193391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás biogáz, különösen szeméttelepi biogáz hasznosítására
193391 2 A találmány tárgya eljárás biogáz, különösen legalább 5000 kcal/m3 fíítőértéket meghaladó fűtőértékű szeméttelepi biogáz haszno sítására a képződő nyersgáz kitermelésével és éghető komponens-, különösen metántartalmának dúsításával, amelynek során a kitermelt nyers biogáz legalább bizonyos hányadát meghatározott, alacsony fűtőértékű vagy gyakorlatilag fűtőérték nélküli ballasztkorrrponens(ek), különösen a C02-tartalom legalább részleges eltávolítása útján fíítőértéknövelő értelemben kezelik. Biogáz, mint olcsó energiahordozó előállítására, ill. kitermelésére különböző szerves hulladékanyagokból manapság már számos eljárás és berendezés ismeretes. Csupán példaként említhető meg a 186512 számú szabadalmi bejelentés szerinti „Eljárás és berendezés szeméttelepek szerves anyagainak hasznosítására”, amely szeméttelepek magas szervesanyag-tartalmú hulladékaiból történő igen gazdaságos biogáz-kitermelésre ad a gyakorlatban is eredményesen használt megoldást. Mintegy harminc hazai szeméttelepre kiterjedt átfogó vizsgálat adatai a kitermelhető biogáz főbb jellemzőire a következők: A biogáz fűtőértéke: 17370...30330 kJ/m3 (4170...7280 kcal/m3) Megengedhető gázelvétel: 300...3000 m3/ /nap Kitermelhető gázkészlet 1320000... ...26500000 m3/telep A kitermelés várható időtartama: 14...31 év A kitermelőtelep létesítésének megtérülési ideje: 10...28 hónap, a számításhoz felhasznált ráfordítások jelenlegi árszintje mellett. Az adatok azt igazolják, hogy a biogázképződés helyén, a szeméttelepen olcsó energiahordozó állhat rendelkezésre, amelynek hasznosítására érdemes a szeméttelepre viszonylag nagy energiaigényességű és viszonylag csekély beruházási költségű technológiát telepíteni. A helyi körülményektől függően a képződő biogázt hasznosítják gőz- és melegvíz előállítására, épületek, kertészeti üvegházak és fóliasátrak fűtésére, aszfalt keverőtelepek üzemeltetésére, téglagyári energiaigények kielégítésére. A felsorolt hasznosítási változatok mindegyikének jellemzője, hogy csak a szeméttelepen vagy annak közelében lehetséges a képződő biogázt hasznosítani. Ugyanakkor a megoldások hátránya, hogy a felhasználás sok esetben csak idényjellegű (fűtés) és szinte sohasem oldható meg a képződő biogáz kapacitás 100%-os kihasználása. A kitermelhető biogáz mennyiség egy része így diffúziós veszteségként hasznosítatlanul a légkörbe kerül, szennyezve a levegőt. A kitermelt biogáz hasznosítására ismeretes olyan megoldás is, főleg a Német Demokratikus Köztársaságban, amely szerint szeméttelepre biogáz cseppfolyósító művet telepítenek, majd a cseppfolyósított biogázt palac- 2 1 kozva elszállítják és teherautók, valamint mezőgazdasági erőgépek hajtóanyagaként használják. Ennek a megoldásnak hátránya, hogy a gáz-cseppfolyósító mű beruházási költsége rendkívül magas, és 1 millió m3/év biogáz mennyiség üzemeltetése alatt általában nem gazdaságos. További hátrány, hogy számos ország, köztük Magyarország, vonatkozó előírásai nem teszik lehetővé a cseppfolyósított gázok gépjármű-motorüzemanyagként való használatát. A találmány célja biogáz, különösen önmagában ismert kitermelési megoldásokkal nyert szeméttelepi biogáz hasznosítására olyan eljárás kialakítása, amellyel a biogáz dényjellegű ingadozásoktól függetlenül és költséges, beruházásigényes létesítmények telepítésének szüksége nélkül is kedvezően hasznosítható. A találmány alapját annak felismerése képezi, hogy a városi szeméttelepek igen jelentős része lényegében a helyi földgázhálózattól földrajzilag nem tűi nagy, általában 5 km-t meg nem haladó távolságban helyezkedik el. Ennek alapján merült fel — felismerve még, hogy a biogáz a szemétteleptől, tehát a mindenkori kitermelési helytől mintegy 5 km távolságra pl. kemény PVC csövekben még gazdaságosan elszállítható — annak gondolata, hogy ne a fogyasztót igyekezzünk minden áron a biogáz képződési, ill. kitermelési helyére telepíteni, hanem a biogázt vezessük el olymódon a meglévő és potenciális fogyasztókhoz, hogy a szezonális ingadozás helyett a teljes hozam mindenkori kihasználása, ill. kihasználhatósága biztosított legyen. A kitűzött célt a találmány szerint olyan tárgyi eljárás kialakításával és alkalmazásával érjük el, amelynek alapvető jellemzői szerint a biogázképződés helyszínén kitermelt és összegyűjtött nyers biogáz metántartalmát mérjük és ebből annak mindenkori fűtőértékét folyamatosan meghatározzuk, majd a nyersgáz fütőértékcsökkentő ballasztkomponensének, ill. -komponenseinek, különösen C02-tartalmának legalább részben történő eltávolításával a gázelegy fűtőértékét legalább közelítőleg a kitermelési helyhez célszerűen legközelebb fekvő földgázvezetékben szállított földgáz névleges fűtőértékére állítjuk be, és az így kezelt biogázelegyet legalább időszakosan a földgázhálózatba betápláljuk. Az eljárás foganatosításhoz tartozó fűtőértékbeállító kezelőművelet, amely önmagában számos különböző ismert megoldással végezhető, azért szükséges, mert az adott mindenkori szeméttelepi biogáznak egy adott földgázvezetékbe, ill. hálózatba való közvetlen, kezelés nélküli betáplálása elsősorban az eltérő fűtőértékek és az ezzel kapcsolatosan jelentkező tarifális nehézségek miatt nem lehetséges. A már hivatkozott, több mint harminc hazai kommunális szeméttelepre kiterjedt felmérés adatai szerint a kommunális szeméttelepeken képződő biogáz összetétele a telepített 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
