1

BIOMASA

Pod energijom biomase podrazumevamo energiju koja se oslobaa oksidacijom (paljenjem) raznih organskih materija. Izraz biomasa podrazumeva materiju biljnog i ivotinjskog porekla, iako se u praksi ee koristi za biljnu masu. Biomasa se u energetskom smislu koristi za dobijanje toplote, bilo direktnim sagorevanjem vrstih oblika drvne materije stabla i granjevine drveta, razliitih biljaka ili sagorevanjem gasovitog i tenog goriva koja se mogu dobijati odgovarajuim tehnolokim procesima od razliitih oblika biomase. Udeo biomase u ukupnoj svetskoj potronji energije je oko 15% (razvijene zemlje ~3%, nerazvijene ~38%). Kad se govori o ovim izvorima energije uglavnom se misli na:

1. biomasu drvo, kora, drveni otpad, lie, nedrvne stabljike - u raznim oblicima, uglavnom usitnjenim (ips, granule) ili pak kompaktni (pelete, briketi) radi olakane i mehanizovane manipulacije;

2. biogoriva razna ulja ili alkoholi supstituti klasinih tekuih goriva, naroito pogodni za korienje u postojeim motorima s unutarnjim sagorevanjem - biodizel, etanol;

3. biogas - nusprodukti raspadanja organskih stvari, najee na deponijama smea, velikim otpadima na farmama i sl., gde se moe sakupiti.

Biomasa je stvar koja se obino smatra otpadom. Biomase su stvari to lee naokolo - granje, vrtni otpad, ostaci od useva, komadii drveta, kora i piljevina iz strugara. Otpad, papirnati proizvodi koji se ne mogu reciklirati u druge proizvode od papira kao i drugi kuni otpad, uobiajeno se alje na deponiju, iako otpad sadri pritom i neke vrste biomase koje se mogu opet iskoristiti. Recikliranje biomase za gorivo i druge svrhe smanjuje potrebu za odlagalitima smea.

Stvari za koje izgleda da nikome ne trebaju mogu se upotrebiti za proizvodnju elektrine energije, toplote ili goriva. umski otpad, granje drvea i drugi otpaci sakupljaju se zajedno u velike kamione. Kamioni prevoze otpad iz fabrika i farmi do elektrane na biomasu. Tu se biomasa ubacuje u velike levke i zatim u pe gde biomasa sagoreva. Toplotom koja se oslobaa zagreva se voda u kotlu, koja se pretvara u vodenu paru, da bi se energija sadrana u pari iskoristila za okretanje rotora turbine i generatora, odnosno pretvorila u elektrinu energiju.

Slika 1. Procesi nastanka i upotrebe biomase kao energenta

ENERGETSKE BIOMASE

U okviru ovog poglavlja pod izrazom biomasa podrazumevae se prvenstveno biljna masa iz slama penice, jema, soje i glava i lia eerne repe, ljuske pamuka, ricinusa, otpadi iz procesa prerade drveta, lie i korenje i sl. Najjednostavnija tehnologija korienja biomase biljnog porekla je pretvaranje njene hemijske energije u toplotu u procesu sagorevanja.

Procesom fotosinteze od vode iz tla i ugljendioksida iz vazduha a koristei energiju sunca biljka gradi svoje telo - raste. Usput se, kao nusproizvod, otpad, oslobaa kiseonik. Kod

2

sagorevanja dogaa se suprotno: drvo se oksidira kiseonikom iz vazduha i rastvara na vodu, ugljendioksid i energiju. Zapravo, oslobaa se ona ista energija sunca koja je utroena na rast biljke. Za razliku od fosilnih izvora energije, odlina je stvar to se ne treba ekati milion godina da nastane ugalj ili nafta - organski materijal koji naraste tokom vegetacijske sezone, istog asa moe se pretvoriti nazad u energiju, i tako svake godine iznova. Gorenjem biomase oslobaa se u atmosferu ugljendioksid - ali samo toliko koliko ga je tokom rasta iskorieno u organski materijal, ni grama vie!

