PL197595B1 - Sposób i układ wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej z zastosowaniem anaerobowego przetwarzania biomasy w postaci rozdrobnionych ro slin i/lub odpadów organicznych do biogazu oraz z zastosowaniem ogniwa termoregeneracyjnego i agregatu pr adotwórczego lub turbozespo lu pr adotwórczego do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, znamienny tym, ze rozdrobniony surowiec ro slinny miesza si e z wod a w stosunku zapewniaj acym zawartosc suchej masy w wodzie 20% do 60%, korzystnie 30%, w podobnym stosunku miesza si e z wod a rozdrobniony organiczny surowiec odpadowy zawieraj acy wst epnie poni zej 60% wody i te mieszaniny, a tak ze organiczny surowiec odpadowy o zawarto sci 4% do 20% suchej masy w wodzie, poddaje si e lacznie albo pojedynczo lub w okre slonych zestawach hydrolizie w temperaturze oko lo 20°C przez okres 12-36 godzin, po czym przez zhydrolizowan a biomas e przepuszcza si e dwutlenek w egla do ca lkowitego zaniku w biomasie tlenu i azotu, nast epnie po ewentualnym uzupe lnieniu wody do zawarto sci suchej masy 4%-60%, korzystnie 20%, biomas e poddaje si e fermentacji metanowej przez bakterie metanowe mezofilne, korzystnie w temperaturze 35°C przez okres 48-240 godzin, po czym powsta ly biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu - zwany dalej pierwsz a porcj a - odprowadza si e do zbiornika biogazu surowego, za s pozostala biomas e ewentualnie uzupe lnienia si e wod a do zawarto sci suchej masy 4%-60%, korzystnie 20% i poddaje si e fermentacji metanowej przez bakterie metanowe termofilne, korzystnie w temperaturze 55°C przez okres 48-240 godzin, przy zachowaniu w obu procesach fermentacji metanowej stosunku w egla do azotu w biomasie wi ekszym od 100:3, najlepiej 10:1, przy pH 6-8 wodnej mieszaniny biomasy - zw laszcza przy pH = 7 i jej potencjale redoks mniejszym od 250 mV, nast epnie powsta ly biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe termofilne - zwany dalej drug a porcj a - laczy si e z porcj a pierwsz a w zbiorniku biogazu suro- wego a pozostala biomas e, po oddzieleniu z niej oko lo 50% wody i zawróceniu tej wody do procesu fermentacji metanowej nast epnej porcji biomasy, kompostuje si e z jednoczesnym przebiegiem procesu anaeorobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe psychrofilne, korzystnie w temperaturze 23°C przez okres 190-300 godzin, po czym uzyska- ny kompost przeznacza si e do wykorzystania w uprawach rolniczych jako naturalny nawóz a wytworzony biogaz stanowi acy trzeci a porcj e laczy si e z poprzednimi porcjami biogazu i usuwa si e z nich zwi azki siarki, nast epnie 20%-80% odsiarczonego biogazu rozdziela si e na metan i dwutlenek w egla, który w ilo sci 5%-50% gromadzi si e w zbiorniku pod zwi ekszonym ci snie- niem i zawraca si e do ponownego procesu usuwania tlenu i azotu ze zhydrolizowanej biomasy a pozosta la cz esc dwutlenku w egla gromadzi si e w butlach do gazu pod zwi ekszonym ci snieniem lub skrapla si e albo wydala si e do atmosfery, ….............

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197595 (13) B1 (²¹) Numer zgłoszema: 34868¹ (⁵¹⁾ Int.Cl.

C02F 3/28 (2006.01) C02F 11/04 (2006.01) C12P 5/00 (2006.01) ⁽²²⁾ Data zgłoszema: ¹2.0⁷·200¹ C12P /04 (2WM.01) (54) Sposób i układ wytwarzania metanu i energi i elektrycznej i cieplnej

	(76) Uprawniony i twórca wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	Ktykowicz Adzm,Zzmość,PL
13.01.2003 BUP 01/03	Chtzzzowski Kzzimietz,Zzmość,PL Usidus Jzzusz,Zzmość,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2008 WUP 04/08	(74) Pełnomocnik: Bekz Azzz, Kzzcelztiz Ptzwzo-Pzkezkowz

(57) 1. Sposób wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej z zastosowaniem anaerobowego przetwarzania biomasy w postaci rozdrobnionych roślin i/lub odpadów organicznych do biogazu oraz z zastosowaniem ogniwa termoregeneracyjnego i agregatu prądotwórczego lub turbozespołu prądotwórczego do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, rzzmiezzy tym, że rozdrobniony surowiec roślinny miesza się z wodą w stosunku zapewniającym zawartość suchej masy w wodzie 20% do 60%, korzystnie 30%, w podobnym stosunku miesza się z wodą rozdrobniony organiczny surowiec odpadowy zawierający wstępnie poniżej 60% wody i te mieszaniny, a także organiczny surowiec odpadowy o zawartości 4% do 20% suchej masy w wodzie, poddaje się łącznie albo pojedynczo lub w określonych zestawach hydrolizie w temperaturze około 20°C przez okres 12-36 godzin, po czym przez zhydrolizowaną biomasę przepuszcza się dwutlenek węgla do całkowitego zaniku w biomasie tlenu i azotu, następnie po ewentualnym uzupełnieniu wody do zawartości suchej masy 4%-60%, korzystnie 20%, biomasę poddaje się fermentacji metanowej przez bakterie metanowe mezofilne, korzystnie w temperaturze 35°C przez okres 48-240 godzin, po czym powstały biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu - zwany dalej pierwszą porcją odprowadza się do zbiornika biogazu surowego, zaś pozostałą biomasę ewentualnie uzupełnienia się wodą do zawartości suchej masy 4%-60%, korzystnie 20% i poddaje się fermentacji metanowej przez bakterie metanowe termofilne, korzystnie w temperaturze 55°C przez okres 48-240 godzin, przy zachowaniu w obu procesach fermentacji metanowej stosunku węgla do azotu w biomasie większym od 100:3, najlepiej 10:1, przy pH 6-8 wodnej mieszaniny biomasy - zwłaszcza przy pH = 7 i jej potencjale redoks mniejszym od 250 mV, następnie powstały biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe termofilne - zwany dalej drugą porcją - łączy się z porcją pierwszą w zbiorniku biogazu surowego a pozostałą biomasę, po oddzieleniu z niej około 50% wody i zawróceniu tej wody do procesu fermentacji metanowej następnej porcji biomasy, kompostuje się z jednoczesnym przebiegiem procesu anaeorobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe psychrofilne, korzystnie w temperaturze 23°C przez okres 190-300 godzin, po czym uzyskany kompost przeznacza się do wykorzystania w uprawach rolniczych jako naturalny nawóz a wytworzony biogaz stanowiący trzecią porcję łączy się z poprzednimi porcjami biogazu i usuwa się z nich związki siarki, następnie 20%-80% odsiarczonego biogazu rozdziela się na metan i dwutlenek węgla, który w ilości 5%-50% gromadzi się w zbiorniku pod zwiększonym ciśnieniem i zawraca się do ponownego procesu usuwania tlenu i azotu ze zhydrolizowanej biomasy a pozostałą część dwutlenku węgla gromadzi się w butlach do gazu pod zwiększonym ciśnieniem lub skrapla się albo wydala się do atmosfery,................

PL 197 595 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej, zwłaszcza z surowców roślinnych pozyskiwanych z upraw przeznaczonych do tego celu.

Znane są z książki Witolda M. Lewandowskiego pt: „Proekologiczne źródła energii odnawialnej”, WNT, Warszawa 2001, trzy główne źródła uzyskiwania biogazu:

1) fermentacja osadu czynnego w komorach fermentacyjnych oczyszczalni ścieków,

2) fermentacja organicznych odpadów przemysłowych i konsumpcyjnych na wysypisku,

3) fermentacja gnojowicy i obornika w indywidualnych gospodarstwach rolnych.

W książce tej podane są także technologie pozyskiwania i zagospodarowania biogazu z tych źródeł. Z książki W. Romaniuka, pt.: „Ekologiczne systemy gospodarki obornikiem i gnojowicą”, IBMER, Warszawa 2000, znany jest sposób i układ do utylizacji gnojowicy według „eurotechnologii” opracowanej przez Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa. Sposób utylizacji gnojowicy według „eurotechnologii” polega na podgrzaniu gnojowicy w wymiennikach ciepła do temperatury 35°C, przetłoczeniu gnojowicy świeżej podgrzanej do komory fermentacyjnej, tak że przez przelew opuszcza komorę fermentacyjną taka sama porcja gnojowicy przefermentowanej i przepływa do komór gnojowych, jaka została wprowadzona do tej komory porcja gnojowicy świeżej. Wprowadzona gnojowica do komory fermentacyjnej ulega anaerobowemu przetwarzaniu biomasy do biogazu przez bakterie metanowe mezofilne w czasie trwania takiego procesu ponad 20 dni i jest codziennie trzykrotnie intensywnie mieszana przez 10 minut. Uzyskiwany biogaz spalany jest w palniku lub służy jako paliwo gazowe do napędu silnika gazowego agregatu prądotwórczego chłodzonego wodą. Część odzyskanego ciepła służy do podgrzewania świeżej gnojowicy wprowadzanej do komory fermentacyjnej. Układ utylizacji gnojowicy składa się ze zbiornika wstępnego gnojowicy, wymienników ciepła: gnojowica/gnojowica i woda/gnojowica, komory fermentacyjnej, odsiarczalnika biogazu, zbiornika biogazu, agregatu prądotwórczego 380 V chłodzonego wodą i komór gnojowych. Podobne układy stosowane są do utylizacji gnojowicy łącznie z odpadami roślinnymi i innymi odpadami organicznymi.

