Bioplin i deponijski plinSeminarski rad iz kolegija Gospodarenje plinovima

UvodTehnologija se sve bre razvija, otpada je sve vie, a razgradnje ili iskoritavanja otpada je sve manja. Iako saniranje otpada postaje nunost, Republika Hrvatska je jo daleko od prakse koja je odavno zaivjela u zapadnim zemljama. Kod nas postoji svega pet ureenih odlagalita otpada, a sve ostalo su divlji deponiji.

Prednosti iskoritavanja otpada su: 1. Dobivanje bioplina i deponijskog plina kao energenta. 2. Dobivanje gnojiva. 3. Eliminiraju oblaci muha i smrada koje prate otpad. 4. Izuzetan ekoloki znaaj (eliminiranje metana) 5. Otplinjavanje odlagalita otpada otklanja opasnosti od poara, eksplozija itd.

Iskoristivost otpada

Nastanak bioplinaNajjednostavniji oblik dobivanja energije je sakupljanje i koritenje bioplina- produkta anaerobnog procesa razgradnje organskog otpada. Bioplin nastaje kao posljedica mikrobioloke razgradnje organskih tvari bez prisustva kisika. Najea tehnologija dobivanja bioplina je fermentacija ljudskog i/ili ivotinjskog otpada u posebno graenim postrojenjima.

Nastanak deponijskog plinaUslijed razgradnje organskih materijala deponijski se plin stvara u svim deponijima komunalnog otpada. Tako e ovisiti i koliina plina (plinski potencijal) i sastav plina od sastava otpada. Glavni preduvjet za stvaranje deponijskog plina je vlana sredina bez kisika (anaerobna).

Udio pojedinih komponenti tijekom vremena se mijenja, tako da se u konanosti stabiliziraju CH4 i CO2 u odnosu na podruje isplinjavanja plina.

Openito o bioplinuBioplin se prije svega sastoji od metana (CH4) s udjelom od 55-75 %, ugljinog dioksida (CO2) s udjelom od 25-45 % i drugim zanemarivih plinskih sastojaka u podruju od 0-5 % kao to su vodik (H2), vlaga (H2O), duik (N2), kisik (O2) i vodikov sulfid (H2S). Ogrjevna vrijednost bioplina je 21,48 MJ/m3 udio metana u bioplinu od 60%.

Openito o deponijskom plinuOgrjevna vrijednost deponijskog plina kod odnosa 52,6% CH4 i 43,5 % CO2 iznosi 21 MJ/m3. Ukupno trajanje stvaranja plina u deponijima iznosi prema teoretskim proraunima oko 100 godina. Meutim, ekonomsko koritenje mogue je samo oko 30 godina.

Openito o deponijskom plinuSlijedei parametri su biti od vanosti za kvantitetu i kvalitetu deponijskog plina: Sadraj vlage mora biti vei od 30 %. Stupanj zbijenosti otpada. Organski udio u deponiju.

-

Vano je napomenuti tok proizvodnje plina u ovisnosti o starosti deponija.

Sustav za otplinjavanje deponijaOtplinjavanje deponija mora ispuniti slijedee zahtjeve: - osigurati mora pouzdano dosisavanje s dovoljnim podtlakom radi uspjenog odvoda deponijskog plina - osigurati mora konstantnu dobavu deponijskog plina za potrebe izgaranja - osigurati mora pouzdan sustav u pogledu protueksplozijske i poarne zatite

Sustav za otplinjavanje deponija-

Sustav za otplinjavanje deponija ine: Deponijske sonde Cijevni razvod Odsisna stanica

Pogon za otplinjavanje deponijskog plinaPogon za otplinjavanje deponijskog plina sastoji se od: Vertikalni sustava Horizontalni sustava Sustavi vodova

Vertikalni sustaviZa iskoritavanje deponije bue se vertikalne buotine promjera 800 mm. Perforirane cijevi za isisavanje plina moraju, obzirom na promjer i debljinu stijenki, biti dovoljno dimenzionirane da bi s jedne strane mogle izdrati teret otpada i s druge strane omoguile dovoljan protok plina.

Vertikalni sustavi

Horizontalni sustaviHorizontalne drenane vodove za deponijski plin izvodi se najee kao perforirane vodove runom umotane i postavljene u sredinu ljunane drenane. Drenaa moe biti rasporeena ili u obliku zvijezde, u obliku lepeze ili paralelno u premjetenom rasporedu preko visine deponija

Horizontalni sustavi

Da bi se sprijeilo turbulentna strujanja u cijevima maksimalna brzina ne smije prekoraiti 10 m/s. za sigurno mjerenje protoka treba odravati minimalnu brzinu oko 5 m/s kao i podtlak od 30 mbar i vie na prihvatnim ureajima. Voenja vodova sabirnog sistema mora imati osiguran odvod kondenzata i garantiran prihvat duinskih promjera kod temperaturnog optereenja.

Sustavi vodova

Bioplinsko postrojenjeGlavni dio bioplinskih postrojenja su fermentori (digestori)- zabrtvljeni, nepropusni spremnici.

