Plyn pro získávání čisté energie

Výstavba, ochrana a údržbabioplynových stanic

Získávání energie s potenciálem do budoucnaTeplo a elektřina z bioplynových stanic

Bioenergetický trh zažívá v současnosti boom a bude i v budoucnu získávat na stále větším významu. Především v Německu bylo v minulých letech intenzivně pracováno na inovacích v oblasti získávání energie z biomasy. Bioplynové stanice jsou považovány za takovou formu získávání energie, která je nanejvýš šetrná k životnímu prostředí a daným zdrojům. Elektřina a teplo jsou zpravidla získávány pomocí blokové tepelné elektrárny z močůvky nebo fermentací surovin. Teplo je využíváno pro provoz bioplynové stanice a získaný bioplyn se používá především k výrobě elektrického proudu. Tento proud může být dodáván do veřejné sítě a je státem podporován dle zákona o obnovitelných zdrojích. Upravený bioplyn může kromě toho sloužit i jako palivo.

Sousedící oblastí a již široce rozšířenou je provoz bioplynových stanic u statků, neboť díky přebývajícím zemědělským surovinám nebo cíleně produkovaným rostlinám dodávajících energii je k dispozici dostatek základního materiálu pro provoz těchto zařízení. Kromě přímého užívání tepla a proudu dodávají zkvašené suroviny dobrá zemědělská hnojiva, která jsou o dost méně agresivnější a méně zapáchají než surová močůvka.

Protože bioplynem lze po příslušné úpravě napájet i veřejnou síť zemního plynu, stává se výroba bioplynu rostoucí měrou zajímavá i pro podniky zabývající se výrobou energie, neboť dopravní logistika prostřednictvím sítě zemního plynu umožňuje efektivní využití energie získané ve větších elektrárnách. Bioplyn jakož i zemní plyn lze rovněž použít v dopravním sektoru.

K přeměně biomasy na bioplyn dochází v zařízení s hlavním fermentorem – vlastním reaktorem a nádrží na dokvašení. Přitom se jedná o dvě uzavřené kulaté nádrže z oceli nebo betonu, které z důvodu v nich probíhajících procesů kvašení musí splňovat nejvyšší požadavky.

Pro ochranu a údržbu bioplynových nádrží z oceli a betonu nabízí společnost Sika efektivní produkty a systémová řešení. Díky tomu jsme kompetentním partnerem pro oblast údržby a povrchové ochrany obou konstrukčních variant jakož i pro oblast bezpečného utěsnění nádrží a přípojek.

obytný dům

stáj hnůj,močůvka

jímka

zásobník tepla

kogenerační jednotka

kofermenty

fermentor

plynojem

ústřední vytápění

hnojivo

zemědělské využitíel. proud teplo plyn hnůj kofermenty

veřejná síť

speciální tkanina Sika® Betonol a opět se laminuje produktem Sikagard®-177. Konečná krycí vrstva se skládá ze dvou vrstev Sika® Permacor® 3326/EG-H.

Výstelku nádrží lze alternativně provést pomocí odolných FPO hydroizolačních fólií Sikaplan® WT 6200-20 C, které jsou vyztuženy skelným rounem. Pokud se provádí výstelka jen v prostoru plynu, je třeba dbát na to, že spodní napojení ve vyhnívající nádrži musí být vodotěsně uzavřeno.

Oprava betonu

Povinná je dobrá příprava podkladu. Dle stavu betonových ploch, které vyžadují opravu, se podklad připraví metodou tryskání vodou se stlačeným plynem, tryskání plamenem nebo frézováním. U betonu, který je silně poškozen sulfátem, se doporučují hmoty z betonové náhrady se specifickými vlastnostmi s odolností vůči sulfátům. Pro ruční aplikaci je vhodná hmota Sika MonoTop®-412 N/NFG. Systémem pro strojní opravy materiálu je po přípravném tryskání armovací oceli vhodný prostředek na ochranu proti korozi SikaTop® Armatec-110 EpoCem®.

Jako náhrada betonu jsou vhodné produkty řady Sika® Shot, SikaRep® nebo Sikacem® Gunit. Po reprofilaci betonové plochy – pokud již není žádná nebo pouze nepatrná koroze způsobená kyselinou sírovou – se provede vyrovnání povrchu pomocí jemné stěrky Sikagard®-720 EpoCem®, která je zušlechtěna epoxidovou pryskyřicí a lze ji stříkat.

Trvanlivé a kvalitní řešení s produkty SikaVnitřní nátěry na ocel a beton, utěsnění

Vnitřní plochy ocelových a betonových nádrží vyžadují nanejvýš odolnou povrchovou ochranu. U hlavních fermentorů a nádrží na dokvašení ze železobetonu je kromě toho zapotřebí obzvláště výkonných metod na údržbu a opravu betonu.

Vnitřní nátěr ocelových nádrží

Ocelové plochy jsou tryskány ve stupni přípravy Sa 2 ½. Po ukončení přípravy podkladu se povrch natře 2-3 vrstvami chemicky a mechanicky vysoce zatížitelné epoxidové pryskyřice Sika® Permacor® 3326/EG-H.

