kutatÁs + fejlesztÉs program akf2011/2. ütem + f program_2011-2.pdf · agrowatt...

Agrowatt Környezetvédelmi Szolgáltató Nonprofit Kft.

6000 Kecskemét, Mátyás kir. krt. 86.

AGROWATT K + F Program 2011/2. ÜTEM

1

KUTATÁS + FEJLESZTÉS

PROGRAM

- AKF2011/2. ütem -

AGROWATT

biogáz kutató központ

Kecskemét, 2011. november – december

Készítette:

AGROWATT Nonprofit KFT.




2

Előzmények:

Az Agrowatt Kft. biogáz kutató központ építkezési munkái 2011 áprilisában befejeződtek.

Az ezt követő technológiai próbák, beüzemelés eredményeképp az erőmű próbaüzeme, ezzel párhu-

zamosan a K + F tevékenység 2011 szeptemberében kezdődött meg.

Célok:

A kutatás fejlesztési program során különböző, biogáz technológiai felhasználásra feltehető-

leg alkalmas anyagok üzemi körülmények között történő kipróbálása történik. A program célja az

eredmények folyamatos kiértékelése, dokumentálása, s egy a gyakorlati felhasználókat segítő, ösz-

tönző tudásháttér kialakítása.

A program végrehajtásának műszaki feltételei:

Az alkalmazott technológia alkálikus iszaprothasztás, menynek során a szerves anyagok le-

bontása anaerob környezetben történik meg. A technológia mezofil hőmérsékleti tartományban

végzett fermentálás. A lebontást különböző baktérium populációk munkája eredményezi. A folya-

mat eredményeképp egyrészt biogáz, másrészt kierjedt fermentlé keletkezik.

A rothasztás műtárgya a fermentor. Az Agrowatt biogáz kutató központban két fermentor,

egy normál üzemi, illetve egy kísérleti fermentor található. A fermentor egy szigetelt, megerősített

kör alakú betonacél tartály, mely trapézlemez-burkolattal van ellátva. A fermentorban történik az

erjesztendő szubsztrát fermentálása 35 és 40 °C között. A feltöltés egy szubsztrát vezetéken keresz-

tül történik, amelyik a fermentor folyadékszintje felett végződik. A töltés idővezérelten történik. A

beadagolt szubsztrát mennyiségének függvényében az erjedő folyadékba merülő túlfolyó-vezetéken

keresztül, adott mennyiségű végtermék kerül átvezetésre a végterméktárolóba. A folyadékszint fe-

lett található a gáztér, amely egy gázfóliával le van zárva. A gázfóliát egy szilárdan felszerelt, meg-

erősített szövetből készült ponyvatető burkolja és védi. Nettó térfogata kb. 3080 m3. A kísérleti

fermentor szerkezeti kialakítás szempontjából mindenben megegyezik a fő fermentorral. Térfogata

200 m3, alapanyag-ellátása a fő fermentorral megegyező módon, de kézi üzemben történik.

A kutatási munkát továbbá különböző online mérő berendezések segítik, melyekkel a követ-

kező paraméterek folyamatosan nyomon követhetők: közeg hőmérséklet, gáznyomás, üzemidő,

tartózkodási idő, rothasztótér szerves anyag-terhelés, gázösszetétel (metán, kén-hidrogén és oxi-

gén), biogáz mennység, betáplált anyag mennyiség, redoxpotenciál.




3

A program végrehajtásának menete:

A program ciklusokra osztja az erőmű kutatás-fejlesztési tevékenységét. Egy évben 5 – 6

ciklus zajlik, tehát egy ütem kb. 60 – 75 napig tart. A második ütem végrehajtásának menete 2011

novemberében kezdődött és december végéig tartott.

Egy – egy ütemben előreláthatólag 2 – 5 különböző alapanyag üzemi próbájára van lehető-

ség. Minden ciklus végén kiértékelésre kerülnek a kísérleti / üzemi eredmények. A kiértékelés az

alapanyagok szerint felosztva, az egyes próbákat bemutatva történik.

A kutatás-fejlesztési eredmények minél hatékonyabbá tétele, valamint az esetleges kockáza-

tok időben történő elkerülése érdekében az egyes alapanyagok még a tényleges felhasználás előtt

többnyire laboratóriumi kivizsgálásra kerülnek. Az anyagokból vett minták laboratóriumi feldolgo-

zását egy nagy tapasztalatokkal rendelkező németországi labor végzi. A laboratóriumi feldolgozás

során megállapítást nyer, hogy az adott minta tartalmaz-e a fermentációt, a baktériumok működését

gátló anyagokat. Az eljárás a bakteriális életet akadályozó maradványanyagok, mint pl. az antibioti-

kumok, szulfonamidok kimutatására szolgál. A teszt során nem meghatározott gátlóanyagokat vizs-

gálnak, hanem azt ellenőrzik, hogy általános gátlóhatás kimutatható-e az adott mintában. A folya-

matot szükséges 6,0, 7,2, 7,4 és 8,0 pH tartományban is vizsgálni, mivel a gátlóanyagok hatás opti-

muma különböző. A gátlóanyag teszt mellett mindig megállapításra kerül a minta száraz, valamint

szerves szárazanyag tartalma. Az anyag kémiai összetétele alapján pedig megbecsülik az egyes

szubsztrátok üzemi körülmények között várható biogáz potenciálját szerves szárazanyagra, száraz

anyagra, valamint teljes anyagra vetítve, valamint a metánképző potenciálját is.

A laboratóriumi eredmények ezt követően kiértékelésre kerülnek. A kiértékelés alapján szü-

letik döntés arról, hogy az adott alapanyag érdemes, illetve a gátlóanyag teszt alapján alkalmas

üzemi / kísérleti feldolgozásra vagy sem. A kiértékelés alapján alkalmas alapanyagok ezután kerül-

nek a tényleges, üzemi körülmények között zajló szakaszba. Az anyagok feldolgozásának üzemi

körülmények között történő kiértékelése folyamatosan történik, a tapasztalatok, eredmények doku-

mentálását, leírását a K + F Program egyes ütemeinek leírása tartalmazza.




4

2011/2. ütem 1. sz. kutatott alapanyag

Vizsgált anyag: Kukorica léha

Származási hely: Gabonatisztító üzem, Szentkirály

Összetétel: Kukorica tisztítása során keletkező léha

Fotó:

Fizikai állag, halmazállapot: szilárd, könnyen szálló növényi rész

Szemcseméret: 5 – 10 mm

Laborvizsgálat, előminősítés eredményei

Szárazanyag tartalom: 88,1 %

Szerves szárazanyag tartalom: 92,0 %

Elméleti gázkihozatal: 578 l/kg szerves szárazanyag

526 l/kg szárazanyag

463 l/kg teljes anyag

Elméleti metánpotenciál: 54,6 %

Gátlóanyag teszt: negatív minden tartományban

Értékelés: A laboreredmény alapján az anyag alkalmas biogáz

üzemben történő felhasználásra.




5

Üzemi, kísérleti próba leírása, eredményei

A kukorica léha a beszállítást követően napi kb. 2 – 2,5 tonnás adagokban került fermentá-

lásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása a fogadó bunkeren keresztül, toló padozat,

szállítócsigák közreműködésével valósult meg.

A kukorica léha csekély mennyiségben tartalmaz növényi, fás, illetve egyéb más idegen,

vagy a technológia szempontjából túlságosan nagyméretű anyagot. Ezek eltávolítása nehezíti, las-

sítja kissé a felhasználást. A próba során kb. 25 tonna mennyiség került fermentálásra 12 napon

keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálja megközelíti a laborvizsgálat során

mért értéket, 1 tonna léhából kb. 400 m3 biogáz keletkezett 52 – 54 % metán tartalom mellett. Az

anyag felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermentációs értékek a

laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyamatok lefutása op-

timális. Az anyag hajlamos a felúszásra, ezáltal úszó réteg képzésére, de a vegyes gabonaporlási

melléktermékhez képest kevésbé.

Az anyag kutatási értékelése, ítélete:

A kukorica léha – megfelelő tisztítást követően - jól alkalmas biogáz erőműben történő

felhasználásra.




6


Vizsgált anyag: Napraforgó héj

Származási hely, beszállító: Gabonatisztító üzem, Szentkirály

Fotó:

Fizikai állag, halmazállapot: Szilárd, szemcsés


Laborvizsgálat, előminősítés eredményei

Szárazanyag tartalom: 90,8 %

Szerves szárazanyag tartalom: 96,4 %

Elméleti gázkihozatal: 587 l/kg szerves szárazanyag

564 l/kg szárazanyag

512 l/kg teljes anyag

Elméleti metánpotenciál: 52,7 %

Gátlóanyag teszt: negatív minden tartományban

Értékelés: A laboreredmény alapján az anyag alkalmas biogáz

üzemben történő felhasználásra.




7


A napraforgó héj a beszállítást követően napi kb. 2 – 2,5 tonnás adagokban került fermentá-

lásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása a fogadó bunkeren keresztül, toló padozat,


A napraforgó héj csekély mennyiségben tartalmaz növényi, fás, illetve egyéb más idegen,

vagy a technológia szempontjából túlságosan nagyméretű anyagot. Ezek eltávolítása nehezíti, las-

sítja kissé a felhasználást. A próba során kb. 25 tonna mennyiség került fermentálásra 12 napon

keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálja elmarad a laborvizsgálat során mért

értéktől, 1 tonna napraforgó héjból kb. 300 m3 biogáz keletkezett 52 – 54 % metán tartalom mellett.

A baktériumok általi biológiai feltárás korlátozott, a gázkihozatal elmarad az optimálistól. Az anyag

felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. Etetése során mindenképp foko-

zott felügyelet szükséges, mivel az anyag hajlamos a felúszásra, ezáltal úszó réteg képzésére. Hasz-

nálata többletkeverést tesz szükségessé a fermentorban.