Z polskiego opisu patentowego 183 934 pt.: „Sposób wytwarzania energii elektrycznej i ogniwo termoregeneracyjne” znany jest sposób wytwarzania energii elektrycznej prądu stałego poprzez syntezę wodoru z halogenem w ogniwie termoregeneracyjnym, np. z jodem do jodowodoru rozpuszczającego się w elektrolicie - kwasie jodowodorowym - powodując wzrost stężenia kwasu jodowodorowego, następnie ze stężonego kwasu odpędzany jest jodowodór w termoregeneratorze niskotemperaturowym, korzystnie w temperaturze 100°C a następnie jodowodór ulega termicznemu rozkładowi w termoregeneratorze wysokotemperaturowym na jod i wodór, korzystnie w temperaturze 400°C i po fizycznym rozdzieleniu wodoru od jodu wodór jest zawracany do elektrody wodorowej a jod do elektrody jodowej w ogniwie. Znany jest z książki J. Gańczarczyka, pt: „WODOCIĄGI I KANALIZACJA Poradnik”, ARKADY, Warszawa 1971, sposób i układ wytwarzania biogazu i energii elektrycznej i cieplnej z osadów ściekowych, pozyskiwanych z oczyszczalni ścieków. Sposób utylizacji osadów ściekowych polega na przetłaczaniu zawiesiny osadów ściekowych zawierającej około 4% suchej masy w wodzie do wymienników ciepła, gdzie podgrzewa się ją do temperatury około 25,5°C a następnie przetłacza do komór fermentacyjnych, w których utrzymuje się stała temperatura około 23°C i następuje fermentacja metanowa osadów przez bakterie metanowe psychrofilne. Ciecz z osadami jest mieszana a czas przebywania osadów w fermentorach wynosi około 20 dni. Uzyskiwany biogaz podlega odsiarczeniu i spalany jest w silnikach spalinowych agregatów prądotwórczych a produkowana energia elektryczna przekazywana jest do sieci elektrycznej najczęściej na potrzeby własne oczyszczalni ścieków zaś nadmiar biogazu spalany jest w pochodni gazowej. Część ciepła ze spalin odzyskiwana jest w wymiennikach ciepła i służy do ogrzewania osadów kierowanych do komór fermentacyjnych. Układ utylizacji osadów według tego rozwiązania składa się z osadnika osadów, pomp osadów, podgrzewaczy, komór fermentacyjnych, odsiarczalnika biogazu, zbiornika biogazu, agregatów prądotwórczych, pochodni gazowej, prasy odwadniającej przefermentowany osad, mieszalnika odwodnionego osadu z wapnem palonym. Pozyskiwany według tych sposobów biogaz charakteryzuje się zmienną zawartością metanu, a tym samym zmienną liczbą metanową i zmienną wartością opałową, co niekorzystnie wpływa na pracę silników spalinowych agregatów prądotwórczych i obniża ich żywotność oraz sprawność. Fermentacja metanowa biomasy przetwarzanej przez bakterie metanowe psychrofilne lub mezofilne charakteryzuje się niższą wydajnością wytwarzania metanu z jednostki suchej masy biomasy niż przez bakterie metanowe termofilne, jednakże fermentacja metanowa biomasy termofilna prowadzona w temperaturze około 55°C wymaga dostarczenia do komór fermentacyjnych większej ilości

PL 197 595 B1 ciepła niż do prowadzenia fermentacji metanowej mezofilnej w temperaturze około 35°C, czy fermentacji metanowej psychrofilnej w temperaturze 23°C. Ponadto fermentacja metanowa gnojowicy lub osadów ściekowych wykazuje niską wydajność wytworzenia metanu z jednostki suchej masy - najczęściej poniżej 300 m³ metanu na tonę suchej masy takiej biomasy, przy czym zawartość suchej masy w roztworze jest niższa od 10% a czas fermentacji metanowej jest wydłużony ponad 20 dni w celu niszczenia jajeczek pasożytów, bakterii chorobotwórczych oraz zmniejszenia przykrego zapachu gnojowicy czy osadów ściekowych - to wszystko ma wpływ na wysokie koszty jednostkowe budowy komór fermentacyjnych o dużej objętości i na trudną sterowalność procesów fermentacji metanowej takiej biomasy.

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie zastosowania surowców roślinnych z celowych upraw i odpadów organicznych oraz pełnego wykorzystania biomasy do wytwarzania metanu, energii elektrycznej i cieplnej i kompostu a także sterowania procesami anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu i przemiany z dużą sprawnością przekraczającą 60% energii chemicznej uzyskiwanego paliwa do energii elektrycznej.

Efekty te uzyskano poprzez rozdzielenie procesów hydratacji biomasy, fermentacji metanowej mezofilnej, termofilnej i psychrofilnej oraz kompostowania zużytej biomasy, poprzez zawracanie odcieków w każdym z tych procesów technologicznych zawierających odpowiednie kultury bakteryjne do nawilżania biomasy wprowadzonej do tych procesów, a także poprzez rozdzielenie uzyskanego i oczyszczonego biogazu na metan i dwutlenek węgla i wytworzenie gazowego paliwa standardowego, jak również poprzez skojarzenie wytwarzania energii elektrycznej przez agregat prądotwórczy lub turbozespół prądotwórczy i ogniwo termoregeneracyjne oraz poprzez pełne wykorzystanie wytworzonego ciepła do prowadzenia procesów technologicznych.

Sposób wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej z zastosowaniem anaerobowego przetwarzania biomasy w postaci rozdrobnionych roślin pozyskiwanych zwłaszcza z celowych upraw i/lub odpadów organicznych do biogazu oraz zastosowaniem ogniwa termoregeneracyjnego i agregatu prądotwórczego lub turbozespołu prądotwórczego do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, charakteryzuje się tym, że rozdrobniony surowiec roślinny miesza się z wodą w stosunku zapewniającym zawartość suchej masy w wodzie 20% do 60%, korzystnie 30%, w podobnym stosunku miesza się z wodą rozdrobniony organiczny surowiec odpadowy zawierający wstępnie poniżej 60% wody i te mieszaniny, a także organiczny surowiec odpadowy o zawartości 4% do 20% suchej masy w wodzie, poddaje się łącznie albo pojedynczo lub w określonych zestawach hydrolizie w temperaturze około 20°C przez okres 12-36 godzin, po czym przez zhydrolizowaną biomasę przepuszcza się dwutlenek węgla do całkowitego zaniku w biomasie tlenu i azotu, następnie po ewentualnym uzupełnieniu wody do zawartości suchej masy 4%-60%, korzystnie 20%, biomasę poddaje się fermentacji metanowej przez bakterie metanowe mezofilne, korzystnie w temperaturze 35°C przez okres 48-240 godzin. Powstały biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu - zwany dalej pierwszą porcją - odprowadza się do zbiornika biogazu surowego, zaś pozostałą biomasę ewentualnie uzupełnia się wodą do zawartości suchej masy 4%-60%, korzystnie 20% i poddaje się fermentacji metanowej przez bakterie metanowe termofilne, korzystnie w temperaturze 55°C przez okres 48-240 godzin, przy zachowaniu w obu procesach fermentacji metanowej stosunku węgla do azotu w biomasie większym od 100:3, najlepiej 10:1, przy pH 6 do 8 wodnej mieszaniny biomasy - zwłaszcza przy pH = 7 i jej potencjale redoks mniejszym od 250 mV. Powstały biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe termofilne - zwany dalej drugą porcją - łączy się z porcją pierwszą w zbiorniku biogazu surowego a pozostałą biomasę, po oddzieleniu z niej około 50% wody i zawróceniu tej wody do procesu fermentacji metanowej następnej porcji biomasy, kompostuje się z jednoczesnym przebiegiem procesu anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe psychrofilne, korzystnie w temperaturze 23°C przez okres 190-300 godzin, po czym uzyskany kompost przeznacza się do wykorzystania w uprawach rolniczych jako naturalny nawóz. Wytworzony biogaz stanowiący trzecią porcję łączy się z poprzednimi porcjami biogazu i usuwa się z nich związki siarki, następnie 20%-80% odsiarczonego biogazu rozdziela się na metan i dwutlenek węgla, który w ilości 5%-50% gromadzi się w zbiorniku pod zwiększonym ciśnieniem i zawraca się do ponownego procesu usuwania tlenu i azotu ze zhydrolizowanej biomasy a pozostałą części dwutlenku węgla gromadzi się w butlach do gazu pod zwiększonym ciśnieniem lub skrapla się albo wydala się do atmosfery, zaś 25%-75% metanu wykrapla się lub łączy z gazem ziemnym lub używa się go w czystej postaci jako paliwo albo przetwarza się go na inne związki chemiczne a pozostałą część metanu albo 100% pozyskanego metanu łączy się z nie rozdzieloną porcją odsiarczonego bio4

