Intechenergo.sk | Poznatky z tvorby bioplynu

Poznatky z tvorby bioplynu

Bioplynová stanica nachádzajúca sa v priestoroch Vysokoškolského poľnohospodárskeho podniku (VPP) SPU, s.r.o. v Kolíňanoch bola vybudovaná v rámci medzinárodného projektu INCO-COPERNICUS a do prevádzky bola uvedená v roku 2000. V súčasnosti slúži ako demonštračné a výskumné centrum.

Výskumnou úlohou súvisiacou s prevádzkou bioplynovej stanice boli experimenty s kofermentáciou. Počas jedného roka obdobia sa monitorovalo zloženie vyprodukovaného bioplynu a jeho denná produkcia v závislosti na zložení vstupnej suroviny. Experimenty boli podľa druhu použitých substrátov rozdelené na etapy uvedené v tabuľke:

Na základe analýzy zloženia bioplynu, ktorá sa realizovala automaticky dva krát denne analyzátorom bioplynu Schmack SSM 6000, sa pomocou medzinárodnej normy ISO 6976 určenej pre výpočet vlastností plynov určovali vlastnosti suchého bioplynu pri referenčnej teplote 0 °C. Denný energetický výkon experimentálneho fermentora sa stanovil na základe dennej produkcie bioplynu a jeho výhrevnosti.

Analýza výsledkov

Priemerné zloženie suchého bioplynu počas jednotlivých fáz experimentu je uvedené v tabuľke. Obsah metánu CH₄ a kysličníka uhličitého CO₂ sa analyzoval pomocou infračervených snímačov s chybou merania ± 2 %. Obsah sírovodíka H₂S bol snímaný pomocou elektrochemického senzora s chybou merania ± 5 % a obsah kyslíka O₂ rovnako pomocou elektrochemického snímača s chybou merania ± 0,2 %.

Porovnanie hodnôt zloženia bioplynu z experimentov

Z porovnania údajov vyplýva, že nárast obsahu metánu v bioplyne bol zaznamenaný iba v prípadoch kofermentácie hnojovice s kuchynskými odpadkami a silážovanou trávou, v ostatných prípadoch je rozdiel obsahu metánu nevýznamný. Sledovanie obsahu sírovodíka je významné najmä z hľadiska jeho korozívneho účinku na oceľové časti spaľovacieho motora kogeneračnej jednotky. Podiel H₂S v bioplyne je dôležitým údajom predpisovaným výrobcami spaľovacích motorov na bioplyn. Uvádza sa v g.m^-3, v percentách, alebo pre nízke hodnoty H₂S, v objemových milióntinách – ppm. Limitná hodnota obsahu sírovodíka v bioplyne pri spaľovaní v kogeneračnej jednotke je 100 maximálne 1000 ppm (1,5 g H₂S.m^-3 plynu), t.j. v našom prípade boli tieto hodnoty vo všetkých častiach experimentu v dovolených hraniciach.

Denná produkcia bioplynu bola meraná pomocou suchého plynomeru s chybou merania ± 2 %. Z dennej produkcie bioplynu a jeho výhrevnosti sa podľa nasledovného vzťahu stanovil energetický výkon experimentálneho fermentora:

kde:

– výhrevnosť reálneho bioplynu na volumetrickej báze, MJ.m_N^-3

V_BP – denná produkcia bioplynu, m_N³.d^-1

Pri porovnávaní výhrevnosti bioplynu, jeho priemernej dennej produkcie a dosiahnutého energetického výkonu slúžili údaje z fermentácie čistej hnojovice ako referenčné hodnoty. Z porovnania údajov v tabuľke 4 vyplýva nasledovné:

pri pridávaní 60 % obj. kukuričnej siláže do hnojovice stúpla produkcia bioplynu o 72,7 % a denný energetický výkon fermentora o 71,1 %
pri pridávaní 40 % obj. kukuričnej siláže do hnojovice stúpla produkcia bioplynu o 48,5 % a denný energetický výkon fermentora o 45,3 %
pri pridávaní 10 % obj. čerstvej trávy do hnojovice klesla produkcia bioplynu o 73,5 % a denný energetický výkon klesol o 73,9 %
pri pridávaní 7,7 % obj. kuchynských odpadkov do hnojovice poklesla produkcia bioplynu o 72,7 % a denný energetický výkon o 35,2 %
pri pridávaní 10 % obj. silážovanej trávy do hnojovice poklesla produkcia bioplynu o 38,1 % a denný energetický výkon fermentora o 24,4 %.

Výsledky poukazujú na možnosti kofermentácie rastlinnej biomasy. Experimentmi v prevádzkových podmienkach bolo preukázané, že najvhodnejším riešením je pridávanie kukuričnej siláže. Jej pridávaním nevznikli žiadne problémy v procese metanogenézy, všetky poľnohospodárske podniky sú vybavené potrebnou technológiou na jej pestovanie, zber, konzervovanie a manipuláciu. Je to teda aj vhodná alternatíva pre náhradu pestovania plodín pri dnešnej redukcii výmery poľnohospodárskej pôdy na potravinárske účely.

Aplikácia vyrobeného bioplynu, ktorého priemerný obsah metánu sa pohyboval od 55 do 60%, v kogeneračnej jednotke, v našom prípade typu TEDOM Premi S22 AP, sa ukázala tiež ako jedna z najlepších alternatív. Elektrická účinnosť tejto kogeneračnej jednotky je cca 30 % a tepelná viac ako 58 %, teda celková účinnosť využitia energie obsiahnutej v bioplyne je vyše 87 %. Kogeneráciou je možné dosiahnuť až 40 % úsporu vstupného paliva oproti klasickým tepelným elektrárňam.

Knižnica

Kotly

Kogenerácia

Bioplynové stanice

Poznatky z tvorby bioplynu

Napíšte nám

Intech Slovakia, s. r. o.