Tests droogtechniek (BvA-presentatie)

Biogasvereniging Achterhoek
Jaap Uenk, Dofco B.V.
Jeroen de Veth, Trinergie
Münster, 6 februari 2012
1
Waarom drogen van digestaat of mest?
1. Benutting van restwarmte voor lagere
afvoerkosten
2. Maken half-fabrikaat voor mestkorrels
3. Waardeverhoging als meststof
4. Besparing logistieke- en opslagkosten
5. Exportwaardig maken van meststof
Münster, 6 februari 2012
2
Methoden drogen of ontwateren?
1. Mechanische ontwatering (+ water)
2. Thermisch drogen, waterverdampen
3. Composteren, waterverdampen
Münster, 6 februari 2012
3
PAD technologie
1. PAD = Pulverized Air Drying technologie
2. Mechanische ontwatering zonder
verdamping
3. Luchtstromen met hoge snelheid door
cyclonen
4. Energiebesparing 70 – 75% vergeleken
met thermisch drogen
Münster, 6 februari 2012
4
Proef PAD technologie
•
•
•
•
Bij BioValor in Arnhem
4 big bags dikke fractie Heeten (1.600 kg)
Pre-testen en feitelijke proef
Materiaal is geschikt voor de proef
Münster, 6 februari 2012
5
PAD total overview
Münster, 6 februari 2012
6
Münster, 6 februari 2012
7
Münster, 6 februari 2012
8
Münster, 6 februari 2012
9
Münster, 6 februari 2012
10
Münster, 6 februari 2012
11
Münster, 6 februari 2012
12
Münster, 6 februari 2012
13
Massabalans
•
•
•
•
Ingaand 790 kg (28,5%DS)
Uitgaand 326 kg product (57,8% DS)
Proeftijd 49 minuten
Per uur: 967 kg met 400 kg eindproduct
Münster, 6 februari 2012
14
Energiebalans
•
•
•
•
•
•
Blowers van 54 kW en 93 kW
Dosering 1,5 kW
Verbruik: 148,5 kWh el per uur
Waterafscheiding 568 kg per uur
Per ton water is dit 261 kWh el
Besparing tov thermisch drogen: 46,5%
Münster, 6 februari 2012
15
Analyse afgescheiden water
Abfiltrierbare Stoffe
491 mg/l
pH-Wert
9,39
Chem. Sauerstoffbedarf
440 O₂/l
Gesamttrockenrückstand 1.060 mg/l
Stickstoff ges.
Münster, 6 februari 2012
97,9 mg/l
16
Business case bij 5 ton per uur (1)
Capaciteit
DS ingaand
t/j
Eindproduct
DS eindproduct
t/j
Elektriciteit drogen
kWh/t
water
160
Afschrijving
jaar
10
Elektriciteitstarief
€ / kWh
0,08
Münster, 6 februari 2012
%
%
35.000
28,5
11.500
85
17
Business case bij 5 ton per uur (2)
Biomassa
€/jaar
Personeelslasten
€/jaar
Stroomkosten
€/jaar
Onderhoud/reparaties
€/jaar
Afschr. / kap. lasten
€/jaar
195.000
Overhead
€/jaar
20.000
Totale kosten
€/jaar
678.000
Münster, 6 februari 2012
0
70.000
298.000
45.000
18
Business case bij 5 ton per uur (3)
Directe kosten
€/jaar
413.000
265.000
Indirecte kosten
€/t
Totale jaarkosten
€/t
678.000
Kostprijs input biomassa
€/t
Kostprijs eindproduct
€/t
19
58
Münster, 6 februari 2012
19
Openstaande vragen
•
•
•
•
•
Bedrijfszekerheid bij 7.000 draaiuren/jaar
Milieueffecten (geluid, stof, etc.)
