Hochwertige Komponenten. für Ihre Biogas-Anlage

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1 Hochwertige Komponenten für Ihre Biogas-Anlage

2 Qualität für Ihre Biogas-Anlage Die Technik zur Produktion von Biogas ist umfangreich und hat sich in den vergangenen Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Ob eine Anlage erfolgreich in einen Betrieb integriert werden kann, steht und fällt oft mit der richtigen Technik. Entscheidend ist dabei neben dem Gesamtpaket auch die Qualität der einzelnen Komponenten einer Biogas- Anlage. Langlebigkeit und Zuverlässigkeit stehen dabei im Mittelpunkt. Mit Ihrer Consentis Komponentenmappe erhalten Sie einen umfassenden Überblick über die Bestandteile der Consentis Biogasanlagen. Gründe warum wir diese Technik empfehlen haben wir ebenfalls aufgelistet. Wir bauen seit mehr als zehn Jahren schlüsselfertige Biogas-Anlagen und zählen international zu den führenden Komplettanbietern. Alle Komponenten bewähren sich erfolgreich im Dauereinsatz in den eigenen Biogas- Anlagen. Sie bestehen aus industrieerprobten und hochwertigen Materialien. In umfang reichen Qualitätstests wählen wir nur die Komponenten aus, von denen wir auch überzeugt sind. Hohe Energieausbeute, niedrige Faulraumbelastung, lange Verweildauer, große Fermentervolumen und ein entsprechend umfassender Gasspeicher sorgen für eine effiziente Biogas-Produktion. Als Komplettanbieter liefern wir Einsteigermodelle und Großanlagen bis in den Megawattbereich. Alle Typen zeichnen sich durch einen geringen Verschleiß und energiesparenden Betrieb aus. Ein Team aus Fachleuten steht Ihnen von der Planung bis zum erfolgreichen Betrieb Ihrer Biogas-Anlage zur Seite.

3 Inhalt Stahlbetonbehälter 4-5 Annahmebehälter, -grube 6 Schauglas 7 Steuerungsschrank 8 Arbeitsplatz 9 Heizungssystem 10 Heizungsverteilung 11 Tragluftfolienabdeckung Rührwerkstechnik Verrohrung 16 Pumpensysteme 17 Einbringtechnik Stromeinspeisung 20 Biomethan-Einspeisung 21 Gasaufbereitung 22 Hygienisierung 23 Gasfackel 24 Notizen 25

4 Stahlbetonbehälter Betonbehälter Rundschalung in Segmentbauweise Alle Stahlbetonbehälter sind mit einem verspannten Schalungssystem hergestellt worden. Dadurch kann eine genaue Fertigung und ein hoher Verdichtungsgrad des Betons gewährleistet werden. Die robusten Behälter halten extremen Belastungen stand. Eine hocheffiziente dickwandige Wärmedämmung wird unter der Bodenplatte sowie an den Behälterwänden angebracht. Um Kältebrücken zu vermeiden, wird das Material an den Behälterwänden zweilagig versetzt verlegt. PERI GmbH 4

5 Wärmedämmung, Trapezbleche Bei gasdichten Behältern wird die Wand im Gasspeicherbereich mit einer Kunststofffolie bzw. mit Epoxidharz ausgekleidet. Die Behälterkrone wird ebenfalls mit Epoxidharz beschichtet und mit einer SIKA Membran geschützt. Zudem wird der Behälter mit witterungsbeständigen Aluminium trapezblechen verkleidet. Wärmedämmung 5

6 Annahmebehälter, -grube Annahmebehälter In der Annahmegrube bzw. in dem Annahmebehälter wird der flüssige Wirtschaftsdünger gesammelt, gelagert und homogenisiert. Danach gelangen die Substrate in den Fermenter zur Vergärung. Annahmegrube 6

7 Schauglas Schaugläser ermöglichen die schnelle Sichtkontrolle des Fermenterinhaltes. Die Bildung von Schwimmdecken, die Funktion der Rührwerke sowie die biologische Entschwefelung können hierdurch überprüft werden. 7

