Gorzelnictwo jest to gałaz przemysłu fermentacyjnego obejmujaca
Transkrypt
Gorzelnictwo jest to gałaz przemysłu fermentacyjnego obejmujaca
Projekt pn. Odnawialne Źródła Energii Opolszczyzny – promocja, technologie wsparcie, wdrożenia nr POKL.08.02.01-16-028/09 *Projekt jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Gminna elektrociepłownia biogazownia + kotłownia na biomasę w miejscowości Knežice (Czechy) W miejscowości Knezice, wsi liczącej 510 mieszkańców, stworzono gminny system wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej z lokalnie dostępnej biomasy. Lokalny system grzewczy składa się z biogazowni, kotłowni na biomasę, linii do produkcji pelletów oraz sieci ciepłowniczej. Biogazownia W instalacji tej w procesie beztlenowej fermentacji, powodujących rozkład substancji organicznej wytwarzany jest biogaz. Głównym składnikiem biogazu jest metan CH4 i dwutlenek węgla CO2. Pozostałe składniki biogazu to: azot N2, oraz śladowe ilości siarkowodoru H2S oraz amoniaku NH3. Zasadniczymi elementami tworzącymi biogazownie są: układ wstępnego przygotowania i wprowadzania substratu (w tym układ higienizacji), komora fermentacyjna, zbiornik magazynowy substancji przefermentowanej, zbiornik biogazu, agregat kogeneracyjnym, Układ wstępnego przygotowania oraz wprowadzania umożliwia mieszanie oraz rozdrabnianie substratów w celu uzyskania właściwej konsystencji mieszaniny, która następnie jest pompowana do komory fermentacyjnej. W celu spełnienia określonych przepisami ustawowymi kryteriów epidemiologicznych dla niektórych grup materiałów powstaje konieczność przeprowadzenia tzw. higienizacji materiału wsadowego polegającej na jego wstępnej termicznej obróbce. Proces higienizacji prowadzony jest w warunkach fermentacji mokrej, w temperaturze 70 0C w zbiorniku o objętości 180 m3. Proces higienizacji jest nadzorowany i dokumentowany za pomocą urządzeń mierzących stan napełnienia, temperaturę i ciśnienie. Komorę fermentacyjną stanowi zbiornik żelbetowy, w którym zachodzi proces fermentacji metanowej. Musi ona zapewniać optymalne warunki dla rozwoju bakterii, czyli stałą, właściwą temperaturę (40 0C), jednakową w całej objętości; równomierne stężenie substancji odżywczych, właściwy odczyn, odpowiedni stosunek pierwiastków biogennych i szereg innych warunków, które mają wpływ na proces produkcji biogazu. W biogazowni wykorzystywana jest fermentacja jednostopniowa, która polega na prowadzeniu całego procesu fermentacyjnego w jednej komorze. Zbiornik biogazu zamontowany jest bezpośrednio na komorze fermentacyjnej w postaci tzw kopuł foliowych, hermetycznie montowanych do górnej krawędzi zbiornika. Folia kopuły rozszerza się w zależności od stanu napełnienia magazynu gazem. Biogaz ze zbiornika jest tłoczony do agregatu kogeneracyjnego – urządzenia produkującego energię elektryczną i ciepło. Zbiornik magazynowy substancji przefermentowanej to zbiornik, w którym poferment jest przetrzymywany przez okres 4 miesięcy. Masa pofermentacyjna, wykorzystywana jest do nawożenia pól. W zbiorniku magazynowym w niewielkim stopniu może zachodzić proces fermentacji. Ulegają wówczas Projekt pn. Odnawialne Źródła Energii Opolszczyzny – promocja, technologie wsparcie, wdrożenia nr POKL.08.02.01-16-028/09 rozkładowi związki wymagające długiego okresu przetrzymania w komorze fermentacyjnej. Substancja przefermentowana jest okresowo wypompowywana i rozwożona na pola. Tabela 1 Podstawowe dane techniczne biogazowni Agregat kogeneracyjnym GE Jenbacher JMS 208 GS-B.LC moc elektryczna [kWel] 330 moc cieplna [kWth] 405 sprawność elektryczna [%] 38,1 sprawność cieplna [%] 50,25 sprawność całkowita [%] 88,35 Rok uruchomienia 2006 Zarządzanie ciepłem Dystrybucja ciepła siecią ciepłowniczą. Ogrzewanie 90% domów w Knezicach. W planach sprzedaż ciepła dogrzewania basenu. Substrat i jego dawkowanie Gliceryna 2 tony/dzień Odpady biodegradowalne 3 tony/dzień Gnojowica świńska 300 ton/dzień Odpady ziemniaczane 10 t/dzien 0 Temperatura procesu [ C] 40 Objętość zbiornika biogazu [m3] 700 3 Objętość komór fermentacyjnych [m ] 2500 Objętość zbiorników pofermentacyjnych [m3] 2 x 6300 Zdjęcie 1 Biogazownia Kotłownia na biomasę Podstawowym źródłem ciepła dla gminy Knezice jest biogazownia. W okresie grzewczym do produkcji ciepła wykorzystywana jest również kotłownia na biomasę. W skład której wchodzi: kocioł na słomę o mocy 800 kWth oraz kocioł na zrębki o mocy 400 kWth. Paliwo posiada następujące parametry: zrębki – wilgotność 40-50%, wartość opałowa 8-11 MJ/kg; słoma - wilgotność 20%, wartość opałowa 11-12 MJ/kg. Paliwo do kotłów podawane jest automatycznie. Zadaszony magazyn na biomasę pozwala na Projekt pn. Odnawialne Źródła Energii Opolszczyzny – promocja, technologie wsparcie, wdrożenia nr POKL.08.02.01-16-028/09 przechowania 2-tygodniowego zapasu paliwa. Powstały popiół wykorzystuje się jako nawóz do celów rolniczych. Zdjęcie 2 Kotłownia na biomasę Sieć ciepłownicza Całkowita długość sieci ciepłowniczej zbudowanej z izolowanych rur wynosi 12 km. Temperatury wody sieciowej zasilającej to 90/700C. Do lokalnej sicie ciepłowniczej podłączone jest 90% mieszkańców wsi tj 148 gospodarstw domowych. Szczytowe zapotrzebowanie na ciepło wynosi 1,6 MWth. Koszt inwestycyjny budowy lokalnego systemu ciepłowniczego w gminie Knezice wynosił 111 622 000 CZK w tym 75%kwoty pochodziło z funduszy strukturalnych i 10% z Państwowego Funduszu Ekologicznego. Koszt budowy sieci ciepłowniczej to około 32 mln CZK Zakłada się, iż okres zwrotu inwestycji wyniesie 15 lat. W wyniku realizacji tego projektu, oprócz oszczędności paliw kopalnych, redukcji niskiej emisji, stworzono klika miejsc pracy w gminny centrum energetycznym. Przyniósł również korzyści ekonomiczne miejscowym rolnikom – tak dostawcom paliwa jak i tym, którzy wykorzystują odpad pofermentacyjny z biogazowni jako nawóz. Mieszkańcy wioski również zyskali, gdyż opłata za dostarczone ciepło wynosi 270 CZK/GJ zimą oraz 135 CZK/GJ latem i jest niższa niż w przypadku gazu (320 CZK/GJ).