Kosten afvoer afgescheiden water
Kosten korrelen van het eindproduct
Vergelijking business-case met thermisch
drogen met restwarmte
Münster, 6 februari 2012
20
Vervolg proef BioValor
•
•
•
Tweede proef in februari (dikke fractie)
Antwoorden openstaande vragen
Beoordeling resultaten en rapportage
Münster, 6 februari 2012
21
Openstaande vragen
•
•
•
•
•
Bedrijfszekerheid bij 7.000 draaiuren/jaar
Milieueffecten (geluid, stof, etc.)
Kosten afvoer afgescheiden water
Kosten korrelen van het eindproduct
Vergelijking business-case met thermisch
drogen met restwarmte
Münster, 6 februari 2012
22
WUR Livestock Research
•
•
•
•
•
Digestion of products with high lignine content
Search for high potential energy crops
Biomass yield, production cost and fermentation
Final report september 2011
Experimental setup -> BvA & FH Münster
Münster, 6 februari 2012
23
Interesting C4 plants
• Winterrye & Sorghum bicolor gives high yield
on sandy soils, are easy kept in storage and
are expected to be easily fermented.
• High expectation of Miscanthus x giganteus
and Hungarian energy grass Szarvasi-1.
• Harvest Miscanthus: December to April
• Practical experience needed
Münster, 6 februari 2012
24
WUR Food & Biobased Research
•
•
•
•
Techniques for digesting high lignine content
Digesting of manure solid fraction only
Seperating digestate and refeeding solids
Pre-digesting manure and co-products by means of:
•
•
•
•
Temperature increase
pH adjustment
Adding enzymes
Combination
• Short term digestion under normal circumstances
followed by separation, above pre-digestion techniques
for solids only and refeed.
• Final report oktober 2011
Münster, 6 februari 2012
25
Technieken voorbehandeling
•
•
•
•
•
Enzymen
Zuren
Basen
Hoge temperatuur
Combinaties
Münster, 6 februari 2012
26
Behandeling met enzymen
• DSM: 10% meer biogas, 30% korter vergisten
• Positief effect op voederwaarde beheersgras
• Enzymen via schimmels (stro, 90d, 28%>)
Münster, 6 februari 2012
27
Verhoging temperatuur
• Temperatuur 100˚C of hoger
• Rundveemest 20 min.: totaal 24% meer gas
• Verblijftijd 10 dagen: 57% meer gas
• Hogere temperatuur: lagere gasproductie!!
• Bij 180˚C: vorming giftige stoffen (HMF)
• Bermgras en natuurgras: 100-120˚C
Münster, 6 februari 2012
28
Behandeling met zuren
•
•
•
•
•
•
Organische en anorganische zuren
Anorganische zuren: neutralisatie met base
Organische zuren: omzetting in methaan
Organische zuren duurder dan anorganische
Bij hoge temperatuur kans op HMF
Zuren kunnen (bouw)materialen aantasten
Münster, 6 februari 2012
29
Behandeling met base
•
•
•
•
Natronloog, calciumhydroxide, calciumoxide
Ammonia komt vrij als gas (gaswasser nodig)
Neutralisatie via omzetting CO2 (dus >%CH4)
100˚C + Ca(OH)2 =
• 75% meer CH4 uit varkensmest
• 207% meer CH4 uit stro
• Voor- of tussenbehandeling mogelijk
Münster, 6 februari 2012
30
Experimenten met enzymen
• DSM heeft toegezegd te willen participeren
• Uitvoering experimenten in april 2012:
• Bermgras en natuurgras
• Miscanthus en Szarvasi-1
• Miniatuurvergister FH Münster
• Opzet experimenteel ontwerp
• Mogelijk NDA noodzakelijk
Münster, 6 februari 2012
31
Experimenten met temp + base
• Behandeling met 100˚C + Ca(OH)2
• Varkens- en rundveemest
• Bermgras en stro
• Miniatuurvergister FH Münster
• Opzet experimenteel ontwerp
Münster, 6 februari 2012
32