PL 197 595 B1 gazu w proporcji zapewniającej uzyskanie paliwa gazowego o stałej liczbie metanowej, wynoszącej korzystnie 104,4 i stałej wartości opałowej około 8,6 kWh/m³ - zwanego paliwem gazowym standardowym. Paliwo to w ilości 20%-40% spala się w palniku termoregeneratora wysokotemperaturowego ogniwa termoregeneracyjnego powodując termiczny rozkład nagromadzonych w ogniwie produktów syntezy i regenerację reduktora i utleniacza, które to substancje zawraca się do elektrod ogniwa, przez co w ogniwie wytwarzana jest energia elektryczna prądu stałego oraz zwiększa się stężenie elektrolitu wyprowadzonego z ogniwa do termoregeneratora niskotemperaturowego a pozostała część paliwa jest spalana w silniku spalinowym agregatu prądotwórczego wytwarzającego energię elektryczną prądu zmiennego i ciepło zawarte w cieczach chłodzących silnik i w spalinach albo jest spalana w komorze spalinowej turbozespołu prądotwórczego wytwarzającego energię elektryczną prądu zmiennego i ciepło zawarte w spalinach wychodzących z turbiny gazowej. Odzyskane ciepło z cieczy chłodzących silnik i ze spalin dostarcza się w ilości 25%-75% do termoregeneratora niskotemperaturowego ogniwa termoregeneracyjnego do procesu wydzielania produktów syntezy z elektrolitu i zawracania ich do termoregeneratora wysokotemperaturowego ogniwa oraz zawracania do celek ogniwa elektrolitu o obniżonym stężeniu, zaś 25%-75% ciepła dostarcza się do procesów hydrolizy i anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu a pozostałą część ciepła dostarcza się do obiegu cieplnego centralnego ogrzewania i/lub wytwarzania ciepłej wody. Odcieki powstające w poszczególnym cyklu technologicznym korzystnie zawraca się do ponownego wykorzystania w tym cyklu. Odcieki kierowane do fermentorów uzupełniane są zwłaszcza w związki azotu.

Ponadto przedmiotem wynalazku jest układ wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej.

Układ wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej, składający się z hydrolizera, fermentorów, prasy ślimakowej, kompostownika, agregatu prądotwórczego lub turbozespołu prądotwórczego, ogniwa termoregeneracyjnego, zbiorników, pomp i rurociągów cieczy i gazów, składa się z układu przygotowania biomasy połączonego z hydrolizerem, który dalej połączony jest z układem szeregowym fermentorów i kompostownika posiadającym transporter kompostu na składowisko i szereg połączeń z układem zawracania i wzbogacania odcieków. Wymienione układy: układ przygotowania biomasy, układ szeregowy fermentorów i kompostownika oraz układ zawracania i wzbogacania odcieków posiadają połączenie z zewnętrznym ujęciem wody, zaś układ szeregowy fermentorów i kompostownika posiada połączenia ze zbiornikiem biogazu surowego. Zbiornik ten połączony jest z układem oczyszczania biogazu, który dalej połączony jest ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego. Zbiornik biogazu oczyszczonego połączony jest z układem rozdziału biogazu i z mieszaczem gazów. Układ rozdziału biogazu połączony jest z układem przetwarzania dwutlenku węgla i z układem przetwarzania metanu. Układ przetwarzania dwutlenku węgla połączony jest rurociągiem gazowym z hydrolizerem a także posiada ujście CO2 do atmosfery, zaś układ przetwarzania metanu posiada także połączenie z mieszaczem gazów, który połączony jest ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego. Zbiornik ten posiada połączenie z układem wytwarzania energii elektrycznej i ciepła i ewentualne połączenie z układem przetwarzania ciepła. Układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła połączony jest z układem przetwarzania ciepła, który połączony jest rurociągami przesyłu ciepła z hydrolizerem, układem zawracania i wzbogacania odcieków i układem szeregowym fermentorów i kompostownika. Układ przygotowania biomasy składa się z mieszarki biomasy połączonej z hydrolizerem i z zewnętrznym ujęciem wody poprzez rurociąg wody mieszarki biomasy a także posiada połączenie z sieczkarnią traw i roślin liściastych i zbożowych, również połączenie z krajalnicą roślin okopowych oraz połączenie ze składowiskiem lub ze zbiornikiem odpadów organicznych będących zwłaszcza w postaci zawiesiny w wodzie. Hydrolizer posiadający na wejściu połączenie z mieszarką biomasy a na wyjściu transporter biomasy zhydrolizowanej, posiada także obieg wody wtórnej hydrolizera wychodzący u dołu hydrolizera spod transportera biomasy zhydrolizowanej a wchodzący u góry hydrolizera w pobliżu wejścia do hydrolizera biomasy przygotowanej przez układ przygotowania biomasy, posiada również u dołu umieszczony dozownik CO2 do hydrolizera a u góry umieszczone ujście gazów z hydrolizera a także posiada grzejnik wodny układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów. Układ szeregowy fermentorów i kompostownika składa się z fermentora mezofilnego, fermentora termofilnego, prasy ślimakowej i kompostownika odpowiednio szeregowo połączonych transporterami biomasy, przy czym fermentor mezofilny posiada na wejściu transporter biomasy zhydrolizowanej a na wyjściu transporter biomasy po fermentacji mezofilnej, a transporter ten łączy się z fermentorem termofilnym, który na wyjściu posiada transporter biomasy po fermentacji termofilnej połączony z prasą ślimakową. Prasa ślimakowa dalej połączona jest za pomocą transportera biomasy sprasowanej z kompostownikiem posiadającym wewnątrz szczelną komorę gazową a na wyjściu transporter kompostu na składowisko. Oba fermentoPL 197 595 B1 ry posiadają grzejniki wodne układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów, natomiast komory gazowe fermentorów i kompostownika posiadają połączenia rurociągami do gazu ze zbiornikiem biogazu surowego połączonego rurociągiem biogazu surowego z układem oczyszczania biogazu. Układ zawracania i wzbogacania odcieków składa się z obiegu wody wtórnej fermentora mezofilnego wychodzącego u dołu fermentora mezofilnego spod transportera biomasy po fermentacji mezofilnej a wchodzącego do fermentora u góry w pobliżu wejścia do fermentora transportera biomasy zhydrolizowanej, z obiegu wody wtórnej fermentora termofilnego wychodzącego u dołu fermentora termofilnego spod transportera biomasy po fermentacji termofilnej a wchodzącego do fermentora u góry w pobliżu wejścia do fermentora transportera biomasy po fermentacji mezofilnej, składa się także z ujęcia wody wtórnej z prasy ślimakowej połączonego z obiegiem wody wtórnej fermentora termofilnego a także z obiegu wody wtórnej kompostownika wychodzącego u dołu kompostownika a wchodzącego do kompostownika u góry w pobliżu wejścia do kompostownika transportera biomasy sprasowanej, przy czym obiegi te są połączone z zewnętrznym ujęciem wody poprzez rurociąg wody zewnętrznej. Obiegi wody wtórnej fermentora mezofilnego i termofilnego połączone są z dozownikiem związków azotu. Układ rozdziału biogazu zbudowany jest w postaci dwukomorowego saturatora i obiegu cieczy saturatora, przy czym komora wejściowa A saturatora wypełniona jest cieczą pochłaniającą CO2 i posiada na wyjściu rurociąg gazowy metanu, zaś wewnątrz saturatora komora A połączona jest z komorą wyjściową B saturatora wypełnioną tą samą cieczą wydzielającą CO2 i posiadającą u góry połączenie z rurociągiem gazowym CO2 a u dołu z rurociągiem cieczy obiegu cieczy saturatora wchodzącym do komory A i służącym do zawracania cieczy z komory B do komory A, natomiast komora A saturatora połączona jest rurociągiem gazowym poniżej poziomu cieczy w komorze ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego i dalej z układem oczyszczania biogazu surowego składającym się z kolumny odsiarczania biogazu i pompy gazowej. Układ przetwarzania dwutlenku węgla składa się z rurociągu gazowego CO2 łączącego saturator z dozownikiem CO2 do hydrolizera a ponadto z rurociągiem tym połączony jest zbiornik sprężonego dwutlenku węgla, a także połączona jest skraplarka CO2, która z drugiej strony jest połączona ze zbiornikiem skroplonego dwutlenku węgla, również rurociąg ten posiada sterowane ujście CO2 do atmosfery. Układ przetwarzania metanu składa się z rurociągu gazowego metanu wychodzącego z saturatora i połączonego ze skraplarką metanu, która dalej jest połączona ze zbiornikiem skroplonego metanu albo połączonego z magistralą gazową a także połączonego z mieszaczem gazów, który posiada połączenie na wejściu ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego a na wyjściu ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego. Układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła składa się z agregatu prądotwórczego posiadającego połączenie elektryczne z siecią elektroenergetyczną i z ogniwa termoregeneracyjnego posiadającego termoregenerator wysokotemperaturowy i termoregenerator niskotemperaturowy, przy czym silnik spalinowy agregatu prądotwórczego i termoregenerator wysokotemperaturowy ogniwa posiadają połączenie poprzez rurociąg gazowego paliwa standardowego ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego a rurociąg posiada także przeciwawaryjne połączenie z pochodnią gazową. Termoregenerator niskotemperaturowy ogniwa posiada wymiennik ciepła połączony z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz w układzie przetwarzania ciepła. Układ przetwarzania ciepła składa się z głównego obiegu cieplnego, układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów, z obiegu cieplnego centralnego ogrzewania i z obiegu cieplnego termoregeneratora niskotemperaturowego. W głównym obiegu cieplnym znajduje się pompa wodna obiegu cieplnego połączona z wymiennikiem ciepła ciecz/ciecz w obiegu cieczy chłodzących silnik a dalej z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz pobierającym ciepło ze spalin. Dalej główny obieg cieplny połączony jest z obiegiem cieplnym centralnego ogrzewania i z układem ogrzewania hydrolizera i fermentorów wyposażonym w grzejniki wodne umieszczone w hydrolizerze i w fermentorach. Obieg cieplny termoregeneratora niskotemperaturowego łączy wymiennik cieplny spaliny/ciecz z wymiennikiem ciepła termoregeneratora niskotemperaturowego. W alternatywnym układzie wytwarzania energii elektrycznej i ciepła zainstalowano turbinę gazową połączoną na wale z generatorem prądu trójfazowego w miejsce agregatu prądotwórczego, przy czym rurociąg gazowego paliwa standardowego połączony jest z komorą spalania turbiny gazowej a wylot spalin turbiny gazowej połączony jest z wymiennikiem ciepła podgrzewania sprężonego powietrza tłoczonego do komory spalania paliwa gazowego i dalej z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz w głównym obiegu cieplnym układu, natomiast generator prądu trójfazowego posiada połączenie elektryczne z siecią elektroenergetyczną.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia schemat procesu technologicznego obrazujący powiązanie układów występujących w procesie technologicznym wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej, fig. 2 przedstawia