Bioplinsko postrojenjeU spremnicima je mogue odvijanje dvije vrste procesa: Mezofilna razgradnja Termofilna razgradnja U spremnicima se, osim grijaa, nalaze i mijealice koje u odreenim vremenskim razdobljima mijeaju masu i time omoguavaju bru razgradnju tvari i ubrzavaju proces stvaranja bioplina

-

Bioplinsko postrojenje

Nakon 20-tak dana digestori se prazne i sadraj odlazi u separatore gdje se odvajaju kruta i tekua faza tog sadraja.

Mogunost iskoritavanja energije deponijskog plinaEuropski grad od npr. 100 000 stanovnika, godinje deponira oko 24 000 tona kunog otpada, da bi se nakon 20-ak godina deponiranja sakupilo kunog otpada oko 480 000 tona. Na osnovni mjerenja EPA Report proizlazi da se mikrobiolokom razgradnjom organskih tvari iz otpada kod 40 C oslobaa deponijskog plina 370 m3/t organskog otpada, odnosno 240 m3/t ukupnog otpada.

Mogunost iskoritavanja energije deponijskog plina

Mogunost iskoritavanja energije deponijskog plinaPlin se sakuplja u buotinama za otplinjavanje na odlagalitu, sabire u plinovode, isti i tlai preko hladnjaka do energane, gdje proizvodi elektrinu ( i toplinsku) energiju. Sustav energetskog iskoritenja deponijskog plina sastoji se od podsustava: - sakupljanje plina - ienje i tlaenje plina s priuvnom bakljom i - energane

Mogunost iskoritavanja energije deponijskog plina

Mogunost iskoritavanja energije deponijskog plinaOsnovni oblici uporabe deponijskog plina kao energenta: Deponijski plin kao gorivo toplovodnog kotla. Deponijski plin kao gorivo u TOTEMmodulu

-

-

Koritenje deponijskog plina u Republici HrvatskojHrvatska nema nijedan objekt za iskoritavanje energije deponijskog plina. Pretpostavlja se da u Hrvatskoj postoji oko 4000 aktivnih i naputenih odlagalita komunalnog i slinog otpada od kojih se oko 700 vodi u katastru. Koliina odloenog otpada koji jo proizvodi deponijski plin procjenjuje se na oko 50 milijuna tona. To odgovara proizvodnji deponijskog plina od priblino 300 milijuna m3 plina godinje, koji nekontrolirano odlazi u atmosferu.

Koritenje deponijskog plina u Republici HrvatskojGlavni uinci takvog energetskog iskoritavanja deponijskog plina u Hrvatskoj bili bi: - smanjenje opasnosti od odlagalita otpada - emisije tetnih plinova iz odlagalita otpada - smanjenje potronje i uvoza fosilnih goriva - poveanje zaposlenosti domae radne snage i - stvaranje profitabilnih poduzea

Mogunost koritenja bioplina

Mogunost koritenja bioplina su raznolike. Najea primjena je direktno na farmama, gdje bioplin pokree agregate za dobivanje struje i tople vode. Kao primjer moe posluiti farma sa stadom od 760 krava, koja sve potrebe za energijom pokriva iz vlastitog bioplinskog postrojenja, a viak elektrine energije prodaje i s njime zadovoljava potrebe jo 45 prosjenih domainstava. Prema vedskom instituti ukupni bioplinski potencijal u vedskoj iznosi 7,2 TWh/ godinje to je dovoljno za zadovoljavanje energetskih potreba oko 700 000 vozila.

Bioplinsko postrojenje DvorKapacitet farme je 110 000 pilia po turnusu. Tako velika koliina pilia stvara dnevno preko 7 tona otpada koji ukljuuje i travu. Izgradnja bioplinskog postrojenja odvija se u suradnji s najjaom austrijskom tvrtkom za projektiranje i izvoenje bioplinskih postrojenja Entec, Fussach.

Budui bioplin sadri manje koliine sumporovodika (H2S) nuno je odsumporavanje plina unoenjem kisika u plinski prostor fermentatora. Osim energije, bioplinsko postrojenje Veterinarska stanica Dvor proizvodi u cijelom procesu i ekoloki, visokokvalitetno kruto i tekue biljno gnojivo.

Bioplin kao energent iz otpadnih vodaOtpadne vode, koje sadre organska oneienja pogodna za biotehnoloku anaerobnu obradu, jesu komunalne vode, pogotovo ako u njih utjeu industrijske oneiene vode. Iz organskih tvari, koje pripadaju farmskim oneienim vodama, generira se oko 0,3-0,5 m3 bioplina/kg organske tvari, za razliku generiranja dvostruke koliine bioplina iz kg organskih tvari, koje pripadaju oneienjima iz otpadne vode iz neke mlijene proizvodnje.

Proiavanje deponijskog plina i bioplinaDeponijski plin se proiava ako sadri florirane ugljikovodike ili visoko i niskomolekularne klorirane ugljikovodike. Bioplin se isti ako sadri velike koliine tetnih plinova (sumporovodik, CO2 itd.) Postupci ienja su: odstranjivanje estica i vlage, odstranjivanje H2S-a, odstranjivanje CO2.