Povrchová ochrana

Bioplynové nádrže lze uvnitř bez dalšího natřít celoplošně v rámci jednoho systému povrchové ochrany, i v anaerobní oblasti, toto avšak není nutností. V každém případě je nutná aplikace systému povrchové ochrany v aerobní oblasti, tedy v prostorech s plynem. Vhodné jsou buď tuhé nebo trhliny překrývající nátěry nebo výstelka ze speciální fólie pomocí těsnicích pásů z umělé hmoty.

V případě obou nátěrových variant se beton, pokud existuje biogenní kyselina sírová, zpravidla egalizuje dvojitou vrstvou Icoment®-520. Tuhá struktura je založena na základním nátěru pomocí Sikagard®-177 a trojnásobné krycí vrstvě epoxidové pryskyřice Sika® Permacor® 3326/EG-H. V případě požadavku na překlenutí tenkých trhlin se nejdříve aplikuje vrstva laminační pryskyřice Sikagard®-177, vloží se tvarově stálá

Kromě vnitřních nátěrů nádrží je zvláštní pozornost věnována utěsnění spojů mezi konstrukčními díly jakož i připojovacím spárám mezi dnem nádrže a prvky stěny.

Utěsnění ocelových nádrží

Segmentové ocelové nádrže jsou perfektně utěsněny elastickým speciálním těsnícím tmelem Sikaflex®-TS plus. To platí pro lisovaná těsnění a ochranu hran v mezofilních zařízeních (provozní teplota 30-40 °C) jakož i pro lisovaná těsnění v termofilních zařízeních (provozní teplota 45-55 °C). Tmel se vyznačuje vysokou odolností proti přetržení a díky době tvorby povrchové kůže za 5-6 hodin je vhodná pro časově náročnou montáž segmentů z ušlechtilé oceli, černé oceli nebo pro smaltované ocelové segmenty. Sikaflex®-TS plus je odolný vůči hnojůvce, močůvce a silážním produktům, za tímto účelem můžeme předložit zkušební zprávy Jihoněmeckého centra pro umělé hmoty (SKZ) Würzburg.

Utěsnění betonových nádrží

Mezofilně provozované železobetonové nádrže (provozní teplota 30-40 °C) se utěsňují stejně spolehlivě pomocí tmelu Sikaflex®-TS plus (pro rychlejší vytvrzení varianta Sikaflex®-TS fast). Tento produkt se rovněž osvědčil jako optimální řešení bezpečného utěsnění přípojných spár pro míchací zařízení, trubkových průchodek, servisních okének a indikátorů stavu naplnění.

Masivní napadání oceli a betonuKorozivní procesy v bioplynových nádržích

Bioplyn je plyn skládající se zejména z metanu (CH4) a oxidu uhličitého (CO2), vodní páry, sirovodíku, dusíku, kyslíku a vodíku. Bílkoviny nacházející se ve kvasící hmotě se štěpí na aminokyseliny. Tyto aminokyseliny jakož i stávající sulfát tvoří mimo jiné sirovodík (H2S). Tento se difúzí dostává do oblasti plynu, zde oxiduje a kondenzuje na stěnách a stropech jako elementární síra. Tuto síru používají thiobakterie jako zdroj energie a především se přeměňuje na kyselinu sírovou (H2SO4). Tato „biogenně“ vytvořená kyselina sírová má za následek korozi všech kovových konstrukčních dílů, silně napadá beton a plynule jej ničí. Tato takzvaná biogenní koroze kyselinou sírovou je nejčastější příčinou škod uvnitř bioplynových nádrží.

Kyselina sírová (H2SO4) i kyselina siřičitá (H2SO3) způsobují u betonu abrazi 0,5-10,0 mm za rok; v extrémních případech byla dokonce zjištěna abraze až 20 mm.

Je tedy nadmíru jasné, že z důvodu chemických procesů, které se účastní vzniku bioplynu, je zapotřebí bezpečných a trvalých ochranných opatření stavební konstrukce.

Biogenní koroze kyselinou sírovou

oxid

ační

čás

t

(aer

obní

)

redu

kční

čás

t

(ana

erob

ní) Zkvašená hmota

Koroze betonu, podmíněná H2SO3,resp. H2SO4

H2S Bílkovina

Sírany SO42-

Sika CZ, s.r.o.

Bystrcká 1132/36624 00 BrnoČeská republikaTel. +420 546 422 464Fax +420 546 422 400www.sika.cz

Platí naše nejnovější Všeobecné obchodní podmínky. Před jakýmkoliv použitím a zpracováním se prosím podívejte

na technický list příslušného výrobku.

© 1

0/20

12

Držitel systémů jakosti podle ČSN EN ISO 9001 a EMS podle ČSN EN ISO 14001.

H2S S SOx H2SO3 resp. H2SO4

+O2+H2O