8 Steuerungsschrank Die Anlage ist sehr einfach per Touchscreen, PC, Smartphone (z. B. iphone) oder Datenfernübertragung zu bedienen. Die Steuerung sämtlicher Antriebe kann sowohl automatisch als auch manuell erfolgen. Störmeldungen werden auf der Anlage erfasst und der Betriebsbereitschaft per Handy mitgeteilt. Die intuitive Bedienung erfolgt computergestützt über eine SPS-Steuerung. Alle wichtigen Funktionen der Biogasanlage werden durch das zentrale Steuerungs system visuell dargestellt. Wichtige Daten wie Befüllung, Motorenlauf, Fermen tertemperatur sind ständig ablesbar. Die Daten werden archiviert und können über den Zeitverlauf hinweg analysiert und kontrolliert werden. Durch ein Lastmanagement werden Betriebszeitpunkte der Pumpen, Rührwerke und Fördereinrichtungen so verteilt, dass Lastspitzen vermieden werden. Der biologische Prozess wird nicht beeinträchtigt. Die mit dem Energieversorger vereinbarte Leistungsbereitstellung, die bei Überschreitung mit hohen Kostenaufschlägen verbunden ist, wird durch die Steuerung eingehalten. Dies hilft die Eigenenergiekosten deutlich zu reduzieren. 8

9 Arbeitsplatz Optional kann die Anlage mit einem Arbeitsplatz im Steuerungsraum angeboten werden. Ausgestattet wird dieser mit einem PC und Bildschirm und bietet somit eine weitere Möglichkeit für die Überwachung und Steuerung der Anlage. 9

10 Heizungssystem Heizungssystem innen Das Heizungssystem wird entsprechend den Anforderungen dimensioniert. Die aus Edelstahl gefertigten Elemente im Fermenter und Nachgärer sind an der Behälterinnenwand befestigt. Aufgrund der leichten Zugänglichkeit und dem vorhandenen Schutz vor Frost befinden sich die Verteiler der Fermenterheizung im Pumpenraum. Das System besteht aus korrosionsbeständigen und diffusions - dichten Edelstahlrohren. Alle Heizkreise sind durch getrennte Kreisläufe einzeln absperrbar. Verteilerkreis im Pumpenhaus 10

11 Heizungsverteilung Die Heizungsverteilung sorgt für eine optimale Nutzung der Wärmeenergie des BHKWs für die Fermenterheizung und die externen Abnehmer. Das modular aufgebaute System verfügt über eine passgenaue Wärmedämmung. Die Komponenten sorgen auch bei beengten Raumverhältnissen für maximale Funktionalität. 11

12 Tragluftfolienabdeckung oben: Verstärkung für verschiedene Windzonen Balkenkonstruktion mit Netz Gasspeicher- und Wetterschutzfolie Auf den geöffneten Betonbehältern wird zunächst eine Balkenkonstruktion aufgelegt, die zwischen Behälterrand und Mittelstütze verläuft. Die Oberseite des Betonbehälters wird komplett durch eine kegelförmige Gasspeicherfolie abgedeckt. Zum Schutz gegen witterungsbedingte Einflüsse wird der Behälter durch eine zweite, ebenfalls kegelförmig zugeschnittene, Wetterschutzfolie doppelt abgedeckt. Diese beiden Folien werden außen am Behälterrand in einer u-förmigen Folienklemmschiene durch einen Klemmschlauch befestigt. Das in zweischaliger Bauweise erstellte Dach zeichnet sich durch eine einfache Montage bzw. Demontage sowie durch eine hohe Diffusionsdichte aus. 12

13 Druckluftwartungseinheit Über- und Unterdrucksicherung Stützluftgebläse Dachbefestigung Gasfüllstandsanzeige Zur Durchlüftung des Zwischenraumes der Folien und zur Stabilisierung des Daches, ist außen am Behälter ein Stützluftgebläse und nachgeschaltet eine Überdruckklappe angebracht. Das Stützluftgebläse zeichnet sich durch einen geringen Stromverbrauch aus. Der Biogassystemdruck bleibt, unabhängig vom Gasfüllstand, immer konstant. Eine Über- und Unterdrucksicherung stellt sicher, dass die Tragluftfolienabdeckung weder zu hohem, noch zu niedrigem Gasdruck ausgesetzt ist. Durch die Regulierung der Zuluftmenge über eine Lüfterklappe lässt sich der Folienzwischendruck an verschiedene Betriebszustände anpassen. Über die Gasfüllstandanzeige wird der Füllstand im Gasspeicherraum kontrolliert. Durch Sensoren wird der Gasfüllstand erfasst und in der Anlagensteuerung z. B. für die BHKW-Leistungssteuerung verarbeitet. Mittels der Druckluftwartungseinheit wird der Druck im Klemmschlauch überwacht. 13

