niagáz z mint biogáz tható energia

Depóniagáz mint biogáz és hasznosítható energia Hódi János Technológus szakértő

Mélyépterv Zrt.

V. Nemzetközi Energetikai Konferencia Debrecen, 2007. szeptember 25-27. .

Miről lesz szó ? • Szennyvíziszap biogáz (szennyvíz gáz) • Mezőgazdasági biogáz ( biogáz) • Hulladéklerakói biogáz ( depónia gáz) • Depóniagázzal kapcsolatos ismeretek • Termelődés, kitermelés, elvezetés • Depóniagáz ártalmatlanítás,hasznosítás

2007.09.26.

ENERGOexpo Debrecen V. Energetikai Konferencia

2

Települési hulladékkezelés feladata A 20/2006.(IV.5) KvVM rendelet előírásai alapján a hulladék környezetbarát ártalmatlanítása, és a depóniagáz gazdaságos hasznosítása

2007.09.26.


3

Ezt mi termeljük

2007.09.26.


4

Hulladékadatok • Települési szilárd hulladék: 5.200.000 t/év • A lebomlott szerves anyagból 67 millió m3 depóniagáz termelődik évente • Ha 40% -nál van gázkitermelés, ez ~2.000.000 t/év, akkor ezekben a lerakókban ~26 millió m3 depóniagáz keletkezik, s ennek kb. 50%-a kitermelhető mely 13 millió m3-t jelent évente • Mit lehet ezzel a mennyiséggel kezdeni? 2007.09.26.


5

Bomlás gyorsasága • Konyhai zöld, ételmaradék 30-54% gyors • Papír 8-23% közepes • Bőr, fahulladék 1-10% lassú A teljes lebomlás ideje 30-50 év Mi lesz a lebomlott szerves anyaggal? Ebből képződik a DEPÓNIAGÁZ! 2007.09.26.


6

Hulladéklerakói biogáz (depóniagáz) A hulladéklerakóban elhelyezett szerves hulladék lebomlása során termelődő gázt hívják depóniagáznak. A gáztermelődés ideje: 20-50 év. A depóniagáz összetétele: Metán 45-55% Széndioxid 30-40% Nitrogén 2- 8% Oxigén 0- 1% A gáz képződés melléktermékei: kénhidrogén, ammónia, hidrogén, halogének és szilícium vegyületek (sziloxánok)

2007.09.26.


8

Mennyi gáz keletkezik? • Rettenberger/Tabarasan modell: Gt=1,868*TOC*(0,014T+0,28)(1-10-k*t) • Dr Weber-Dr Doedens modell: Qat= 1,868*M*TOC*fao*fa*fo*fs*K*e-k*t TOC=szerves szén mennyisége (170-220 kg/t hulladék) T=az átlagos hőmérséklet a depóniában k= lebontási tényező t=idő években

Labor körülmények között:120-260 m3 gáz/t hulladék 2007.09.26.


9

Elméleti gázprognózis

2007.09.26.


10

2007.09.26.


11

Depóniagáz rendszer elemei • • • • • • •

Gázkút Gázvezeték a depóniában Gázgyűjtő állomás a depónia szélén Gázelvezetés a gázgyűjtő állomásból Elszívó kompresszor állomás Ártalmatlanítás eszköze (gázfáklya) Hasznosítás eszközei

2007.09.26.


12

2007.09.26.


13

Depóniagáz kút és elszívó rendszer ismertetés Gázkút kialakítás: • perforált műanyagcső a gáz összegyűjtésére • körülötte osztályozott kavicságy • felhúzható acél védőcső Gázelvétel helye: • Alsó, felső, közbenső és ezek variációi Az elszívó rendszer változatai • 5-8 gázkút van rákötve 1elszívó vezetékre • 2 gázkút van rákötve 1elszívó vezetékre • 1 gázkút van rákötve 1elszívó vezetékre 2007.09.26.


14

Alsó elvezetésű gázkút Acél húzható védőcső

Kavicstöltet

Hulladék

Perforált műanyag gázcső Gázgyűjtő vezeték Gázból kivált kondenzvíz

2007.09.26.


15

Alsó elvezetésű gázkút

2007.09.26.


16

Felső elvezetésű gázkút

2007.09.26.


17

2007.09.26.


18

Fúrt depóniagáz kút gázelvezetéssel

2007.09.26.


19

Műanyag depóniagáz kút

2007.09.26.


20

Jelképes depóniagáz hasznosítási rendszer

2007.09.26.


21

Gázgyűjtő állomás

2007.09.26.


22

Depóniagáz elszívó kompresszor és gázfáklya

2007.09.26.


23

Depóniagáz ártalmatlanítás a metántartalom függvényében • • • •

Gázmotoros hasznosítás CH4 > 45% Gázfáklyás égetés CH4 > 25% Biofilter CH4 < 4% Nem katalitikus oxidáció 1,5% < CH4 < ~30%

2007.09.26.


