Problem och lösningar vid processoptimering av ... - BOFFE.COM

More documents

Recommendations

Info

$(Microsoft PowerPoint - MILJ\366gifter och METALLER)$

medför en tillräckligt god omblandning för ett bra rötningsresultat – och en av anläggningarna har också mycket låg nedbrytningsgrad i rötkammaren. Om man antar en effekt av 80 kW för gasomrörning erhålls vid en drifttid av 2–4 h/dygn en energiförbrukning av 160–320 kWh/d. Motsvarande propelleromrörare förbrukar ca 1,5 kW vilket ger 36 kWh/d. Elförbrukningen för omrörning utgör dock ofta en förhållandevis liten andel av den totala elförbrukningen, se kapitel 8.2, figur 8-4. Investeringskostnaden för gasomrörning är också betydligt högre än för motsvarande topp-monterad propelleromrörare. En kombination av gasomrörning och mekanisk omrörning är inte vanligt men skulle sannolikt kunna vara fördelaktigt, i synnerhet vid rötningsprocesser där TS-halten överstiger 5 %. I normal drift körs då den mekaniska omrörningen, gasomrörningen körs endast intermittent (förslagsvis ca 30 min/dygn) för att bryta upp svämtäcken och frigöra gasbubblor i slammet. Därmed kan elenergiförbrukningen minimeras samtidigt som driften optimeras och gasproduktionen maximeras. Detta alternativ är speciellt intressant i det fall man avser bygga om en äldre anläggning med gasomrörning till mekanisk omrörning. Elkostnaden för gasomrörning enligt beskrivning ovan medför en extra driftskostnad i storleksordningen 100 000–150 000 kr/år för en medelstor anläggning (200 000 pe). Vinsterna skulle dock kunna överväga. Enbart en produktionsökning av biogas med omkring 5–10 % vid samma tänkta anläggning skulle kunna motsvara hela kostnaden (beroende på försäljningspris för biogasen). Därtill finns ytterligare potential i form av jämn drift och minskade slammängder genom såväl ökad nedbrytning som förbättrad avvattning. Igensättningar Ibland sker igensättningar i gasrören; detta avhjälps genom att blåsa rören med vatten och biogas. Korrosion Biogas är korrosiv och korrosion på framför allt kompressorerna är vanligt. Rätt materialval i nyckelkomponenter är viktigt. Brons har använts i många applikationer men man bör se upp med svavelväte och belägga materialet med kompositmaterial om man inte har tidigare erfarenhet av materialet vid 21 anläggningen. Detta gäller för övrigt alla material utom rostfritt stål SS2343 eller ädlare. Tyvärr går det i många applikationer inte att erhålla en viss komponent i SS2343 eller så blir kostnaden orimligt hög. Tillsats av järnklorid är ett vanligt sätt att minska svavelvätehalten i slammet – och därmed korrosionsrisken. Svavelinnehållet fälls ut som järnsulfid och blir på så sätt kvar i slamfasen. Skumning Om man har problem med filamentbakterier så kan det innebära att man vid gasomrörning får en kraftigare skumning jämfört med mekanisk omrörare. III. Enbart rundpumpning Vid en av de två referensanläggningarna som använder enbart rundpumpning omsätts rötkammarinnehållet ca 5 gånger per dygn (det vill säga 5 gånger rötkammarvolymen pumpas runt varje dygn). Motsvarande omsättning som erhålls med en toppmonterad propelleromrörare är ofta 10 gånger per timme. Omblandningseffekten av enbart rundpumpning är således mycket dålig. Energikostnaden för rundpumpning (el) är mycket hög och utgör en mycket stor andel av elförbrukningen vid dessa två anläggningar (se kapitel 8.2), samtidigt som nedbrytningsgraden i rötningsprocessen riskerar bli låg. 4.3 Olika typer av uppvärmningssystem i rötkammare 4.3.1 Beskrivning och syfte Uppvärmning av rötslammet är ofrånkomligt; det krävs för att uppnå lämpliga förhållanden för de anaeroba bakterierna. Processen drivs vanligen vid 35– 37 °C (mesofil rötning) eller vid 50–55 °C (termofil rötning) vilket är temperaturintervall där de anaeroba bakterierna trivs bra och nedbrytningsprocessen går avsevärt snabbare än vid omgivningstemperatur. Uppvärmning skall ske dels av inkommande slam (råslam) från vattentemperatur till rötningstemperatur dels för kompensation av värmeförlusterna genom rötkammarens ytor. Förbättringsåtgärderna på detta område handlar därför i stor utsträckning om att utforma systemen
