Βιοαντιδραστήρας – Χωνευτήρας – Δεξαμενή Αναερόβιας Χώνευσης

Οι χωνευτήρες μπορεί να είναι κατασκευασμένοι από τσιμέντο ή μέταλλο. Κάθε περίπτωση έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της τόσο σε σχέση με τεχνικά ζητήματα όσο και ως προς το κόστος κατασκευής. Η καλύτερη επιλογή για κάθε περίπτωση ξεχωριστά προκύπτει από τον κατάλληλο τεχνικό σχεδιασμό και οικονομική ανάλυση και εξαρτάται από πολλές παραμέτρους.

 

Τροφοδότηση Βιομάζας με Κοχλία

Το ενσίρωμα καλαμποκιού, η αχυροστρμωνή και άλλα στερεά υλικά υποστρώματος τροφοδοτούνται μέσω συστήματος κοχλιομεταφορέα στις δεξαμενές ομογενοποίησης ή απευθείας στους χωνευτήρες. Αυτά τα συστήματα διαθέτουν αισθητήρες ζύγισης και ηλεκτρικούς οδηγούς, που ενσωματώνονται πλήρως στο κεντρικό σύστημα αυτόματου ελέγχου της εγκατάστασης βιοαερίου.

Δεξαμενές μεγάλης χωρητικότητας είναι εξοπλισμένες με 2 ή 3 κοχλίες υψηλής ταχύτητας, οι οποίοι είναι τοποθετημένοι με τέτοιο τρόπο που μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα, ενώ κατά τη διάρκεια της εκφόρτωσης σταματούν ένας προς ένα. Αρχικά οι κοχλίες κινούνται αργά και κατόπιν η συχνότητα περιστροφής αυξάνει βηματικά. Με τον τρόπο αυτό εξοικονομείται ενέργεια, ενώ ο κινητήρας δουλεύει ομαλά για όλο το 24ωρο κάθε μέρα.

 

Επικλινής Αναδευτήρας

Οι επικλινείς αναδευτήρες είναι ειδικά σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε επιθετικό περιβάλλον. Με την αποδοτική ανάδευση αποτρέπεται η δημιουργία επιπλέοντος στρώματος. Έτσι επιτρέπεται η εύκολη απελευθέρωση του παραγόμενου βιοαερίου στην επιφάνεια. Επίσης αποφεύγεται η καθίζηση του υποστρώματος.

Οι αναδευτήρες είναι ειδικά σχεδιασμένοι για το ειδικό υλικό (υπόστρωμα) που χρησιμοποιείται στις διαφορετικές εγκαταστάσεις παραγωγής βιοαερίου. Με τον ειδικό σχεδιασμό των πτερυγίων και την ακριβή γωνία τοποθέτησης των αναδευτήρων επιτυγχάνονται υψηλές αποδόσεις ανάδευσης. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται πρέπει να αντέχουν στις χημικές συνθήκες των αντιδραστήρων.

Εντός των χωνευτήρων τοποθετούνται μόνο ο άξονας και τα πτερύγια. Με το τρόπο αυτό δεν απαιτείται η εκκένωση του χωνευτήρα για την εκτέλεση εργασιών συντήρησης και επισκευής των κινητήρων.

 

Σύστημα Κατακράτησης Βιοαερίου

Το σύστημα κατακράτησης (προσωρινής αποθήκευσης) του βιοαερίου έχει διπλό κάλυμμα. Ο εξωτερικός θόλος είναι κατασκευασμένος από PVC και με ειδικά προσθετικά ώστε να έχει αντοχή στην υπέρυθρη ακτινοβολία και στις κατακρημνίσεις (βροχή, χαλάζι και χιόνι). Η εσωτερική μεμβράνη, η οποία έρχεται σε απευθείας επαφή με το βιοαέριο, είναι κατασκευασμένη από ειδικό υλικό PELD. Η εσωτερική μεμβράνη πιέζεται από το παραγόμενο βιοαέριο. Μεταξύ της μεμβράνης και του θόλου διοχετεύεται αέρας ο οποίος και πιέζει την άνω πλευρά της μεμβράνης. Αυτό δίνει και το σφαιρικό σχήμα στο θόλο. Η πίεση του βιοαερίου με΄σα στο σύστημα κατακράτησης κυμαίνεται από 200 έως 500 Pa.

Για την ασφαλή λειτουργία του συστήματος αποθήκευσης του βιοαερίου εγκαθίστανται βαλβίδες πίεσης, η οποίες εκτονώνουν την περίσσεια αερίου. Επιπλέον τοποθετούνται ακρυλικές θύρες για τον περαιτέρω έλεγχο. Ο όγκος χωρητικότητας του συστήματος κατακράτησης είναι αρκετός για μερικές ώρες.

 

Εξωτερικό Σύστημα Αποθήκευσης Βιοαερίου

Τα εξωτερικά συστήματα αποθήκευσης βιοαερίου χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα σε περιπτώσεις κατά τις οποίες το παραγόμενο βιοαέριο δε διοχετεύεται απευθείας σε μονάδα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας.

