Nuestras plantas de biogás para el reciclaje de residuos
(Click para ampliar) Una planta de Biogas ABT BIOTEC produce biogás y bio-fertilizantes a partir de residuos biológicos de la agricultura y las industrias de alimentos, así como cultivos especiales de energía por medio de fermentación sin oxígeno (digestión anaeróbica).
Es un proyecto de construcción en el que los equipos constituyen el 50-60%. La parte principal son reactores cerrados (o digestores, tanques de metano, biorreactores) de hormigón armado o tanques de vidrio fusionado al acero. La mayoría de los sustratos se pueden mezclar entre sí. La diferencia está sólo en el sustrato y el sistema de carga. Para sustratos sólidos se utilizan cargadores de tornillo y para los líquidos estaciones de bombeo a los tanques. Nuestras instalaciones son de tipo modular con medidas entre los 8-24m de diámetro y de hasta 9 m de altura. En caso de que fuese necesario aumentar la capacidad de una planta el número de digestotes aumentaría en consecuencia.
Operativa inicial de una planta de biogás ABT BIOTEC
Los residuos líquidos biológicos se bombean a la planta de biogás por medio de una bomba sanitaria o de la tubería de extracción. La estación de bombeo de aguas residuales (MSF) está situado en un cuarto de servicio independiente. Los sólidos biológicos de residuos (estiércol, etc.) son llevados por una cinta transportadora. Los residuos una vez llegan al tanque principal, se homogenizan y calientan o refrescan, según tipo de residuo, hasta alcanzar la temperatura requerida. El depósito de media tiene una capacidad de almacenamiento para 2-3 días, y los residuos sólidos se pueden cargar a este tanque de homogeneización o entrar en el digestor a través del gestor de tornillo.
Desde el tanque de homogeneización, la mezcla llega al digestor, fabricado en hormigón resistente al ácido y termo aislado. El calor-aislamiento se calcula en función de las condiciones del clima de lugar de ubicación de la planta de biogás. Para la actividad de los microorganismos es vital mantener una temperatura constante, por lo general temperatura mesofílica (30-41 ° С). En algunos casos se utiliza el modo de temperatura termófila (alrededor de 55 ° С). La mezcla de la biomasa en el interior del digestor se realiza mediante diversas formas y depende del tipo de materia prima, su humedad y otras características. La mezcla puede ser realizada por mezcladores inclinados, grandes palas, o agitadores o mezcladores tipo sumergible. Todos están fabricados en acero inoxidable. En algunos casos los dispositivos mezcladores puede ser de tipo hidráulico en lugar de mecánicos. Estos mezcladores bombean la biomasa en capas con grupos de bacterias. Nuestros biorreactores se construyen con cúpula de madera o de hormigón y tienen vida útil de 25-30 años.
Los digestores son calentados por agua caliente con una temperatura de entrada de unos 60 ° С y temperatura de descarga de alrededor de 40 ° С. El sistema de calefacción es una red de tuberías, que puede ser integrado en la pared del reactor o que instalado en el lado interior de la pared del digestor. En el caso de las plantas de biogás equipadas con una unidad de cogeneración, el digestor puede ser calentado por el generador de enfriamiento de agua. El generador de enfriamiento de agua tiene una temperatura de 90 ° С y antes de entrar en el sistema de calefacción del digestor se mezcla con agua a 40 ° С para que el sistema de calefacción reciba agua a 60 ° С. El agua es tratada y retornable. En invierno la planta de biogás requiere hasta un 70% del calor del dispositivo de enfriamiento del generador y el 10% en verano. Si planta de biogás está diseñada sólo para producción de gas caliente se utilizaría una caldera de agua especial. Nuestras planta de biogás son energéticamente autosuficientes y el consumo de calor por lo general se sitúa entre el 5% y el 15% del total producido.
El promedio de tiempo de retención hidráulica de la biomasa en biorreactores (dependiendo del tipo de material) es de 20-40 días. Durante este tiempo, la materia orgánica es metabolizada por los microorganismos presentes en la biomasa. Por ejemplo, el tiempo de retención hidráulica de ensilaje de maíz es de aproximadamente 70-160 días. El tiempo de retención hidráulico define el tamaño del digestor.
El proceso de fermentación es realizado por microorganismos anaerobios, que se inyectan en el digestor en la planta de biogás en marcha. No es necesario ningún otro aditivo. La inyección de microorganismos se puede hacer de tres maneras: 1) Inyección de microorganismos concentrados 2) Si es el caso, se añade estiércol fresco o 3) si es el caso, se añade inyección de biomasa de la planta de biogás en funcionamiento. Los métodos 2 y 3 son los más baratos. Los microorganismos están presentes en las entrañas de los animales y por lo tanto en su estiércol y no son perjudiciales para la salud humana o animal. Por otra parte el biorreactor es un recipiente herméticamente cerrado. Es por eso que los biorreactores o fermentadores se pueden colocar cerca de cualquier instalación.
