Landbüro ET Energie und Technik GmbH. Landbüro Agrarberatung und Service GmbH & Co.KG.

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1 Herzlich Willkommen zum Seminar Aufbereitung der Gärprodukte Seminar "Gärprodukt veredeln" 1 Landbüro ET Energie und Technik GmbH Landbüro Agrarberatung und Service GmbH & Co.KG. Biogas-Dokumentationen Störfallkonzepte Ex-Dokumente, etc. Strom & Gasvermarktung LB - Smart Note LB - e.fix Energieeffizienzberatung Nährstoffmanagement Prämien- und Förderanträge QS-Bündler/QM-Systeme Schlagkartei Dokumentationen Wirtschaftlichkeitsberatung Seminar "Gärprodukt veredeln" 2 1

2 Seminar "Gärprodukt veredeln" 3 Landwirt 1 Landwirt 1 Biogasanlage Meppen Seminar "Gärprodukt veredeln" 4 2

3 Landwirt 1 Seminar "Gärprodukt veredeln" 5 Landwirt 1 Landwirt 1 Biogasanlage 1 Seminar "Gärprodukt veredeln" 6 3

4 Seminar "Gärprodukt veredeln" 7 Seminar "Gärprodukt veredeln" 8 4

5 Seminar "Gärprodukt veredeln" 9 Biologische Betreuung Seminar "Gärprodukt veredeln" 10 5

6 Biologische Betreuung Seminar "Gärprodukt veredeln" 11 Energie einkaufen Seminar "Gärprodukt veredeln" 12 6

7 12-Monats-Strompreisentwicklung auf Basis e.optimum EK-Modell (Reine Energiepreise in Cent/kWh exkl. MwSt.) Durchschnittspreis: 4,67 Seminar "Gärprodukt veredeln" 13 Haben wir ein Nährstoffproblem? Nährstoffe zu haben, ist grundsätzlich kein Problem! Nährstoffe sind ein Wert-Stoff, der die Bodenfruchtbarkeit und Erträge sichert und in Ackerbauregionen teuer zugekauft werden muss. Die Nährstoffträger Gülle und Mist haben ein enormes energetisches Potenzial, das nicht ausgeschöpft wird. Aus dem Nährstoffbericht von Niedersachsen: Emsland/Grafschaft; -ca t Gülle/Jahr, davon ca in BGA. -ca t (Mist-/HTK)/Jahr, davon max t in BGA. Dieser nicht hier vergorene Wirtschaftsdünger entspricht ca m³ Biogas kwh Strom. Anders gesagt 68,75 MW elektrischer Leistung. Seminar "Gärprodukt veredeln" 14 7

8 Haben wir ein Nährstoffproblem? Antwort:Nein, wir haben ein Formulierungsproblem! Die Gärprodukte weisen eine zu geringe Nährstoffkonzentration auf. Gesucht sind technische Verfahren, die mit der verfügbaren thermischen Energie ein Höchstmaß an Wasserentzug ermöglichen! Weitere Anforderungen: - emissionsarm - automatisiert, störungsfrei, wartungsfreundlich - kostengünstig Seminar "Gärprodukt veredeln" 15 MKR Metzger GmbH Anno 1990 MKR Produkte Saug- und Filterwagen Fremdölabscheider Zentrifugen Filtrationstechnik Brikettieranlagen Verdampfer MKR Metzger GmbH heute Seminar "Gärprodukt veredeln" 16 8

9 MKR Metzger GmbH Warum Vakuumverdampfung mit MKR-Technik? Seit 1990 Betriebserfahrung mit Aufbereitungssystemen. Höchste Verfahrenseffizienz: ca. 700kWh th. je t Wasserentzug. Hochwertiger Maschinenbau im Industriestandard, vollautomatisiert, geringer Wartungs und Betreuungsaufwand. Praxiserprobt und auf die hiesigen Verhältnisse vorbereitet (z.b. ASL-Herstellung mit 30%) Konkurrenzfähige Betriebskosten und Anschaffungskosten Modulares, quasi mobiles Verfahren, das z.b. Leasing-Finanzierung ermöglicht. Äußerst emissionsarm bzw. emissionsfrei bei ASL- Herstellung. Zuverlässig Einhaltung und Überwachung der Einleitgrenzwerte. Seminar "Gärprodukt veredeln" 17 Stofftrennung im Industriestandart Seminar "Gärprodukt veredeln" 18 9