Slika 2. Bilans CO2 pri nastanku i korienju biomase

Energetski potencijal biomase na Zemlji je relativno veliki. Sagorevanje biomase se mora vriti kontrolisano obzirom, da njen energetski potencijal u veoma malom delu ini transformisana Suneva energija (max. 5-6%) a ostalo materije iz tla, ugljen-dioksid i voda. U nauci su prisutna razmiljanja da se od ukupnog godinjeg prirataja biljne mase 1/3 moe sagorevati, 1/3 se moe koristiti u industriji i 1/3 treba da se ostavi u prirodi za razvoj vegetacije i za ishranu ivotinja.

Zavisno od sadraja vlage neke od njih zahtevaju vetako ili prirodno suenje.Vetako suenje se odvija za krae vreme, ali zahteva potronju odreenih vrsta energenata, a prirodno suenje ne zahteva konvencionalne energente (koristi se prirodno dejstvo sunevog zraenja i okolnog vazduha) ali je vreme suenja due.

Slama (sa oko 15% vlage) je veoma pogodna sirovina za spaljivanje. Procenjuje se da koliina slame sa jednog hektara povrine moe da zadovolji potrebe suenja penice sa 18 hektara ili kukuruza sa 4 hektara. Danas postoje uspena reenja za njeno sakupljanje i manipulaciju do samog loita. Kukuruzovina ima vei procenat vlage (30 45 %), a njeno sakupljanje i priprema za sagorevanje je sloenije, to je povezano sa veim trokovima korienja.

TEHNOLOGIJA PRIPREME I SAGOREVANJA BIOMASE

U zavisnosti od vrste, vlanosti i krupnoe komada otpadne biomase, razlikuje se i tehnologija njene pripreme i sagorevanje odnosno tipova (konstrukcija) loita kotlova u kojima se vri sagorevanje.

Danas se u primeni nalaze reenja koja se baziraju na sledeim tehnologijama: Bez posebne pripreme biomase i Sa specifinim pripremama biomase.

Najjednostavnije reenje sagorevanja biomase predstavlja sagorevanje krupnih komada biljne mase (drveta) koje se vri u kotlovima klasinih konstrukcija i reenja. To se takoe odnosi na sagorevanje briketa biomasa.

Priprema biomase za sagorevanje zavisi u odreenoj meri i od snage kotlovskog postrojenja koje moe biti:

1. male snage 2. srednje i 3. velike snage.

Direktno sagorevanje biomase u loitima kotlova malih snaga (do 30-50 kW) se najee koristi za grejanje stambenih objekata individualnih domainstava. U ovakvim sistemima se obino sagoreva krupnija i briketirana biomasa. Priprema biomase u ovom

3

sluaju svodi se na smanjivanje gabarita krupnijih i duih komada na duine pogodne za prolazak kroz vrata loita, a loenje je uglavnom runo.

Kotlovska postrojenja srednjih snaga (od nekoliko desetina do nekoliko stotina kW) kao i postrojenja velikih snaga (preko 1 MW) se mehanizovano loe pripremljenom biomasom.

Priprema i proizvodnja briketirane biomase vri se u industrijskim postrojenjima, gde se od sitnih komada biomase presovanjem formiraju komadi briketa. Neka istraivanja su pokazala da pri sagorevanju briketa u klasinim kotlovima postoje odreene prednosti i nedostaci u odnosu na sagorevanje ugljeva. Prednosti su relativno visoka toplotna mo uz manji sadraj pepela, dok se intenzitet sagorevanja moe lako regulisati obzirom da ovakvo gorivo dobro podnosi promenljiv reim sagorevanja. Vaniji nedostaci su visoka temperatura dimnih gasova na izlazu iz loita (manji stepen korisnosti) i pojava topljenja ljake (zanemarljivo kod dobro hlaenih reetki loita).

