Kraft-Wärme-Kopplung mit Biogas
Combined Heat and Power from Biogas
anbul
Abfallenergie nutzen und die Umwelt entlasten
Recovering energy from waste for the good
of the environment
Typical applications served by MDE Zu den typischen Anwendungsfeldern der - Die Kühlwasserführung erlaubt eine ein-
gensets and CHP modules with gas MDE - Generatoraggregate und KWK-Mo- fache Einbindung auch in bestehende
engines include operations based on dule mit Gasmotoren zählt der Betrieb mit Heizkreisläufe.
biogas (sewage/digester gas, landfill Biogas oder Faulgasen. Das Magermotor-
gas or unconventional gases derived prinzip verhindert das Entstehen von - Der Abgaswärmetauscher ist in den Mo-
from biomass) as the primary fuel. The Schadstoffen bereits bei der Verbrennung torkühlwasser-Kreislauf integriert, dadurch
lean-burn principle employed by MDE im Motor. Abgaswerte, die unter den Grenz- ist die Korrosionsgefahr minimiert.
in these engines prevents the produc- werten der TA-Luft oder ähnlicher Vorschrif-
tion of toxins and pollutants right at the ten anderer Länder liegen, werden auch oh- - Durch weitgehend standardisierte und
beginning of the process, i.e. during fu- ne Katalysator sicher erreicht. Unsere Mo- sorgfältig selektierte Baugruppen wird ein
el combustion in the cylinder. Emission dule zeichnen sich durch folgende kon- Höchstmaß an Betriebssicherheit und Zu-
values well below the limits specified in, struktive Merkmale aus: verlässigkeit erreicht. Verfügbarkeit von
say Germany's air pollution control ordi- weit über 90% sind bei MDE die Regel.
nance ("TA-Luft") or the statutory regu- - Die MDE Lambda-Regelung garantiert
lations of other countries, are reliably eine optimale Verbrennung auch bei - Geringer Kraftstoff- und Schmierölver-
achieved without a catalytic converter. schwankenden Gasqualitäten und verhin- brauch bei langen Bauteil-Standzeiten
Our module design incorporates a wide dert Schäden im Motor. Dadurch ist ein reduzieren die Betriebskosten.
range of beneficial features: Betrieb bei wechselndem CH4 Gehalt
zwischen 40 und 75 Vol.% problemlos - Unsere Entwicklungsabteilung wertet
- MDE`s A/F-ratio control system möglich. ständig die Erfahrungen aus dem prakti-
(lambda control) guarantees optimum schen Einsatz aus und optimiert auf
combustion even with fluctuating gas unseren Prüfständen die Technik für die
quality and prevents engine attrition. unterschiedlichsten hohen Anforderungen
As a result, operation with a CH4 im Biogasbereich.
content varying between 40 and 75
vol.% presents no problem.
- The cooling water circuit is easily
integrated into existing central or
local-area heating systems.
- The exhaust gas heat exchanger is
part of the engine cooling water
circuit, so minimising the danger of
corrosion.
- Maximum operational reliability and
cost-efficiency are achieved thanks
to extensively standardised and ca-
refully selected components.
Availability well in excess of 90% is
standard with MDE systems.
- Low fuel and lube oil consump-
tion combined with long component
Ansaugluft Abgas
lifetime further reduce operating combustion air exhaust gas
costs.
Wärmetauscher
-Regler
heat exchanger
Brenngas
-controller
- Our development department con-
M
fuel gas
stantly uses the experience from
Gasmischer
gas mixer
practical applications in optimising -Sonde
Druckregler -probe
our technology in order to meet the
pressure controller
specific demands prevailing in the
biogas sector.
M
Turbolader
Ladeluftkühlwasser
turbocharger
charge air
cooling water
Drehzahlregler
speed controller
Otto-Gasmotor
Otto-gasengine
2
Klärgas
Sewage gas
Der Einsatz von KWK - Modulen in Kläran- Die im Motor anfallende
lagen ist eine der wirtschaftlichsten Arten, Wärme wird in der Regel
anfallende Abfallenergie zu nutzen, da der für die Aufheizung des
Brennstoff Klärgas praktisch gratis zur Ver- Klärschlamms im Faulturm
fügung steht. Aus durchschnittlich 6m3 und zur Wärmeversorgung
The application of CHP modules in se-
kommunaler Abwässer können 1 kWh elek- der Gesamtanlage genutzt.
wage treatment plants constitutes one
trische und 1,2 kWh thermische Energie Wenn in größeren Anlagen ein Wärmeüber-
of the most economic methods of
gewonnen werden. angebot besteht, kann die Hochtempera-
energy generation because sewage
turwärme aus dem Abgassystem des Mo-
gas, as a waste product, would other-
Der kostengünstig erzeugte Strom steht in tors auch zum Pasteurisieren oder Trocknen
wise have to be flared off. On average,
erster Linie der Kläranlage zur Eigennutzung des Klärschlamms verwendet werden.