A napraforgó héj – megfelelő tisztítást követően és folyamatos felügyelet mellett – bár

alkalmas fermentálásra, biogáz üzemi felhasználása kevésbé ajánlott más, hasonló tisztítási

maradványokhoz képest.




8


Vizsgált anyag: Roppantott kukorica

Származási hely: Városföldi Agrárgazdasági ZRt. szarvasmarha telepe

Összetétel, leírás: Állatok takarmányozására nem alkalmas, bepenészedett

roppantott kukorica

Fotó:

Fizikai állag, halmazállapot: Szilárd, szemcsés


Laborvizsgálat, előminősítés

Nem készült laborvizsgálat. A penészedés- mely miatt az állatok már nem eszik meg a takarmányt -

a biogáz üzem biológiai folyamataira még nem veszélyes, mértéke elhanyagolható. Az anyag cse-

kély adagokban kockázat nélkül alkalmas a próbára.




9


A roppantott kukorica a beszállítást követően napi kb. 2,5 tonnás adagokban került fermen-

tálásra. Az anyagnak a fermentorba történő bejuttatása a fogadó bunkeren keresztül, toló padozat,


A roppantott kukorica csak csekély mennyiségben tartalmaz idegen anyagot. A próba során

kb. 50 tonna mennyiség került fermentálásra 20 napon keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag

biogáz potenciálját kb. 450 m3/t értékre lehet becsülni. Az anyagból keletkező biogáz metántartalma

kb. 50 %. A kukorica felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a fermentorban. A fermen-

tációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően alakultak, a biológiai folyama-

tok lefutása optimális. Az anyag hajlamos a felúszásra, ezáltal úszó réteg képzésére.


A roppantott kukorica jól alkalmas biogáz erőműben történő felhasználásra.




10


Vizsgált anyag: Sütőipari hulladék

Származási hely: Kecskemét

Összetétel, leírás: Üzletekből visszakerült, el nem adott tésztahulladék

Fotó:

Fizikai állag, halmazállapot: Szilárd, tömbös

Laborvizsgálat, előminősítés

Az anyag jellege miatt – fagyott, tehát folyamatosan olvad - nem készült laborvizsgálat. Az anyag

csekély adagokban kockázat nélkül alkalmas a próbára.




11


A sütőipari hulladék a beszállítást követően napi kb. 2 tonnás adagokban került fermentálás-

ra.

A sütőipari hulladék fagyasztott állapotban került a biogáz üzembe, felhasználására a felol-

vadást követően kerülhetett sor. A próba során kb. 60 tonna mennyiség került fermentálásra 30

napon keresztül. Az üzemi adatok alapján az anyag biogáz potenciálját nagyon magas, kb. 600 - 650

m3/t értékre lehet becsülni. A tészta adagolása viszont negatív hatással volt a biogáz elegy metántar-

talmára, azt 50 % alá lökte. A tészta felhasználása nem váltott ki negatív irányú hatást a

fermentorban. A fermentációs értékek a laboratóriumi vizsgálatok alapján végig megfelelően ala-

kultak, a biológiai folyamatok lefutása optimális.


A sütőipari hulladék jól alkalmas biogáz erőműben történő felhasználásra, biogáz ter-

melő potenciálja kiemelkedő.




12

Összefoglalás

A kutatási fejlesztési program 2011. évi 2. ütemében a fent megnevezett négy anyag került

kipróbálásra. Három anyag (kukorica léha, roppantott kukorica, sütőipari hulladék) esetében egyér-

telműen kijelenthető, hogy biogáz technológiai szempontból felhasználásuk jól bevált, ajánlott. A

napraforgó héj fermentálásra kevésbé javasolt. Egyik kipróbált anyag esetében sem volt tapasztalha-

tó probléma a biológiai folyamatokban, a fermentációs minták laboreredményei mindig optimálisak

voltak.

A programban feldolgozott és most leírt anyagok mellett a további anyagok feltérképezése,

adott esetben feldolgozásra való előkészítése történt meg ezen ütem időszakában: konzervgyári

szennyvíziszap, baromfi hígtrágya, száraz tyúktrágya, konzervgyári melléktermék, szeszmoslék.

Ezen anyagok a program következő ciklusában kerülhetnek a kutatási fázisba.

Az anyag ítélete biogáz technológiai feldolgozhatóság szempontjából.

nem alkalmas kevésbé alkalmas alkalmas jól alkalmas kiválóan alkalmas

Kukorica

léha

X

Napraforgó

héj X

Roppantott

kukorica X

Sütőipari

hulladék X

A K + F Program 2011/2. ütem lezárult.

Kelt: Kecskemét, 2012. január 11.

kutatÁs + fejlesztÉs program akf2011/2. ütem + f program_2011-2.pdf · agrowatt...

Documents