Wykorzystanie biowęgla w procesie fermentacji metanowej

Transkrypt

1 Wykorzystanie biowęgla w procesie fermentacji metanowej dr inż. Wojciech Czekała dr hab. inż. Jacek Dach, prof. nadzw. dr inż. Krystyna Malińska dr inż. Damian Janczak

2 Biologiczne procesy przetwarzania odpadów

3 Kierunki wykorzystania odpadów organicznych wykorzystanie nawozowe, kompostowanie, produkcja paliw gazowych, produkcja paliw stałych, wykorzystanie alternatywne. Proces tlenowy (kompostowanie): CxHyOz + O2 CO2 + H2O + kompost Proces beztlenowy (fermentacja metanowa): CxHyOz CH4 + CO2 + H2O + poferment

4 Zalety biologicznych procesów przetwarzania odpadów produkcja energii, redukcja masy i objętości odpadów, ustabilizowanie odpadów, produkcja nawozów (kompost, poferment).

5 Produkcja energii pierwotnej w Polsce Główny Urząd Statystyczny (2015)

6 Biogazownie rolnicze w Polsce Funkcjonujące biogazownie rolnicze: 92 biogazownie rolnicze 100% produkcji energii w kogeneracji Łączna moc elektryczna 100,964 MW e r.

7 Czynniki przemawiające za produkcją biogazu stabilna produkcja energii przez cały rok, znaczny areał gruntów rolnych (minimalnie większy niż w Niemczech biogazowni), rozwinięty przemysł rolno-spożywczy generujący znaczne ilości odpadów organicznych, produkcja wartościowych nawozów z pofermentu, miejsce utylizacji odpadów uciążliwych skuteczna redukcja odorów, W przypadku budowy 2000 biogazowni realna możliwość zastąpienia planowanej elektrowni jądrowej (3750 MW)

8 Możliwość wykorzystania biowęgla w procesie fermentacji metanowej

9 Biogazownia rolnicza pulpa pofermentacyjna a) biogaz b) pulpa pofermentacyjna 9

10 Biowęgiel w procesie fermentacji metanowej Malińska i Dach,

11 Wykorzystanie biowęgla proces fermentacji a) Pozyskiwanie biomasy dodatek do ściółki bądź w miejscu magazynowania celem wychwytywania zanieczyszczeń gazowych. b) Fermentacja metanowa zaszczepienie wsadu mikrobiologicznego służące rozwojowi mikroorganizmów. c) Fermentacja metanowa zwiększona produkcja metanu.

12 Wykorzystanie biowęgla produkty fermentacji c) Biogaz oczyszczanie biogazu z niepożądanych związków. d) Poferment wtórne wykorzystanie frakcji stałej pofermentu do produkcji biowęgla.

13 Wstępne badania z zakresu redukcji uciążliwych gazów

14 Materiał badawczy Gnojowica świńska z gospodarstwa zlokalizowanego w Wielkopolsce. Biowęgiel pochodzący z pirolizy osadów ściekowych.

15 Pomiary emisji gazowych Metan chromatograf gazowy Amoniak analizator gazowy Siarkowodór analizator gazowy

16 Stanowiska badawcze Schemat stanowiska badawczego emisji gazów podczas magazynowania gnojowicy: 1 pokrywa zamykająca zbiornik, 2- wylot powietrza, 3 wlot powietrza, 4 zbiornik o pojemności 26 dm 3. Schemat stanowiska badawczego emisji gazowych podczas magazynowania gnojowicy z zastosowaniem sorbentu: 1 pokrywa zamykająca zbiornik, 2 wylot powietrza, 3 wlot powietrza, 4 biowęgiel, 5 zbiornik magazynujący o pojemności 26 dm 3.

17 Dobowa emisja metanu

18 NH 3 [g] Dobowa emisja amoniaku czas magazynowania [dni]] KONTROLA BIOWĘGIEL

19 Dobowa emisja siarkowodoru

20 Badanie wydajności biogazowej Schemat stanowiska do badania wydajności biogazowej: 1 - podgrzewacz wody z regulatorem temperatury, 2 - pompa obiegowa wody, 3 - izolowane przewody cieczy ogrzewającej, 4 - p³aszcz wodny o temp. 39 C, 5 biofermentator o pojemności 2 dm, 6 - zawory do pobierania prób, 7 przewód transportuj¹cy biogaz, 8 - zawór do pomiaru stężenia biogazu, 9 - skala objętości zebranego biogazu.

21 Badanie wydajności biogazowej 21

22 Podsumowanie Wyniki wstępnych badań wskazują na skuteczną redukcje emisji gazowych podczas przechowywania w warunkach beztlenowych gnojowicy wraz z biowęglem. Wyniki badań dowiodły, że biowęgiel wykazał bardzo dobre właściwości sorpcyjne, co może zostać wykorzystane podczas magazynowania odchodów zwierzęcych.

23 Projekt Jednym z celów Etapu V będzie określenia czy wytworzony nawóz organiczny może być wykorzystywany do innych, alternatywnych celów, wśród których wymienić należy proces kompostowania, fermentacje metanową oraz termiczne przekształcenie. versus

24 Dziękuję za uwagę Kontakt: