Tesis İçin Teknoloji Seçimi

Bir biyogaz tesisinin teknoloji ve tasarım hesabı etüt fizibilite aşaması ile beraber nihai proje kısmında net olarak belli olması gerekmektedir. Tesise alınacak ürünler ve karışım oranları ve atık tipleri teorik olarak tasarlansa da, kesin projede alınacak atıkların sözleşmesi yapıldıktan sonra nihai atıklar belli olacaktır.

Biyogaz tesislerinde kullanılan teknoloji çok çeşitlilik göstermektedir. Teknoloji seçimleri genel olarak bölgenin fiziki, siyasi, eğitim yapısına göre değişim gösterebilmektedir.

Ancak tüm tesisler için dikkat edilmesi gereken belli hususlar bulunmaktadır. Bunlar şu şekilde sıralanabilir;

1. Hangi tür atık beslendiği ( Hayvansal, bitkisel vs. ) 2. Kullanılan maddenin miktarı

3. Yerel düzenlemeler, yasalar 4. Enerji ve atık ısının kullanımı 5. Biyogübrenin kullanımı 6. Atıksuyun Arıtımı

Bu konular ile alakalı seçimler ve tercihler tesisin kullanılacak teknolojisini etkileyecektir. Bu kapsamda Tekirdağ bölgesindeki düzenlemeler ve diğer şartlar son teknolojik sistemlerin kullanılabileceği yönünde değerlendirilmiştir. Bu nedenle modern bir uygulama olan sürekli çalışan balon tip membranlı gaz haznesi kullanılan digester üniteleri biyogaz üretim teknolojisi olarak seçilmiştir.

Bu tip üniteler ile diğer teknolojilerin olumlu ve olumsuz tarafları Tablo 4.20’de anlatılmıştır.

Biyogaz teknolojisinin yeni kullanılmaya başlandığı bölgelerde işçilik ve tasarım kolaylığı ve işletmesi daha kolay olduğu için önerilmiştir. Özellikle Türkiye’de modern uygulamalar membran tip biyogaz teknolojisi kullanımına yöneliktir.

89 Proje kapsamında tasarlanan 4 MW’lık, 2 MW, 1 MW, 400 kW,200 kW ve 100 kW lık tesislerin kurulumu için de sürekli membran tip biyogaz reaktörü önerilmektedir. Bu sistemin üstünlük ve olumsuzlukları karşılaştırmalı olarak Tablo 4.20 de verilmiştir.

Tablo 4.20.Membran Tipi Biyogaz Tesislerinin Üstünlük Ve Olumsuzlukları

ÜSTÜNLÜKLERİ OLUMSUZLUKLARI

✓ Maliyeti düşüktür.

✓ Taşıma gereksinimi az ve kolaydır.

✓ Tasarım işçiliği azdır.

✓ Fermantasyon sıcaklığı yüksektir.

✓ Boşaltılması, bakımı ve temizliği kolaydır.

✓ Yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu yerlerde yüzeysel tesis olarak tasarlanabilir.

✓ Kolay bir şekilde zarar görebilir.

✓ Düşük gaz basıncı ekstra yük getirir.

✓ Plastik balonlar, mekanik etkilere karşı duyarlı olduğundan, kullanım süreleri kısadır.

✓ Zarar görmüş balonlar yerel esnaf tarafından nadiren tamir edilir.

✓ Bölgesel olarak iş olanağı yaratma potansiyeli azdır.

Şekil 4.8. Türkiye’de kurulan bir membran tipi biyogaz tesisi

Önerilen sistemin ana ekipmanları Reaktörler, Kojenerasyon Ünitesi ve Gübre Tesisi üniteleridir. Bunların dışında tesiste yardımcı üniteler de bulunmaktadır.

90 1.Reaktör ve Karıştırıcılar

Tesislerde en az bir adet olmak üzere kapasiteye bağlı olarak biyogaz reaktörleri bulunacaktır. Reaktörler silindirik tip, dikey ve sürekli akışlı tip biyogaz reaktörleridir.

Genel olarak Reaktörler içerisindeki materyallerin karıştırılmasında 2 adet kanatlı ve 1 adet mikser tipi yüksek devirli karıştırıcı kullanılmaktadır. Bu tip tesislerde membran tipi gaz depolama sistemi kullanılmaktadır.