Priprema sakupljene biomase zavisi od kotlovskih postrojenja u kojima e se ona sagorevati, kao i od toga da li se vri njeno direktno sagorevanje ili indirektno uz prethodnu gasifikaciju. Kod direktnog sagorevanja biljne mase u rasutom stanju, priprema se sastoji u sitnjenju i kontinualnom mehanizovanom loenju (slika 3). U sluaju da se priprema biomase vri sa ciljem da bude briketirana, tada postojanje ima ematski izgled kao na slici 4.

Slika 3. ematski prikaz postrojenja za pripremu i loenje usitnjene biomase

Slika 4. ema tehnolokog procesa u postrojenja za briketiranje ili ekstrudovanje biomase 1 - seckalica, 2 - ventilator pneumatskog transporta, 3a, 3b - cikloni, 4 - metalni silos vlane biomase, 5,5a - trakasti transporter, 6 - suara, 7 - metalni silos suve biomase, 8 - prihvatni ko briketirke, 9 - briketirka, 10 - staza za hlaenje briketa, 1 1 - stoi za prihvat briketa, 12 - maina za pakovanje briketa, 13, 14 - transport

4

Loite sa razmenjivaem toplote koje slui za sagorevanje iseckane slame, proizvodnje francuske fabrike FAO, prikazano je na slici 5.

Slika 5. Loite sa razmenjivaem toplote - gorivo je iseckana slama (proizvodnja FAO, Francuska)

GASIFIKACIJA BIOMASE

Gasifikacija biljne mase podrazumeva proces kod kojeg se biomasa nepotpuno sagoreva i izlae grejanju u odsustvu vazduha, odnosno vazduha ima u nedovoljnim koliinama za sagorevanje. Zbog zagrevanja iz biomase isparavaju gorivne komponente, koji se potom odvode u loite kotla gde se vri njihovo sagorevanje uz prisustvo dovoljne koliine vazduha, odnosno kiseonika.

Kotlovski sistemi sa gasifikacijom imaju zonu u kojoj se vri gasificiranje (predloite) i zonu u kojoj se vri sagorevanje gorivih gasova iz biomase (loite). Gorivi gas se stvara u gasifikatoru u kojem sa nalazi biomasa izloena procesu gasifikacije. Na slici 6. je prikazan gasifikator kod kojeg je smer strujanja vazduha usponski suprotan smeru padanja biomase (smatra se da je to gasifikator sa nepokretnim slojem biomase). U gasifikatoru se razlikuju zone oksidacije, pirolize i suenja. Reenje gasifikatora sa unakrsnom promajom kroz nepokretan sloj goriva prikazan je na slici 7.

Slika 6. Gasifikator sa usponskim tokom vazduha kroz nepokretni sloj biomase

5

Slika 7. Gasifikator sa unakrsnom promajom kroz nepokretan sloj biomase

ENERGIJA BIOGASA

Biogas nastaje anaerobnim vrenjem organskih materija. Anaerobno vrenje predstavlja proces razlaganja (truljenja) organske materije bez prisustva vazduha, odnosno bez prisustva kiseonika iz vazduha. Kao rezultat ovakvog vrenja se dobijaju gasovito gorivo (biogas), organsko ubrivo visokog kvaliteta i proteinima bogata stona hrana. Biogas je meavina gorivih i negorivih gasova, pri emu je od gorivih gasova najvii sadraj metana (oko 2/3 zapreminskog udela) a od negorivih gasova ugljendioksida sa oko 1/3 zapreminskog udela u ukupnoj zapremini proizvedenog biogasa.

Organske materije koje se najee podvrgavaju procesu anaerobnog vrenja su otpaci i stoarske i poljoprivredne proizvodnje, odnosno otpaci od stone i ljudske hrane. Svaka organska materija moe posluiti kao sirovina. U praksi se danas kao sirovina za proizvodnju biogasa najvie koristi stajnjak razliitog porekla, gradske i komunalne otpadne vode, otpadne vode prehrambene industrije i biljni ostaci iz poljoprivredne proizvodnje.