på ett optimalt sätt, dvs. minimera värmebehovet och värmeförlusterna. Åtgärder på området är primärt motiverade endast i de fall det finns avsättning för besparad biogas eller energi. Eftersom värmebehovet för uppvärmning av rötkammaren oftast domineras av behovet av uppvärmning av råslammet kan stora besparingar uppnås genom förtjockning av slammet före rötning (se tidigare kapitel 3). Uppvärmning av slam till rötningstemperatur kan ske genom någon av följande metoder: cirkulation av rötkammarinnehållet via en extern värmeväxlare uppvärmning av slammet med hjälp av värmeväxlare på tillförselledning till rötkammaren (i kombination med uppvärmning på cirkulationsslingan, ovan) injicering av ånga varmvattencirkulation i rör eller mantlar inne i rötkammaren eldrivna doppvärmare inne i rötkammaren De tre sistnämnda metoderna är ovanliga och förekommer mycket sällan, i synnerhet i Sverige. Idag används vanligen den förstnämnda metoden, dvs. värme tillsätts på cirkulationledningen och i vissa fall kan även uppvärmning på inkommande slam till rötkammaren förekomma. Figur 4-2 nedan illustrerar de två metoderna med externa värmeväxlare. Värmebehovet för uppvärmning av inkommande slam beräknas enligt följande ekvation: E in = Q in · ρ · c p · ∆T , där E in = tillförd värme (kWh/d) Q in = inkommande slamflöde ρ = slammets densitet = 1 000 kg/m 3 c p = Specifik värmekapacitet (kWh/kg, °C) ∆T = temperaturskillnaden mellan råslammets temperatur och önskad rötkammartemperatur 4.3.2 Olika typer av utrustning för uppvärmning av slam Bland externa värmeväxlare dominerar tubvärmeväxlare (rör i rör) i Sverige (figur 4-3). Några spiralvärmeväxlare finns också i drift. Genom en tubvärmeväxlare pumpas slammet i det inre röret, vilket omges av varmvatten – som normalt pumpas i motsatt riktning – i det yttre röret. I en spiralvärmeväxlare pumpas slammet genom kanaler i ett fullständigt motströms flöde. Det varma mediet kommer in i centrum och strömmar ut mot periferin. Det kalla mediet kommer in i periferin och strömmar in mot centrum (se figur 4-4). Alternativ för värmetillsats Biogas 10-12 o C 23-25 o C 37 o C 37 o C 35 o C (B) (A) 35-37 o C Figur 4-2. Principskiss för uppvärmning av rötkammare med externa värmeväxlare. I praktiken sker uppvärmning huvudsakligen på cirkulationsslingan, dvs. enligt alt (A). 22
Page 1 and 2: VA-Forsk rapport Nr 2005-10 Problem
Page 3 and 4: VA-Forsk Bibliografiska uppgifter f
Page 6 and 7: Innehåll Förord . . . . . . . . .
Page 8 and 9: Sammanfattning Under senare år har
Page 10 and 11: 1 Bakgrund och syfte Kostnaden för
Page 12 and 13: Tabell 2-2. Slambehandlingsprocesse
Page 14 and 15: internt eller externt. Energipriset
Page 16 and 17: Figur 3-4. Bandförtjockare. förtj
Page 18 and 19: Inmatning till rötkammaren Förtjo
Page 20 and 21: ozonbehandlingen, som syftar till a
Page 24 and 25: Figur 4-3. Tubvärmeväxlare för u
Page 26 and 27: Vid U-värde 4: Mesofil Värmeförl
Page 28 and 29: värmepump kylt rötslam Rötkammar
Page 30 and 31: krävs el för värmeåtervinningen
Page 32 and 33: överhuvudtaget få slammet att bö
Page 34 and 35: 5.3 Erfarenheter och driftfall Typ
Page 36 and 37: För val av en optimal och kostnads
Page 38 and 39: Figur 7-2. Dekantercentrifug för a
Page 40 and 41: på uppgifterna varierar kraftigt f
Page 42 and 43: Elförbrukning (kWh/ton TS in) . 40
Page 44 and 45: 2,5 (*) Uppgift saknas 2 Nm 3 /kg V
Page 46 and 47: Förekomst av filamentbakterier är
Page 48 and 49: Bilaga A: Exempel på uppföljnings

Problem och lösningar vid processoptimering av ... - BOFFE.COM

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?