PL 197 595 B1 układ przygotowania biomasy, hydrolizer, układ szeregowy fermentorów i kompostownika, zbiornik biogazu surowego, zewnętrzne ujęcie wody oraz układ zawracania i wzbogacania odcieków, fig. 3 przedstawia układ oczyszczania biogazu, układ rozdziału biogazu, układ przetwarzania dwutlenku węgla i układ przetwarzania metanu oraz mieszacz gazów i zbiorniki technologiczne a fig. 4 - układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła oraz układ przetwarzania ciepła.

Jak zostało pokazane na rysunku fig. 1 obrazuje schemat procesu technologicznego wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej składający się z układu przygotowania biomasy 1, hydrolizera 2, układu szeregowego fermentorów i kompostownika 3, układu zawracania i wzbogacania odcieków 4, zbiornika biogazu surowego 5, układu oczyszczania biogazu 6, zbiornika biogazu oczyszczonego 7, układu rozdziału biogazu 8, układu przetwarzania metanu 9, układu przetwarzania dwutlenku węgla 10, mieszacza gazów 11, zbiornika gazowego paliwa standardowego 12, układu wytwarzania energii elektrycznej i ciepła 13, układu przetwarzania ciepła 14 i zewnętrznego ujęcia wody 15. Układ przygotowania biomasy 1 połączony jest z hydrolizerem 2, który dalej połączony jest z układem szeregowym fermentorów i kompostownika 3 posiadającym transporter kompostu na składowisko i wyposażonym w połączenia z układem zawracania i wzbogacania odcieków 4. Wymienione układy: układ przygotowania biomasy, układ szeregowy fermentorów i kompostownika oraz układ zawracania i wzbogacania odcieków posiadają połączenie z zewnętrznym ujęciem wody 15, zaś układ szeregowy fermentorów i kompostownika 3 posiada połączenie ze zbiornikiem biogazu surowego 5. Zbiornik ten połączony jest z układem oczyszczania biogazu 6, który dalej jest połączony ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego 7. Zbiornik biogazu oczyszczonego połączony jest z układem rozdziału biogazu 8 i z mieszaczem gazów 11. Układ rozdziału biogazu połączony jest z układem przetwarzania dwutlenku węgla 10 i z układem przetwarzania metanu 9. Układ przetwarzania dwutlenku węgla połączony jest rurociągiem do gazu z hydrolizerem 2 a także posiada ujście CO2 do atmosfery. Układ przetwarzania metanu 9 posiada także połączenie z mieszaczem gazów 11, który połączony jest ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego 12. Zbiornik ten posiada połączenie z układem wytwarzania energii elektrycznej i ciepła 13 i ewentualne połączenie z układem przetwarzania ciepła 14. Układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła 13 połączony jest z układem przetwarzania ciepła 14, który połączony jest rurociągiem przesyłu ciepła z hydrolizerem 2, układem zawracania i wzbogacania odcieków 4 i układem szeregowym fermentorów i kompostownika 3.

Jak zostało pokazane na rysunku fig. 2 przedstawia układ przygotowania biomasy, hydrolizer, układ szeregowy fermentorów i kompostownika, zbiornik biogazu surowego oraz układ zawracania i wzbogacania odcieków. Układ przygotowania biomasy składa się z mieszarki biomasy 1f połączonej z hydrolizerem 2 i z zewnętrznym ujęciem wody 15 poprzez rurociąg wody mieszarki biomasy 15a, a także posiada połączenie z sieczkarnią id traw i roślin liściastych i zbożowych 1a, również połączenie z krajalnicą 1e roślin okopowych 1b oraz połączenie ze składowiskiem lub ze zbiornikiem odpadów organicznych 1c będących zwłaszcza w postaci zawiesiny w wodzie. Hydrolizer posiadający na wejściu połączenie z mieszarką biomasy 1f a na wyjściu transporter biomasy zhydrolizowanej 2d, posiada także obieg wody wtórnej hydrolizera 2a wychodzący u dołu hydrolizera spod transportera biomasy zhydrolizowanej a wchodzący u góry hydrolizera w pobliżu wejścia do hydrolizera biomasy przygotowanej przez układ przygotowania biomasy, posiada również u dołu umieszczony dozownik CO2 do hydrolizera 2b a u góry umieszczone ujście gazów z hydrolizera 2c. Posiada także grzejnik wodny układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów 14c połączony rurociągiem przesyłu ciepła 14b z głównym obiegiem ciepła. Układ szeregowy fermentorów i kompostownika składa się z fermentora mezofilnego 3a, fermentora termofilnego 3c, prasy ślimakowej 3e i kompostownika 3g odpowiednio szeregowo połączonych transporterami biomasy, przy czym fermentor me-zofilny posiada na wejściu transporter biomasy zhydrolizowanej 2d a na wyjściu transporter biomasy po fermentacji mezofilnej 3b. Transporter ten łączy się z fermentorem termofilnym 3c, który na wyjściu posiada transporter biomasy po fermentacji termofilnej 3d połączony z prasą ślimakową 3e. Prasa ślimakowa dalej połączona jest za pomocą transportera biomasy sprasowanej 3f z kompostownikiem 3g posiadającym wewnątrz szczelną komorę gazową a na wyjściu transporter kompostu na składowisko 3h. Oba fermentory posiadają grzejniki wodne układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów 14c, natomiast komory gazowe fermentorów i kompostownika posiadają połączenie rurociągami do gazu ze zbiornikiem biogazu surowego 5 połączonego rurociągiem biogazu surowego 5a z układem oczyszczania biogazu. Układ zawracania i wzbogacania odcieków składa się z obiegu wody wtórnej fermentora mezofilnego 4a wychodzącego u dołu fermentora mezofilnego 3a spod transportera biomasy po fermentacji mezofilnej 3b a wchodzący do fermentora u góry w pobliżu wejścia do fermentora transportera biomasy zhydrolizoPL 197 595 B1 wanej 2d, z obiegu wody wtórnej fermentora termofilnego 4c wychodzącego u dołu fermentora termofilnego 3c spod transportera biomasy po fermentacji termofilnej 3d a wchodzącego do fermentora u góry w pobliżu wejścia do fermentora transportera biomasy po fermentacji mezofilnej 3b, składa się także z ujęcia wody wtórnej z prasy ślimakowej 4d połączonego z obiegiem wody wtórnej fermentora termofilnego 4c a także z obiegu wody wtórnej kompostownika 4e wychodzącego u dołu kompostownika a wchodzącego do kompostownika u góry w pobliżu wejścia do kompostownika transportera biomasy sprasowanej 3f, przy czym obiegi te są połączone z zewnętrznym ujęciem wody 15 poprzez rurociąg wody zewnętrznej 15b. Obiegi wody wtórnej fermentora mezofilnego i termofilnego połączone są z dozownikiem związków azotu 4b.