6 m3 of municipal sewage will produce
zur Verfügung. Überschüsse können gegen
around 1 kWh in electric power and
Vergütung, nach dem Erneuerbare Energie Mit dem Faulgas als Brennstoff werden
1.2 kWh in thermal energy when com-
Gesetz (EEG) derzeit 7,67 Cent/kWh, in das auch vielfach Gasmotoren für den Direktan-
bined with a CHP system.
öffentliche Netz eingespeist werden. trieb von Belüftungsgebläsen betrieben.
The electric power produced is used
primarily as auxiliary power for the se-
wage treatment plant. Surplus energy
can be fed into the public grid - in Ger-
many, for example, this is encouraged
by the provisions of the Renewable
Energy Act (EEG) which currently gua-
rantees a credit of 7,67 cent/kWh.
The thermal energy generated in the
engine is invariably used to heat the se-
wage sludge in the digester tower and
for general heat supply to the plant as
a whole. If there is a surplus of thermal
energy available - often the case with
large scale CHP plants - the high tem-
perature heat from the engine exhaust
system may be used for pasteurising or
drying the sludge.
Quite often digester gas is the fuel for
gas engines driving aeration blowers
required in the fermentation process.
Klärschlamm
sewage sludge
Klärgas
Faulturm
sewage gas
digester tower
Schlamm- Gasverdichter
trocknungs- gas compressor
Blockheizkraftwerk
tank
CHP plant
sludge
drying
tank Gasometer
gasometer
Feste Abfälle zur
landwirtschaftlichen Nutzung
solid remains for
agricultural use
Wärme von der KWK-Anlage
thermal output from CHP
3
Deponiegas
Landfill gas
Properly managed landfill sites also Kontrolliert betriebene Mülldeponien sind Für die Verstromung von Deponiegas bietet
constitute a low-cost source of energy. kostengünstige Energiequellen. Das durch MDE kompakte Generatoraggregate mit
For environmental reasons the gas pro- anaerobe Umwandlung entstehende Gas Otto-Gasmotoren an und liefert auch Kom-
duced by anaerobic conversion must, muss aus Umweltgründen abgesaugt und plettanlagen im 40 Fuß-Standardcontainer
in any case, be collected and properly entsorgt werden. Mit diesem zum Nulltarif mit
neutralised. The gas being available zur Verfügung stehendem Deponiegas lässt - Generatoraggregat,
virtually cost-free, its use as fuel for sich durch Stromerzeugung mit MDE Gas- - Schaltanlage mit Steuer- und Über-
MDE gas engine modules can greatly motoraggregaten Geld verdienen. Strom wachungssystem,
enhance a landfill site's profitability. aus Müll gilt als regenerative Energie und - allen erforderlichen Anschlusssystemen
Again, in Germany, energy generation kann deshalb mit hoher Vergütung, derzeit und Versorgungseinrichtungen, wie Belüf-
from dumped waste falls under the 7,67 Cent/kWh lt. EEG, in das Stromnetz tung, Schmierölversorgung, Rückkühler
auspices of the Renewable Energy eingespeist werden. etc.
Act (EEG) and will currently earn the
operator 7,67 cent/kWh when fed into Die planmäßige Gasverwertung bietet wei-
the public grid. tere Vorteile: Geruchsbelästigung, Schwel-
brände und Gaswanderungen werden ver-
The controlled recovery of gas for elec- mieden. Die Deponie kann schneller rekulti-
tricity generation offers more advanta- viert werden.
ges: it precludes odour nuisance, pre-
vents smouldering fires and minimises
gas migration/seepage.The landfill site
can also be quickly recultivated.
MDE offers compact generator sets
with engines designed for landfill gas;
it also supplies complete modules
housed in 40-foot standard containers
combining:
- genset
- switchgear with monitoring and
control system
- all the necessary connections and
interfaces plus auxiliaries such as
ventilation system, lube oil supply
equipment, closed-circuit cooler, etc.
Gasbrunnen während besaugte horizontale Verdichteranlage mit Deponiegas- Trafostation
des Mülleinbaus und vertikale Gasanalyse (CH4, CO2, O2) aggregat
transformer
Gasbrunnen
gas well during fill up compressor station with landfill gas station
horizontal and vertical gas analysis (CH4, CO2, O2) genset
wells for suction
Deponiegasfackel
flare
4
Die Anlagen erlauben einen vollautomati- Besonderer Vorteil
schen, unbeaufsichtigten Dauerbetrieb. Sie dieser Anlagen ist
schalten sich selbständig bei ausreichend ihre Mobilität. Der
verfügbarer Gasmenge mit Mindest-Me- Container kann di- The modules can be operated fully
thangehalt ein, und umgekehrt bei fehlen- rekt auf oder neben automatically under unmanned condi-
dem Gasvorrat ab. der Deponie aufgestellt werden. Ist der tions. They switch on automatically as
Gasvorrat eines Deponie-Teils erschöpft soon as a sufficient gas flow with a
oder über einen längeren Zeitraum nicht minimum methane content is detec-
verfügbar, wird der komplette Container oh- ted, and shut down again as the gas
ne großen Aufwand auf einen anderen Teil supply declines.
oder eine andere Deponie umgesetzt.
