Otázky o možnostech a způsobech skladování produktů vyrobených bioplynovou stanicí vyvstávají téměř u každého potenciálního zákazníka takového zařízení. První otázkou je možnost akumulace a dlouhodobého skladování bioplynu. Tato otázka je způsobena sezónností spotřeby tepelné energie v našich zeměpisných šířkách. Odpověď na tuto otázku je jednoznačná: skladovat bioplyn v původní podobě ve významných objemech je nemožné z důvodu vysokých nákladů na takové řešení. Problém je v tom, že bioplyn nelze stlačit na významný tlak, aniž by byl nejprve přečištěn na biometan. Oxid uhličitý obsažený v bioplynu znemožňuje jeho stlačení na 200 atm. A když se stlačí jen na několik atmosfér, objem zabraný bioplynem se mírně sníží. Čištění bioplynu od oxidu uhličitého je velmi obtížný proces. Chemické způsoby čištění jsou nepřijatelné z důvodu potřeby velkého množství činidel a velkého výtěžku reakčního odpadu. A průmyslově využívaný způsob rozpouštění oxidu uhličitého ve vodě vyžaduje poměrně složité a drahé zařízení. Takové zařízení je sériově vyráběno, ale pro velké denní objemy. Čištění bioplynu a stlačování biometanu je proto postup dostupný pouze majitelům velkých bioplynových stanic. Ale ani v tomto případě se biometan většinou dlouho neskladuje, ale pravidelně se používá k doplňování paliva do vozidel, případně posílán do obecné plynárenské sítě. Společná plynárenská síť v tomto případě slouží jako zásobník, kam lze plyn v létě čerpat a v zimě odebírat. A to se ukazuje jako nákladově efektivnější než budování vlastních zásobníků plynu.

Deriváty ze spalování bioplynu jsou tepelná a elektrická energie. Tepelnou energii nelze dlouhodobě akumulovat a skladovat, takže s touto problematikou nelze vůbec uvažovat.

Elektrickou energii lze ukládat do baterií. Pokud si ale vzpomeneme na cenovou strukturu moderních zařízení s alternativní energií, uvidíme, že baterie jsou jednou z nejdražších součástí. A velké bioplynové stanice dokážou vyrobit opravdu velké množství elektřiny. Použití baterií pro ně není možné. U malých bioplynových stanic mohou baterie ukládat energii pouze na několik dní. Elektřina vyrobená z bioplynu vyrobeného bioplynovou stanicí typicky převyšuje spotřebu elektřiny samotné elektrárny 3-10krát. Pokud v blízkosti není žádné jiné zařízení pro využití vyrobené elektřiny, pak má smysl ji prodat do veřejné energetické sítě. V tomto případě budou tyto sítě baterie pro ukládání energie. Takový prodej není možný vždy, ne všude a závisí na legislativě dané země a dalších byrokratických faktorech. Stát velmi často nakupuje elektřinu za „výkupní“ tarify, které jsou oproti běžným komerčním tarifům nadsazené. Prodej elektřiny se v tomto případě stává hlavním zdrojem příjmů bioplynové stanice.

ČTĚTE VÍCE
Může kočka jíst pšenici?

Jsme tedy přesvědčeni, že vlastními silami dlouhodobě skladovat energetické produkty bioplynové stanice je nemožné a nerentabilní, ale je možné na skladování takových druhů energií využít veřejné (státní) prostředky.

Další problém je s produkovaným kalem. Jeho skladování je mnohem jednodušší. Podmínky pro jeho skladování jsou poměrně jednoduché a závisí především na legislativě v oblasti životního prostředí. Ve skutečnosti kaly z bioplynové stanice nejsou škodlivé pro životní prostředí, ale legálně je kontakt mezi kalem a půdou obvykle omezen v určitých mezích. To znamená, že v některých zemích je množství minerálních živných solí, které lze přidat do půdy v jedné sezóně, přísně regulováno. Za použití stejných kritérií je nutné přepočítat maximální množství aplikovaného vermikompostu. A ze stejného důvodu je nemožné ukládat kaly tak, aby volně vsakovaly do půdy. To znamená, že pro ukládání kalů jsou potřeba neprostupné laguny, které zabrání pronikání kalu do půdy.

Typicky ve velkých bioplynových stanicích se kal odděluje. Kapalná frakce se posílá na vstup do zařízení, aby se zvýšila vlhkost surovin a připravil podklad. A pevná frakce je uložena. V tomto případě stačí použít větranou místnost s betonovou podlahou a ochranou před srážkami. Betonová podlaha chrání před pronikáním vermikompostu do půdy pod skladem a ochrana před srážkami (střecha) zabraňuje erozi vermikompostu srážkami. Místnost musí být větrána, protože tento vermikompost nadále „pracuje“ a uvolňuje bioplyn v malých množstvích. Ze stejného důvodu nelze vermikompost balit do uzavřených sáčků.