Jak zostało pokazane na rysunku fig. 3 przedstawia układ oczyszczania biogazu, układ rozdziału biogazu, układ przetwarzania dwutlenku węgla i układ przetwarzania metanu oraz mieszacz gazów i zbiorniki technologiczne. Układ oczyszczania biogazu składa się z kolumny odsiarczania biogazu 6a połączonej na wejściu z pompą gazową 6b a na wyjściu ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego 7. Pompa gazowa 6b połączona jest ze zbiornikiem biogazu surowego rurociągiem biogazu surowego 5a. Układ rozdziału biogazu zbudowany jest w postaci dwukomorowego saturatora 8a i obiegu cieczy saturatora 8b, przy czym komora wejściowa A saturatora wypełniona jest cieczą pochłaniającą z mieszaniny gazów tylko CO2 i posiada na wyjściu rurociąg gazowy metanu 9a, zaś wewnątrz saturatora komora A połączona jest z komorą wyjściową B saturatora wypełnioną tą samą cieczą wydzielającą CO2 i posiadającą u góry połączenie z rurociągiem gazowym CO2 10d a u dołu z rurociągiem cieczy obiegu cieczy saturatora 8b wchodzącym do komory A i służącym do zawracania cieczy z komory B do komory A, natomiast komora A saturatora połączona jest rurociągiem do gazu poniżej poziomu cieczy w komorze ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego 7. Układ przetwarzania dwutlenku węgla składa się z rurociągu gazowego CO2 10d łączącego saturator 8a z dozownikiem CO2 do hydrolizera a ponadto z rurociągiem tym połączony jest zbiornik sprężonego dwutlenku węgla 10c, a także połączona jest skraplarka CO2 10a, która z drugiej strony jest połączona ze zbiornikiem skroplonego dwutlenku węgla 10b, również rurociąg ten posiada sterowane ujście CO2 do atmosfery 10e. Układ przetwarzania metanu składa się z rurociągu gazowego metanu 9a wychodzącego z saturatora 8a i połączonego ze skraplarką metanu 9b, która dalej połączona jest ze zbiornikiem skroplonego metanu 9c albo połączonego z magistralą gazową a także połączonego z mieszaczem gazów 11, który posiada połączenie ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego 7, a na wyjściu ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego 12 połączonym dalej z układem wytwarzania energii elektrycznej i ciepła rurociągiem standardowego paliwa gazowego 12a.

Jak zostało pokazane na rysunku fig. 4 przedstawia układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła oraz układ przetwarzania ciepła. Układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła składa się z agregatu prądotwórczego 13a posiadającego połączenie elektryczne z siecią elektroenergetyczną 13b i z ogniwa termoregeneracyjnego 13c posiadającego termoregenerator wysokotemperaturowy 13d i termoregenerator niskotemperaturowy 13e, przy czym silnik spalinowy agregatu prądotwórczego i termoregenerator wysokotemperaturowy ogniwa posiadają połączenie poprzez rurociąg gazowego paliwa standardowego 12a ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego 12, a rurociąg posiada także przeciwawaryjne połączenie z pochodnią gazową 12b. Termoregenerator niskotemperaturowy 13e ogniwa posiada wymiennik ciepła połączony z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz 14f w układzie przetwarzania ciepła. Układ przetwarzania ciepła składa się z głównego obiegu cieplnego, układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów 14c, z obiegu cieplnego centralnego ogrzewania 14d i z obiegu cieplnego termoregeneratora niskotemperaturowego 14g. W głównym obiegu cieplnym znajduje się pompa wodna obiegu cieplnego 14a połączona z wymiennikiem ciepła ciecz/ciecz 14e w obiegu cieczy chłodzących silnik a dalej z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz 14f pobierającym ciepło ze spalin. Dalej główny obieg cieplny połączony jest rurociągiem przesyłu ciepła 14b z obiegiem cieplnym centralnego ogrzewania 14d i z układem ogrzewania hydrolizera i fermentorów 14c wyposażonym w grzejniki wodne umieszczone w hydrolizerze i w fermentorach. Obieg cieplny termoregeneratora niskotemperaturowego 14g łączy wymiennik cieplny spaliny/ciecz 14f z wymiennikiem ciepła termoregeneratora niskotemperaturowego 13e.

Zaletą sposobu wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej jest wytwarzanie metanu i w skojarzeniu energii elektrycznej i cieplnej z wysoką sprawnością przekraczającą 85% z surowców roślinnych pozyskiwanych z upraw przeznaczonych do tego celu i z odpadów organicznych, przez co uzyskuje się zamknięty obieg CO₂ w atmosferze. Dobór odmian roślin zapewnia wysoką produkcję metanu z jednostki suchej masy takiej biomasy dochodzącą do 840 m³/t. Ponadto zawartość suchej

PL 197 595 B1 masy w roztworze w fermentorach przekracza 20% co kilkakrotnie obniża rozmiary fermentorów liczone na jednostkową produkcję biogazu w stosunku do rozmiarów fermentorów znanych układów utylizacji odpadów. Rozdzielenie funkcji hydrolizera, fermentora mezofilnego, fermentora termofilnego i kompostownika pozwala na zawracanie odcieków z biomasy po przeprowadzonym procesie przetwarzania biomasy odpowiednio do tych urządzeń z odpowiednimi kulturami bakteryjnymi, co ułatwia sterowanie procesami anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu i przyśpiesza te procesy, natomiast do fermentora termofilnego o najwyższej temperaturze pracy 55°C w układzie trafia tylko część biomasy wprowadzonej do hydrolizera na początku procesu - co obniża zużycie ciepła w układzie przy maksymalnej produkcji biogazu z jednostki suchej masy biomasy w porównaniu do obecnych układów utylizacji odpadów. Uzyskany biogaz z roślin nie zawiera związków siarki lub zawiera ich niewielką ilość. Rozdzielenie metanu od dwutlenku węgla w saturatorze pozwala na właściwe zagospodarowanie tych gazów. Część CO2 służy do usuwania zużytego powierza z hydrolizera a zwłaszcza tlenu, który jest trujący dla bakterii metanowych, natomiast część CO2 po sprężeniu lub wykropleniu posiada wartość handlową. Produkcja metanu gazowego i/lub skroplonego i jednocześnie energii elektrycznej i cieplnej pozwala na regulację ilości wytwarzanego paliwa, energii elektrycznej i cieplnej zależnie od potrzeb. Mieszanie oczyszczonego ze związków siarki biogazu z metanem zapewnia uzyskanie standardowego paliwa gazowego o stałej wysokiej liczbie metanowej i stałej wysokiej wartości opałowej, co ma korzystny wpływ na pracę silnika cieplnego, jego żywotność i sprawność. Rozdzielenie strumienia ciepła odpadowego pozyskiwanego w układzie chłodzenia agregatu prądotwórczego lub turbiny gazowej na ciepło ogrzewania hydrolizera i fermentorów, ciepło do centralnego ogrzewania i ciepło do termoregeneratora niskotemperaturowego ogniwa termoregeneracyjnego - ciepło do procesu rozkładu termicznego elektrolitu - pozwala na optymalne wykorzystanie ciepła zależnie od pory roku. Natomiast samo włączenie ogniwa termoregeneracyjnego do obiegu cieplnego agregatu prądotwórczego, lub w innym wykonaniu wynalazku do obiegu cieplnego turbiny gazowej, pozwala na uzyskanie wysokiej sprawności elektrycznej takiego układu, przekraczającej 60%.

Wynalazek zostanie dodatkowo objaśniony na przykładach wytwarzania metanu i otrzymywanie energii elektrycznej i cieplnej przez układ wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej.

P r z y k ł a d I

Jako biomasę do anaerobowego wytwarzania biogazu zastosowano oczyszczone buraki pastewne 1b oraz kiszonkę z traw 1a. Rozdrobnione buraki w krajalnicy 1e oraz rozdrobniona kiszonka z traw w sieczkarni 1d na cząstki nie przekraczające 3 cm długości mieszane są w mieszarce 1f z wodą dostarczoną z zewnętrznego ujęcia wody 15. W mieszarce biomasa ulega dalszemu rozdrobnieniu i uzyskuje się stosunek ilości wody do suchej masy wynoszący 2:1. Tak przygotowana biomasa trafia do hydrolizera 2, gdzie podgrzewana jest do 20°C i poddawana jest procesowi hydrolizy. Odciekająca woda u dołu hydrolizera jest zawracana przez obieg wody wtórnej hydrolizera 2a do górnej części hydrolizera zraszając ciągle biomasę w hydrolizerze. Po procesie hydrolizy biomasy trwającym 24 godziny z biomasy usunięte zostały resztki tlenu i azot przez ujście gazów z hydrolizera 2c wyparte przez dwutlenek węgla wprowadzony do hydrolizera od dołu poprzez dozownik CO2 do hydrolizera 2b a zhydralizowana biomasa podawana jest transporterem biomasy zhydrolizowanej 2d do fermentora mezofilnego 3a i już na wejściu zraszana jest wodą o temperaturze 35°C zawierającą bakterie metanowe mezofilne z odcieku pozyskiwanego u dołu fermentora i transportowaną poprzez obieg wody wtórnej fermentora mezofilnego 4a. Woda ta jest uzupełniana podgrzewaną wodą do 35°C podawaną z zewnętrznego ujęcia wody 15 rurociągiem wody zewnętrznej 15b oraz wzbogacana jest w związki azotu podawane przez dozownik związków azotu 4b, tak że w fermentorze mezofilnym 3a ustala się stosunek ilości wody do ilości suchej masy biomasy wynoszący 5:1, stosunek ilości węgla do ilości azotu w biomasie wynoszący 10:1, pH mieszaniny wodnej biomasy 6,5 -5- 7, potencjał redoks mieszaniny mniejszy od 250 mV oraz temperatura mieszaniny 35°C. Fermentująca biomasa mieszana jest intensywnie trzy razy na dobę przez 10 minut. Czas fermentacji metanowej biomasy w fermentorze mezofilnym wynosi 96 godzin a wytworzony biogaz zawierający 85% CO2 i 15% CO2 - jako pierwsza porcja, gromadzi się w zbiorniku biogazu surowego 5. Po 96 godzinach fermentacji metanowej ilość suchej masy biomasy zmalała o 25% ponieważ część węgla z biomasy znalazła się w biogazie i po fermentacji mezofilnej biomasa transportowana jest transporterem biomasy po fermentacji mezofilnej 3b do fermentora termofilnego 3c a nadmiar wody z biomasy z bakteriami mezofilnymi odcieka do obiegu wody wtórnej fermentora mezofilnego 4a. Zagęszczona biomasa w transporterze wprowadzona do fermentora termofilnego 3c zraszana jest wodą dostarczoną rurociągiem wody zewnętrznej 15b i podgrzaną do 55°C oraz wodą pozyskaną z odcieku u dołu fermentora termofilnego zawierającą bakterie