Tehnologija proizvodnje biogasa takoe predstavlja, u odreenoj meri, proces kojim se poboljavaju uslovi ivota oveka (od neugodnih mirisa, zaraza) utedu sirovinskih

GORIVI SASTOJCI BIOGASA NEGORIVI SASTOJCI BIOGASA

Naziv gasa Zapreminski sadraj % Naziv gasa

Zapreminski sadraj %

Metan (CH4) 55-7 Ugljendioksid (C02) 25-45 Vodonik (H2) 0-1 Azot (N2) 0-2

Vodonik sulfid (H2S) 0-1 Kiseonik (O) 0-0,5

Vodena para (HO) 0-2

Amonijak (NH3) 0-2

Tabela 1. Sastav biogasa

6

potencijala Zemlje i drugo. Energetski potencijal biogasa moe biti znaajan sa aspekta smanjenja potronje drugih oblika energetskih sirovina i potencijala.

Po nekim nedovoljno pouzdanim procenama u svetu svakog dana propada (ne koristi se za proizvodnju biogasa) preko 40 miliona tona biomase, to u energetskom smislu moe da proizvede preko milijardu m3 biogasa, odnosno da predstavlja energetski potencijal od preko 5109 kWh. Tako proizvedena energija bi mogla supstituisati potronju od preko 5,5105 tona lo ulja.

Tabela 2. Prinos biogasa iz razliitih poljoprivrednih kultura i otpadaka

Vrsta poljoprivredne kulture ili otpatka

Prosean sadraj OSM* u

poljoprivrednoj kulturi ili otpatku

(V) (kg OSM / kg mat.)

Prosean sadraj azota

u OSM (po masi)

(%)

Odnos ugljenika prema azotu u

OSM (po masi)

C : N

Prinos biogasa (m / kg OSM; dan)

Raspon prinosa

min - max

Prosean prinos

itni ostaci (suvi) 1,0 0,7 - 1,1 (100-150):1 0,20-0,30 0,250 Trava (pokoena) 0,25 4 (12-25): 1 0,28-0,55 0,415 Nelegumno povre (koje nije iz roda lepirnjaa) 0,20 2,5 - 4,0 (11-19):1 0,33-0,36 0,345 Krompir, ljuska (otpadak prerade!) 0,075 1,5 25:1 0,31-0,54 0,425 Suva kukuruzovina 1.0 0.8 50:1 0,38-0,46 0,420 Alge 0,12 1,9 100:1 0,42-0,50 0,460 Vodeni ljiljan 0,22 1,5-4,0 (10-20): 1 0,45-0,70 0,575 Detelina (pokoena) 0,25 1,8 - 2,8 (17-27):1 0,43-0,52 0,490 Lie eerne repe 0,25 1,0 50:1 0,40-0,50 0,450 Pilota (suva) 1,0 0,1 (200-500):1 0,12-0,30 0,210 * Oznaka OSM je skraenica od ORGANSKA SUVA MATERIJA

Iz tabele 3. se primeuje da je prinos biogasa dat u zavisnosti od tzv. "stone jedinice"(SJ) koja predstavlja broj ivotinja koje ine jednu stonu jedinicu. Razumljivo je, da je taj broj razliit za razne vrste ivotinja, a posebno zavisi od njihove jedinine mase. Vei broj sitnijih domaih ivotinja ine jednu stonu jedinicu i obrnuto - krupnija stoka ini jednu stonu jedinicu sa manjim brojem ivotinja (neke od njih imaju veliku masu, tako da po usvojenoj klasifikaciji jedna ivotinja ima stonu jedinicu veu od jedan).

