de dossiers van de Loss Prevention Unit
Opwekking van biogas en warmtekrachtkoppeling
verzekeringen anders bekeken
Opwekking van biogas gekoppeld aan energieproductie door middel van warmtekrachtkoppeling.
Wat is biogas? Biogas is het methaangas verkregen door vergisting van organische stoffen uit de agro-, voedings- of afvalverwerkingindustrie en/of verzamelde organische afvalstoffen van particulier verbruik. Deze afvalstromen kunnen zowel vloeibaar als vast zijn.
Vergisting Dit is het proces waarbij bacteriën de aanwezige biomassa omzetten naar +/- 2/3 methaangas, 1/3 koolstofdioxide en nog wat sporen van andere gassen. Dit gebeurt in een verwarmde gesloten tank waarin meestal continu gemengd wordt.
Eindproducten Productie van biogas Standaardsystemen zetten 30% tot 60% van de vergistbare fractie van het afval om in biogas. Bij hoge rendementsystemen kan dit oplopen tot meer dan 90%.
Productie van elektriciteit Het biogas wordt meestal gebruikt voor de productie van groene elektriciteit en bruikbare warmte door warmtekrachtkoppeling (WKK). Een deel van de warmte kan worden gebruikt bij de vergisting zelf of kan aangewend worden voor de verwarming van gebouwen of in industriële processen.
Productie van bodemverbeterende meststof Het uitgegiste product of digestaat kan o.a. gebruikt worden in de landbouw als bodemverbeterende meststof.
Fase 1
Fase 2
Sleufsilo
Lucht
Fase 3 Ontwateren ontzwavelen
Affakkel
Menger
°c
WWK
Vergister
Gesloten silo Droog installatie
Waterzuivering / scheiding digestaat
Opslag gedroogd digestaat
Fase 4
Procesbeschrijving Fase 1 Input – aanvoer De basisgrondstoffen voor vergisting tot biogas en digestaat worden aangevoerd en ontvangen. In afwachting van de verwerking worden ze opgeslagen in sleufsilo’s, in gesloten silo’s uit polyester, of in open of gesloten silo’s uit beton of metaal.
Fase 2 Aanvoer- mengen en vergisten Vermengen en transport naar de vergister - de vloeibare grondstoffen worden via een pompinstallatie in de vergister gepompt. De vaste grondstoffen worden, na eventuele fijnvermaling, via een vijzel naar de vergister getransporteerd. - Voor ze in de vergister terechtkomen, worden de grondstoffen eerst in de juiste dosering met elkaar vermengd. - Doel van de vermenging: een gelijkmatige temperatuurverdeling binnen de vergister, een goede menging van de mest, het voorkomen van drijf- en bezinklagen en van het ontstaan van schuimlagen (het ontgassen van de biomassa). Soorten mengsystemen: - Biogasmenging continu of discontinu, - Mechanische menging door één of meerdere roerwerken met horizontale of verticale as, - Rondpompen.
Eigenlijke vergisting In een vergistingstank worden de organische stoffen anaeroob afgebroken en omgezet in biogas en digestaat. Dat gebeurt door het mengsel continu te roeren en op temperatuur te houden (+/- 38-40 °C) met behulp van een interne of externe warmtewisselaar: - Interne warmtewisselaar: de warmteoverdracht vindt plaats in de vergistingstank door leidingen tegen de wand van de vergister. - Externe warmteoverdracht: het materiaal zelf circuleert langs de warmtewisselaar die buiten de vergistingstank geplaatst is. Het bekomen gas wordt opgeslagen in de vergistingstank onder licht verhoogde druk. De tank is voorzien van een afdichting in de vorm van een flexibel zeildoek met een gaszak of van een deksel in beton.
Fase 3 Verwerking omzetting biogas Ontzwavelen van het biogas Het geproduceerde gas wordt ontdaan van het aanwezige waterstofsulfide ( H2S). Het doel: de toxiciteit ervan voor de mens elimineren en corrosieschade aan de installaties en de eventuele WKK voorkomen.
Ontwateren Een deel van het water aanwezig in het gas wordt gereduceerd door o.m. condensatie. Het doel: schade aan de installaties vermijden en de goede werking van de WKK garanderen.
Verbranding Het gezuiverde biogas wordt afgevoerd naar één of meerdere warmtekrachtmotoren en daar omgezet in elektriciteit en warmte. De geproduceerde elektriciteit kan dienen voor eigen gebruik en of worden geïnjecteerd in het bestaande elektriciteitsnet. De geproduceerde warmte door de WKK wordt afgeleid en gebruikt voor: - het verwarmen van de vergister(s), - het verwarmen van de gebouwen, - het drogen het digestaat, - andere processen.
