Trudno dostępna lignoceluloza
Słoma i pozostałości pożniwne mają trwałą strukturę włóknistą. Bez odpowiedniego rozdrobnienia, obróbki i hydrolizy znaczna część potencjału energetycznego pozostaje niewykorzystana.
Modernizacja istniejących biogazowni
Fermentacja słomy i pozostałości lignocelulozowych
Ukierunkowana modernizacja biogazowni umożliwia fermentację beztlenową słomy, pozostałości pożniwnych i innych włóknistych surowców lignocelulozowych. Rośliny energetyczne i pasze mogą zostać częściowo lub całkowicie zastąpione przy zachowaniu znacznej części istniejącej infrastruktury.
Problem wyjściowy
Dlaczego konwencjonalne biogazownie mają trudności z fermentacją słomy i pozostałości włóknistych
Niedostosowana biologia fermentacji
Typowe kultury mikroorganizmów i całkowicie mieszane fermentory nie są zoptymalizowane do stałego udziału dużych ilości surowców lignocelulozowych.
Inhibitory w obiegu procesowym
Przy recyrkulacji biofiltratów amon i siarkowodór mogą kumulować się do stężeń hamujących proces.
Zależność od roślin energetycznych
Kiszonka z kukurydzy i inne wartościowe substraty zajmują grunty rolne, podlegają ryzyku cenowemu i konkurują z produkcją żywności oraz pasz.
Zasada procesu
Modernizacja biogazowni zamiast budowy nowej instalacji
Magazynowanie i rozdrabnianie pozostałości
Istniejące silosy wykorzystuje się do składowania suchych lub zakiszonych pozostałości pożniwnych. Słoma i odpady z czyszczenia są rozdrabniane do wielkości poniżej około 10 mm.
Obróbka termomechaniczna
Włókniste surowce mogą być przed sporządzeniem zawiesiny poddane obróbce mechanicznej i termicznej, aby zwiększyć dostępność struktury lignocelulozowej.
Biosuspensja i hydroliza tlenowa
Z wykorzystaniem cieczy procesowych i oczyszczonych biofiltratów wytwarza się pompowalną biosuspensję. Wstępna hydroliza tlenowa udostępnia składniki włókniste przed metanizacją.
Fermentacja główna z zachowaniem kultury
Hydraulicznie i tylko częściowo mieszany fermentor główny utrzymuje mezofilną kulturę mieszaną zaadaptowaną do materiałów lignocelulozowych i pozwala na stabilną pracę przy wysokiej zawartości suchej masy.
Dofermentowanie i wykorzystanie istniejących zbiorników
Istniejące fermentory mieszane można dalej wykorzystywać jako drugi stopień fermentacji, a przy odpowiedniej konfiguracji prowadzić je okresowo, znacznie wydłużając minimalny czas retencji.
Obieg gazu i składników odżywczych
Biogaz jest biologicznie odsiarczany. Powstający bio-kwas wspiera usuwanie inhibitorów, a stałe frakcje pofermentu i koncentraty nawozowe pozostają produktami nawozowymi.
Odpowiednie surowce
Słoma, pozostałości pożniwne i inne surowce lignocelulozowe
Pozostałości pożniwne
Słoma zbożowa, kukurydziana, rzepakowa i z innych roślin oleistych – sucha lub w razie potrzeby zakiszona.
Pozostałości z czyszczenia i przygotowania
Pozostałości z czyszczenia zbóż, kukurydzy i nasion oleistych oraz inne produkty uboczne bogate we włókno.
Pozostałości zwierzęce
Stałe i płynne nawozy naturalne mogą zostać zintegrowane zależnie od lokalizacji, warunków pozwolenia i bilansu materiałowego.
Korzyści dla klienta
Korzyści ekonomiczne i operacyjne modernizacji
Mniejsza zależność od drogich roślin energetycznych
Lokalnie dostępne pozostałości mogą zastąpić kiszonkę z kukurydzy i inne wartościowe substraty oraz stabilizować koszty zaopatrzenia.
Wykorzystanie istniejących inwestycji
Zbiorniki, magazyny gazu, zbiorniki pofermentu i inne elementy instalacji są włączane do nowej koncepcji wszędzie tam, gdzie jest to technicznie uzasadnione.
Więcej energii z pozostałości
Obróbka, hydroliza, kultury adaptowane i wydłużony czas retencji zwiększają odzysk energii z biomasy włóknistej.
Korzyści gruntowe i klimatyczne
Grunty rolne mogą być w większym stopniu przeznaczone pod uprawy rynkowe, a wielkość transportu i zależność od energii kopalnej mogą się zmniejszyć.
Wartościowe produkty nawozowe
Składniki pokarmowe są zachowywane w stałych frakcjach pofermentu oraz koncentratach zawierających azot i siarkę do wykorzystania rolniczego.
Modernizacja dostosowana do projektu
Rozbudowa jest dostosowywana do istniejącego wyposażenia, dostępnych strumieni materiałowych, ram pozwoleniowych i planowanego wykorzystania gazu.
Podstawa techniczna
Przedstawione rozwiązanie procesowe opiera się na niemieckim zgłoszeniu patentowym DE 10 2014 005 270 A1. Konkretna modernizacja wymaga oceny istniejącej instalacji, analizy strumieni materiałowych, sprawdzenia wymogów pozwoleniowych oraz opracowania technicznego i ekonomicznego.
Państwa istniejąca biogazownia