Tabela 3. Preraunavanje broja domaih ivotinja u stone jedinice Orijentacioni broj Prosena masa Faktor brojnosti ivotinja (fb)

Vrsta ivotinje ivotinja u jednoj jedne (prosean broj stonih stonoj jedinici ivotinje jedinica po jednoj ivotinji)

(komada / 1 SJ) (kg / kom.) ( SJ / 1 kom.) Krava muzara 0,75-0,90 600 1,2 Goveda u tovu 1,30-1,70 350 0,7 Rasplodne krmae 2,70-3,40 165 0,33 Svinje u tovu 6-9 60 0,12 Koke nosilje 200-250 2,25 0,0045 Pilii, brojleri 600-840 0,60 0,0012 Ovce 6-9 62,5 0,125 Konji 1,7-2,5 250 0,50

7

Tabela 4. Prinos biogasa iz stajnjaka raznih vrsta domaih ivotinja

Vrsta domae ivotinje

Prosean dnevni priliv

(V) tenog

stajnjaka pri prosenom

sadraju OSM od oko

11% (kg /dan;SJ)

Sadraj organske suve materije u

tenom stajnjaku Prosean sadraj azota u OSM

stajnjaka

(%)

Odnos ugljenika

prema azotu u OSM

stajnjaka

C:N

Prinos biogasa (m/kg OSM;dan) Prosean prinos

biogasa po SJ domaih ivotinja i po danu

(m/dan,SJ) min-max proseno

p

(%) kg/dan;SJ

Krave (muzare) 45 10,5 4,7 1,7 6,0 (17-25):1 0,18-0,33 0,255 0,846-1,551 Goveda u tovu 29 11,0 3,2 1,7 6,0 (17-25):1 0,16-0,32 0,240 0,512-1,024 Rasplodne krmae 30 12,0 3,6 3,8 (6-12):1 0,34-055 0,445 1,224-1,980 Svinje u tovu 26 11,54 3,0 3,8 (6-12,5):1 0,30-0,55 0,425 0,900-1,650 Koke nosilje 58 11,03 6,4 6,0 6,5 (7-15):1 0,31-0,62 0,465 1,984-3,968 Pilii brojleri 48 10,62 5,1 6,3 15:1 0,30-0,56 0,430 1,530-2,856

Ovce 28 11,07 3,1 3,8 33:1 0,09-0,31 0,200 0,279-0,961

Konji 32 10,94 3,5 2,3 25:1 0,20-0,30 0,250 0,700-1,050

Biogas, koji se dobija preradom tog organskog otpada, predstavlja obnovljivi izvor zelene energije. Zato obnovljivi? Zato to organski otpad svuda i uvek prati oveka: on nastaje u gradovima, na deponijama, u otpadnim vodama stanovnitva i industrije, na farmama, prilikom poljoprivredne proizvodnje raznih vrsta biljaka... Nastaje danas, nastajao je u prolosti, nastajae uvek. Taj otpad e uvek nastajati i uvek e predstavljati problem i balast za ivotnu sredinu. Jedino pravo reenje, koje bi omoguavalo odrivi razvoj ljudske zajednice, jeste korienje biomase i biogasa u energetske svrhe. U dananje vreme, kada koliina organskog otpada, koju ljudi stvaraju, nezadrivo raste, ovek treba da shvati da je taj isti otpad istovremeno i nepresuni izvor energije!

TOPLOTNA SNAGA dobijena sagorevanjem biogasa dobijenog iz stajnjaka domaih ivotinja moe se izraunati iz sledeeg izraza:

[ ]danMJNfbHVP sd /)(1 = & (1) gde su:

- V& prosean prinos biogasa po stonoj jedinici domaih ivotinja (m3/SJ dan)* - Hd donja toplotna mo biogasa pri prosenom sastavu ca 70 % metana (MJ/m3)* - )( fb faktor brojnosti ivotinja odnosno prosean broj stonih jedinica po jednoj ivotinji (SJ/1 kom)*

- N broj jedinica ivotinja (kom)

8

- s stepen iskorienja sistema za sagorevanje biogasa.