24

Depóniagáz hasznosításának általános lehetőségei • • • • • • • •

Hőtermelés kazánban (melegvíz, gőz) Energia termelés gázmotorban: Kogeneráció: elektromos és hőenergia termelés Trigeneráció: elektromos, hő- és hűtőenergia termelés Micro-gázturbinában (villamos teljesítmény max: 100 kW) Gáztisztítás után járművekben, mint tüzelő anyag Gáztisztítás után tüzelőanyag cellában Gáztisztítás után a földgáz hálózatba való betáplálás

2007.09.26.


25

Gázfáklya

2007.09.26.


26

Példák az energiahasznosításra 1. • Kazán • Gázmotor: 5,0kWh/Nm3 (~18 MJ/Nm3) fűtőértékű gázból: 1,8 kW villamos energia és 2,3 kW hő energia állítható elő • Áramtermelési hatásfok:maximum 40% • Mikro-gázturbina 2007.09.26.


27

Kazánban történő hasznosítás

2007.09.26.


28

Gázmotor épületben

2007.09.26.


29

Gázmotor konténerben

2007.09.26.


30

2007.09.26.


31

Depóniagáz hasznosítás Micro-gázturbinában • Előnyök – Alacsony NOx kibocsátás – Jelentős gáznyomásfokozás nem szükséges – Nincs szükség olajhűtésre (légcsapágyak)

• Hátrányok – Alacsony villamos hatásfok (~30%) – Magasabb fajlagos beruházási költség – Max.100 kW vill.teljesítmény 2007.09.26.


32

Példák az energiahasznosításra 2. Gáztisztítás után: • Közlekedési eszközökben: autóbusz, gépkocsi, vonat (Svédország) • Tüzelőanyag cellában: 50-60% áramtermelési hatásfok • Földgáz hálózatban

2007.09.26.


33

Tüzelőanyag-cellás hasznosítás* A tüzelőanyag cellában hidrogén és oxigén elektrokémiai egyesítése történik: egyenáram, valamint víz és széndioxid keletkezik Feltétel: el kell távolítani a tüzelőanyagból a berendezés működését károsan befolyásoló szennyező anyagokat.

• • • • •

Az energia-cella tüzelőanyag alkalmazásának peremfeltételei: Megengedett relatív páratartalom 50% Minimális metántartalom 60% Megengedett kénhidrogén tartalom 15 mg/Nm3 Megengedett összes halogén tartalom 100 ppb Megengedett összes sziloxán tartalom 1 ppm *Forrás: dr Bogányi és MTU

2007.09.26.


34

Tüzelőanyag cella elve, sémája

2007.09.26.


35

Üzemelő tüzelőanyag cella

2007.09.26.


36

Depóniagáz mosás,tisztítás A fajlagos energiafelhasználás kb. 0,5 kWh/Nm3 a tisztított gázra nézve. Tisztí 8000 üzemórát lehet figyelembe venni egy évben. Tisztított gá gáz a Szabá Szabályozá lyozás, ellenő ellenőrzé rzés Tisztí Tisztítandó tandó g áz

földgá ldgázhá zhálózatba

P, c, T, Q

Gázkompressz kompresszor

Aktiv szé szén

CO2 kilé kilépés

Mosó Mosófolyadé folyadék regenerá regenerálás

Kéntelentelenítés CO2 EntEntfernung

Levegő Levegő befú befúvás

2007.09.26.

Gázmosó zmosó kör


37

Gázhasznosítás gépjárműben

2007.09.26.


38

Gázhasznosítás mozdonyban,autóbuszban

2007.09.26.


39

Depóniagáz értékesítés tisztítás után a földgáz vezeték rendszerben • 2005. évi LXIII.törvény (GET) 3.§.44.pontja ad erre lehetőséget • A feltételek az Üzemi és Kereskedelmi Szabályzatban (ÜKSZ) találhatók • Részletes információ a www.fri.hu/rendszeriranyitas címen található Példa: Basel (S) 150 m3/h teljesítményű 2007.09.26.


40

Baselben üzemelő depóniagáz tisztító konténerben

2007.09.26.


41

Energiaadatok • 13 millió m3/év depóniagáz • Ha a fűtőérték: 5kWh/Nm3, akkor a gáz energiatartalma: 65 GWh évente, illetve178 MWh naponta • Gázmotorban hasznosítva: elektromos energia: 62 MWh/d, hő energia: 80 MWh/d • Gázmosás: 6 millió m3-t lehetne évente betáplálni a földgázhálózatba, vagy üzemanyagként felhasználni 2007.09.26.


42

Köszönöm érdeklődésüket és figyelmüket! HÓDI JÁNOS

Elérhetőség: Mobil telefon:+36-620-3355 Email: [email protected] 2007.09.26.


43

niagáz z mint biogáz tható energia

Recommend Documents