Konvertační zařízení LTC na zpracování biomasy Technologie Termokatalytická recyklace biomasy a její přeměna nízkoteplotní konvertací na vysokokalorický plyn vhodný k pohonu turbín
Obsah 1. Všeobecné informace.................................................................................................................................... 3 1.1 Oprávnění k propagaci................................................................................................................................ 3 1.2 Technologie LTC......................................................................................................................................... 3 1.3 Specifikace technologie LTC....................................................................................................................... 3 1.4 Všeobecné informace o účinnosti technologie LTC.....................................................................................3 2. Technické údaje............................................................................................................................................ 4 2.1 Rozměry zařízení........................................................................................................................................ 4 2.2 Rozsah případné dodávky.......................................................................................................................... 4 2.3 Provedení / dokumentace............................................................................................................................ 4 3. Výpočet výkonu zařízení a výnosů................................................................................................................ 5 3.1 Základ pro výpočty...................................................................................................................................... 5 3.2 Výpočet vstupu............................................................................................................................................ 5 3.3 Výpočet výkonu........................................................................................................................................... 5 3.4 Výnosy5 5. Rámcové podmínky....................................................................................................................................... 6 5.1 Záruka 6 5.2 Součásti zakázky......................................................................................................................................... 6 5.3 Bezpečnost zařízení a provozu................................................................................................................... 6 5.4 Školení a poskytovaná údržba.................................................................................................................... 6 5.5 Infrastruktura (zajistí zákazník).................................................................................................................... 7 5.6 Požadavky na obsluhu................................................................................................................................ 7 6. Zbytkový materiál a emise............................................................................................................................. 8 6.1 Zbytkový materiál, odpadní voda................................................................................................................. 8 6.2 Emise 8 7. Výhody – energie z odpadů!.......................................................................................................................... 9 9. Všeobecné schéma konvertace.................................................................................................................. 12
1. Všeobecné informace 1.1 Oprávnění k propagaci Předkladatel nabídky je výhradním vlastníkem uživatelských a distribučních práv k popsanému technologickému postupu resp. know how zařízení. 1.2 Technologie LTC Cílem tohoto technologického postupu je použití konvertace k hospodárnému zpracování tuhých a kapalných surovin a odpadních látek. K recyklaci materiálu přitom dochází tepelnou přeměnou na konvertační plyn, který se dále přeměňuje na elektrický proud. 1.3 Specifikace technologie LTC V plně uzavřeném systému zařízení probíhá postupná termokatalytická přeměna materiálu na plyn včetně integrovaného čištění plynu. Jednotlivé dílčí plynové proudy jsou vedeny stoupavě přes mezistupně, tak aby vznikaly vysokokalorické resp. generátorové plyny stálého složení specifického pro daný materiál. Z důvodu rozdílného chemismu různých vstupních materiálů jsou zařízení LTC koncipována tak, aby byla vždy uzpůsobena těmto materiálům. Všechna zařízení LTC vyrábějí v nepřetržitém procesu z pevných a kapalných organických surovin a odpadů kapalné a/nebo plynné energetické nosiče o vysoké až velmi vysoké energetické hustotě. Díky integrovaným přídavným zařízením jsou tyto energetické nosiče přeměňovány s minimálními teplenými ztrátami a s vysokou účinností na elektrický proud.
1.4 Všeobecné informace o účinnosti technologie LTC Pod pojmem účinnost se rozumí poměr mezi získanou prací a přiváděnou energií. V praxi dosažitelná účinnost všech zařízení v závislosti na poměru energie/práce je zpravidla podstatně nižší nežli teoretické hodnoty. Tato zákonitost platí i pro konvertační zařízení. V současnosti je dosahována účinnost v rozmezí 40 až 55% v závislosti na vstupním materiálu. Vlastní zařízení má jen velmi málo pohyblivých součástí, což příslušným způsobem snižuje také poruchovost. Samozřejmostí absolutní bezpečnost provozu všech oblastí technologického procesu. Konkrétní zařízení jsou projektována a vypočtena podle individuálních požadavků zákazníků. S výjimkou velkokapacitních zařízení, která musejí být instalována na místě, jsou zařízení LTC instalována v kontejnerech a zákazníkovi dodávána již po otestování a záběhu. Tím je zajištěna provozní bezpečnost a rychlé bezproblémové nasazení do provozu.