Fase 4 Nabehandeling van het digestaat Het restproduct wordt door scheiding omgevormd tot een dun en dik digestaat. Het dun digestaat wordt uitgezuiverd tot water dat kan geloosd worden. Het dikke digestaat wordt uitgezuiverd, gedroogd en verwerkt tot een korrelvormig eindproduct (compost) aan de hand van een van de volgende technieken: direct drogen: • trommeldroger, • wervelbeddroger, • maaldroger. indirect drogen: • roterende pijpenbundeldroger, • schijvendroger, eventuele nabewerking in de vorm van pelletering of granulering.
Welke zijn de verschillende risicotypes en hun preventiemaatregelen? Gevaren Preventiemaatregelen Fase 1 - Input en opslag basisgrondstoffen Broei
Sla op in de breedte en beperkt in tijd. Controleer de temperatuur in de silo. Werk regelmatig de hopen om. Gebruik een CO-detectiesysteem.
Explosie in gesloten silo’s.
Vermijd overvulling. Gebruik breekplaten.
Implosie van gesloten silo’s.
Gebruik veiligheidsventielen.
Bevriezing van basisgrondstoffen.
Gebruik verwarmde silo’s bij extreme koude.
Spontane vergisting en aanmaak van biogas
Beperk de opslag in de tijd. Controleer de temperatuur.
Brand door verhitting transportbandentransportvijzels.
Onderhoud regelmatig de installaties. Hou een logboek ter controle bij.
Aanwezigheid van metalen deeltjes, onzuiverheden
Controleer de samenstelling van inkomende grondstoffen.
Fase 2 - Mengen en vergisten 1. Ontploffingsgevaar bij productie van biogas
Pas ATEX regelgeving toe: stel bedrijfsinstructies op, opleiding personeel, permanente controle en monitoring van temperatuur, zuurtegraad en druk...
2. Overproductie van biogas
Gebruik een bufferciterne. Installatie van een affakkelinstallatie.
Falen van de vergister
Gebruik een extra buffervat voor opvang van schommelingen in het mengen. Voorzie een reserve biogas om het abrupt afbreken van de WWK te voorkomen.
Gevaren Preventiemaatregelen Fase 3 - Ontwateren en ontzwavelen van het biogas Te hoge zwavelconcentraties in het gas
Controleer permanent de gaskwaliteit. Voorzie een zesmaandelijkse calibratie van de gasmeters. Voorzie stopfuncties bij aanwezigheid van te hoge percentages door affakkelen. Stel duidelijke procedures bij alarmmelding op.
Vorming van explosief mengsel door toevoeging van lucht
Meet de zuurstofconcentratie in het biogas. Stel de luchtinjectiepomp in op de aanwezigheid van max. 12% volume zuurstof in het gasmengsel.
Te hoog water(damp)gehalte in het gas
Leg de gasleidingen onder afschot. Bescherm buitengelegen condenswaterschotten tegen vorst.
Fase 4 - Afwerken van het bekomen digestaat Stofexplosie in de droger
Pas de ATEX regelgeving toe.
Brand in de droger
Gebruik vlam- en temperatuurdetectie met automatische blusinstallatie. Koppel het droogsysteem aan het detectiesysteem en stop bij ongeval onmiddellijk het droogproces. Installeer een sprinklerinstallatie.
Brand in de droger
Voorzie een voldoende compartimentering in het gebouw met de drooginstallatie.
Zelfontbranding van het afgewerkte digestaat
Sla op in een gecompartimenteerde silo. Plaats een rook-, vlam- en CO-detectiesysteem. Sla op in de breedte – Gebruik een verspreider + Sla op beperkt in de tijd.
Fase 4 - Opwekken van electriciteit Uitval van de WKK
Respecteer de gebruiksrichtlijnen van de fabrikant. Kies een WKK geschikt voor biogas.
Uitval van de WKK
Installeer een tweede WKK die overneemt bij uitval van de eerste. Voorzie opslag van biogas.
Algemeen Blikseminslag
Beveilig uw elektrische, stuur- en controle-installaties.
Branduitbreiding
Compartimenteer uw WKK(s), drooginstallatie, silo’s en lokale controle- en stuurinstallaties.
Brand door inwerking elektriciteit
Laat HS en LS periodiek controleren door een erkend organisme. Thermografie.
Gaslek
Gebruik materialen bestand tegen chemische aantasting van bv H2S. Bescherm de leidingen tegen mechanische beschadigingen. Voorzie een goede ventilatie om gasophoping bij lek te voorkomen. Voer preventieve gasmetingen uit op strategische plaatsen.
800.03.80 - 07-2012 E.R. Camille Gillon, AXA Belgium SA, Blvd du Souverain 25 - 1170 Bruxelles
www.axa.be AXA Belgium, NV van verzekeringen toegelaten onder het nr. 0039 om de takken leven en niet-leven te beoefenen (KB 04-07-1979, BS 14-07-1979) Maatschappelijke zetel: Vorstlaan 25 - B-1170 Brussel (België) Internet: www.axa.be – Tel. : (02) 678 61 11 – Fax: (02) 678 93 40 KBO nr: 0404.483.367 RPR Brussel