Como productos finales obtenemos: biogás y bio-fertilizantes (sólidos y líquidos).
El biogás se almacena en un gasómetro. El gasómetro es una estructura de 3 capas especiales hechas de PVC, PE y EPDM con una cúpula de material resistente a la luz solar y evaporaciones internas. La vida útil de servicio de un Gasómetro son 15 años. El Biorreactor está herméticamente sellado por el gasómetro de la parte superior y cubierto por la tapa de inclinación adicional. Entre el espacio existente entre el gasómetro y la cubierta de inclinación se bombea aire a fin de formar presión y el aislamiento térmico. A veces gasómetro puede ser es un cover multicámara. Dependiendo de la solución elegida para el proyecto, la cubierta puede ser asegurada por cinturones en la parte superior de la cúpula de hormigón o también ser colocada en un tanque de hormigón separado. La capacidad de un Gasómetro en volumen es de 0,5 - 1 día de funcionamiento.
El gasómetro utiliza gas de la unidad de cogeneración. Aquí se produce el calor a razón de 1m3 de biogás produce 2 kWh de energía eléctrica y 2 kWh de energía calorífica. Las plantas grandes de biogás, por ley, están equipadas con una bengala de emergencia para seguridad en el caso de mal funcionamiento de los motores, en cuyo caso sería necesario quemar el biogás excesivo. También el sistema de biogás se puede equipar con ventilación, extractor de condensado y una unidad de desulfuración.
(Click para ampliar) Visualización de proceso en la planta de biogás (Velikiy Krupil, Ucrania)Todo el sistema está informatizado y es operado por una unidad de control automático. La unidad de control gestiona el trabajo de la estación de bombeo, mezcladores, sistema de calefacción, el gas y el generador automático. Para el control de las operaciones sólo se precisa de una sola persona durante 2 horas al día. Esta persona realiza el control con la ayuda del ordenador. Nosotros nos encargamos de la formación del operario-os, y con dos semanas de entrenamiento, cualquier persona sin ningún conocimiento especial puede gestionar la planta de biogás.
El residuo sólido resultante, una vez finalizado el proceso de digestión anaeróbica de la biomasa, está listo para su uso como biofertilizante. El bio-fertilizante líquido es separado por la por unidad de separación y se almacena en un tanque. En Alemania, este líquido (amoníaco) se utiliza como un fertilizante de alta calidad debido a su contenido en amoníaco (NH4). Los biofertilizantes sólidos se almacenan por separado. Desde el tanque de almacenamiento de líquidos bio-fertilizante se bombea a los tanques de transporte para su posterior distribución o venta. Como opción, en una planta de biogás podemos suministrar e instalar una línea de embotellamiento de biofertilizantes líquidos (botellas de 0,3, 0,5, 1,0 l). En el caso de que el biofertilizante líquido no sea de interés para los propietarios de la planta de biogás, podemos equipar a la planta con un módulo adicional de tratamiento de aguas residuales.
En caso de la propiedad no este interesada en generar electricidad, y su interés sea utilizar el gas como combustible para vehículos, podemos suministrar la planta con nuestro sistema de tratamiento de gases y metano, y con nuestra estación de servicio. Nuestro sistema de tratamiento de gas es un equipo que separa el dióxido de carbono a partir del biogás y se basa en la absorción y la tecnología stripper. El contenido de dióxido de carbono se puede reducir de un 40% hasta un 10% (incluso hasta un 1% es posible si es necesario). Esta opción es muy interesante teniendo en cuenta el elevado precio del combustible de automoción y las subvenciones para los vehículos con combustibles no ecológicos y no contaminantes.
Para algunos tipos de desechos se requieren modificaciones sobre el diseño anteriormente descrito. Por ejemplo, no es factible con una sola materia prima como el grano de destilería y decantación de cerveza. En este ejemplo, son necesarios dos sistemas, y hay que añadir un reactor de hidrólisis. La peculiaridad del proceso es el apoyo del nivel de acidez en los reactores de hidrólisis. Esta tecnología está patentada y ABT tiene licencia de uso en exclusiva, por lo que es imposible su uso por otras empresas.
Planta de Biogas: equipos e instalaciones
- Tanque de recepción con la estación de bombeo
- Sólidos gestor de biomasa
- Digestor
- Dispositivos de Mezcla
- Gasómetro (almacenamiento de gas)
- Mezcla de aguas y calefacción
- Sistema Gas
- Estación de bombeo
- Separador
- Dispositivos de control
- Equipos de control con visualización
- Sistema de emergencia antorcha y sistema de seguridad