PL 197 595 B1 metanowe termofilne i wzbogaconą w związki azotu podane przez dozownik związków azotu 4b a transportowaną do górnej części fermentora przez obieg wody wtórnej fermentora termofilnego 4c, tak że w fermentorze termofilnym 3c ustala się stosunek ilości wody do ilości suchej masy biomasy wynoszący 5:1, stosunek ilości węgla do ilości azotu w biomasie wynoszący 10:1, pH mieszaniny wodnej biomasy około 7, potencjał redoks mieszaniny mniejszy od 250 mV oraz temperatura mieszaniny 55°C. Fermentująca biomasa mieszana jest intensywnie trzy razy na dobę przez 10 minut. Czas fermentacji metanowej biomasy w fermentorze termofilnym wynosi 96 godzin a biogaz zawierający 80% CH4 i 20% CO2 - jako druga porcja, gromadzi się w zbiorniku biogazu surowego 5. Po 96 godzinach fermentacji metanowej termofilnej biomasa usuwana jest z fermentora i transportowana jest transporterem biomasy po fermentacji termofilnej 3d do prasy ślimakowej 3e a odciek wody z biomasy prasowanej zawierający bakterie metanowe termofilne gromadzony w ujęciu wody wtórnej z prasy ślimakowej 4d łączony jest z odciekiem wody wtórnej z fermentora termofilnego przepływającym w obiegu wody wtórnej fermentora termofilnego 4c i służy do zraszania biomasy wprowadzanej do fermentora termofilnego. Częściowo odwodniona biomasa przez prasę ślimakową 3e transportowana jest transporterem biomasy sprasowanej 3f do kompostownika 3g, gdzie poddawana jest ostatecznemu procesowi fermentacji metanowej przez bakterie metanowe psychrofilne w temperaturze 23°C z odzyskiem biogazu gromadzonym w szczelnej komorze gazowej kompostownika i dalej przerabiana jest na kompost wyprowadzony transporterem kompostu 3h z kompostownika na składowisko kompostu. Woda z odcieku zawierająca bakterie metanowe psychrofilne zawracana jest do kompostownika przez obieg wody wtórnej kompostownika 4e do zraszania następnych porcji biomasy w kompostowniku. Czas kompostowania wynosi 288 godzin. Biogaz z kompostownika zawierający 70% CH4 i 30% CO2 - jako trzecia porcja, gromadzi się w zbiorniku biogazu surowego 5. Biogaz ze zbiornika biogazu surowego transportowany jest ciągle rurociągiem biogazu surowego 5a do pompy gazowej 6b podnoszącej ciśnienie biogazu do 800 kPa i dalej podlega oczyszczeniu w kolumnie odsiarczania 6a z 0,01% domieszki siarkowodoru zawartego w biogazie w znanym procesie Clausa. Odsiarczony biogaz gromadzony jest w zbiorniku biogazu oczyszczonego 7 skąd 60% biogazu przepływa do saturatora 8a a 40% do mieszacza gazów 11. W saturatorze biogaz przepływa pod ciśnieniem 800 kPa przez warstwę wody w komorze A saturatora, przez co dwutlenek węgla z biogazu rozpuszcza się w chłodnej wodzie a nierozpuszczalny w wodzie metan przepływa z komory A saturatora do rurociągu gazowego metanu 9a. Roztwór wodny nasycony dwutlenkiem węgla przepływa do komory niskociśnieniowej B saturatora o obniżonym ciśnieniu gazu do 100 kPa i dwutlenek węgla odpędzany jest z wody i tłoczony do rurociągu gazowego CO2 10d a woda zawierająca niewielką ilość CO2 zawracana jest poprzez obieg wody saturatora 8b pod ciśnieniem 800 kPa do komory wysokociśnieniowej A saturatora, przez co cykl obiegu wody w saturatorze zamyka się. W skraplarce CO2 10a skrapla się 53% dwutlenku węgla i skroplony gaz gromadzony jest w zbiorniku skroplonego CO2 10b jako produkt posiadający wartość handlową, 10% CO2 po sprężeniu gromadzi się jest w zbiorniku sprężonego dwutlenku węgla 10c a 37% CO2 wypływa poprzez sterowane ujście CO2 10e do atmosfery. Sprężony dwutlenek węgla podawany jest okresowo ze zbiornika 10c rurociągiem gazowym CO2 10d do dozownika CO2 do hydrolizera 2b w celu usunięcia z hydrolizera zużytego powietrza po procesie hydrolizy biomasy. Metan z rurociągu gazowego metanu 9a kierowany jest w ilości 73% do skraplarki metanu 9b i skroplony metan gromadzony jest w zbiorniku skroplonego metanu 9c jako produkt posiadający wartość handlową a 27% metanu przepływa do mieszacza gazów 11. W mieszaczu gazów biogaz pobierany ze zbiornika biogazu oczyszczonego 7 wzbogacany jest w metan tworząc standardowe paliwo gazowe o stałej liczbie metanowej 104,4 i stałej wartości opałowej 8,6 kWh/m³, które gromadzone jest w zbiorniku gazowego paliwa standardowego 12. Paliwo to spalane jest w silniku spalinowym gazowym agregatu prądotwórczego 13a sprzężonym z generatorem elektrycznym generującym prąd trójfazowy dostarczany do sieci elektroenergetycznej 13b a także spalane jest w palniku gazowym termoregeneratora wysokotemperaturowego 13d ogniwa termoregeneracyjnego 13c wytwarzającego prąd stały. Jako ogniwo termoregeneracyjne zastosowano ogniwa wodorowo - jodowe pracujące w znany sposób. Ciepło z chłodzenia oleju i z chłodnicy wodnej agregatu prądotwórczego oddawane jest do głównego obiegu cieplnego układu w wymienniku ciepła typu olej/woda i woda/woda 14e. Ciepło z chłodzenia spalin oddawane jest do tego samego obiegu cieplnego układu w wymienniku ciepła spaliny/woda 14f. Także z tego samego wymiennika ciepła za pomocą odrębnego obiegu cieplnego termoregeneratora niskotemperaturowego 14g 65% ciepła przepływa do termoregeneratora niskotemperaturowego 13e ogniwa termoregeneracyjnego, w którym ciepło to powoduje termiczny rozkład stężonego elektrolitu wypływającego z ogniwa - stężonego kwasu jodowodorowego produkowanego

PL 197 595 B1 w ogniwie - wydzielając z elektrolitu część jodowodoru w stanie gazowym i obniżając stężenie kwasu zawracanego do celek ogniwa. Jodowodór ulega termicznemu rozkładowi na jod i wodór w termoregeneratorze wysokotemperaturowym 13d a następnie wodór jest rozdzielany od jodu na diafragmie w znany sposób. Jod jako utleniacz kierowany jest do elektrody jodowej ogniwa a wodór jako reduktor przepływa do elektrody wodorowej ogniwa, w którym następuje synteza jodowodoru podwyższająca stężenie elektrolitu i wytwarzana jest energia elektryczna prądu stałego. Prąd stały przetwarzany jest na prąd trójfazowy w falowniku. Uzyskuje się przez termiczne skojarzenie agregatu prądotwórczego z ogniwem termoregeneracyjnym całkowitą sprawność elektryczną układu wynoszącą 62%. W obiegu cieplnym układu krąży woda tłoczona przez pompę obiegu cieplnego 14a i 35% ciepła jest transportowana przez strumień gorącej wody z wymienników ciepła 14e i 14f rurociągiem przepływu ciepła 14b do układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów 14c utrzymując stałe zadane temperatury w hydrolizerze i w fermentorach. W okresie grzewczym ciepło przepływa także do obiegu cieplnego centralnego ogrzewania 14d.

