Biogasvereniging Achterhoek

Jaap Uenk, Dofco B.V.Jeroen de Veth, Trinergie

1Münster, 6 februari 2012

Waarom drogen van digestaat of mest?

1. Benutting van restwarmte voor lagere afvoerkosten

2. Maken half-fabrikaat voor mestkorrels3. Waardeverhoging als meststof4. Besparing logistieke- en opslagkosten5. Exportwaardig maken van meststof

Münster, 6 februari 2012 2

Methoden drogen of ontwateren?

1. Mechanische ontwatering (+ water)2. Thermisch drogen, waterverdampen3. Composteren, waterverdampen

Münster, 6 februari 2012 3

PAD technologie

1. PAD = Pulverized Air Drying technologie2. Mechanische ontwatering zonder

verdamping3. Luchtstromen met hoge snelheid door

cyclonen4. Energiebesparing 70 – 75% vergeleken

met thermisch drogen

Münster, 6 februari 2012 4

Proef PAD technologie

• Bij BioValor in Arnhem• 4 big bags dikke fractie Heeten (1.600 kg)• Pre-testen en feitelijke proef• Materiaal is geschikt voor de proef

Münster, 6 februari 2012 5

PAD total overview

6Münster, 6 februari 2012

Münster, 6 februari 2012 7

Münster, 6 februari 2012 8

Münster, 6 februari 2012 9

Münster, 6 februari 2012 10

Münster, 6 februari 2012 11

Münster, 6 februari 2012 12

Münster, 6 februari 2012 13

Massabalans

• Ingaand 790 kg (28,5%DS)• Uitgaand 326 kg product (57,8% DS)• Proeftijd 49 minuten• Per uur: 967 kg met 400 kg eindproduct

Münster, 6 februari 2012 14

Energiebalans

• Blowers van 54 kW en 93 kW• Dosering 1,5 kW• Verbruik: 148,5 kWh el per uur• Waterafscheiding 568 kg per uur• Per ton water is dit 261 kWh el• Besparing tov thermisch drogen: 46,5%

Münster, 6 februari 2012 15

Analyse afgescheiden waterAbfiltrierbare Stoffe 491 mg/lpH-Wert 9,39Chem. Sauerstoffbedarf 440 O₂/l

Gesamttrockenrückstand 1.060 mg/lStickstoff ges. 97,9 mg/l

16Münster, 6 februari 2012

Business case bij 5 ton per uur (1)Capaciteit t/j 35.000DS ingaand % 28,5Eindproduct t/j 11.500DS eindproduct % 85Elektriciteit drogen kWh/t

water 160Afschrijving jaar 10Elektriciteitstarief € / kWh 0,08

17Münster, 6 februari 2012

Business case bij 5 ton per uur (2)Biomassa €/jaar 0Personeelslasten €/jaar 70.000Stroomkosten €/jaar 298.000Onderhoud/reparaties €/jaar 45.000Afschr. / kap. lasten €/jaar 195.000Overhead €/jaar 20.000Totale kosten €/jaar 678.000

18Münster, 6 februari 2012

Business case bij 5 ton per uur (3)Directe kosten €/jaar 413.000Indirecte kosten €/t 265.000Totale jaarkosten €/t 678.000

Kostprijs input biomassa €/t 19Kostprijs eindproduct €/t 58

19Münster, 6 februari 2012

Openstaande vragen

• Bedrijfszekerheid bij 7.000 draaiuren/jaar• Milieueffecten (geluid, stof, etc.)• Kosten afvoer afgescheiden water• Kosten korrelen van het eindproduct• Vergelijking business-case met thermisch

drogen met restwarmte

Münster, 6 februari 2012 20

Vervolg proef BioValor

• Tweede proef in februari (dikke fractie)• Antwoorden openstaande vragen• Beoordeling resultaten en rapportage

Münster, 6 februari 2012 21

Openstaande vragen

• Bedrijfszekerheid bij 7.000 draaiuren/jaar• Milieueffecten (geluid, stof, etc.)• Kosten afvoer afgescheiden water• Kosten korrelen van het eindproduct• Vergelijking business-case met thermisch

drogen met restwarmte

Münster, 6 februari 2012 22

WUR Livestock Research

• Digestion of products with high lignine content• Search for high potential energy crops• Biomass yield, production cost and fermentation• Final report september 2011• Experimental setup -> BvA & FH Münster

Münster, 6 februari 2012 23

Interesting C4 plants

• Winterrye & Sorghum bicolor gives high yield on sandy soils, are easy kept in storage and are expected to be easily fermented.

• High expectation of Miscanthus x giganteus and Hungarian energy grass Szarvasi-1.

• Harvest Miscanthus: December to April• Practical experience needed

Münster, 6 februari 2012 24

WUR Food & Biobased Research• Techniques for digesting high lignine content• Digesting of manure solid fraction only• Seperating digestate and refeeding solids• Pre-digesting manure and co-products by means of:

• Temperature increase• pH adjustment• Adding enzymes• Combination

• Short term digestion under normal circumstances followed by separation, above pre-digestion techniques for solids only and refeed.

• Final report oktober 2011

Münster, 6 februari 2012 25

Technieken voorbehandeling

• Enzymen• Zuren• Basen• Hoge temperatuur• Combinaties

Münster, 6 februari 2012 26

Behandeling met enzymen

• DSM: 10% meer biogas, 30% korter vergisten• Positief effect op voederwaarde beheersgras• Enzymen via schimmels (stro, 90d, 28%>)

Münster, 6 februari 2012 27

Verhoging temperatuur

• Temperatuur 100˚C of hoger• Rundveemest 20 min.: totaal 24% meer gas• Verblijftijd 10 dagen: 57% meer gas• Hogere temperatuur: lagere gasproductie!!

• Bij 180˚C: vorming giftige stoffen (HMF)• Bermgras en natuurgras: 100-120˚C

Münster, 6 februari 2012 28

Behandeling met zuren

• Organische en anorganische zuren• Anorganische zuren: neutralisatie met base• Organische zuren: omzetting in methaan• Organische zuren duurder dan anorganische• Bij hoge temperatuur kans op HMF• Zuren kunnen (bouw)materialen aantasten

Münster, 6 februari 2012 29

Behandeling met base

• Natronloog, calciumhydroxide, calciumoxide• Ammonia komt vrij als gas (gaswasser nodig)• Neutralisatie via omzetting CO2 (dus >%CH4)• 100˚C + Ca(OH)2 =

• 75% meer CH4 uit varkensmest• 207% meer CH4 uit stro

• Voor- of tussenbehandeling mogelijk

Münster, 6 februari 2012 30

Experimenten met enzymen

• DSM heeft toegezegd te willen participeren• Uitvoering experimenten in april 2012:

• Bermgras en natuurgras• Miscanthus en Szarvasi-1

• Miniatuurvergister FH Münster• Opzet experimenteel ontwerp• Mogelijk NDA noodzakelijk

Münster, 6 februari 2012 31

Experimenten met temp + base

• Behandeling met 100˚C + Ca(OH)2

• Varkens- en rundveemest• Bermgras en stro

• Miniatuurvergister FH Münster• Opzet experimenteel ontwerp

Münster, 6 februari 2012 32