Transcript 3rd_sem_ellegaard.ppt

BiogasForum Øresund
Seminar 10. March 2005
Anlægstyper samt udviklingen af
biogasanlæg gennem tiden
Teknisk gennemgang af biogasanlæg
Lars Ellegaard/BWSC
Lidt om BWSC
• Totalentreprenør på følgende danske biogasfællesanlæg:
– Lemvig (1992)
– Thorsø (1994)
– Blaabjerg (1996)
• Andet:
– Etablering af lavtryksgastransmission, Ribe
– Medvirken ved omstilling af Lintrup til termofil drift
– Levering af projektering og udstyr til 4 mindre Japanske
biogasanlæg (2001-2004)
Anlægstyper
• Gårdanlæg:
– Typisk 15-40 m3/dag gylle plus evt. tilsætning af energirigt
organisk affald (fedt mv.)
– Motorstørrelse typisk 50-100 kW
– Varme til egetforbrug
• Fællesanlæg:
– Typisk 150 - 400 m3/dag (gylle + 10-25% organisk affald)
– Motorstørrelse typisk 500 - 2000 kW
– Varmelevering til fjernvarmesystem
FARM BIOGAS OPTION
Electricity: farm/grid
Heat: farm/loss
Biogas/CHP
installation
CENTRALIZED BIOGAS OPTION
Road transport
Centralized
biogas/CHP plant
Electricity: national grid
Heat: local town DH grid
Gårdbiogasanlæg (eksempel)
Gosmer II
Gårdbiogasanlæg (eksempel)
Bækagergård
Biogasfællesanlæg (eksempel)
Blaabjerg Biogas + Varmeværk
Animals
Food industry
Households
Sewage systems
HHW
Procestyper
• Mesofil proces (35-37 oC):
– Simpel proces hvis hygiejnisering ikke er
påkrævet (fx. gårdanlæg)
– Relativ ammonium tolerant
• Termofil proces (52-60 oC):
– Hurtigere proces og mulighed for integreret
hygiejnisering (fællesanlæg)
– Ammonium sensitiv
% of total ammonia N as NH3
80
70
55oC
60
45oC
50
37oC
40
30
20
10
0
7.0
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
pH
8.2
8.4
8.6
8.8
9.0
Process and Sanitation concepts
1) Thermophilic process with integrated sanitation
External heat
55oC
HE
HE
Heat
2) Mesophilic process with thermophilic post-sanitation
External heat
37oC
55oC
HE
Heat
HE
Eksempel på mesofilt fællesanlæg med 70 oC
forhygiejnisering, seriedrift og termofil
efterhygiejnisering
Thermophilic
MGRT
batch holding tanks
(min. 52 oC x 4h )
Manure
Reception & Mixing
tank
Manure
input
Transfer pump
Macerator/pump
Post digestion
tank
(37 oC, 4.5 day s)
Main digesters
(37 oC, 18 day s)
Pre-storage tank
(min. 2.5 day s)
Recovery
heat exchanger
Transfer pump
Heater
37 -> m in. 52 oC
with CHW
Transfer pump
Transfer pump
Recovery
heat exchanger
Buffer storage for
post treatment or
transport
(min. 2.5 day s)
Digested slurry for
post treatment facility
or return to farmers
Two lane
reception hall
Org. waste
Reception & Mixing
Organic waste (cat. 3)
batch sanitation tank
min. 70 oC/1 h
Organic waste
doing buffer tank
Macerator/pump
Heater by CHW
-> approx. 40 oC
One lane
reception
hall
Transfer pump
Dosing pump
CHW and steam
heating
Organic waste
EU cat. 3
(animal by -products)
~ 23 ton/day
BWSC
This drawing together with its
supplements, is the property of BWSC
and subject to copyright protection. The
material must not, either wholly or partly,
be copied, reproduced, made public or in
any other way made available to a third
party without written consent from
BWSC.
Project : 6100
BGP Standard Documentation
Subject : Main flow diagram,
Typical mesophilic centralised biogas plant
Date : 31. Jan. - 2003, LSE
Rev. :
Vigtige tekniske elementer
•
•
•
•
•
•
Transporteffektivitet (fællesanlæg)
Reaktortyper
Pumper og omrørere
Varmeveksling
Svovlbrinterensning
Gaslagring
Biomass truck
Thorsoe, 20 m3, 32 ton gross weight
Eksempler på omrørerinstallationer i reaktorer og lagertanke
A
B
D
C
E
Biomasse varmevekslertyper
Biomass counter-flow in
annular double helix
Multi pass tube sections
with annular water jacket
Biomass
Water
Spiralvarmevekslere, gylle/gylle
Schematic diagram of system for
biological H2S oxidation
PROCESS :
(1) 2H2S + O2 -> 2H2O + 2S
(2) 2H2S + 3O2 -> 2H2SO3
Oxygen
guard
Cleaned
biogas
F
< 200 ppm H2S
Flowmeter
Reactor filling
Air dosing
pump
Raw biogas
incl. H2S
2-5 %
Screened
digestate
Excess
sump
liquid
Sludge
Shower
pump
Biogas storage
Lemvig, 5000 m3, 10 mbar-g
Biogas “trends” - fællesanlæg
• Store anlæg
– bedre økonomi gennem stordriftsfordele
• Større slamsugere (32 m3 sættevogne) + evt.
pumpning
• Separation
• Udbytteoptimering
– seriedrift, forbehandling, energiafgrøder o.l.
• Tilpasning til EU biproduktforordning