Ve výstupním kalu je přibližně polovina dusíku v mineralizovaném stavu a druhá polovina je v organickém stavu. Organické sloučeniny s dusíkem, rozkládající se ve vzduchu, uvolňují čpavek, se kterým se dusík odpařuje do atmosféry. Vermikompost skladovaný na vzduchu po dlouhodobém skladování proto může ztratit až polovinu dusíku, který obsahuje. To snižuje nutriční vlastnosti vermikompostu, ale i tak zůstává mnohem účinnější než vermikompost vyráběný aerobními metodami. Například hnůj shnilý na vzduchu ztrácí více než 90 % celkového dusíku, který obsahuje, a proto je zpočátku 10krát i vícekrát méně účinný než anaerobní vermikompost. S přihlédnutím k dalším užitečným faktorům anaerobního vermikompostu a schopnosti fixace dusíku jeho účinnost až 100x převyšuje účinnost hniloby.

ČTĚTE VÍCE
Kde roste tetřev lískový?

Někdy není možnost nebo přání oddělit kal. Někdy použitý technický proces neumožňuje nasměrování filtrátu do vstupního otvoru instalace. V tomto případě je nutné skladovat tekutý kal nebo filtrát v laguně. Objem takové laguny je významný. Použití těchto produktů v otevřeném chovu je sezónní, pouze dvakrát během vegetačního období. Skladovatelnost proto přesahuje šest měsíců. 120 denních porcí kalu se přibližně rovná 120 denním porcím substrátu. Objem reaktoru bioplynové stanice obvykle pojme 16 denních dávek substrátu plus 20 % plynového pufru, tj. 20 denních dávek substrátu. To znamená, že velikost skladovací laguny kalu by měla být šest (120/20) nebo vícenásobek objemu reaktoru (reaktorů) bioplynové stanice, pokud se kal neodděluje a neodesílá denně do skladů nebo spotřebitelů.

U filtrátu bude tento objem menší a bude více než 4 objemy reaktoru(ů) bioplynové stanice.

Ne vždy se podaří postavit tak velké laguny, proto se většinou snaží organizovat pravidelný prodej tekutých kalů nebo výluhů. Lze jej nalít do malých nádob a poslat do obchodních řetězců, které prodávají hnojiva pro zahrádkáře, skleníky atd. Filtrát se také někdy čistí na přijatelné standardy a posílá do kanalizace. Tato metoda je však ekonomicky nehospodárná, protože filtrát je také cenným hnojivem.

Výroba bioplynu je dnes stále rozšířenější, což umožňuje organizovat autonomní energetický systém založený na zpracování průmyslového nebo domácího odpadu. Surovinou pro výrobu bioplynu může být jakýkoli organický odpad: hnůj skotu, prasat a drůbeže, odpad z potravinářského průmyslu a dřevozpracujícího průmyslu, organický domovní odpad atd.

Konstrukce bioplynové stanice nutně předpokládá přítomnost jedné nebo více nádrží pro skladování výsledného plynu – plynové nádrže. Jejich objem a použité materiály jsou dány výkonností reaktoru a podmínkami skladování a spotřeby bioplynu. Plynojemy umožňují akumulovat vyprodukovaný plyn v množství dostatečném pro využití, dále jej čistit a vytvářet tlak nezbytný pro provoz v autonomní plynárenské síti.

Typy plynových nádrží

Zásobník plynu je svým provedením utěsněná nádoba umístěná buď přímo nad bioplynovým reaktorem, nebo s ním spojená plynovodem. V závislosti na tlaku plynu, který obsahuje, může být:

  • nízký tlak (ne více než 5 kPa);
  • střední tlak (ne více než 300 kPa);
  • vysoký tlak (ne více než 1,8 MPa).
ČTĚTE VÍCE
Jak se Riccia reprodukuje?

Podle konstrukčních vlastností jsou plynové nádrže rozděleny do kontejnerů:

  • s konstantním objemem (kov nebo plast);
  • s proměnným objemem (guma, kov atd.).

Plynové nádrže s proměnným objemem, vyrobené z neplastového materiálu (kov, cihla atd.), se zase dělí na:

  • „mokré“, což je nádoba, v jejíž spodní části je komora na plyn, a horní část je kaluž vody, jejíž hmotnost reguluje objem komory při jejím plnění a spotřebu plynu;
  • suché, kde se objem plynové komory nastavuje pístem umístěným nahoře.