10 Die Verdampfer RT 500 Seminar "Gärprodukt veredeln" 19 Die Verdampfer RT 400 Seminar "Gärprodukt veredeln" 20 10

11 Die Verdampfer RT 600 Seminar "Gärprodukt veredeln" 21 Die Verfahrensschritte 1. Separation 2. Vorbehandlung 3. Eindampfung 4. Kondensierung 5. Nachbehandlung 6. Optional Veredelung Seminar "Gärprodukt veredeln" 22 11

12 Verfahrensprinzip Vakuumverdampfung Seminar "Gärprodukt veredeln" 23 1.Separation Nachgärer oder Endlager Separator Verdampfer Vorbehandelung Vorbehandlung Flüssige Phase: Partikelgröße ca. 0,5 mm TS-Gehalt ca. 5% Seminar "Gärprodukt veredeln" 24 12

13 Seminar "Gärprodukt veredeln" 25 Vorbehandlung: Ansäuerung Durch die Ansäuerungmit 96%iger Schwefelsäure (H2SO4) wird das im Gärprodukt vorliegende Ammoniumbicarbonat(NH4HCO3) unter Freisetzung von CO2 zu Ammoniumsulfat (NH4)2SO4 umgesalzt. 2 (NH4HCO3) + H2SO4-> (NH4)2SO4 + 2 CO2+ 2 H2O Im Gärprodukt vorhandener Ammoniak wird durch die Schwefelsäure ebenfalls in Ammoniumsulfat (NH4)2SO4 umgewandelt. 2 NH3+ H2SO4-> (NH4)2SO4 Schwefelsäurebedarf ist abhängig vom Ammonium-N-Gehalt im Gärprodukt: Richtwert: 2,8 kg Schwefelsäure je m³ Gärprodukt und je kg Ammonium-N Aufwertung des Düngers: Zum Vergleich: 1 kg Schwefelsäure 96%ig -> 1,29 kg Ammoniumsulfatdünger Seminar "Gärprodukt veredeln" 26 13

14 Seminar "Gärprodukt veredeln" 27 Seminar "Gärprodukt veredeln" 28 14

15 Anlagenbauteile Vorbehandlung Brüdenwäsche / Kondensation Verdampfer Seminar "Gärprodukt veredeln" 29 Anlagenbauteile RT 400 Wartungshilfsgestell außengelagert mit Antrieb Revision Öffnung Exenter- Schnecken -Pumpe Der stabile Rahmen steht auf Wiegefüßen Kondensator Brüdenwäscher Steuerungsschrank Wärmebalken für den Doppelwandigen Verdampfer außengelagert alle Schnittstellen in diesem Bereich Revision Öffnung Seminar "Gärprodukt veredeln" 30 15

16 Aufstellschema RT 400 VB eingehaust Seminar "Gärprodukt veredeln" 31 Produkte der Verdampfung HIGH-END : Powerpellet Faserstoffe nach Separator Nährstoffkonzentrat Destillat Seminar "Gärprodukt veredeln" 32 16

17 Massenbilanz RT 600 mit VB. Aufkonzentrierungsfaktor hängt vom TS-Gehalt ab; Destillatmenge bleibt gleich! Wärmebedarf 340 kw Gärpdodukt t/a TS 8 % Schwefelsäure 96%ig Separator Gärpdodukt (Filtrat) t/a TS 5 % Verdampfersystem RT Destillat: t/a Konzentrat t/a, ca. 17 % TS Gärprodukt (Faserstoffe) 960 t/a TS ca. 25 % bei 2 kg NH4-N; 30 t/a Natronlauge (NaOH) 37%ig bei 2 kg CSB/t Destillat; 5 t/a CO2 Abgabe: 27 t/a Seminar "Gärprodukt veredeln" 33 Massenbilanz RT 600 ASL Aufkonzentrierungsfaktor hängt vom TS-Gehalt ab; Destillatmenge bleibt gleich! Wärmebedarf 340 kw Gärpdodukt t/a TS 8 % Schwefelsäure 96%ig Separator Gärpdodukt (Filtrat) t/a TS 5 % Verdampfersystem RT Destillat: t/a Konzentrat t/a, ca. 17 % TS Gärprodukt (Faserstoffe) 960 t/a TS ca. 25 % bei 3 kg NH4-N; 46 t/a 30%ige ASL; 330 t/a CO2 Abgabe: 40 t/a Seminar "Gärprodukt veredeln" 34 17

