Restprodukter ved afbrænding og afgasning - Optimering af husdyrgødnings næringsstofs effekt Henrik B. Møller, Gitte H. Rubæk og Peter Sørensen Danmarks JordbrugsForskning
Kan teknologi producere produkter med forbedrede egenskaber? Hvilke restprodukter produceres ved forskellige teknologier? Hvordan er næringsstofsammensætningen? Hvad sker der med tungmetallerne? Hvad med harmonien? Hvad sker der med tilgængeligheden og udnyttelsen? (næste indlæg)
Nøgle teknologier Gylle Lavteknologisk separation Biogasanlæg Afgasset gylle : - Højere indhold af ammoniumkvælstof Lavteknoligisk separation Væskefraktion : - Højt indhold af gyllens ammoniumkvælstof - Højt indhold af gyllens kalium Fiberfaktion Tørstofindhold ~30% Tørringsproces Fiberfaktion - Højt tørstofindhold - Højt indhold af gyllens fosfor - Højt indhold af gyllens organiske kvælstof Afbrænding eller forgasning Aske produkter (til spredning på marker) - Højt Ca, Mg, P indhold
Biogasanlæg Primært formål: Energi Sideeffekt: Næringsstof udnyttelse, drivhusgasreduktion, hygiejnisering mm. Kvæggylle 3,5 3 NH4 stigning = 51% red. Org N = 47% N (g/l) 2,5 2 1,5 1 NH4-N Organisk N 0,5 0 rå Møller, DJF afgasset Møller, DJF Kvæggylle 1 Kvæggylle 1
Svinegylle NH4 stigning = 12,3% 6 red. Org N = 41,3 NH4 stigning = 14,6% red. 5 Org N = 60,4% NH4 stigning = 41,6% red. Org N = 43,5% N (g/l) 4 3 2 NH4-N Organisk N 1 0 rå afgasset rå afgasset rå afgasset Møller, DJF Møller, DJF Møller, DJF Møller, DJF Ianotti Ianotti Svinegylle Svinegylle Svinegylle Svinegylle Svinegylle Svinegylle Termofil Mesofil
Lavteknologisk separation Primært formål: Harmoni P og (N), forbehandling til forbrænding, biogas % af komponent overført til den faste fraktion 120 100 80 60 40 20 0 Dekanter centrifuge Kemisk fældning Total N TP Cd Cu Zn Begge teknologier er effektive overfor P, Mg Forskellige mht. N og tungmetaller
Gyllens TS indhold, indstilling og fabrikat kan have betydning separations effektivitet separationseffektivitet (%) 100 80 60 40 20 0 1 3 5 7 9 TP (Pieralisi) y TP = 4,2805x (alfa laval) + 7,134 N-total R 2 = (Pieralisi) 0,5009 N-total (alfa laval) Tørstofindhold i gyllen Gyllens TS indhold er afgørende for især N-separation. Det tyder på at forskellig maskiner giver lidt forskellige Resultater.
Afbrænding/forgasning Primært formål: Energifremstilling opkoncentrering af næringsstof Sideeffekt: Næringsstof opkoncentrering, tungmetal separation, belægnings reduktion Flyveaske Afbrænding Ren afbrænding 1. Ristefyret keddel 2. Støvfyret keddel Samfyring bundaske 3. Fluid bed teknologi (forbrænding sker på et sandbed, ikke anvendt i DK) Forgasning Aske Fluid bed teknologi Der findes mange forskellige asketyper: Egenskaber vil afhænge af teknik, Temperatur mm.
Fordeling af komponenter i aske ved ristefyring 120 % af komponent i flyveasken 100 80 60 40 20 0 Total P K Ca Fe Cd Pb Ni Cu Zn
Tungmetalindhold i fraktioner Tungmetal i g eller mg pr kg P 1000 100 10 1 27 33 13 Svinegylle 6 16 22 Centrifugeret svinegylle 4 375 4 4 2 Bundaske ved forbrænding 176 Flyveaske ved forbrænding Grænseværdi Cadmium Cadmium mg/kg P Kobber g/kg P Zink g/kg P
Hvad med harmonien? 140 143 koncentration af næringstoffer (kg ton -1 ) 120 100 80 60 40 20 0 4,8 5,1 0,4 1,3 10 15 Væske Gylle Fasstof centrifuge (30% TS) 15 46 Tørret fasstof (85%TS) 30 25 0 0 0 Flyveaske (20% gyllefiber/80% halm) Bundaske (20% gylle fiber/80%halm) Komplet aske (100%gylle fiber) N P 1. Jo højere næringsstof koncentration desto større effekt på harmoni. 2. Sam-forbrænding med halm giver fortynding med især Silicium 3. N/P forhold i faststof afgør hvor meget N der går ud af gødningsregnskab ved afbrænding
N/P forhold og harmoni N/P forhold i fiberen 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 10 15 20 25 30 35 40 Tørstof % i fiberen Slagesvin (centrifuge) Kvæg (centrifuge) Afgasset svin (fællesanlæg-centrifuge) Søer (centrifuge) Afgasset svin (gårdanlæg- centrifuge) Kemisk fældning (svin)
Konklusion Biogasanlæg har et potentiale for at reducere den organiske andel af N med 40-60%. Lav teknologisk separation giver produkter der er velegnet til forbrænding. Valg og indstilling af udstyr er afgørende for kvalitet af faststof og harmonieffekt Afbrændings teknologi er afgørende for aske sammensætning. ren afbrænding/forgasning giver højest koncentration af N og P. Afbrænding med separation af aske giver en flyveaske med høj koncentration af tungmetal og en bundaske med lavt indhold Tilgængelighed??