BiogasForum Øresund

Seminar 10. March 2005Anlægstyper samt udviklingen af

biogasanlæg gennem tiden

Teknisk gennemgang af biogasanlæg

Lars Ellegaard/BWSC

Lidt om BWSC

• Totalentreprenør på følgende danske biogasfællesanlæg:– Lemvig (1992)

– Thorsø (1994)

– Blaabjerg (1996)

• Andet:– Etablering af lavtryksgastransmission, Ribe

– Medvirken ved omstilling af Lintrup til termofil drift

– Levering af projektering og udstyr til 4 mindre Japanske biogasanlæg (2001-2004)

Anlægstyper

• Gårdanlæg:– Typisk 15-40 m3/dag gylle plus evt. tilsætning af energirigt

organisk affald (fedt mv.)

– Motorstørrelse typisk 50-100 kW

– Varme til egetforbrug

• Fællesanlæg:– Typisk 150 - 400 m3/dag (gylle + 10-25% organisk affald)

– Motorstørrelse typisk 500 - 2000 kW

– Varmelevering til fjernvarmesystem

FARM BIOGAS OPTION

Biogas/CHPinstallation

Electricity: farm/gridHeat: farm/loss

CENTRALIZED BIOGAS OPTION

Electricity: national gridHeat: local town DH grid

Centralizedbiogas/CHP plant

Road transport

Gårdbiogasanlæg (eksempel)Gosmer II

Gårdbiogasanlæg (eksempel)Bækagergård

Biogasfællesanlæg (eksempel)Blaabjerg Biogas + Varmeværk

HHWHouseholds

Food industry

Animals

Sewage systems

Procestyper

• Mesofil proces (35-37 oC):– Simpel proces hvis hygiejnisering ikke er

påkrævet (fx. gårdanlæg)– Relativ ammonium tolerant

• Termofil proces (52-60 oC):– Hurtigere proces og mulighed for integreret

hygiejnisering (fællesanlæg)– Ammonium sensitiv

0

10

20

30

40

50

60

70

80

7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0

pH

% o

f to

tal a

mm

on

ia N

as

NH

3

55oC

45oC

37oC

Process and Sanitation concepts

55oC

HEHE

Heat

1) Thermophilic process with integrated sanitation

HE

Heat

2) Mesophilic process with thermophilic post-sanitation

55oC HE

External heat

External heat

37oC

Eksempel på mesofilt fællesanlæg med 70 oC forhygiejnisering, seriedrift og termofil

efterhygiejnisering

T w o la n er e c e p tio n h a ll

B u f f e r s to r a g e f o rp o s t tr e a tm e n t o r

tr a n sp o r t ( m in . 2 .5 d a y s)

D ig e s te d s lu r r y f o rp o s t tr e a tm e n t f a c ility

o r r e tu r n to f a r m e r sR e c o v e r y

h e a t e x c h a n g e rR e c o v e r y

h e a t e x c h a n g e r

P o s t d ig e s tio nta n k

( 3 7 o C , 4 .5 d a y s)

M a in d ig e s te r s( 3 7 o C , 1 8 d a y s)

T h e r m o p h ilicM G R T

b a tc h h o ld in g ta n ks( m in . 5 2 o C x 4 h )

H e a te r3 7 - > m in . 5 2 o C

w ith C H W

M a n u r eR e c e p tio n & M ix in g

ta n k

P r e - s to r a g e ta n k( m in . 2 .5 d a y s)

M a c e r a to r /p u m pT r a n sf e r p u m p

O n e la n er e c e p tio n

h a ll

O r g . w a s teR e c e p tio n & M ix in g

M a c e r a to r /p u m p

H e a te r b y C H W- > a p p r o x . 4 0 o C

O r g a n ic w a s te ( c a t. 3 )b a tc h sa n ita tio n ta n k

m in . 7 0 o C /1 h

C H W a n d s te a mh e a tin g

O r g a n ic w a s ted o in g b u f f e r ta n k

T r a n sf e r p u m p D o sin g p u m p

T r a n sf e r p u m p T r a n sf e r p u m p

T r a n sf e r p u m p

O r g a n ic w a s teE U c a t. 3

( a n im a l b y - p r o d u c ts )~ 2 3 to n /d a y

M a n u r ein p u t

B W S C

D a te : 3 1 . J a n . - 2 0 0 3 , L S ER e v. :

P roject : 61 00B G P S ta n d ard D ocu m en ta tio n

S u b ject : M ain f low d ia gra m ,T yp ica l m esop h il ic cen tra l ised b iog as p la n t

T his dr a w ing t o g e t he r w it h it ssupple m e nt s, is t he pr o pe r t y o f B W SCa nd subj e c t t o c o py r ig ht pr o t e c t io n. T hem a t e r ia l m ust no t , e it he r w ho lly o r pa r t ly ,be c o pie d, r e pr o duc e d, m a de public o r ina ny o t he r w a y m a de a v a ila ble t o a t hir dpa r t y w it ho ut w r it t e n c o nse nt f r o mB W SC .

Vigtige tekniske elementer

• Transporteffektivitet (fællesanlæg)

• Reaktortyper

• Pumper og omrørere

• Varmeveksling

• Svovlbrinterensning

• Gaslagring

Biomass truckThorsoe, 20 m3, 32 ton gross weight

A

B

C

D E

Eksempler på omrørerinstallationer i reaktorer og lagertanke

Biomass counter-flow inannular double helix

Biomass

Water

Multi pass tube sectionswith annular water jacket

Biomasse varmevekslertyper

Spiralvarmevekslere, gylle/gylle

Reactor filling

F

Raw biogasincl. H2S

Cleanedbiogas

Flow-meter

Oxygenguard

Air dosingpump

Showerpump

Screeneddigestate

Excesssumpliquid

2-5 %

< 200 ppm H2S

Sludge

(1) 2H2S + O2 -> 2H2O + 2S

(2) 2H2S + 3O2 -> 2H2SO3

PROCESS :

Schematic diagram of system for biological H2S oxidation

Biogas storageLemvig, 5000 m3, 10 mbar-g

Biogas “trends” - fællesanlæg

• Store anlæg– bedre økonomi gennem stordriftsfordele

• Større slamsugere (32 m3 sættevogne) + evt. pumpning

• Separation

• Udbytteoptimering– seriedrift, forbehandling, energiafgrøder o.l.

• Tilpasning til EU biproduktforordning