P r z y k ł a d II

Jako biomasę do anaerobowego wytwarzania biogazu zastosowano gnojowicę 1c pozyskaną ze zbiornika gnojowicy oraz słomę zbóż i kiszonkę z traw 1a. Rozdrobniona słoma i kiszonka traw w sieczkarni 1d mieszane są w mieszarce biomasy 1f z gnojowicą i z wodą dostarczaną z zewnętrznego źródła wody 15, tak że biomasa ulega w mieszarce dalszemu rozdrobnieniu i uzyskuje się stosunek ilości wody do ilości suchej masy w biomasie wynoszący 5:1. Tak przygotowana biomasa trafia do hydrolizera 2 gdzie jest podgrzana do 20°C i ulega procesowi hydrolizy przez okres 24 godzin. Po procesie hydrolizy biomasa podlega dalszemu procesowi anaerobowego przetwarzania do biogazu i kompostu w fermentorach i w kompostowniku w sposób podany w przykładzie I ale przy stosowaniu innych dłuższych czasów fermentacji metanowej: czasy fermentacji metanowej mezofilnej i termofilnej w fermentorach wynoszą po 240 godzin a ustalony stosunek ilości wody do ilości suchej masy w biomasie w obu fermentorach wynosi 10:1. Podobnie czas fermentacji metanowej i kompostowania biomasy w kompostowniku wynosi 240 godzin. Pozostałe parametry roztworów są takie, jak w przykładzie I. Uzyskano biogaz w fermentorze mezofilnym zawierający 70% CH2 i 30% CO2 - jako pierwsza porcja biogazu, w fermentorze termofilnym uzyskano biogaz zawierający 65% CH4 i 35% CO2 - jako druga porcja biogazu oraz w kompostowniku uzyskano biogaz zawierający 60% CH4 i 40% CO2 - jako trzecia porcja biogazu, z domieszką około 0,5% H2S. Wszystkie te porcje biogazu łączy się w zbiorniku biogazu surowego 5 skąd biogaz surowy przepływa rurociągiem biogazu surowego 5a do pompy gazowej 6b tłoczącej biogaz pod ciśnieniem 150 kPa do kolumny odsiarczania biogazu 6a, w której siarkowodór z biogazu łączy się ze związkami żelaza w rudzie darniowej i oczyszczony biogaz gromadzi się w zbiorniku biogazu oczyszczonego 7, z którego 80% biogazu przepływa do niskotemperaturowej komory A saturatora 8a a 20% do mieszacza gazów 11. W komorze A saturatora wypełnionej ciekłą monoetanoloaminą (MEA) następuje łączenie się pod ciśnieniem 150 kPa i w temperaturze 25°C dwutlenku węgla z biogazu z monoetanoloaminą tworząc nietrwały związek MEA z CO2 a metan z biogazu nie wiążący się z MEA przepływa z komory A saturatora do rurociągu gazowego metanu 9a skąd 34% metanu tłoczy się do magistrali gazowej a 66% metanu przepływa do mieszacza gazów 11. W mieszaczu gazów oczyszczony biogaz pobierany ze zbiornika 7 jest wzbogacany w metan tworząc gazowe paliwo standardowe. Roztwór MEA z CO2 przepływa z niskotemperaturowej komory A do wysokotemperaturowej komory B saturatora pod tym samym ciśnieniem 150 kPa. W komorze B roztwór ten ulega termicznemu rozkładowi w temperaturze 120°C z wydzieleniem gazowego dwutlenku węgla i czystej monoetanoloaminy i z komory B dwutlenek węgla przepływa do rurociągu gazowego CO2 10d a monoetanoloamina po schłodzeniu do 25°C jest zawracana poprzez obieg cieczy saturatora 8b do komory niskotemperaturowej A saturatora. Dalsze przetwarzanie CO2 i zużywanie gazowego paliwa standardowego a także wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej przebiega w sposób podany w przykładzie I.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób w^warzaniametanu i energii elektrycznej i cieplnej z zastosowaniem anaerobowego przetwarzania biomasy w postaci rozdrobnionych roślin i/lub odpadów organicznych do biogazu oraz z zastosowaniem ogniwa termoregeneracyjnego i agregatu prądotwórczego lub turbozespołu prądotwórczego do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, znamienny tym, że rozdrobniony surowiec

   PL 197 595 B1 roślinny miesza się z wodą w stosunku zapewniającym zawartość suchej masy w wodzie 20% do 60%, korzystnie 30%, w podobnym stosunku miesza się z wodą rozdrobniony organiczny surowiec odpadowy zawierający wstępnie poniżej 60% wody i te mieszaniny, a także organiczny surowiec odpadowy o zawartości 4% do 20% suchej masy w wodzie, poddaje się łącznie albo pojedynczo lub w określonych zestawach hydrolizie w temperaturze około 20°C przez okres 12-36 godzin, po czym przez zhydrolizowaną biomasę przepuszcza się dwutlenek węgla do całkowitego zaniku w biomasie tlenu i azotu, następnie po ewentualnym uzupełnieniu wody do zawartości suchej masy 4%-60%, korzystnie 20%, biomasę poddaje się fermentacji metanowej przez bakterie metanowe mezofilne, korzystnie w temperaturze 35°C przez okres 48-240 godzin, po czym powstały biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu - zwany dalej pierwszą porcją - odprowadza się do zbiornika biogazu surowego, zaś pozostałą biomasę ewentualnie uzupełnienia się wodą do zawartości suchej masy 4%-60%, korzystnie 20% i poddaje się fermentacji metanowej przez bakterie metanowe termofilne, korzystnie w temperaturze 55°C przez okres 48-240 godzin, przy zachowaniu w obu procesach fermentacji metanowej stosunku węgla do azotu w biomasie większym od 100:3, najlepiej 10:1, przy pH 6-8 wodnej mieszaniny biomasy - zwłaszcza przy pH = 7 i jej potencjale redoks mniejszym od 250 mV, następnie powstały biogaz w procesie anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe termofilne - zwany dalej drugą porcją - łączy się z porcją pierwszą w zbiorniku biogazu surowego a pozostałą biomasę, po oddzieleniu z niej około 50% wody i zawróceniu tej wody do procesu fermentacji metanowej następnej porcji biomasy, kompostuje się z jednoczesnym przebiegiem procesu anaeorobowego przetwarzania biomasy do biogazu przez bakterie metanowe psychrofilne, korzystnie w temperaturze 23°C przez okres 190-300 godzin, po czym uzyskany kompost przeznacza się do wykorzystania w uprawach rolniczych jako naturalny nawóz a wytworzony biogaz stanowiący trzecią porcję łączy się z poprzednimi porcjami biogazu i usuwa się z nich związki siarki, następnie 20%-80% odsiarczonego biogazu rozdziela się na metan i dwutlenek węgla, który w ilości 5%-50% gromadzi się w zbiorniku pod zwiększonym ciśnieniem i zawraca się do ponownego procesu usuwania tlenu i azotu ze zhydrolizowanej biomasy a pozostałą część dwutlenku węgla gromadzi się w butlach do gazu pod zwiększonym ciśnieniem lub skrapla się albo wydala się do atmosfery, zaś 25%-75% metanu wykrapla się lub łączy z gazem ziemnym, lub używa się go w czystej postaci jako paliwo albo przetwarza się go na inne związki chemiczne a pozostałą część metanu albo 100% pozyskanego metanu łączy się z nie rozdzieloną porcją odsiarczonego biogazu w proporcji zapewniającej uzyskanie paliwa gazowego o stałej liczbie metanowej, korzystnie 104,4 i stałej wartości opałowej około 8,6 kWh/m³ - zwanego paliwem gazowym standardowym, którego 20%-40% ilości spala się w palniku termoregeneratora wysokotemperaturowego ogniwa termoregeneracyjnego a substancje termicznego rozkładu nagromadzonych w ogniwie produktów syntezy zawraca się z termoregeneratora wysokotemperaturowego do elektrod ogniwa wytwarzającego energię elektryczną prądu stałego oraz produkty syntezy, zaś pozostałą część paliwa spala się w silniku spalinowym agregatu prądotwórczego wytwarzającego energię elektryczną prądu zmiennego i ciepło zawarte w cieczach chłodzących silnik i w spalinach albo spala się w komorze spalinowej turbozespołu prądotwórczego wytwarzającego energię elektryczną prądu zmiennego i ciepło zawarte w spalinach wychodzących z turbiny gazowej, natomiast 25%-75% odzyskanego ciepła z cieczy chłodzących silnik i ze spalin dostarcza się do termoregeneratora niskotemperaturowego ogniwa termoregeneracyjnego do procesu wydzielania produktów syntezy z elektrolitu i zawracania ich do termoregeneratora wysokotemperaturowego ogniwa oraz zawracania do celek ogniwa elektrolitu o obniżonym stężeniu, zaś 25%-75% ciepła dostarcza się do procesów hydrolizy i anaerobowego przetwarzania biomasy do biogazu a pozostałą część ciepła dostarcza się do obiegu cieplnego centralnego ogrzewania i/lub wytwarzania ciepłej wody.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odcieki powstające w poszczególnym cyklu technologicznym zawraca się do ponownego wykorzystania w tym cyklu.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym. że odcieki kierowane do fermentorów uzupełnia się zwłaszcza w związki azotu.
4. 4. Układ wytwarzania metanu i energii elektrycznej i cieplnej, składający się z hydrollzera, fermentorów, prasy ślimakowej, kompostownika, agregatu prądotwórczego lub turbozespołu prądotwórczego, ogniwa termoregeneracyjnego, zbiorników, pomp i rurociągów cieczy i gazów, znamienny tym, że posiada układ przygotowania biomasy (1) połączony z hydrolizerem (2), który dalej połączony jest z układem szeregowym fermentorów i kompostownika (3) posiadającym transporter kompostu na składowisko i wyposażonym w połączenia z układem zawracania i wzbogacania odcieków (4), ponad12