14 Rührwerkstechnik Tauchmotorrührwerk Rührwerksverstellung Das Substratgemisch ist die Lebensbasis der Bakterien, erst das Rühren stellt deren Ernährung und die Funktionstüchtigkeit des Biogassystems als Ganzes sicher. Tauchmotorrührwerk Das Tauchmotorrührwerk dient zur homogenen Durchmischung des Fermenterinhaltes. Es zeichnet sich durch einen geringen Verschleiß und eine sanfte Umwälzung aus. Die Kombination aus großen Rührflügeln und einer geringen Drehzahl führt zu einer hohen Energieübertragung und somit zu einer effizienten und energiesparenden Durchmischung des Substrates. Mit einer am Stahlbetonbehälter angebrachten Rührwerksverstellung können Höhe und Drehrichtung der Rührwerke im Inneren der Biogasbehälter eingestellt und so den individuellen Ansprüchen angepasst werden. 14

15 Strömungen und Wirkungen des Rührwerkes bei der Durchmischung und Auflösung der Sink- und Schwimmschichten Motor Großflügelrührwerk Großflügelrührwerk Beim Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen können Schwimmschichten entstehen. Dies erfordert eine besondere Rührtechnik, und zwar das Großflügelrührwerk. Die Anordnung der Rührstange und der Rührflügel des Rührwerkes gewährleisten eine Durchmischung in horizontaler und vertikaler Richtung. Durch den Einsatz von 4 Rührflügeln mit einem Durchmesser von 2,30 m wird eine wirkungsvolle Durchmischung der Schwimm- und Sinkschichten erreicht. Dadurch wird die Gasentwicklung gefördert: es entsteht in kürzerer Zeit mehr Biogas. Das Gaspotenzial des Substrates wird besser ausgenutzt. Das Großflügelrührwerk zeichnet sich durch einen guten Wirkungsgrad bei hohem TS-Gehalt, eine lange Lebensdauer und einen geringen Energieverbrauch aus. 15

16 Verrohrung Biogasleitungen Stoffschieber mit Handhebel Schieberschacht mit Substratleitung Die Anlage ist gas- und substratseitig so verrohrt, dass die Behälter bei Wartungsarbeiten einzeln ausgekoppelt werden können. Hochwertige Stoffschieber sorgen für einen dauerhaft sicheren Anlagenbetrieb. Alle Substratleitungen werden konsequent frostsicher verlegt, das heißt unterirdisch, innerhalb der Behälter und im Pumpenraum. Das Schachtfutter besteht aus einer Wanddurchführung, verbunden mit einer Schiebeabreißsicherung. Die Komponenten sind aus hochwertigem Edelstahl gefertigt. Wärmeleitung Pneumatikplattenschieber 16

17 Pumpensysteme Pumpensystem Zerkleinerungsaggregat Das zentrale Pumpensystem ist so ausgelegt, dass ein richtungsunabhängiges Pumpen zwischen allen Fermentern, Nachgärern und Gärrestlagern jederzeit möglich ist. Je nach Eigenschaften der Anlagen und dem jeweiligen Substrat gibt es verschiedene Pumpentypen. Drehkolbenpumpen kommen verstärkt zum Einsatz. Diese gehören zur Kategorie der Verdrängerpumpen. Sie zeichnen sich durch eine gute Pumpleistung und geringen Energieverbrauch aus. Zusätzlich gibt es Zerkleinerungsaggregate, die eine Kombination aus Nasszerkleinerer und Schwergutabscheider darstellen. Dieser zerkleinert definiert Fasern und Grobstoffe in flüssigen Medien. 17

18 Einbringtechnik Vertikalmischer, Steuerungsanlage (oben links) Mischschnecken mit Messer Vertikalmischer Der Vertikalmischer unterstützt die Herstellung eines homogenen Substratgemisches. Dadurch wird eine gleichmäßige Nährstoffbeschickung der Fermenter sichergestellt. Zum Zerkleinern der Materialien sind die Mischschnecken serienmäßig mit Schneidemessern ausgestattet. Auch schwierige Inputstoffe, wie Grassilage, Ballensilage und Festmist können mit dieser Einbringtechnik gut verwertet werden. Die Auskleidung besteht aus verschleißfesten Materialien wie Edelstahl und Kunststoff. Sie garantieren eine Langlebigkeit. Eine zentrale Steuerungsanlage zeichnet das im Behälter erfasste Gewicht auf, somit können die verschiedenen Inputmaterialien optimal dosiert werden. Je nach Bedarf gibt es verschiedene Größen des Vertikalmischers. Das Einbringsystem bietet günstige Einstiegsgrößen für kleine Anlagen. Ein Schneckenfördersystem befördert das Inputmaterial in den Fermenter. Hierbei handelt es sich um eine sichere und energiesparende Methode der Feststoffeinbringung. Alle produktberührenden Teile bestehen aus V2A Material und alle gasberührenden Teile aus V4A Material. 18