18 Massenbilanz RT 400 ASL Aufkonzentrierungsfaktor hängt vom TS-Gehalt ab; Destillatmenge bleibt gleich! Wärmebedarf 230 kw Gärpdodukt t/a TS 5,5 % Schwefelsäure 96%ig Separator Gärpdodukt (Filtrat) t/a TS 4 % Verdampfersystem RT Destillat: t/a Konzentrat 971 t/a, ca. 15 % TS Gärprodukt (Faserstoffe) 364 t/a TS ca. 20 % bei 3 kg NH4-N; 29,6 t/a 30%ige ASL; 212 t/a CO2 Abgabe: 26,3 t/a Seminar "Gärprodukt veredeln" 35 Produkte der Verdampfung RT 400 VB RT 400 ASL RT 600 VB RT 600 ASL Gärprodukt t/a Filtrat flüssige Phase t/a Seperatorenmist t/a Nährstoffkonzentrat t/a Destillat t/a ASL (30%ig) t/a Seminar "Gärprodukt veredeln" 36 18

19 Die Produkte a) Separatorenmist direkter Dünger Weiterverarbeitung b) Konzentrat direkter Dünger Aufwertung von Gülle und Gärprodukten Weiterverarbeitung, z.b. Mischung mit fester Phase und trocknen [D]. c) Destillat Einleitung im Vorflut nur denkbar bei ausreichender Vorflut Problematisch bei Genehmigungsbehörden Landwirtschaftliche Verwendung Z.B. Sammlung mit Oberflächenwasser, dann verregnen Gewerbliche Verwendung destilliertes Wasser Abgabe in Umgebungsluft mit Verdunstungskühler e) ASL-Dünger Ökonomisch sehr interessanter NH4 und S-Träger für die Düngung Bodendünger oder Aufwertung organischer Dünger. Seminar "Gärprodukt veredeln" 37 Verteilung der Nährstoffe Seminar "Gärprodukt veredeln" 38 19

20 Qualität Destillat Mittelwerte: Mittelwerte: Genehmigungs- Auswertung Labor MKR bescheid ph-werte 9,35 6,89 6-9,5 Leitwert µs/cm Ammonium-N 2,53 mg/l 1,75 mg/l 10 mg/l N-Gesamt (anorg.) 3,90 mg/l - 10 mg/l CSB 64,86 mg/l 63,82 mg/l 200 mg/l BSB5 26,33 mg/l - 40 mg/l Nitrat - N 0,73 mg/l - Nitrit - N 0,03 mg/l - Phosphor 0,19 mg/l - 2 mg/l Seminar "Gärprodukt veredeln" 39 Emissionsgrenzwerte Klassifizierung TA-Luft vor dem Biofilter nach dem Biofilter Grenzwerte Ta-Luft 1 Kohlendioxid CO 2-0,8 Vol% 0,8 Vol% - Sauerstoff O 2-20,8 Vol% 20,8 Vol% - Ammoniak NH 3 Klasse III 38 mg/m³n ~ 17mg/m³ 30 mg/m³ Methan CH 4-2mg/m³N 2mg/m³ - Schwefelwasserstoff H 2 S org. Stoffe TOC (Gesamt-C) Klasse II < 1mg/m³N < 1mg/m³ 3 mg/m³ - < 1mg/m³N < 12-14mg/m³ 50 mg/m³ Abluftkonzentrationen unter Normbedingungen (trocken) 1 TA-Luft Nrn und5.2.5 Quelle der Messwerte: Laufende Messungen während des Testbetriebs durchgeführt vom Institut Müller BBM (Bericht Nr. M94785/2). Angaben in Normzustand und trocken. (Messung der Menge Binder Messtechnik/ Zusammensetzung Müller BBM): Seminar "Gärprodukt veredeln" 40 20

