2.8 B IOPLYNOVÁ STANICE S MI ICE
2.8.1 Technické ešení
Celkem 47 000 t
Z uvedených surovin se p edpokládá celková produkce bioplynu 3 470 000 m3 za rok s obsahem metanu do 65 % s pr m rnou výh evností 21 MJ/ m3.
Pro p ípadné navýšení produkce bioplynu, resp. pro její diverzifikaci a stabilizaci je dále možno uvažovat s dalšími surovinami:
Lihovarské výpalky 4 000 t (+ 240 000 m3) Siláž 2 000 t (+ 360 000 m3) Celkem 6 000 t (+ 600 000 m3)
2.8.1 Technické ešení
Bioplynová stanice bude sestavena z následujících technologických prvk :
• Skladování a p íjem surovin
• Vstupní jímky
• Dezintegrace a homogenizace
• Zásobník p ipraveného substrátu
• Fermentory a technologické vybavení fermentor
24 Zdroj: Studie proveditelnosti bioplynové stanice
• Odvodn ní a nakládání s vyhnilým substrátem
• Skladovací jímka na kalovou vodu
• ízení procesu
• Skladování a išt ní bioplynu
• Kogenerace elektrické energie a tepla
• Využití tepla
2.8.1.1 Skladování a p íjem surovin
Produkce výlisk z provozu pektinky probíhá celoro n a pro stálost provozu není uvažováno se zvláštní skladovací kapacitou.
Produkce cukrovarských ízk probíhá kampa ovit asi 4 m síce v roce, proto budou sou ástí projektu také skladovací prostory o celkové kapacit 8 000 tun formou silážních žlab .
Produkce dr bežích podestýlek je závislá na vysklad ování hal s dr beží, které probíhá pravideln jednou za m síc. Proto budou sou ástí projektu skladovací prostory o celkové kapacit 1000 tun na otev ené vodohospodá sky zabezpe ené ploše.
Kaly z OV jsou produkovány kontinuáln , ale aby bylo možno optimalizovat dopravní náklady bude v míst bioplynové stanice vybudována skladovací kapacita pro 500 tun kal .
2.8.1.2 Vstupní jímky
Prvním technologickým uzlem bioplynové stanice budou t i jímky odpovídající kapacity naskladn ní, ed ní, homogenizaci a dezintegraci surovin. Sou ástí jímek budou vyh ívané st ny a podlahy, aby bylo zajišt no p edeh ívání materiálu. Každá ze t í jímek bude mít pracovní objem 24 m3. Suroviny se budou edit na sušinu cca 12 %.
Jímky budou sou ástí zast ešené p íjmové haly.
2.8.1.3 Dezintegra ní za ízení
Za každou jímkou bude následovat dezintegra ní za ízení, které zajistí jemn jší drcení materiálu. Zde budou již roz ed né materiály pumpovány. Tato fáze je klí ová pro celkovou výt žnost bioplynu z materiálu a to jak ve smyslu produkce na hmotnostní jednotku, tak i co do doby zdržení materiálu ve fermentoru.
Na vstupu se v této fázi projektu nep edpokládá hygieniza ní za ízení, nebo není uvažováno zpracování materiálu podléhajícího p íslušným ustanovením na ízení ES 1774/2005. Do budoucna však bude po ítáno s prostorem pro dodate né za azení hygienizace.
2.8.1.4 P edzásobník
P ipravené rozm ln né materiály budou p ed samotným vstupem do fermentoru skladovány v jednom p edzásobníku, který umožní semikontinuální dávkování do reaktoru a zajistí kontinuální chod také b hem jednoho až dvou dn volna, kdy nebude probíhat p íprava surovin. Zásobník bude mít kapacitu 500 m3, což zajistí pohotovou zásobu vstupní hmoty asi na dva dny provozu fermentoru. V p edzásobníku bude také docházet k áste né hydrolýze vstupních substrát a sedimentace p ípadných inertních materiál . P edzásobník tedy bude vybaven vynášecím mechanismem na ne istoty ze dna nádrže.
2.8.1.5 Fermentory a technologické vybavení fermentor
Navrhovaná technologie uvažuje s jednostup ovou anaerobní digescí.
Navrhovaná velikost fermentor p i p edpokládaném zatížení 4 kg organické sušiny na 1 m3 a den je 6 500 m3. Jedná se o relativn velké množství a proto bude tato kapacita rozd lena do dvou menších fermentor , každý o objemu 3 400 m3, s vymezením ur ité kapacity na další nepatrné navýšení vstupních materiál .
Z hlediska nutnosti zpracovávat rozmanitý vstupní materiál a následn nutnosti optimalizovat jeho kofermentaci a celý proces transformace na bioplyn, doporu ujeme zvážit v dalším stupni projektové dokumentace zpracovat variantní ešení s dvoustup ovou technologií.
