CATALOGO PLANTAS DE BIOGAS

División Agricultura

TerraVivaTec S.L. C i e n c i a - P r o y e c t o s - I n g e n i e r í a

INFORMACIÓN

PLANTAS DE BIOGÁS 150 – 2.000 kWel

• Proyecto • Plantas • Cogeneración CHP • Control • Componentes • Instalación

Dr. Matthias Barz

© 2008, 2009 TerraViva Tec S.L. | All rights reserved

© 2008, 2009 TerraVivaTec S.L. | All rights reserved

1 Bioenergía: Biogás – Plantas e Instalaciones TerraVivaTec S.L.

TerraViva Tec S.L. es una empresa joven dedicándose en unos de los retos más grandes de nuestra época:

El abastecimiento sostenible de agua

y

, en cantidad y calidad suficiente, donde se necesitan.

La producción sostenible de energía

Nuestra pretensión es, con nuestro trabajo junto con nues-tros clientes, encontrar soluciones y mejoras sostenibles en estos sectores tan importantes.

con “energías renova-bles”.

TerraViva Tec S.L. hoy en día es un grupo altamente motivado de especialistas interdisciplinarios europeos con diferentes formaciones y profundas experiencias profesionales. Desde nuestra sede principal en Barcelona (España) estamos coor-dinando todas las actividades. Por los retos especiales en España estamos concentrándonos en nuestro trabajo ac-tualmente sobre todo en este país de Europa del Sur.

Dr. Matthias Barz

TerraViva Tec S.L.

Director Gerente

Además hemos avanzado bastante en nuestra presencia en el área de biogás. Durante los últimos años hemos desarrollado mucho nuestro grupo de colaboración en el sector de las plantas e instalaciones de biogás en España.

Con PRV Planungsbüro Rossow Gesellschaft für Versorgungstechnik mbH, una ingeniería alemana, podemos desarrollar conceptos válidos e efectivos partiendo de materias primas que existen en los alrededores de los clientes y generar biogás con un grado de efectividad máximo (aprox.98% de efectividad).

TerraViva Tec S.L. es la empresa que representa en España a LIPP-System. La empresa alema-na LIPP GmbH tiene una gran experiencia en diseño y fabricación de plantas de Biogás en todo el mundo.

Entre la combinación de PRV, LIPP y TerraViva Tec, podemos dar soluciones para plantas de biogás que requieren un desarrolló para soluciones específicas no convencionales.

Sant Cugat del Vallés, Septiembre 2009

Colaboramos con nuestros aliados estratégicos, las empresas alemanas:

Planungsbüro Rossow Gesellschaft für Versorgungstechnik mbH

LIPP GmbH



Bioenergía: Biogás..………………………………………………………….…………..…. 3 Informaciones generales acerca del biogás………………………………………..……………… 3 Rendimiento: biogás por tonelada de materia prima………………………………………… 4

Proyecto: estudios, planificación, realización y supervisión..…..…...… 5 Planificación y Diseño modular………………………………………………………………………….. 5 Realización y gestión del proyecto…………………………………………………………………….. 6

Plantas de Biogás…………………………………………………………………….………. 7 Proceso y estructura en general………………………………………………………………………… 7 Disponibilidad de CHP de Plantas de biogás PRV/LIPP……………………………………….. 7 Aprovechamiento de la potencia eléctrica instalada en CHP de Plantas de biogás PRV/LIPP………………………………………………………………………………………………….

8

Manejo de la planta…………………………………………………………………………………………… 8 Ejemplos: Plantas de biogás………………………………………………………………………………. 8

Cogeneración CHP……..…………………………………………………………………….. 11 En general…………………………………………………………………………………………………………. 11 Ejemplos: CHP……………………………………………………………………………………………………. 11

Control y mando de la planta de biogás y de la CHP……………………….. 15 En general…………………………………………………………………………………………………………. 15 Ejemplos: ………….………………………………………………………………………………………………. 15

Componentes adicionales………………………………………………………………… 17 En general…………………………………………………………………………………………………………. 17 Ejemplos…………………………………………………………………………………………………………… 18

Instalación: p.ej. tubería de materia prima, sustrato, gas, agua, aire, etc. ……………………………………………………..……………………………………

20

Ejemplos…………………………………………………………………………………………………………… 20

Sistema LIPP…………………………………………………………………………………….. 22 Contacto………………………………………………………………………………….……….. 24



Bioenergía: Biogás Informaciones generales acerca del biogás Biogás es una mezcla de metano (50 a 70%) como portador de energía, dióxido de carbono (30 a 50%) y otros gases, entre ellos el sulfuro de hidrógeno (<1%). Es un producto del metabolis-mo de bacterias productoras de metano. El mismo se produce cuando se fermenta sustancia orgánica sin la presencia de oxígeno.