21 Emissionsgrenzwerte NH3-Emissionen bei Vorbehandlung: Betriebsdaten: 350 m³/h 500 m³/h Jahresausstoß 84 kg NH kg NH 3 Rinder 1 ca. 18 st. ca. 25 st. Mastschweine 2 ca. 23 st. ca. 33 st. 1 Rindern(Anbindehaltung,Fest oderflüssigmistverfahren4,86kg NH 3 /Platz*a) 2 Mastschweinen(Zwangslüftung,Flüssigmistverfahren3,64kgNH 3 /Platz*a) Bei ASL-Gewinnung quasi keine NH3-Emissionen! Seminar "Gärprodukt veredeln" 41 Betriebskosten Strom 20 kwh/m³ X 0,18 /kwh = 3,60 /m³ Schwefels. 5,6 kg/m³ X 0,20 /kg = 1,12 /m³ Natronlauge 0,8 kg/m³ X 0,35 /kg = 0,28 /m³ Arbeit 0,5 Akh/d X 15,00 /h = ca. 0,50 /m³ Reparatur/ Wartung 3 % v. Invest = 1,50 /m³ 7,00 /m³ Seminar "Gärprodukt veredeln" 42 21

22 Möglicher Nutzen KWK-Bonus 0,03 /kwh X 440 kwh/m³ = 13,20 /m³ Ersparnis Transport/Ausbringung 4,00 /m³ = 2,24 /m³ Ersparnis Lagerraum 3,00 /m³ = 1,68 /m³ Substitutionen Mais durch Mist (z.b t) Weitere Vermarktungserlöse können erziehlt werden durch: - Vermarktungserlös Konzentrat - Vermarktungserlös ASL = 8,00 /m³ 25,12 /m³ Seminar "Gärprodukt veredeln" 43 Möglicher Nutzen Reparartur /Wartung Betriebskosten Aufteilung Ertrag Kosten Arbeit Natronlau ge Schwefels. Strom 7 MöglicheErträge 25 Mais - Mist Lagerraum Transport kwk- Bonus Gewinn/Verlust Seminar "Gärprodukt veredeln" 44 22

23 Amortisationsbeispiel Seminar "Gärprodukt veredeln" 45 Vorteile auf einen Blick Energieeffizient: ca. 730 kwh th. für 1 t Destillat (einstufiges Verfahren) 1,3 1,4 kg Destillat / kwh th. Zuverlässig: Keine externen Wärmetauscher, daher kein verkleben und verbacken wenige bewegliche Teile Emissionsarm / Stickstoff bleibt im System: durch nahezu geschlossenem System, Emission (Luft) vergleichbar mit 18 Rindern ASL-Produktion ist quasi emissionsfrei Seminar "Gärprodukt veredeln" 46 23

24 Weitere Aspekte Gesetzliche Änderungen DüMV, Lagerdauer, 170 kg N/ha (noch tierisch) Alternative zum Endlagerbau Nährstoffüberschuss in Veredelungsregionen Transportkosten reduzieren Wärmekonzept für Neuanlagen sicherer KWK-Bonus Keine Fläche bei Bioabfallanlagen Unabhängigkeit von Gülleabnehmern Herstellung Dünger und Veredelung Emissionsgrenzen erreicht Seminar "Gärprodukt veredeln" 47 Perspektive: Nährstoffveredelung Warum Veredelung? Gehalte der Haupt- und Nebennährstoffe weichen vom Pflanzenbedarf ab. Nährstofffraktionen sind z.t. getrennt Verfügbarkeit der Nährstoffe steuern (z.b. Ammonium <-> Nitrat) Verkaufsfähige Ware erzeugen (Handel) Überfahrten reduzieren Unabhängiger von der Witterung werden Seminar "Gärprodukt veredeln" 48 24

25 Perspektive: Nährstoffveredelung Die Veredelung mit Nährstoffen um die pflanzenbaulich benötigten Konzentrationen, Gehalte und Verfügbarkeiten zu erreichen ist machbar. Jedoch besteht noch Diskussionsbedarf in der Art der Formulierung. Stichworte: Gülle(Konzentrat)injektion, Pellets, CULTAN- Verfahren Seminar "Gärprodukt veredeln" 49 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Sie sind Interessiert? Dann sollten wir ins Gespräch kommen! Vereinbaren Sie Ihren individuellen Beratertermin. Sie wollen mehr sehen? Dann kommen Sie am Do zum Praxistag mit nach Monheim in Bayern! Landbüro-ET Energie und Technik GmbH Gaußstr Twist Tel.: +49 (0) Fax.: +49 (0) Mail: energie@landbuero.de Internet: M I T E N E R G I E I N D I E Z U K U N F T! Seminar "Gärprodukt veredeln" 50 25