 

Υποβρύχιος Αναδευτήρας

Ο υποβρύχιος αναδευτήρας χρησιμοποιείται στη δεξαμενή συλλογής και ομογενοποίησης της υγρής βιομάζας (π.χ. υγρή κοπρία αγελάδων γαλακτοπαραγωγής κλπ). Είναι ειδικά κατασκευασμένη ώστε να αντέχει στο διαβρωτικό περιβάλλοντ που διαμορφώνεται αντός της δεξαμενής. Αποτελεί το βασικό στοιχείο για την επίτευξη της ομογενοποίησης του υποστρώματος, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η υψηλότερη δυνατή παραγωγή βιοαερίου στο επόμενο στάδιο της διαδικασίας (αναερόβια χώνευση εντός των αντιδραστήρων). Τοποθετείται πάνω σε μεταλλική δοκό με τέτοιο τρόπο που να είναι δυνατή η ρύθμιση της θέσης του καθ' ύψος.

 

Σταθμός Θέρμανσης

Εντός του χωνευτήρα (αντιδραστήρα) πρέπει να εξασφαλίζεται συνεχώς σταθερή θερμοκρασία στα επίπεδα επιβίωσης και ανάπτυξης των βακτηρίων. Οι μεσοφιλικές θερμοκρασιακές συνθήκες (θερμοκρασία περίπου ίση με 37οC) διατηρούνται με τη βοήθεια ενός μέσου θέρμανσης. Το νερό εισέρχεται στο σύστημα θέρμανσης του χωνευτήρα σε θερμοκρασία ίση με 60οC και εκρέει σε θερμοκρασία ίση με 40οC. Το σύστημα θέρμανσης είναι ένα δίκτυο σωλήνων το οποίο τοποθετείται μέσα στο χωνευτήρα στους τοίχους ή στην εσωτερική επιφάνεια των τοίχων. Στην περίπτωση που η εγκατάσταση παραγωγής βιοαερίου διαθέτει μονάδα συμπαραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας, το ζεστό νερό που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του χωνευτήρα προμηθεύεται από το σύστημα ψύξης της μηχανής. Στην περίπτωση που δεν υπάρχει μονάδα συμπαραγωγής το ζεστό νερό προμηθεύεται από λέβητα που μπορεί να χρησιμοποιεί ως καύσιμο ακόμη και το παραγόμενο βιοαέριο.

 

Αυτοματισμοί και Έλεγχος

Μέσω των αισθητήρων, των αυτοματισμών του εξοπλισμού και του κατάλληλου συστήματος λογισμικού και PLC δημιουργείται μία μονάδα αυτόματου ελέγχου της εγκατάστασης παραγωγής βιοαερίου με τις εξής δυνατότητες:

• συνεχής έλεγχος επιπέδου του υποστρώματος με τη βοήθεια υδροστατικών και άλλων αισθητήρων
• έλεγχος της φόρτωσης και εκφόρτωσης του υποστρώματος μεταξύ των δεξαμενών με τη βοήθεια αισθητήρων βάρους, ροομέτρων, αισθητήρων επιπέδου και ρελέ περίσσειας πίεσης του υποστρώματος
• ρύθμιση μίξης του υποστρώματος με τη βοήθεια ελεγκτή
• έλεγχος πίεσης του συστήματος θέρμανσης με τη βοήθεια βαλβίδας επαναφόρτισης του συστήματος
• έλεγχος θερμοκρασίας εντός των αντιδραστήρων (χωνευτήρων)
• έλεγχος της ποιότητας βιοαερίου στο σύστημα ανάλυσης αερίου.
• έλεγχος πίεσης βιοαερίου με τη βοήθεια αισθητήρα πίεσης αερίου, αισθητήρα επιπε΄δου του θόλου κάλυψης και βαλβίδα ασφαλείας
• έλεγχος ποσότητας παραγόμενου βιοαερίου με τη βοήθεια ροόμετρου αερίου.

​

​

Διαχωριστής Υγρών/Στερεών

Το χωνεμένο υπόλειμμα, δηλαδή το υπόστρωμα που εκρέει από τον αντιδραστήρα μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας αναερόβιας χώνευσης οδηγείται σε μία δεξαμενή προσωρινής αποθήκευσης. Από εκεί διοχετέυεται σε ένα μηχανικό διαχωριστή υγρών/στερεών. Από το διαχωριστή αυτό προκύπτουν ένα υγρό και ένα στερεό κλάσμα υλικών.

Το στερεό κλάσμα μπορεί να αποθηκευτεί σε σωρούς επί του εδάφους ή σε τσιμεντένια πλατφόρμα προτού οδηγηθεί για διάθεση. Σημειώνεται ότι ανάλογα με το βαθμό περαιτέρω επεξεργασίας το στερεό αποκτά και τη σχετική εμπορική αξία ως οργανικό λίπασμα (πλούσιο σε φώσφορο), εδαφοβελτιωτικό, υλικό για επιχωματώσεις κλπ.

