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