The particular advantage of the con-
Bei zunehmendem Prozesswärmebedarf tainer solution lies in its inherent mobi-
auf Deponien, z.B. zur Sickerwasseraufbe- lity. The containers can be installed
reitung, empfiehlt sich zur weiteren Verbes- either on or next to the landfill site.
serung der Wirtschaftlichkeit die gekoppelte Once the gas supply from one section
Erzeugung von Strom und Prozesswärme. of the site is exhausted or has fallen
Als führender Hersteller von Kraft-Wärme- below a minimum long-term value, a
Kopplungsanlagen bietet MDE auch hierfür complete container can be inexpensi-
die technisch optimale Komplettanlage. vely disconnected and transferred to
another section or another site.
When there is a sufficient process
heat requirement at a landfill site, e.g.
for leachate treatment, the cost-effi-
ciency of a landfill system can be furt-
her improved by adopting a cogene-
ration (CHP) option. As a leading ma-
nufacturer of CHP systems, MDE is
able to offer technically optimised in-
tegrated solutions for such applicati-
ons.
5
Biogas
Biowaste
The gas produced by the fermentation
process when rotting biowaste is wide-
ly used by farms and agricultural enter-
prises mainly for heating or cooking.
Now, there is an increasing number of
professional businesses active in the
biowaste disposal sector. These com-
posting firms remove and process the
biological waste from hotels and re-
staurants, supermarkets, garden cent-
res, horticultural nurseries, etc.
Instead of being burnt, the biogas pro-
duced in the composting process can
be utilised as fuel for a gas engine ba-
sed CHP plant. As for sewage treat-
ment plants, the electricity produced Das bei der Vergärung von Bioabfall anfal- Die bei der Verstromung entstehende Ab-
can be used as auxiliary power with lende Gas wird in Landwirtschaftsbetrieben wärme wird zur Fermentierung und Pasteu-
any surplus being fed into the public bereits in kleinerem Umfang genutzt. Zu- risierung innerhalb des Gesamtprozesses
grid. The Renewable Energy Act (EEG) nehmend entstehen heute professionelle eingesetzt. Gleichzeitig steht in der Regel
currently allows for a credit in Germany Vergärungsbetriebe, die für die Entsorgung ausreichend Wärme für die Beheizung aller
of 10,1 cent/kWh of electric power von Bioabfall tätig sind. Abfälle aus Hotel- Betriebsräume zur Verfügung.
for plants with rated capacity up to und Gaststättenbetrieben, von Großmärk-
500 kW. ten, Gartenbaubetrieben etc. werden ent- Die Integration von KWK-Anlagen in den
sorgt und verarbeitet. Vergärungsprozess erfordert ein hohes Maß
The heat recovered from the CHP fa- an Erfahrungen. Uns steht hier eine in vielen
cility is used for fermentation and past- Das durch den Vergärungsprozess ent- Jahren gewonnene Kenntnis aus der Klär-
eurisation in the composting process. stehende Biogas sollte nicht abgefackelt, und Deponiegastechnologie zur Verfügung.
Usually there is enough thermal energy sondern wirtschaftlich in einer Gasmotor- Mit unseren im Biogasbetrieb bewährten
remaining to heat all the offices and KWK-Anlage zur Erzeugung von Strom und Motoren sind wir in der Lage, die KWK-
auxiliary buildings. Wärme genutzt werden. Vergleichbar einer Technik nutzbringend in den Gesamtpro-
Kläranlage wird der anfallende Strom zur zess einzubringen. Im Vergleich zu Zünd-
The integration of CHP systems with Eigenstromversorgung verwendet und strahlmotoren ist der Einsatz von Gas-Otto-
gas engines into the composting pro- überschüssig erzeugte elektrische Energie motoren umweltfreundlicher und darüber
cess requires a considerable amount of in ein Stromnetz eingespeist. Nach dem hinaus auch wirtschaftlicher, da deutlich
technical expertise. We offer a wide EEG wird für Anlagen bis zu 500 kW elektri- weniger Betriebs- und Wartungskosten ent-
range of know-how and experience scher Leistung eine Vergütung von derzeit stehen.
gained from many years of involvement 10,1 Cent/kWh gewährt.
in cogeneration technology.