Odreivanje godinje koliine toplote izraunava se iz izraza:

[[[[ ]]]]MJPQ ==== 11 (2) gde je vreme (dan).

KOLIINA TOPLOTE koja se moe godinje dobiti sagorevanjem biomase, tj. poljoprivrednih kultura i otpadaka, moe se izraunati iz sledeeg izraza:

[[[[ ]]]]MJHmVQ sd ==== ,2 & (3) gde su: -

,V& dnevni prinos biogasa iz poljoprivrednih kultura i ostataka (m3/kg OSM,dan)* - m masa OSM poljoprivrednih kultura i otpadaka (kg)

* Ovi podaci se oitavaju iz tabela.

Ukupna godinja koliina toplote koja se dobija sagorevanjem biogasa iznosi:

[ ]MJQQQgod 21 += (4)

Masa goriva koja se godinje moe supstituisati biogasom izraunava se iz zraza: [[[[ ]]]]godkg

HQ

mdgor

godgor /==== (5)

gde je dgorH (MJ/kg) donja toplotna mo goriva koje se supstituie (tabela 5.)

OSNOVNE KARAKTERISTIKE BIOGASA

Uobiajen sastav biogasa dat je u tabeli 1. Uee pojedinih sastojaka koji ine biogas, se u izvesnoj meri menja zavisno od materijala i tehnologije proizvodnje, te se u konkretnim-specifinim situacijama treba ispitati sastav proizvedenog biogasa. Po toplotnoj moi on spada u srednju klasu goriva.

Gornja toplotna mo nekog gasa (toplota sagorevanja) predstavlja onu koliinu toplote koja se razvije pri potpunom sagorevanju jednog normalnok kubnog metra suvog gasa, pri emu se dimni gasovi nastali sagorevanjem dovode u normalno stanje. Pri tome se vodena para u gasovima potpuno kondenzuje.

Donja toplotna mo (grejna mo) se razlikuje od gornje toplotne moi gasa po tome to vodena para iz dimnih gasova se ne dovodi do stanja kondenzacije.

Donja toplotna mo biogasa pri prosenom sastavu sa 70% metana iznosi: Hd=25.1 [MJ/Nm3] = 23 [MJ/kg].

9

Naziv gorivaDonja toplotna

mo goriva Hd (MJ/kg)

Naziv gorivaDonja toplotna mo

goriva Hd (MJ/kg)

Drvo-prosueno 14,7-16,7 Vodonik 10,79Smei ugalj 8,4-20,1 Metan 35,83

Koks 27,8-30,3 Butan 121,8Benzin 42,7 Propan 92,97Lo-ulje 41,2 Zemni gas 33,5

Kameni ugalj 27,2-34,1 Koksni gas 19,3Alkohol 26,75 Ugljenmonoksid 12,62

Tena i vrsta goriva Gasovita goriva

Biogas: Hd=25,1 MJ/Nm =23 MJ/kg, pri prosenom sastavu sa 70% metana!

Obzirom da donja toplotna mo biogasa zavisi od sadraja metana (koji se obino kree u granicama od 55-75%), ona iznosi od 19700 do 26800 kJ/Nm3. Biogas se lako mea sa vazduhom i nema otrovnih produkata sagorevanja. Stepen iskorienja biogasa je relativno visok: od 0.8 do 0.9. Ostale karakteristine osobine biogasa su:

- gustina koja se, u proseku (za sadraj metana od 55 do 75 zapreminskih procenata) kree u granicama od 1,09 do 1,29 [kg/Nm3] (za 65% metana, r = 1,1578 kg/Nm3);

- relativna gustina biogasa , u odnosu na gustinu vazduha (biogas je laki od vazduha) se kree, za dati sadraj metana od 0,843 do 0,998 [-];

- eksploziviost: metan koji predstavlja osnovu biogasa je eksplozivan gas koji sa vazduhom ini eksplozivnu smeu. To se odnosi na sluajeve kada se u vazduhu nalazi najmalje 5%, a najvie 15% metana.