2. Technické údaje 2.1 Rozměry zařízení Konvertační zařízení 3 [t/h] Zařízení
konvertační zařízení včetně jednotky na výrobu elektrického proudu (od uložení biomasy do sběrného zásobníku) instalované na auf 12-15 kontejnerových platformách
Turbíny
turbínová generátorová stanice STIG
Obestavění
není nutné
Hmotnosti
celková hmotnost 3 [t/h] =12-15 platforem = max. 300 [t] (20 [t] na platformu), rozdělení hmotnosti podle instalačního plánu. Instalační plán bude vypracován po oznámení stávajících daností, přičemž budou zohledněny stavební předpisy platné v místě.
2.2 Rozsah případné dodávky Celé zařízení zahrnující konvertační jednotku a jednotku na výrobu elektrického proudu, a to od přívodu materiálu ve sběrném zásobníku před zařízením LTC, přes turbínovou generátorovou stanice STIG až po výstup proudu do transformátorové stanice. Bez skladování a podávání vstupního materiálu či další infrastruktury. Zařízení je koncipováno k výrobě trvalého proudu a nevyžaduje externí zásobníky plynu. Základní sestava konvertačního zařízení v závislosti na vstupním materiálu: • sušení • rozkládání • výroba plynu z pevných součástí • jednotky na čištění a odprašnění plynu • katalytické štěpení KW
• výměník tepla • myčka plynu • katalytické reformování • sada turbín
2.3 Provedení / dokumentace Standardní zařízení s neměnným přísunem vstupního materiálu a výstupem energie. V běžném provozu zařízení je vyprodukovaná elektrická energie bezprostředně odváděna do rozvodné sítě.
Podrobný popis technologického procesu a vysvětlení mechanických detailů bude předáno teprve po objednání zařízení, resp. po přihlášení patentu. Toto zadání bude ze strany AGT bezvýhradně dodrženo, i kdyby se jednalo o objasňující odborné konzultace či jednání o financování.
3. Výpočet výkonu zařízení a výnosů 3.1 Základ pro výpočty Příjmy představují projektové hodnoty, které se vypočtou ze zadaných materiálových vlastností a řádného provozu zařízení. Dosažení vstupního množství a vyjasnění odběru výstupního výkonu je odpovědností provozovatele. Kalkulujeme s prodejní cenou • 130 [€/MWh] (zákonný odběrní tarif “zelené el. energie“ za určitých podmínek) Prostoje k provedení údržby a spotřeba energie vlastním zařízením je již zohledněna. délka provozu: 23 [h/d] provozního výkonu, 1 h automatická samokontrola min. 7250 [h/a], 14 [d/a] velká údržba
3.2 Výpočet vstupu Základ pro výpočet na množství: 3 [t/h] podle specifikace výše. Přesnou specifikaci je povinen dodat kupující.
Vstupní materiál
Lesní štěpka o vlhkosti 45 [%] Obilná a řepná sláma o vlhkosti 11[%] Celkem
Podíly vstupní materiál [%] 20,0% 80,0% 100%
Hu [GJ/t]
9 15
21.750
4.350 17.400 21.750
[t/a]
Teoretická výhřevnost [GJ/a] 39.150 261.000 300.150
3.3 Výpočet výkonu Vstupní množství celkem Teoretická výhřevnost celkem to odpovídá Ztráty při přeměně a tepelné ztráty Produkovaný výkon Spotřeba energie vlastním zařízením Bezpečnost u pilotních zařízení Čistý výkon produkované práce to odpovídá
100% -50% - 10% -5%
Elektrická práce na výstupu
21.750 [t/a] 300.150 [GJ/a] 83.375 [MWh/a] -41.688 [MWh/a] 41.688 [MWh/a] -4.169 [MWh/a] -2.084 [MWh/a] 35.434 [MWh/a] 35,43[GWh/a] 4,89[MWe]
3.4 Výnosy z z z z
dodávek elektrického proudu likvidace odpadu (gate fee) dodávek plynu dodávek topného oleje
*) ceny bez záruky, závisí na místních úpravách!
