Zadania dla II roku OŚ rozdane 27.02.2014
Biogaz Produkcja Wykorzystanie, Leipzig 2005
Spis treści
1 Cele niniejszej pomocy M. kaltschmitt, F. scholwin…1
1.1 Określenie zadań...................................................................................................1
1.2 Propozycja rozwiązania.........................................................................................2
1.3 Grupy docelowe.....................................................................................................2
1.4 Ograniczenia..........................................................................................................3
1.4.1 Technologia...........................................................................................................3
1.4.2 Substraty................................................................................................................4
1.4.3 Zakres danych.......................................................................................................4
2 Podstawy w zakresie wiedzy o fermentacji beztlenowej...5 SCHATTAUER, P. WEILAND
1.Referowanie - 7 marzec 2014; OPRACOWUJE strony 5-22: Płoszaj E. + Szymańska J.
2.1 Powstawanie biogazu............................................................................................5
2.2 Warunki środowiskowe..........................................................................................6
2.2.1 Tlen........................................................................................................................7
2.2.2 Temperatura..........................................................................................................7
2.2.3 Odczyn pH.............................................................................................................8
2.2.4 Dostarczanie składników pokarmowych................................................................8
2.2.5 Inhibitory................................................................................................................9
2.3 Parametry procesowe..........................................................................................10
2.3.1 Obciążenie objętościowe i czas aktywności fermentatora...................................10
2.3.2 Przemieszanie.....................................................................................................11
2.3.3 Potencjał produkcyjny gazu i aktywność metanogenna......................................12
2.3.3.1 Możliwe uzyski gazów.........................................................................................12
2.3.3.2 Jakość gazu.........................................................................................................15
2.4 Przyczyny zakłóceń procesu...............................................................................16
2.4.1 Temperatura........................................................................................................16
2.4.2 Tworzenie amoniaku (NH3)..................................................................................17
2.4.3 Siarkowodór (H2S)...............................................................................................18
2.4.4 Błędy w podawaniu podłoża................................................................................18
2.5 Spis literatury....................................................................................................22
3 Technika instalacji do wytwarzania biogazu... 23 F. scholwin, H. gattermann, A. schattauer, P. weiland
2.Referowanie - 14 marzec 2014; OPRACOWUJE strony 23-48: Swiontek M. + Stanisławski D.
3.Referowanie - 21 marzec 2014; OPRACOWUJE strony 48-68: Filipowicz M. + Pietruszka K.
4.Referowanie - 28 marzec 2014; OPRACOWUJE strony 68-89: Dudzis J. + Bogusław N.
5.Referowanie - 4 kwiecień 2014; OPRACOWUJE strony 89-107: Siemieniuk M.
3.1 Charakterystyka i różnice miedzy poszczególnymi wariantami metod................23
3.1.1 Liczba etapów procesu technologicznego...........................................................24
3.1.2 Temperatura procesu technologicznego.............................................................24
3.1.3 Tryb napełniania..................................................................................................24
3.1.3.1 Napełnianie nieciągłe..........................................................................................24
3.1.3.2 Napełnianie w trybie quasi-ciągłym i ciągłym......................................................25
3.1.4 Zawartość substancji suchej w substratach fermentacyjnych.............................27
3.1.4.1 Proces fermentacji mokrej...................................................................................28
3.1.4.2 Proces fermentacji suchej...................................................................................31
3.2 Technika procesowa...........................................................................................35
3.2.1 Obróbka substratów (tzw. substrate handling)....................................................38
3.2.1.1 Dostawa..............................................................................................................38
3.2.1.2 Magazynowanie..................................................................................................38
3.2.1.3 Uzdatnianie.........................................................................................................39
3.2.1.4 Transportowanie i wprowadzanie wsadu substratu.............................................48
3.2.2 Uzyskiwanie biogazu...........................................................................................63
3.2.2.1 Formy konstrukcyjne fermentatora......................................................................64
3.2.2.2 Konstrukcja fermentatorów..................................................................................68
3.2.2.3 Oddzielanie frakcji płynnej od stałej....................................................................88
3.2.2.4 Monitoring i sterowanie technologicznym procesem uzyskiwania biogazu.........89
3.2.3 Składowanie przefermentowanego substratu.....................................................89
3.2.4 Magazynowanie uzyskanego biogazu.................................................................90
3.2.5 Monitoring i sterowanie procesem technologicznym...........................................94
3.3 Zasady bezpieczeństwa....................................................................................104
3.3.1 Niebezpieczeństwo uduszenia i zatrucia...........................................................105
3.3.2 Niebezpieczeństwo wybuchu i pożaru..............................................................106
3.3.3 Dalsze niebezpieczeństwa wypadku.................................................................107
3.4 Spis literatury..................................................................................................107
4 Opis wybranych podłoży..... 109 A. SCHATTAUER, P. WEILAND
6.Referowanie - 11 kwiecień 2014; OPRACOWUJE strony 109-126 zespół: Płoszaj E. + Szymańska J.