POSTROJENJE ZA PROIZVODNJU BIOGASA

Postrojenja za proizvodnju biogasa mogu biti jednostavnijeg i sloenijeg tipa. Jednostavniji tip postrojenja se uglavnom predvia za manje proizvoae (uglavnom u individualnom sektoru), dok se sloenija postrojenja koriste kod veih proizvoaa (farme, industrijski i komunalni sistemi).

Na slici 8. je data ema veoma jednostavnog postrojenja za proizvodnju biogasa u domainstvima iz stajnjaka domaih ivotinja. Stajnjak (pomean sa vodom), iz staje (1), se kroz kanal (2) dovodi u digestor (3) koji je izveden tako da se u njemu moe zadrati (skladititi) odreena, obino dnevna, koliina biogasa. Substrat u digestoru fermentira proizvodei biogas koji se dalje odvodi prema potroau, odnosno gorioniku (4). Kod ovako jednostavnog i jeftinog sistema, pogodnog za primenu u seoskim domainstvima (takva instalacija se dosta esto koristi u Kini i Indiji) nije predvien poseban mehanizam za meanje substrata, niti poseban sistem vaenja digestovane mase. Meanje se obino vri runo, korienjem prirunih sredstava (najee obine motke - lopate) koja se kroz odgovarajui otvor sa poklopcem (radi spreavanja isticanja biogasa, odnosno ulaska vazduha) uvlae u digestor.

Tabela 5. Toplotna mo nekih goriva

10

Slika 8. Kuno postrojenje za proizvodnju biogasa iz stajnjaka domaih ivotinja: 1-staja, 2-kanal, 3-digestor sa akumulacijom biogasa, 4-gorionik,

5-osigura od povratka plamena, 6-ventil

Vaenje digestovane mase se vri runo, posebnim priborom, otvaranjem odgovarajueg poklopca digestora. To se vri kada je proces digestije zavren, a proizveden biogas potroen. Kod ovakvog postrojenja, punjenje, digestija i pranjenje digestora se vri ciklino, a ne kontinualno. Biogas je nieg kavliteta jer nije odstranjen ugljendioksid, a pritisak gasa u gorioniku, tokom potronje gasa opada (digestor sa nepromenljivom zapreminom) to za posledicu ima i promenljiv toplotni efekat gorionika. Po pravilu instalacija mora biti snabdevena osiguraem od povratka plamena u digestor do kojeg bi moglo doi nakon pada natpritiska gasa u digestoru (zbog njegove potronje). Sumpor iz gasa ima neprijatan miris koji se osea u blizini potroaa.

Neto sloenije postrojenje prikazano na slici 9, koje je snabdeveno preistaem gasa (odvaja ugljendioksida - 7), ciklonom za izdvajanje vlage iz biogasa (8), skladitem gasa (9), sistemom za meanje substrata (4) i sistemom (5) za mehanizovano vaenje fermentovane mase iz digestora (3).

Slika 9. Uproena ema sloenijeg postrojenja za proizvodnju biogasa iz stajnjaka domaih ivotinja: 1 - staja, 2 - kanal, 3 - digestor, 4 - mealica, 5 - kanal sa ureajem za vaenje fermentovane mase, 6 - odvod biogasa, 7 - odvaja S02, 8 - ciklon,

9 - skladite gasa, 10 - osigura od povratka plamena, 11 - gorionik

Digestori Anaerobni digestori, odnosno ureaji u kojima se vri digestija - fermentacija biomase, predstavljaju osnovne ureaje sistema za proizvodnju biogasa. U praksi nalaze primenu razliiti tipovi digestora koji se razlikuju po konstrukciji, veliinama, nainu odvijanja procesa u njima, materijalu od kojih su izgraeni, sposobnosti da skladite proizvedeni biogas. Obzirom da se ovakvim postrojenjima proizvodi biogas sa visokim procentom metana (80 do

11

85%), ije energetske karakteristike su sline karakteristikama zemnog gasa mora se voditi rauna jer postoji opasnost od eksplozije.