[€/MWh] [€/t] [€/m3] [€/l]
Ceny* 130
4.606.469 [€/a] 0 [€/a] 0 [€/a] 0 [€/a] 4.606.469[€/a]
5. Rámcové podmínky 5.1 Záruka 2 roky plná záruka na součásti a práci 5 záruka na řádné provedení díla formou bankovní záruky ve výši 5% investice záruka na pohyblivé součásti v souladu s požadavky EU 5.2 Součásti zakázky • obchodní plán s popisem poskytovaných výkonů, základy pro výpočty, • smlouvy na vstupní a výstupní materiál • zajištěné stanoviště z nezbytnou infrastrukturou • • schéma kombinované technologie energetické recyklace biomasy • nákresy stanoviště poskytnuté investorem/objednatelem • a všeobecné obchodní podmínky 5.3 Bezpečnost zařízení a provozu Provoz zařízení je plně automatizován řídicími parametry, které jsou shromažďovány online a neustále porovnávány se zadanými požadovanými hodnotami. Choulostivé součásti zařízení jsou navíc zhotoveny duplicitně a vybaveny automatickým přepínáním pro případ poruchy. Při nekontrolovaném zvýšení tlaku, explozivních procesech, požáru atp. je během několika sekund automaticky spuštěno nouzové chlazení. Navíc jsou všechna kritická místa opatřena přetlakovými ventily a výfukovými klapkami, které účinně brání explozi. Koncepce zařízení je optimálně uzpůsobena pro předem definovaný materiál, proto nesmí být překročen 5% podíl ostatních odpadů ve směsi. Zařízení LTC je plně funkční v mírných klimatických podmínkách (roční průměrná teplota 20 [°C], extrémní teplotní rozsah -20 až +35 [°C], tlak vzduchu cca 100 [kPa], vlhkost vzduchu 60 [%]).
5.4 Školení a poskytovaná údržba Ke každém prodanému zařízení jsou dispozici zdarma hodiny teoretického i praktického školení, a to v rozsahu podle druhu a velikosti zařízení. Účast na tomto školicím programu je závazná a potvrzuje se zvlášť. Počet účastníků je omezen na 12 osob. průmyslové zařízení 60 [h/skupina] v průběhu 3 měsíců Nad tento rozsah se v případě potřeby účtuje honorář v hodinové výši 250 [€] plus DPH, cestovní výlohy, náklady na pobyt a další výdaje. V případě obměny personálu obsluhy je provozovatel povinen zajistit doškolení a toto písemně potvrdit AGT s uvedením jména a pozice nového pracovníka. Zaškolení a rutinní údržba v prvním roce provozu zařízení je zdarma. Po uplynutí prvního roku provozu bude nabídnuta paušální smlouva o provádění údržby v ceně ve výši 1,5 [%] roční investice do zařízení.
Údržba zahrnuje vedle telefonického poradenství 24 hodin poskytovaného na lince hotline také denní revizi dat automatické kontroly předchozího dne, preventivní měsíční inspekce a roční údržbu v rozsahu 2 týdnů. V případě náhlých závažných poruch a poškození zahájí do 24 hodin mobilní opravářská a servisní služba prodávajícího přímo na místě práce na odstraňování škod.
5.5 Infrastruktura (zajistí zákazník) • 3 [t/h] prostorové nároky 5.000 [m2], minimální šířka základní plochy 60 [m]. • K instalaci 12-15 kontejnerů se zařízením je nutné připravit zpevněnou plochu v souladu s instalačním plánem; plocha musí poskytovat přístup kamionové soupravě a těžkému autojeřábu. • Zásobník materiálu / silo pro uskladnění vstupního materiálu v množství nejméně na 3 dny provozu. • Pro logistiku dodávek je nutné zřídit mostní váhy a vizuální kontrolu na vstupu. • Hodnota elektrické přípojky zpravidla 30 [MW], speciální podmínky budou dohodnuty zvlášť. • Napájení veřejné elektrické sítě proudem zajistí investor/objednatel, AGT nabízí pomoc v této záležitosti, transformátorová stanice vyžaduje cca 6 [MW] výkonu. • Maximální spotřeba vody: 1,0 [m3/h] • Maximální produkce odpadní vody: 3,0 [m3/h] • Pracovněprávní předpisy vyžadují sanitární zařízení. • Zařízení vyžaduje provozní prostředky a další látky pouze k údržbě. • Turbínová jednotka musí být instalována napevno uvnitř stavebního objektu, pokud bude zařízení provozováno v rámci obytného území. Objekt zřídí zákazník, zákonem požadované protipožární zařízení dodá prodávající. 5.6 Požadavky na obsluhu Zařízení se zpravidla provozuje ve třísměnném provozu. Každá směna proto vyžaduje: vedoucího směny: 1 příslušně technicky vzdělaný odborník se znalostmi elektronického zpracování dat, pomocný personál: 3 zaškolené technické pomocné síly Dále je třeba v místě zřídit funkci vedoucího provozu jako kontaktní osoby zodpovědné za veškeré aspekty provozu zařízení. Tato osoba se musí prokázat alespoň vzděláním na vyšší technické škole a 5 lety odpovídající praxe.