Fermentory budou vyh ívány pomocí teplovodního systému na teplotu 55 0C, který bude zabudován ve vnit ní ásti plášt fermentor . Teplá voda pro vyh ívání bude získávána z kogenera ní jednotky pomocí tepelného vým níku, což bude p edstavovat cca 30 % tepla produkovaného v kogenera ní jednotce, p i emž v zimním období bude pot eba o n co vyšší (cca 35 – 40 %).
Sou ástí fermentor bude také míchání zpracovávaného materiálu uvnit fermentoru. To bude ešeno mechanicky s elektrickým pohonem s optimalizací chodu.
Dále bude fermentor vybaven za ízením na erpání vyhnilého substrátu.
2.8.1.6 Úprava vyhnilého substrátu a skladování
Vyhnilý substrát bude odvodn n kalolisem, tuhá frakce bude následn použita na výrobu pr myslových kompost nebo na p ímou aplikaci na ornou p du.
Ro n bude produkováno 25 000 tun odvodn ného kalu o sušin 25 %.
Odvodn ný kal bude p ed použitím k výrob kompost skladován na vodohospodá sky zabezpe ené ploše s kapacitou na dva a p l m síce provozu, tzn. 5 000 tun.
P i odvod ování bude vznikat ro n 60 000 m3 kalové vody, která však bude z velké ásti využita na ed ní surovin (43 000 m3/rok). T etina však nebude využita (21 000 m3) a bude odvedena do kanalizace k vy išt ní. Zárove bude ro n použito 4 500 m3 isté vody, aby se neustálou recirkulací p íliš nezvyšovala nap . koncentrace solí.
2.8.1.7 Zásobník kalové vody
Aby probíhala p íprava vstupních surovin nezávisle na redukci kalové vody použité k ed ní vstupu, bude sou ástí za ízení také zásobník na kalovou vodu o kapacit 120 m3.
2.8.1.8 ízení procesu
Sou ástí za ízení bude vybavení pro sledování a optimalizaci procesu, které bude bu vyvinuto p ímo pro tento jednotlivý p ípad, nebo zakoupeno od zahrani ního dodavatele. Jedná se o ídící jednotku, systém dálkového ízení a vizualizaci procesu.
2.8.1.9 Skladování bioplynu
Produkovaný bioplyn bude skladován ve dvou nízkotlakých plynojemech o objemu 1 000 m3 (produkce na dobu cca 2,5 hod) Sou ástí za ízení bude také havarijní sví ka, ve které bude bioplyn spalován v p ípad déletrvající odstávky motoru.
2.8.1.10 Kogenerace elektrické energie a tepla
Elektrická energie bude vyráb na v jedné kogenera ní jednotce o jmenovitém výkonu 1 064 KWh, variantn pak ve dvou kogenera ních jednotkách jednotliv o výkonu 526 KWh, celkem pak 1062 KWh, s ú inností cca 40 % (p i parametrech bioplynu uvedených výrobcem kogenera ních jednotek je možné elektricko ú innost garantovat). P i optimálním zvládnutí procesu mohou být kogenera ní jednotky v chodu i více než 8 000 hodin v roce, a to v podstat v nominálním výkonu. Dosažení tohoto cílového stavu však vyžaduje precizní zvládnutí fermenta ního procesu, dokonalé
slad ní produkce bioplynu ve fermentorech a plynulý režim výroby elekt iny (odstávky pro pravidelnou údržbu motoru jsou vždy jen v ádu n kolika desítek hodin). Dosažení optimálního stavu lze p edpokládat do dvou let od uvedení do provozu, za p edpokladu stabilní a plynulé dodávky uvedených druh materiálu. Ve strojovn bude ponecháno místo a kapacita pro instalaci a vyvedení výkonu z další kogenera ní jednotky pro p ípad, že v budoucnu dojde k navýšení vývinu bioplynu.
Havarijní odstávka motoru bývá výjime ná, v p ípad posouzení jako záru ní opravy by m l výrobce garantovat uhrazení ušlé výroby i zajistit do asnou náhradu kogenera ní jednotky.
Vyšší elektrická ú innost u motor vyrobených pro ú ely spalování bioplynu je výhodná zejména je-li možno využít celý tepelný výkon stroje ( v tomto p ípad cca 1 100 KWh). Z celkového vyrobeného tepla p edstavuje vlastní spot eba zhruba 40 %, v zim ovšem až 55 %, v p ípad za azení hygieniza ní linky i více. Z toho vyplývá, že pro další využití (nap . pro p ípravu teplé vody nebo vytáp ní p ilehlých zem d lských objekt ) je k dispozici celoro n zhruba jen 400 KWh), v p ípad vyšší pot eby by bylo zapot ebí instalovat dodatkový zdroj tepla.
Vlastní spot eba elektrické energie se bude pohybovat do 8 % celkové výroby.
Hlavní spot ebi e jsou pohony dezintegrátoru (homogenizace) a míchadel, dále erpadla, dopravníky a b žné spot ebi e (osv tlení, apod.).