmas biogáz erőműben történő felhasználásra, biogáz termelő potenciálja kiemelkedő.

11


AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM Összefoglalás A kutatási fejlesztési program 2011. évi 2. ütemében a fent megnevezett négy anyag került kipróbálásra. Három anyag (kukorica léha, roppantott kukorica, sütőipari hulladék) esetében egyértelműen kijelenthető, hogy biogáz technológiai szempontból felhasználásuk jól bevált, ajánlott. A napraforgó héj fermentálásra kevésbé javasolt. Egyik kipróbált anyag esetében sem volt tapasztalható probléma a biológiai folyamatokban, a fermentációs minták laboreredményei mindig optimálisak voltak. A programban feldolgozott és most leírt anyagok mellett a további anyagok feltérképezése, adott esetben feldolgozásra való előkészítése történt meg ezen ütem időszakában: konzervgyári szennyvíziszap, baromfi hígtrágya, száraz tyúktrágya, konzervgyári melléktermék, szeszmoslék. Ezen anyagok a program következő ciklusában kerülhetnek a kutatási fázisba. Az anyag ítélete biogáz technológiai feldolgozhatóság szempontjából. nem alkalmas

kevésbé alkalmas

Kukorica

héj

jól alkalmas

kiválóan alkalmas

X

léha Napraforgó

alkalmas

X

Roppantott kukorica Sütőipari hulladék

X

X

A K + F Program 2011/2. ütem lezárult.

Kelt: Kecskemét, 2012. január 11.

12

2. ütem -

Recommend Documents