6. Zbytkový materiál a emise 6.1 Zbytkový materiál, odpadní voda Vzniklý organický zbytkový materiál tvoří 3 až 5 % celkového množství a představuje cenné kadmiové hmojivo. Vzniklá odpadní voda má kvalitu povrchové vody. 6.2 Emise Produkovaný plyn k pohonu turbíny odpovídá zemnímu plynu, hodnoty turbínových exhalátů jsou výrazně pod platnými mezními hodnotami. Plyny k pohonu turbíny jsou získávány vícestupňovým konvertačním procesem z tuhých a/nebo kapalných organických paliv a jsou v systému důkladně vyčištěny před jejich použitím k výrobě elektrického proudu.
6.2.1 Emisní hodnoty exhalátů
Zařízení jsou vybavena měřicími přístroji, které průběžně měří a zaznamenávají objemové koncentrace podstatných emisí exhalátu. Každé zařízení LTC je dálkově kontrolováno. Emisní hodnoty se vztahují k objemovému obsahu kyslíku v exhalátu 15:100. Exhalát na výstupu ze zařízení dosahuje teplot 50 - 75 [°C]. Emisní celkový prach uxid uhelnatý (CO) oxidy dusíku (NOx) oxid siřičitý (SO2) Další problémové látky NH3, HCl CN, HF,H2S As, Co, Ni, Pb, Se, Te Cr, Cu, F, Mn, Sb, Sn, V Cd, Hg, Tl ekvivalent 2,3,7,8-TCDD
6.2.2 Další emise
hodnoty ≤ 5 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 10 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤
5 0,3 0,3 0,3 0,03 0,03
[mg/m³] [mg/m³] [μg/m³] [mg/m³] [mg/m³] [mg/m³] [mg/m³] [mg/m³] [mg/m³] [ng/m³]
a) Běžná hladina hlučnosti turbín dosahuje 65 [dB]. Zapuštěním do terénu či oplášťováním (navážkou zeminy) kontejneru lze hladinu hlučnosti snížit výrazně pod 40 [dB] . b) Provoz neobtěžuje zápachem, což je dáno koncepcí zařízení. Pokud vůbec vzniká zápach, tak buďto z vlastního zařízení nebo z kryogenní části. To odpovídá normálnímu zápachu při skladování materiálu. c) Emise CO2: CO2 je emitován v množství >0,5 [kg/kWh] čistého výkonu. Chce-li kupující využít volby nulových emisí CO2 , zvýší se cena zařízení o 15 %. d) Nevzniká žádná další zátěž pro povrchovou vodu, podzemní vodu ani pro další přírodní média.
7. Výhody – energie z odpadů! 1.
plně automatizovaný provoz, vstupem materiálu počínaje a napájením elektrické sítě konče – jsou tedy minimální personální náklady
2.
nízká spotřeba energie – zařízení se zásobuje vlastní produkovanou energií!
3.
likvidace resp. recyklace starých zátěží s příjmy!
4.
příjmy namísto nákladů
5.
technologie LTC poskytuje až sedminásobně vyšší výstupní elektrický výkon než nejmodernější systémy spaloven
6.
dlouhá záruka
7.
zařízení LTC potřebuje energii z externího zdroje pouze při prvním startu, poté je provoz autarkický díky vlastní produkci energie
TERMOKATALYTICKÁ KONVERTACE ODPADU Z PRŮŘEZU STROMŮ A OVOCNÝCH TRESTÍ PRO VÝROBU ELEKTRICKÉHO PROUDU V PLYNOVÝCH TURBÍNÁCH TECHNOLOGICKÝM PROCESEM LTC
větve a listí
koláče
separace cizorodých příměsí a rozmělnění
konvertační proces (termokatalytický rozklad na frakce)
anorganické zbytky (hnojivo)
konvertační plyn
plynová turbína
generátor
elektrická energie
parní část
KONVERTAČNÍ PROCES LTC PODLE ARJOBASE S ČIŠTĚNÍM PLYNU PRO INOVATIVNÍ VÝROBU ELEKTRICKÉHO PROUDU Z BIOMASY
9. Všeobecné schéma konvertace
KO