   PL 197 595 B1 to wymienione układy (1), (3) i (4) posiadają połączenie z zewnętrznym ujęciem wody (15) a zbiorczy rurociąg biogazu surowego łączy układ szeregowy fermentorów i kompostownika (3) ze zbiornikiem biogazu surowego (5) połączonym dalej z układem oczyszczania biogazu (6) posiadającym dalej połączenie ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego (7), który połączony jest z układem rozdziału biogazu (8) i z mieszaczem gazów (11) a układ rozdziału biogazu połączony jest z układem przetwarzania dwutlenku węgla (10) i z układem przetwarzania metanu (9), układ przetwarzania dwutlenku węgła połączony jest rurociągiem gazowym z hydrolizerem (2) a także posiada ujście CO2 do atmosfery, zaś układ przetwarzania metanu (9) posiada także połączenie z mieszaczem gazów (11), który połączony jest ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego (12) a zbiornik ten posiada połączenie z układem wytwarzania energii elektrycznej i ciepła (13) i ewentualne połączenie z układem przetwarzania ciepła (14), natomiast układ wytwarzania energii elektrycznej i ciepła (13) połączony jest z układem przetwarzania ciepła (14 ) połączonym rurociągami przesyłu ciepła z hydrolizerem (2), układem zawracania i wzbogacania odcieków (4) i układem szeregowym fermentorów i kompostownika (3).
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że układ przygotowania biomasy (1) składa się z mieszarki biomasy (1f) połączonej z hydrolizerem (2) i z zewnętrznym ujęciem wody (15) poprzez rurociąg wody mieszarki biomasy (15a) a także posiada połączenie z sieczkarnią (1d) traw i roślin liściastych i zbożowych (1a), również połączenie z krajalnicą (1e) roślin okopowych (1b) oraz połączenie ze składowiskiem lub ze zbiornikiem odpadów organicznych (1e), będących zwłaszcza w postaci zawiesiny w wodzie.
6. 6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że hydrolizer (2) posiada na wejściu połączenie z układem przygotowania biomasy (1) a na wyjściu transporter biomasy zhydrolizowanej (2d) a także obieg wody wtórnej hydrolizera (2a) wychodzący u dołu hydrolizera spod transportera biomasy zhydrolizowanej (2d) a wchodzący u góry hydrolizera w pobliżu wejścia do hydrolizera biomasy przygotowanej przez układ przygotowania biomasy (1), ponadto hydrolizer (2) posiada u dołu umieszczony dozownik CO2 do hydrolizera (2b) a u góry umieszczone ujście gazów z hydrolizera (2c) oraz wyposażony jest w grzejnik wodny układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów (14c).
7. 7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że układ szeregowy fermentorów i kompostownika (3) składa się z fermentora mezofilnego (3a), fermentora termofilnego (3c), prasy ślimakowej (3e) i kompostownika (3g) odpowiednio szeregowo połączonych transporterami biomasy, przy czym fermentor mezofilny posiada na wejściu transporter biomasy zhydrolizowanej (2d) a na wyjściu transporter biomasy po fermentacji mezofilnej (3b) a transporter ten łączy się z fermentorem termofilnym (3c), który na wyjściu posiada transporter biomasy po fermentacji termofilnej (3d) połączony z prasą ślimakową (3e) i dalej prasa ślimakowa połączona jest za pomocą transportera biomasy sprasowanej (3f) z kompostownikiem (3g) posiadającym wewnątrz szczelną komorę gazową a na wyjściu transporter kompostu na składowisko (3h), przy czym oba fermentory posiadają grzejniki wodne układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów (14c), natomiast komory gazowe fermentorów i kompostownika posiadają połączenia rurociągami do gazu ze zbiornikiem biogazu surowego (5), połączonego rurociągiem biogazu surowego (5a) z układem oczyszczania biogazu (6).
8. 8. Ukkad według zas^z. 4, znamienny tym, że ukkad zawracania i wzbogacaniaodcieków sk-łada się z obiegu wody wtórnej fermentora mezofilnego (4a) wychodzącego u dołu fermentora mezofilnego spod transportera biomasy po fermentacji mezofilnej (3b) a wchodzącego do fermentora u góry w pobliżu wejścia do fermentora transportera biomasy zhydrolizowanej (2d), z obiegu wody wtórnej fermentora termofilnego (4c) wychodzącego u dołu fermentora termofilnego (3c) spod transportera biomasy po fermentacji termofilnej (3d) a wchodzącego do fermentora u góry w pobliżu wejścia do fermentora transportera biomasy po fermentacji mezofilnej (3b), składa się także z ujęcia wody wtórnej z prasy ślimakowej (4d) połączonego z obiegiem wody wtórnej fermentora termofilnego (4c) a także z obiegu wody wtórnej kompostownika (4e) wychodzącego u dołu kompostownika (3g) a wchodzącego do kompostownika u góry w pobliżu wejścia do kompostownika transportera biomasy sprasowanej (3f), przy czym obiegi te są połączone z zewnętrznym ujęciem wody (15) poprzez rurociąg wody zewnętrznej (15b), natomiast obiegi wody wtórnej fermentora mezofilnego (4a) i termofilnego (4c) połączone są z dozownikiem związków azotu (4b).
9. 9. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że układ rozdziału biogazu (8) zbudowany jest w postaci dwukomorowego saturatora (8a) i obiegu cieczy saturatora (8b), przy czym komora wejściowa A saturatora wypełniona jest cieczą pochłaniającą CO2 i posiada na wyjściu rurociąg gazowy metanu (9a), zaś wewnątrz saturatora komora A połączona jest z komorą wyjściową B saturatora wypełnioną tą samą cieczą wydzielającą CO2 i posiadającą u góry połączenie z rurociągiem gazowym

   PL 197 595 B1

   CO2 (10d) a u dołu z rurociągiem cieczy obiegu cieczy saturatora (8b) wchodzącym do komory A i służącym do zawracania cieczy z komory B do komory A, natomiast komora A saturatora połączona jest rurociągiem gazowym poniżej poziomu cieczy w komorze ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego (7) i dalej z układem oczyszczania biogazu surowego (6) składającym się z kolumny odsiarczania biogazu (6a) i pompy gazowej (6b).
10. 10. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że układ przetwarzania dwutlenku węgla (10) składa się z rurociągu gazowego CO2 (10d) łączącego saturator (8a) z dozownikiem CO2 do hydrolizera (2b), a ponadto z rurociągiem tym połączony jest zbiornik sprężonego dwutlenku węgla (10c), a także połączona jest skraplarka CO2 (10a), która z drugiej strony jest połączona ze zbiornikiem skroplonego dwutlenku węgla (10b), również rurociąg ten posiada sterowane ujście CO2 do atmosfery (10e).
11. 11. Układwedługzasttz. 4, znamiennytym, że układ przetwarzania metanu(9) składasię z rurociągu gazowego metanu (9a) wychodzącego z saturatora (8a) i połączonego ze skraplarką metanu (9b), która dalej połączona jest ze zbiornikiem skroplonego metanu (9c) albo połączonego z magistralą gazową a także połączonego z mieszaczem gazów (11), który posiada połączenie na wejściu ze zbiornikiem biogazu oczyszczonego (7) a na wyjściu ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego (12).
12. 12. Ukkad według zassic 4, znamienny tym, że ukkad wyywarrzania energii βΙβΜη/οζη^ i ciepła (13) składa się z agregatu prądotwórczego (13a) posiadającego połączenie elektryczne z siecią elektroenergetyczną (13b) i z ogniwa termoregeneracyjnego (13c) posiadającego termoregenerator wysokotemperaturowy (13d) i termoregenerator niskotemperaturowy (13e), przy czym silnik spalinowy agregatu prądotwórczego i termoregenerator wysokotemperaturowy ogniwa posiadają połączenie poprzez rurociąg gazowego paliwa standardowego (12a) ze zbiornikiem gazowego paliwa standardowego (12) a rurociąg (12a) posiada także przeciwawaryjne połączenie z pochodnią gazową (12b), natomiast termoregenerator niskotemperaturowy ogniwa (13e) posiada wymiennik ciepła połączony z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz (14f) w układzie przetwarzania ciepła (14).
13. 13. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że układ przetwarzania ciepła (14) składa się z głównego obiegu cieplnego, układu ogrzewania hydrolizera i fermentorów (14c), z obiegu cieplnego centralnego ogrzewania (14d) i z obiegu cieplnego termoregeneratora niskotemperaturowego (14g), przy czym w głównym obiegu cieplnym znajduje się pompa wodna obiegu cieplnego (14a) połączona poprzez rurociąg przesyłu ciepła (14b) z wymiennikiem ciepła ciecz/ciecz (14e) w obiegu cieczy chłodzących silnik i dalej z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz (14f) pobierającym ciepło ze spalin i dalej główny obieg cieplny połączony jest z obiegiem cieplnym centralnego ogrzewania (14d) i z układem ogrzewania hydrolizera i fermentorów (14c) wyposażonym w grzejniki wodne umieszczone w hydrolizerze i w fermentorach, natomiast obieg cieplny termoregeneratora niskotemperaturowego (14g) łączy wymiennik cieplny spaliny/ciecz (14f) z wymiennikiem ciepła termoregeneratora niskotemperaturowego (13e).
14. 14. Ukkad wedługzassrz. 12, znamienny tym, że ukkad wytwarzaniaenergii elekkirycznej i οίβρ^ posiada zainstalowaną turbinę gazową połączoną na wale z generatorem prądu trójfazowego w miejsce agregatu prądotwórczego (13a), przy czym rurociąg gazowego paliwa standardowego (12a) połączony jest z komorą spalania turbiny gazowej a wylot spalin turbiny gazowej połączony jest z wymiennikiem ciepła podgrzewania sprężonego powietrza tłoczonego do komory spalania paliwa gazowego i dalej z wymiennikiem ciepła spaliny/ciecz (14f) w głównym obiegu cieplnym układu, natomiast generator prądu trójfazowego posiada połączenie elektryczne z siecią elektroenergetyczną (13b).