V současné době se „mokrý“ typ plynových nádrží téměř všeobecně přestal používat a konstrukce dříve používané k tomuto účelu byly přeměněny na bydlení nebo využívány jako průmyslové budovy.

Způsobem umístění držáky plynu se dělí na nadzemní a podzemní. U nás jsou nejrozšířenější podzemní instalace, které v zimě umožňují udržovat stálou teplotu plynu bez přitápění a jsou také bezpečnější při použití zkapalněného plynu.

Středotlaké držáky plynu (kopule)

V zemích, jejichž klima je charakterizováno absencí nízkoteplotních období, se nejčastěji používají nadzemní plynové nádrže kupolového typu. Konstrukce bioplynové stanice počítá s přítomností kopule přímo nad reaktorem, v jejíž horní části se akumuluje uvolněný plyn. Jak se kupole plní a její tlak se zvyšuje, je plyn tlačen ventilem do kompenzační komory umístěné za membránou odolnou vůči kyselinám. V Číně je v současnosti postaveno více než 12 milionů takových zařízení.

Kopulovité plynové nádrže označují středotlaké jednotky a jsou obvykle vyrobeny z husté pryže, která je odolná vůči UV záření. Plášť je dvojitý, mezi vnější a vnitřní vrstvu je čerpán běžný atmosférický vzduch, který udržuje tvar nádoby a slouží jako tepelná izolace před změnami vnějších teplot.

Nízkotlaké plynové nádrže

Nízkotlaké plynové nádrže nejčastěji jsou to plastové nebo pryžové nádoby, kde se bioplyn hromadí tak, jak vzniká v reaktoru, a vstupuje do nádoby přirozeným přepadem, bez dodatečného čerpání. Tlak v nádrži je blízký atmosférickému a jeho objem je dán produktivitou bioplynového reaktoru a obvykle se rovná dennímu objemu produkce plynu.

Takové plynojemy se nejčastěji používají v levných zemědělských bioplynových stanicích a slouží k vyrovnání tlaku plynu při změnách denní spotřeby. Instalace tohoto typu kontejneru nevyžaduje zapojení profesionálů, protože to nepředstavuje žádné potíže. Spočívá v připojení ventilu nádrže k výstupu z reaktoru, po kterém je plynojem připraven k provozu.

ČTĚTE VÍCE
Co chroust popadne?

Vysokotlaké plynové nádrže

Konstrukčně jsou vysokotlaké plynové nádrže celokovové nádoby namontované v určité vzdálenosti od fermentoru. Plyn je do nich čerpán pomocí vysoce výkonné kompresorové jednotky. Dispozice bioplynové stanice průmyslového typu zahrnuje několik kovových podzemních zásobníků plynu vybavených automatickým měřícím zařízením plynu, uzavíracími ventily a systémem nouzového odstavení a odvodu plynu. Každá kovová nádoba je zevnitř i zvenku potažena antikorozní ochrannou vrstvou.

Výhody tohoto typu plynových nádrží jsou:

  • konstantní tlak v distribuční síti plynu;
  • schopnost skladovat velké objemy plynu v relativně maloobjemových nádobách;
  • bezpečný provoz systému, zajištěný víceúrovňovým automatickým řízením;
  • vysoká ekonomická účinnost bioplynové stanice.

Instalaci vysokotlakých plynových nádrží provádí pouze speciálně vyškolený personál, protože se jedná o objekty zvýšeného technologického nebezpečí.

Výběr plynojemu pro bioplynový reaktor se provádí s ohledem na jeho výkon a také na klimatické vlastnosti oblasti, kde bude provozován. Bezpečnost bioplynové stanice do značné míry závisí na objemu bioplynu, který produkuje, a také na dodržování provozního řádu ze strany personálu elektrárny. Při splnění všech technologických požadavků umožňuje výroba bioplynu řešení energetických problémů farmy, zajištění likvidace odpadů a zásobování zemědělského podniku vysoce kvalitním organickým hnojivem.

O společnosti | Články | Projekty | Publikace | Galerie © Biokomplex 2013 — 2024

(c) Dotisk materiálů je povolen za předpokladu, že je uveden odkaz na zdrojovou stránku. Materiály umístěné na stránce nepředstavují veřejnou nabídku ve smyslu ustanovení článku 437 (2) občanského zákoníku Ruské federace. Kompletní informace o zařízení, jeho dostupnosti a ceně získáte kontaktováním specialistů společnosti.