19 Kompaktschubboden Schubboden Schneckensystem Kompaktschubboden Schneckensystem Schubboden Schubbodensystem Das Schubbodensystem für Großanlagen stellt ein preiswertes Einbringsystem dar. Mittels hydraulischen Rechen wird das Material dem Schneckensystem zugeführt und in den Fermenter befördert. Neben dem Schubbodensystem für Großanlagen bietet der Kompaktschubboden die perfekte Ergänzung für das Segment der mittelgroßen Biogas-Anlagen. Das Einbringsystem ist eine robuste Lösung, Feststoffe einzubringen. Es zeichnet sich durch eine energiesparende und verschleißarme Technik aus. 19

20 Stromeinspeisung Blockheizkraftwerk im Gebäude Blockheizkraftwerk im Container Steuerungsschrank Das Blockheizkraftwerk besteht aus einem Verbrennungsmotor, der mit Biogas betrieben wird. Ein darauf abgestimmter Generator erzeugt elektrische Energie, die in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Die Abwärme der Biogasmotoren wird für die Erhitzung des Substrates und beispielsweise für an die Biogasanlage angrenzende Stallungen genutzt. Eine außerbetriebliche Wärmenutzung ist sinnvoll, wenn die Wärme am Standort geringfügig oder nicht nutzbar ist. Durch Fernwärmeleitungen oder ausgelagerte Satelliten-BHKWs kann die Wärme auch an anderen Orten eingesetzt werden. Gasmotoren zeichnen sich durch lange Standzeiten, eine hohe technische Verfügbarkeit in Verbindung mit einem geringen Wartungsaufwand, einem hohen Wir kungs grad und niedrige Emissionswerte aus. 20

21 Biomethan-Einspeisung Die Gasaufbereitung bietet die Möglichkeit, aus Energiepflanzen, Abfällen und Klärschlamm gewonnenes Biogas aufzubereiten. Das aufbereitete Gas (Biomethan oder Bioerdgas) wird vor Ort oder nach Einspeisung und Durchleitung im Erdgasnetz an einem anderen Ort mit wesentlich höherer Effizienz genutzt. Bei der Gasaufbereitung werden dem Biogas Kohlendioxid und Gasbegleitstoffe z. B. Schwefelwasserstoff entzogen. Der Methangehalt wird von % auf % erhöht (je nach Anforderung). Die Biomethan-Anlagen zeichnen sich durch Einfachheit, Betriebsstabilität und Flexibilität aus. Sie können in verschiedenen Größen als standardisierte Containeranlagen oder als individuelle Onsite-Lösungen errichtet werden. 21

22 Gasaufbereitung Aktivkohlefilter / Gaswaschtrockner Aktivkohlefilter / Biogaskühlung Die Gaskühlung ist eine einfache Variante für die Kühlung des Biogases. Die Gaswaschtrocknung ist hingegen ein kombiniertes Verfahren zur Kühlung/Trocknung und partiellen Reinigung von Faulgasen. Hierbei wird der im Gas enthaltene Wasserdampf auskondensiert, das Biogas wird während dieses Prozesses von Silikaten und Schwebstoffen befreit. Mittels 0 C kaltem Wassernebel wird das Biogas auf unter 4 C abgekühlt. Das gereinigte Biogas gewährleistet eine längere Lebensdauer der Zündkerzen und des Verbrennungsmotors. Der Aktivkohlefilter dient zur Gasaufbereitung und -behandlung und wird nach der Gaskühlung oder dem Gaswaschtrockner installiert. Hierbei wird der Verschleiß des Motors und des Motoröls gemindert und der Katalysator sowie der Abgaswärmetauscher nachhaltig geschont. Die Wartungskosten werden dadurch reduziert. 22

23 Hygienisierung Hygienisierungsbehälter Wärmetauscher Sollen in Biogas-Anlagen Abfälle tierischen Ursprungs (Schlachtabfälle) verwendet werden, müssen diese hygienisiert werden. Das Substrat wird in einem zusätzlichen Prozessschritt erhitzt. Dadurch sind die Stoffe in der Anlage seuchenhygienisch unbedenklich. Das hygienisierte und nicht hygienisierte Material wird strikt getrennt, eine Rückvermischung beider Ströme ist ausgeschlossen. 23

24 Gasfackel Die Gasfackel dient der Verbrennung von überschüssigem Gas, das bei Überproduk - t ion oder bei Störfällen bzw. Stillstand des Blockheizkraftwerkes entsteht. 24

25 Notizen Notizen 25

26 Haben Sie Fragen? Sprechen Sie uns einfach an! Consentis Anlagenbau GmbH, Am langen Graben 13, Wietmarschen Telefon: +49 (0) / Telefax: +49 (0) / info@consentis.de