With our engines thoroughly
proven in biogas applications,
we are in a position
to effectively incor-
porate CHP tech-
Bioabfall / biowaste Sandabscheider Biogas
nology within the
sand catcher biogas
overall process.
Moreover, gas-fuel-
led engines are en-
vironmentally more
friendly than f.e..
pilot injection gas
Zerkleinerer Auflösebehälter Biogasanlage
engines, and they biowaste grinder decomposer biogas plant
are also more eco-
Störstoffe / non organic matter
nomical thanks to
Sand / sand Blockheizkraftwerk
significantly lower
CHP plant
Separator
operating and
separator
maintenance costs.
Speicherbecken Nachkompostierung
Flüssigdünger
storing basin secondary decomposition
liquid fertilizer
6
Biodiesel / Schwachgas
Biodiesel / Lean gas
Das vorbildliche Energiekonzept des Schwachgase entste-
 neuen Reichtagsgebäudes basiert auf hen bei der Vergasung
rationeller Energienutzung durch von Holzabfällen, in Biodiesel
Kraft-Wärme-Kopplung, in Verbindung mit Pyrolyseprozessen, als The exemplary energy concept ap-
dem Einsatz regenerativer Energiequellen Abfallprodukt in der chemischen Industrie plied in the refurbished parliamentary
in Form von Biodiesel. und bei der Koksherstellung. building in Berlin, the "Reichstag", is
Grundsätzlich können auch diese Gase im based on the inherent efficiency of
Die Energie liefert ein auf engstem Raum Gasmotor genutzt und entsorgt werden. CHP generation combined with a
untergebrachtes Biodiesel- Blockheizkraft- Sie sind in der Regel jedoch stark mit regenerative fuel in the form of bio-
werk, das aus vier MDE Dieselmotor-Modu- Schadstoffen behaftet, die es notwendig diesel.
len mit einer elektrischen Leistung von je machen, sie vor dem Einsatz als Treibstoff
400 kW besteht. einer eingehenden Analyse zu unterziehen. The cogenerated energy is supplied
Dadurch können geeignete Maßnahmen by a CHP plant comprising four highly
Als Treibstoff für die Motoren wird Pflan- am Gasmotor vorgenommen und spätere compact MDE biodiesel engine mo-
zenöl-Methylester (PME) eingesetzt, wofür Schäden vermieden werden. dules, each with an electrical output
die eingesetzten Dieselmotoren entspre- of 400 kW.
chend modifiziert wurden. Die Technik wur-
Pyrolysegas · Holzvergasung · Koksgas
de von uns so ausgestattet, dass die Moto- The fuel used for these engines is
Abfallgas aus chemischen Prozessen
ren auch mit normalem Diesel betrieben VOME (vegetable oil methyl ester) for
werden können, falls Biodiesel in ausrei- pyrolysis gas · wood gas · coke gas which the combustion technology has
chender Menge nicht zur Verfügung steht. waste gas from chemical process been appropriately modified.
The systems have been equipped so
Durch den Einsatz von SCR-Katalysatoren that the same engines can be used
und Rußfiltern bleiben die Schadstoffe ex- for normal diesel fuel should biodiesel
trem gering. Pro Kubikmeter Luft werden become short in supply.
nur 100 mg Stickoxyde, 300 mg CO2,
G A S R E I N I G U N G
20 mg Staub und nur 10 mg Ruß in die Emissions are kept exceptionally low
Umwelt abgegeben. through the use of SCR converters
G A S P U R I F Y I N G
and particulate filters. The levels are
restricted to just 100 mg NOx,
300 mg CO2, 20 mg dust and a mere
10 mg particulate per cubic metre of
exhaust gas.
Gasmotor Gasmotor
Generatoraggregat KWK-Modul
Lean gas
Lean gas is produced by the gasifica-
gas engine gas engine
tion of timber waste in pyrolysis plants,
generating set CHP module
as a waste product in the chemical
industry and in the coking process.
In principle, it is also feasible to use -
and thus eliminate - gases of this type
in a gas engine. Usually, however, they
contain large quantities of contami-
nants, so rendering a detailed analysis
necessary before use as fuel can be
approved.
On the basis of a gas analysis, the
appropriate modifications can be
made to the gas engine design so as
to avoid problems later on.
7
Auch das ist wichtig, ein zuverlässiger Service
Last but not least - a reliable service network
Nach qualifizierter Planung und
FIN
sorgfältiger Ausführung ist die
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Verfügbarkeit und damit
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Im Einzelfall verbindlich sind ausschließlich
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die technischen Daten des zu vereinbarenden
- Reliable and fast spare parts supply
Liefer- und Leistungsumfanges.
Specifications are subject to change without
- High quality training of plant operating personnel
notice. In individual cases only the technical data
in accordance with requirements
of the supply and service contract agreed upon
are binding.
900 209 pr 02033 d+e