Biogazownia tylko z pozoru jest prosta technologicznie

Gaz biologiczny wytwarza się, wykorzystując proste procesy związane z tzw. beztlenową fermentacją i gniciem materii organicznej, np. roślin czy odpadków z nich. W wielu miejscach powstaje on samoistnie, np. na wysypiskach śmieci, w odpadach przysypanych warstwą innych. Wykorzystywanie go jednak w celach komercyjnych wcale nie jest łatwe. Ta technologia jest dużo bardziej skomplikowana niż np. produkcja energii w zautomatyzowanych dziś elektrowniach wiatrowych, których najnowsze modele są bardzo zaawansowane technologicznie.

Wiele zależy już od tego, czy trafnie wybierzemy lokalizację, surowiec i technologię transportowania go do tzw. komory fermentacyjnej, co można robić np. przy użyciu specjalnych pomp. Na to właściwie nie ma reguły i w każdym przypadku trzeba to robić indywidualnie, najlepiej sięgając po pomoc fachowców.

Pułapek jest bowiem bardzo wiele. Niektórych może kusić choćby wykorzystanie jako surowca odpadów poubojowych, za które ubojnia może nie tylko nie wziąć pieniędzy, ale nawet za ich odbiór dopłacić. Utylizacja takich resztek jest jednak kosztowna. Wybranie tego rodzaju odpadów ma poważny minus: zanim trafią one do biogazowni, muszą być poddane tzw. higienizacji.

Kluczowe jest też zapewnienie odpowiedniego wymieszania surowca w czasie fermentacji, by był on możliwie jednolity. Ma to bowiem spory wpływ na wydajność całej instalacji. Jeśli chcemy używać kilku surowców naraz i np. gnojowicę zagęszczać jakimiś roślinami, to musimy prawidłowo dobrać proporcje, bo jakość takiego zestawu ma spory wpływ na sprawność funkcjonowania i efektywność instalacji. Potem trzeba zaprojektować na tyle duże zbiorniki fermentacyjne, aby surowiec zmieniać w nim nie częściej niż co 10 godzin. Tyle czasu potrzeba bowiem, żeby zamienił się on w biogaz. Owe zbiorniki zwykle mają po 6 metrów wysokości i od 18 do 26 metrów średnicy. W ich ściany wbudowane są rurki grzewcze, które podwyższając temperaturę w środku, umożliwiają i przyspieszają fermentację.

Jedna z najważniejszych kwestii w eksploatacji biogazowni to zagrożenie wybuchem. Biogaz w określonych warunkach może bowiem łatwo eksplodować. Na przykład wtedy, gdy ulotni się, zmiesza z powietrzem i napotka iskrę. Dlatego biogazownie powinny być bardzo szczelne i tak skonstruowane, żeby do wybuchu nie mogło dojść. Jednak takie ryzyko, choć niewielkie, zawsze istnieje. Szczególnie, jeśli nie przestrzega się pewnych procedur związanych z obsługą i eksploatacją biogazowni. Najważniejsze z nich to m.in.:

● kontrola drożności, szczelności i sprawności instalacji (przewodów, zaworów itd.), pracy silnika, kotła i pozostałych urządzeń pomocniczych według instrukcji eksploatacyjno-serwisowych (DTR), stanu technicznego zbiornika gazowego, komór, przykryć membranowych, mieszadeł, higienizatora, wszystkich urządzeń zabezpieczających itd.

● regularne sprawdzanie jakości biogazu, a szczególnie zawartości w nim metanu, dwutlenku węgla, siarkowodoru i tlenu

● wymiana lub naprawa elementów uszkodzonych, skorodowanych

● systematyczna kontrola oraz opróżnianie zbiornika na kondensat

● poprzedzanie prac remontowych lub konserwacyjnych w miejscach zagrożonych wybuchem, pożarem lub zatruciem badaniem detektorem gazu na obecność siarkowodoru i metanu

● oznakowanie pomieszczeń zagrożonych wybuchem wraz ze strefami zagrożenia

● kontrolowanie dostępu powietrza oraz zawartości tlenu podczas biologicznego odsiarczania biogazu - norma wymaga od 3 do 5 proc.

● regularne sprawdzanie i systematyczna konserwacja urządzeń zabezpieczających w elektrociepłowni blokowej, a w szczególności awaryjnego wyłączania, automatycznego przerwania pracy instalacji przy zbyt niskiej zawartości metanu w biogazie.

Warto przypomnieć, że biogazownie nie są neutralne zapachowo, choć akurat ta ich dolegliwość w miarę rozwoju technologii coraz bardziej się zmniejsza.

Konieczna jest również instalacja do oczyszczania biogazu z siarkowodoru i amoniaku, którą trzeba prawidłowo eksploatować nie tylko wtedy, gdy chcemy tłoczyć biogaz do gazociągów.

Niewłaściwe odsiarczenie biogazu prowadzi bowiem do powstawania przy jego spalaniu trójtlenku siarki, a z niego kwasu siarkowego, który wżera się w elementy całej instalacji i niszczy je, skracając znacząco ich żywotność. Obecność trójtlenku siarki (SO3) zwiększa zapylenie w układzie spalania, przeszkadza w swobodnym obiegu gazów, doprowadza do ścierania niektórych części. Zniszczeniem szczególnie zagrożone są tuleje cylindrowe i kanały wylotowe głowic cylindrowych z kolektorem spalin.

Kolejną komplikacją w eksploatacji może być przeróbka tzw. masy pofermentacyjnej, która jest produktem ubocznym przy produkcji biogazu i najczęściej jest wykorzystywana jako nawóz. Trzeba ją czasem zagęścić i podsuszyć, co zwiększa koszty.

Jeśli wyprodukowany biogaz ma być tłoczony do gazociągu, musi być wcześniej uzdatniony i trzeba odpowiednio zwiększyć jego ciśnienie. Jeśli spalamy go na miejscu, wytwarzając w ten sposób prąd i ciepło, to oznacza, że mamy oprócz biogazowni elektrownię z prawdziwego zdarzenia.

Biogaz zawiera niewielkie ilości siarkowodoru, azotu i amoniaku oraz innych substancji o właściwościach toksycznych. Dla przykładu; może być w nim benzen, znany z właściwości rakotwórczych. Z tego punktu widzenia bardzo ważna okazuje się szczelność instalacji technicznej biogazowni. Im jest ona bardziej hermetyczna, tym mniej uciążliwa dla otoczenia.

Jacek Krzemiński

wiecejtlenu.pl