4.1 Podłoża pochodzenia rolniczego.......................................................................109
4.1.1 Nawóz naturalny................................................................................................109
4.1.1.1 Kukurydza..........................................................................................................111
4.1.1.2 Żyto - kiszonka z całych roślin zbożowych (GPS).............................................112
4.1.1.3 Buraki.................................................................................................................113
4.1.1.4 Kiszonka trawy...................................................................................................114
4.2 Podłoża pochodzące z przemysłu rolniczego związane z dalszą obróbką........115
4.2.1 Produkcja piwa..................................................................................................115
4.2.2 Odzyskiwanie alkoholu......................................................................................115
4.2.3 Obróbka ziemniaków (produkcja skrobi)............................................................116
4.2.4 Odzyskiwanie cukru...........................................................................................117
4.2.5 Produkty uboczne obróbki owoców...................................................................118
4.3 Surowce organiczne z obiektów komunalnych i gospodarstw domowych.........119
4.4 Zieleń i trawa.....................................................................................................120
4.5 Spis literatury.....................................................................................................122
4.6 Załącznik: Przegląd właściwości podłoży..........................................................124
5 Uzdatnianie gazu i możliwości jego zastosowania... 126 F. scholwin, H. gattermann
7.Referowanie - 18 kwiecień 2014; opracowuje strony 126-142 zespół: Swiontek M. + Stanisławski D.
8.Referowanie - 25 kwiecień 2014; opracowuje strony 142-157 zespół: Filipowicz M. + Pietruszka K.
5.1 Uzdatnianie gazu...............................................................................................126
5.1.1 Odsiarczanie......................................................................................................127
5.1.1.1 Odsiarczanie biologiczne w fermentatorze........................................................127
5.1.1.2 Odsiarczanie biologiczne poza fermentatorem..................................................129
5.1.1.3 Odsiarczanie chemiczne w fermentatorze.........................................................130
5.1.1.4 Odsiarczanie chemiczne poza fermentatorem..................................................131
5.1.2 Suszenie............................................................................................................132
5.2 Wykorzystanie przez sprzężenie mocy i ciepła.................................................133
5.2.1 Elektrociepłownie blokowe z silnikami spalinowymi..........................................133
5.2.1.1 Gazowe silniki Otto............................................................................................134
5.2.1.2 Silniki o zapłonie samoczynnym........................................................................135
5.2.1.3 Redukcja substancji szkodliwych oraz oczyszczanie spalin..............................137
5.2.1.4 Generatory........................................................................................................138
5.2.1.5 Elektryczne współczynniki sprawności oraz moc..............................................139
5.2.1.6 Odzyskiwanie ciepła..........................................................................................140
5.2.1.7 Odcinek regulowany przepływu gazu................................................................141
5.2.1.8 Użytkowanie, konserwacja, serwis i pomieszczenia zamontowania urządzeń . 142
5.2.1.9 Koszty................................................................................................................146
5.2.2 Wykorzystanie w silnikach Stirlinga...................................................................148
5.2.3 Wykorzystywanie w mikroturbinach gazowych..................................................149
5.2.4 Wykorzystanie w ogniwach paliwowych............................................................151
5.3 Wykorzystanie przez sprzężenie mocy, ciepła i zimna......................................153
5.4 Dalsze możliwości wykorzystania.....................................................................154
5.4.1 Termiczne wykorzystanie biogazu....................................................................155
5.4.2 Oddawanie biogazu do sieci gazu ziemnego....................................................155
5.4.3 Paliwo dla pojazdów silnikowych.......................................................................156
5.5 Spis literatury.....................................................................................................157
Rozdział 7. „Realizacja inwestycji” z opracowania: MAE Biogaz rolniczy. Produkcja i wykorzystanie. S. 27-46
9.Referowanie - 9 maj 2014; opracowuje strony 159-176: Dudzis J. + Bogusław N.