Το υγρό κλάσμα μπορεί να αποθηκευτεί προσωρινά σε εδαφική δεξαμενή (προτείνεται η κάλυψη με γεωμεμβράνη για τη διασφάλιση της στεγανοποίησης και ως εκ τούτου αποφυγή μόλυνσης του υδροφόρου ορίζοντα. Το υγρό κλάσμα μπορεί να αξιοποιηθεί για την άρδευση και υγρή λίπανση καλλιεργειών αφού είναι πλούσιο σε άζωτο.

Με τα παραπάνω μεγιστοποιείται ο βαθμός αξιοποίησης των πρώτων υλών, αφού μετά από την παραγωγή του βιοαερίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για άλλους σκοπούς.

 

Πυρσός Καύσης Περίσσειας Βιοαερίου

Οι πυρσοί καύσης χρησιμοποιούνται στην περίπτωση κατά την οποία κάποιο μέρος του παραγόμενου βιοαερίου δεν είναι δυνατόν να οδηγηθεί στη μονάδα συμπαραγωγής. Συνήθως ο πυρσός ειδοποιείται αυτόματα για την εκκίνηση καύσης περίσσειας βιοαερίου μέσω σήματος που λαμβάνει από τους αισθητήρες πίεσης αερίου στο σύστημα κατακράτησης/προσωρινής αποθήκευσης βιοαερίου ή από το σύστημα τροφοδοσίας βιοαερίου.

 

Σύστημα Διαχείρισης Βιοαερίου

Το σύστημα διαχείρισης επιτρέπει τον καθαρισμό του παραγόμενου βιοαερίου έως το επίπεδο του βιο-μεθανίου (αντίστοιχο του φυσικού αερίου, με συγκέντρωση μεθανίου ίση με 90 – 97%). Μετά από τη διαχείριση το βιοαέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κάυσιμο οχημάτων ή να διοχετευτεί στο δίκτυο φυσικού αερίου.

 

Μονάδα Συμπαραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής Ενέργειας

Η μονάδες συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού (Combined Heat Power units – CPH untis) χρησιμοποιούνται για τη συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Η θερμότητα από τις συμβατικές γεννήτριες δεν αξιοποιούταν και απελευθερωνόταν στο περιβάλλον. Η CHP χρησιμοποιεί την θερμότητα για θέρμανση (π.χ. θέρμανση των αντιδραστήρων). Με αυτόν τον τρόπο εξοικονομούνται σημαντικές ποσότητες αερίου που σε άλλη περίπτωση θα έπρεπε να χρησιμοποιηθούν από το λέβητα για τροφοδοσία των αντιδραστήρων με ζεστό νερό. Η παραγόμενη θερμική ενέργεια μπορεί να αξιοποιηθεί και για άλλους σκοπούς: τηλεθέρμανση, σε θερμοκήπια, ψύξη κλπ.

Οι μονάδες CHP χαρακτηρίζονται από:

• Χαμηλά λειτουργικά κόστη
• Μεγάλος βαθμός απόδοσης: κατά μέσο όρο κυμαίνεται σε 85 – 90 %
• Μεγάλο φάσμα εξοπλισμού
• Μεταβολή δυναμικότητας (από 100% σε 75% και 50%) με καλά χαρακτηριστικά λειτουργίας
• Αυτοματοποιημένος έλεγχος λειτουργίας
• Εύκολη εγκατάσταση και λειτουργία
• Προσαρμογή στις διεθνείς προδιαγραφές σχετικά με την εκπομπή τοξικών καυσαερίων
• Αποφυγή ρύπανσης περιβάλλοντος αφού η συμπαραγωγή είναι η περιβαλλοντικά φιλικότερη μέθοδος παραγωγής ενέργειας.

Η λειτουργία των μονάδων CHP βασίζεται σε μία μηχανή εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιεί ως καύσιμο το βιοαέριο και κινεί τη γεννήτρια.

Τα κύρια μέρη μίας μονάδας CHP είναι τα εξής:

• Μηχανή εσωτερικής καύσης
• Πλαίσιο στήριξης μηχανής
• Εναλλάκτης (τάση 400V, συχνότητα 50Ηz)
• Πίνακας διανομής ηλεκτρισμού, ο οποίος μπορεί να εξοπλιστεί με σταθεροποιητή για την αποφυγή πτώσεων τάσης.
• Σύστημα ψύξης μηχανής με εναλλάκτη θερμότητας.
• Κοντέινερ με ηχομόνωση και σύστημα εξαερισμού.

Δείτε επιπλέον:​

1. Παρεχόμενες υπηρεσίες από την ENVIMA
2. Πως λειτουργεί μία εγκατάσταση βιοαερίου
3. Παραδείγματα βιομάζας (α' ύλη – υπόστρωμα εγκαταστάσεων παραγωγής βιοαερίου)
4. Τιμές πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας – Αναμενόμενα έσοδα
5. Νομοθετικό πλαίσιο

Είμαστε στη διάθεσή σας για να συζητήσουμε και να διαμορφώσουμε μαζί τη βέλτιστη – οικονομικά και τεχνικά – λύση.