Proiavanje deponijskog plina i bioplinaSlijedei procesi u proiavanju deponijskog i bioplina su: Odstranjivanje estica i vlage Odstranjivanje H2S Odstranjivanje CO2

Proiavanje deponijskog plina i bioplina

Pohranjivanje bioplinaBioplin se pohranjuje u: Niskotlanim spremnicima Visokotlanim spremnicima

Bioplin u svakodnevnoj potronjiBioplin se prije svega koristi za vlastite potrebe anaerobnog procesa u obliku toplinske i elektroenergije, s vikom za uporabu u sekundarnoj tehnologiji. Primjena bioplina je slijedea: Bioplin koji se koristi kao gorivo za zagrijavanje toplovodnih kotlova. Bioplin kao gorivo u stacionarnim motorima s unutarnjim izgaranjem. Bioplin kao plinsko gorivo u mobilnom motoru

-

Opasnosti koje proizlaze iz neiskoritavanja deponijskog plina

Deponijski plin je smjesa metana (40-60%) i ugljinog dioksida uz niz tetnih plinova u manjim koncentracijama ili tragovima tako da predstavljaju veliku opasnost za zdravlje i okoli ako nekontrolirano izlazi u atmosferu. Opasno djelovanje deponijskog plina na okolicu se ogleda na slijedei nain: deponijski plin u samom deponiju, u podrumskim prostorima ili u kanalizaciji moe dovesti do ekspolozije. deponijski plin kao opisana plinska smjesa u okolici uzrokuje neugodne mirise, a moe uzrokovati i trovanja deponijski plin e prodiranjem kroz biljnu pokrov difuzijskim otplinjavanjem otetiti biljno korijenje vezujui na sebe kisik

Opasnosti koje proizlaze iz neiskoritavanja deponijskog plina

Ekonomski osvrt na bioplin i deponijski plinCijena toplinske energije iz bioplina s modulom (PM+EG) kod veliine farme 3500 SJ (1 SJ ekvivalent 500 kg ivotinja) iznosi oko 0,33 eura/kWh, odnosno s modulom (PM+TP) oko 0,06 eura/kWh. Brzi razvoj objekata s energetskim koritenjem deponijskog plina u svijetu uvjetovan je prije svega ekonominou takvih projekata. Deponijski plin sakupljen sustavom otplinjavanja znatno se vie isplati energetski iskoristiti nego spaljivati na baklji.

ZakljuakBioplin je pogodan za iskoritavanje u postrojenjima, jer se dobiva iz organskog materijala koji u okoliu imamo u velikim koliinama. Republika Hrvatska ima veliki potencijal u bioplinu i deponijskom plinu koji bi se trebao na pravi nain iskoristiti. Podupiranjem i ulaganjem u bioplin i deponijski plin Republika Hrvatska bi bila manje ovisna o skupom uvoznom plinu, a ujedno bi i podupirala domau ekonomiju. Tek tada bi se u potpunosti ostvarilo naelo da je na otpad, nae bogatstvo.

Literatura1. Z. Schauperl, 2004. Bioplinsko postrojenje, Gospodarstvo i okoli,broj 67, Zagreb, str. 225-227. Schauperl, okoli 2252. Z. Pai, 2000. Bioplin kao energent iz otpadnih voda, EGE, br. 5/2000., Zagreb, str. 129-134. . Pai br 1293. T. Al Seadi, 2009. Bioplin:prirunik, EIHP, Zagreb. Seadi, Bioplin:priru 4. P. Mazza, 2002. Biogas. Climate Solutions Special Report, Earth Island Institute, USA. Mazza, Biogas. 5. D. Asmus, 1996. Otplinjavanje deponija i koritenje deponijskog plian, Gospodarstvo i okoli, Asmus, kori plian, okoli broj 5, Zagreb, str. 403-412. 4036. V.Potonik, 1996. Iskoritavanje energije deponijskog plina u svijetu i Hrvatskoj, EGE, br. V.Potonik, Iskori br. 14/1996., Zagreb, str. 70-71. 707. V. Potonik, 1997. Iskustva u koritenju energije deponijskog plina, Gospodarstvo i okoli, broj Poto nik, kori okoli 25, Zagreb, str. 107-111. 1078. Z. Pai, N. Pai, 2002. Deponijski plin kao energent deponija kunog otpada, EGE, br. 2/2002., Pai Pai ku br. Zagreb, str. 70-74. 70Internetske stranice: 1. Imex Bjelovar, .URL: http://www.imex.hr (30.12.2010.) http://www.imex.hr 2. Pinerolese Indistruale, URL: http://www. ambiente.aceapinerolese.it (3.1.2011.) Indistruale, ambiente. aceapinerolese. 3. Bio orbis, URL: http://www. bioorbis.org (2.1.2011.) orbis, bioorbis.

HVALA NA PANJI! SRETNO!