Rozdziały 8-10 - Uwarunkowania i rozwój biogazowi w Polsce i w UE z opracowania: MAE Biogaz rolniczy. Produkcja i wykorzystanie. S. 47-59
10. Referowanie - 16 maj 201; opracowuje strony 159-176 zespół:
Wyjazd do Biogazowni w Nacławiu 30 maj 2014 pod warunkiem uzyskania funduszy na opłacenie autokaru
Oprócz referowania każdy student otrzyma zadanie do rozwiązania związane z produkcją biogazu z określonych substratów, których referowanie będzie 6 czerwca 2014 (5 osób) i 10 czerwca 2014 (5 osób) .
W dniu 13 VI 2013; zaliczenie ćwiczeń i wykładów
Zadania dla III roku OŚ rozdane 11.03.2013
BIOGAZ ROLNICZY ODNAWIALNE ŹRÓDŁO ENERGII. Teoria, praktyka, zastosowanie. Pod red. Witolda Podkówki. PWRiL 2012.
Definicje i skróty 9
1. Zagadnienia ogólne Witold Podkówka 17
2. Oddziaływanie agrobiogazowni na środowisko 28
3. Znaczenie energii w rozwoju cywilizacji 32
4. Prognoza zapotrzebowania na biopaliwa ciekłe i energię elektryczną w Polsce
5. „Bio” nie zawsze równa się ,,eko” 50
6. Mleko czy biogaz Zbigniew Podkówka 54
7. Biomasa 60
8. Przemiany biochemiczne w procesie powstawania biogazu rolniczego 67
9. Biogaz jako paliwo 99
10. Oczyszczanie biogazu 103
11. Wybuchowość i wykorzystanie biogazu 108
12. Substancja pofermentacyjna 112
13. Szacowanie wartości ,,biogazowej'' surowców 119
14. Metoda oznaczania zawartości suchej masy w surowcach 133
15. Surowce do produkcji biogazu rolniczego 140
16. Zasady magazynowania surowców roślinnych 174
17. Koszt transportu surowców 176
18. Lokalizacja i wielkość biogazowni rolniczej 178
19. Skala produkcji biogazu a zapotrzebowanie na substraty 190
20. Skład wsadu - kofermentu a ilość uzyskiwanego biogazu i jego jakość 199
21. Biogaz z włókna roślinnego - lignocelulozy 211
22. Technologia produkcji biogazu rolniczego 214
23. Uwarunkowania formalno-prawne przy projektowaniu budowy i eksploatacji biogazowi 238
Piśmiennictwo 242
Piśmiennictwo uzupełniające 251
Skorowidz rzeczowy 254
1.Referowanie - 18 marzec 2013; OPRACOWUJE strony 17-38 zespół:
2.Referowanie - 25 marzec 2013; OPRACOWUJE strony 39-59 zespół:
3.Referowanie - 8 kwiecień 2013; OPRACOWUJE strony 60-83 zespół:
4.Referowanie - 15 kwiecień 2013; OPRACOWUJE strony 84-107 zespół:
5.Referowanie - 22 kwiecień 2013; OPRACOWUJE strony 108-132 zespół:
6.Referowanie - 29 kwiecień 2013; OPRACOWUJE strony 133-156 zespół:
7.Referowanie - 6 maj 2013; opracowuje strony 157-177 zespół:
8.Referowanie - 13 maj 2013; opracowuje strony 178-198 zespół:
9.Referowanie - 20 maj 2013; opracowuje strony 199-220 zespół:
10. Referowanie - 27 maj lub 3 VI 2013; opracowuje strony 221-241 zespół:
3