Reaktörlerde gaz üretimi başladığında belli bir miktar gaz membran içerisinde depolanmaktadır. Depolanan gaz enerji elde edilmesi amacıyla kojenarasyon ünitesine aktarılır ve enerji elde edilir. Kojenerasyon işleminden önce desülfirizayon işlemi uygulanmaktadır.

Şekil 4.9.Tesiste Kullanılacak Örnek Mikser Görüntüsü 2. Elektrik Elde Edilmesi

Tesiste elektrik elde edilebilmesi için, kojenerasyon ünites kullanılmaktadır. Kojenerasyon üniteleri genel olarak %35-55 elektrik üretim verimi ile çalışmaktadır. Kojenerasyondan önce biyogazdaki sülfürün giderilmesi gerekmektedir. Bu nedenle tesislerde gaz desülfürizasyon işlemleri yapılmaktadır.

91 3.Gübre Elde Edilmesi Ve Depolanması

Biyogaz tesislerinde beslenen çamur, yarı katı madde miktarına geldiğinde fermantasyon süresi tamamlanır. Ya tesis başına beslemeye iletilir ya da seperatörler yardımı ile organik gübre eldesi için kompostlaştırmaya gönderilir.

Seperatörlere yaklaşık %3-6 KM oranında gelen materyallerin içeriklerindeki sıvı kısım ayrıştırılarak, %15-20 KM (kuru madde) oranına sahip fermente gübreye çevirebilmektedir.

Seperatörden çıkan sıvı kısım tesis başına beslenmekte ya da arıtma kurularak deşarj standartlarına getirilmektedir.

Katı fermente gübre doğrudan satılabildiği gibi kompostlaştırma tesisinin bulunduğu senaryolarda aerob ayrışmaya (kompostlaşma) devam ederek bitkilere yarayışı ve pazar değeri arttırılmış, kuru madde seviyesi %80 düzeyine çıkartılmış kompost gübreye dönüştürülebilecektir.

Şekil 4.10. Kompost Gübre Tesisi

Bu kompost gübre, elektrik enerjisi ile beraber değerlendirilerek tesis için ek kazanç imkanı sunabilmektedir.

92 Fermantasyon Atıklarından Kompost Gübre Üretilmesi Süreci

1. Ayırma

Biyogaz elde edilmesinden sonra oluşan atıkların bertarafı ve değerlendirilmesi için tesislerde seperatörler kullanılmaktadır. Ancak kompost elde edilebilmesi için kuru madde yüzdesinin arttırılabilmesi amacı ile, gübre tesislerinden önce seperatör yerine kuru madde yüzdesi daha yüksek çıkışlı seperatörler kullanılmaktadır.

Dünya uygulamalarına göre dekantör üniteleri en yaygın kullanılan sistemler olarak gözükmektedir.

Resim 4.5.Türkiye’de Kullanılan Örnek bir dekantör sistemi.

Dekantör sistemleri çamur yapısına göre %20-28 arasında kuru maddeye kadar susuzlaştırma sağlayabilmektedir. Ayrıştırma işleminden sonra, kuruluğun %90 mertebesine getirilmesi için kurutma işlemi yapılması gerekmektedir.

2. Kurutma

Kurutma işlemi kojenerasyondan artan ısı ile gerçekleştirilecektir. Bu işlem için önerilen sistem dünya uygulamalarında İtici karıştırıcılı kurutucular olarak belirlenmiştir.

93 Resim 4.6.Dünya uygulamalarında gübrenin kurutulması için kullanılan örnek bir kurutucu

Kurutma işleminden sonra gübre katı madde oranı %90’lar mertebesine ulaşmaktadır.

Kurutma işleminin ardından peletleme işlemi gerçekleştirilerek nakliyeye hazır hale gelir.

3. Peletleme

Fermantasyon artığı gübre belirli basınç altında, istenilen boyutlarda çelik kalıplardan geçirilir. Bu sayede Çamur nakliyeye hazır kalıp haline gelmektedir.

Resim 4.7.Peletlenmiş gübre 4. Çuvallama

Çuvallama işlemi manuel ya da otomatik olarak makine yardımı ile yapılabilmektedir.

94 Resim 4.8.Gübre çuvallama makinesi.

Çuvallanan pelet haline gelmiş gübreler, depolama alanında toplanarak, konveyörler ile nakliye kamyonlarına yüklenmektedir.

4.1.2.2. Tesis İçin İşletme Gelir Gider Tahminin Ortaya Konması