Skladitenje biogasa U cilju smanjenja ili izbegavanja neravnomernosti rada u sistemu za proizvodnju i potronju biogasa, instalaciju je potrebno snabdeti skladitem biogasa. Od mesta skladitenja, veliine skladitenja i pritiska gasa razlikuju se i reenja skladitenja biogasa. a) Niskopritisno skladite; izvodi se u sklopu s digestorom. U tom sluaju je prostor iznad substrata ujedno i skladite gasa. Nedostatak takvih skladita je u tome to ona ne mogu biti dovoljno velika i uslovljavaju konstrukciono prilagoavanje digestora. b) Visokopritisno skladite; ovo skladitenje se vri u posudama (rezervoarima ili elinim bocama) koja mogu da izdre potrebne pritiske. Punjenje visokopritisnih skladita se vri pomou posebnih kompresora koji su predvieni za rad sa zapaljivim i eksplozivnim gasovima.

Preiavanje biogasa Proizveden biogas ima znaajan sadraj ugljendioksida (25 do 45%) koji predstavlja njegov negorivi, pa prema tome i nekoristan sastojak. Njegovim odstranjivanjem smanjuje se zapremina proizvedenog biogasa, ali se poveava njegova toplotna mo. Ureaj za izdvajanje ugljendioksida vri rastvaranje ugljendioksida u vodi (ak oko 25 puta se bolje rastvara od metana). Biogas se iz digestora proputa kroz mlaz vode koji apsorbuje ugljendioksid, a odatle se, preien uvodi se u ciklon kako bi se izvrilo razdvajanje kapljica vlage koje je biogas poneo prilikom strujanja kroz vodeni odvaja. Vodoniksulfid predstavlja posebno tetan sastojak biogasa, bez obzira to je njegov sadraj mali. To je otrovno jedinjenje neprijatnog mirisa i korodirajueg dejstva. Izdvajanje se, u odreenoj meri moe izvriti proputanjem biogasa kroz vodenu zavesu ili njegovim proputanjem kroz preista s ispunom od gvoe-sulfida.

Sigurnosna oprema Kod postrojenja za proizvodnju i korienje biogasa, mora se obratiti posebna panja sigurnosti rada postrojenja, kako ne bi dolo do neeljenih dejstava. Kod sagorevanja biogasa postoji mogunost (zavisno od tipa gorionika) da se plamen vrati kroz instalaciju i izazove eksploziju u skladitu ili digestoru. Spreavanje povratka plamena se vri odgovarajuim osiguraima, nepovratnim ventilima i slino.

ENERGIJA BIOMASE I BIOGASA U SRBIJI

Srbija ima relativno veliki energetski potencijal u biomasi s obzirom na to da je umom pokriveno oko 24.000 km2, dok poljoprivredno zemljite zauzima 45.000 km2 . Energetski potencijal ostataka biomase procenjen je na 115.000 TJ po godini. Od toga je 65.000 TJ po godini ostatak poljoprivredne biomase, a 50.000 TJ po godini potencijal umske mase nakon eksploatacije uma. Ako se ima u vidu da se proizvodnjom uglja iz Kolubarskog basena od oko 35 miliona tona mo`e dobiti energetski potencijal od 247.000TJ, onda se moe shvatiti o kakvom se energetskom potencijalu radi u sektoru biomase. Znaajne mogunosti u Srbiji postoje i u proizvodnji biogasa od raznih organskih otpadaka, posebno stajskog ubriva. Farma od 100 do 120 goveda daje koliinu ubriva iz koje je mogue dnevno proizvesti 400kWh toplotne energije i 210kWh elektrine energije. Potrebna ulaganja u izgradnju ovakvog postrojenja iznose oko 60.000 evra sa rokom otplate izmeu tri i etiri godine.