Biogás cuenta como fuente de energía no contaminante del medio ambiente. Se forma dentro de un ciclo cerrado de materia y de dióxido de carbono.

Residuos

Cultivos

Excr.

Planta de biogás

Combustible

Fotosíntesis

Biogas

Abono

CO 2

O 2

CHP

Corriente Calor

Alimento animal

CO 2

O 2

Elaboración

Agro-industria

Ciclo de materia y de CO2

Otras ventajas de la producción de biogás y su aprovechamiento energético son:

• Los residuos de la fermentación anaeróbica se puede usar como abono orgánico homogéneo y de alto valor que puede sustituir fertilizantes artificiales.

• En comparación con el purín no tratado la salida de metano a la atmósfera se disminu-ye.

• El substrato fermentado es más homogéneo y fluido. Es más tolerable para las plantas. Los daños por quema de hojas se disminuyen. El azufre se presenta en forma mineral y puede ser más asimilable por las plantas de esta manera. También el efecto del nitró-geno se mejora.

• Se elimina casi el total de las emisiones de olores desagradables de purín y residuos agroindustriales mediante la degradación de los ácidos. Además se eliminan o inacti-van gran parte de microorganismos patógenos y semillas de malezas.



Rendimiento: biogás por tonelada de materia prima El gráfico siguiente muestra la producción posible de biogás por tonelada de materia prima. Pero hay que tener en cuenta, este rendimiento también está muy relacionado con los pará-metros concretos e individuales de la planta de biogás y del proceso.

Estos datos no sirven para un cálculo exacto del rendimiento de una planta de biogás. Para un cálculo más profundo hay que analizar en detalle la disponibilidad y la calidad de la materia prima en los alrededores de la futura planta. Importante en este contexto es la composición y el porcentaje de la masa seca de la biomasa. También hay que tener en cuenta todos los aspectos de la logística para asegurar una continua alimentación de la planta día por día.

m3 / to.



Proyecto: estudios, planificación, realización y supervisión Planificación y Diseño modular

La experiencia del fabricante es un factor decisivo a la hora de proyectar una planta de biogás, puesto que no sólo se trata de que sea rentable sino básicamente de que el diseño sea el ade-cuado. Nuestros aliados poseen más de 30 años de experiencia en la proyección y ejecución de plantas de biogás y optimizan su tecnología de forma constante.

Las plantas de biogás parten de un con-cepto integral de producto que incluye asesoramiento, desarrollo, fabricación y montaje. El amplio know-how, el em-pleo de tecnologías de eficacia probada y una extensa gama de accesorios ga-rantizan la máxima calidad y un retorno óptimo de la inversión.

Las plantas de biogás concebidas por nuestro grupo se adaptan a las condi-ciones específicas del emplazamiento y se entregan como instalación integral o por componentes individuales (depósi-tos, fermentadores, acumuladores de gas, etc.). De esta forma, el explotador de la instalación puede reducir los cos-tes de inversión aportando elementos y trabajo propios.

Con la producción de biogás y su valorización energética - especialmente en el contexto de grandes explotaciones ganaderas - el cliente pueda contribuir a la protección del medio am-biente y aprovechar las condiciones económicas favorables p.ej. según el REAL DECRETO 661/2007, del 25 de mayo de 2007.

En un estudio previo con carácter estimativo analizamos bajo valorización de los datos del cliente la fiabilidad de la planta prevista. Este informe contiene normalmente estos aspectos para dar el cliente una buena base para su decisión:

Aclaración de la situación inicial: • Informaciones generales acerca del biogás • Resumen de los objetivos del proyecto • Valoración de la materia prima disponible y su potencial energético • Balance energético • Residuos de la fermentación



Concepción técnica: • Proceso de la producción de biogás • Entrega y tratamiento de la materia prima • Fermentación • Tratamiento y uso del biogás • Almacenaje de los residuos • Supervisión y mando de la planta • Manejo de la planta

Inversión • Oferta detallada • Costes anuales de operación y mantenimiento

Realización y gestión del proyecto

Después de la aclaración técnica/financiera y la entrada del pedido, realizamos la entrega “lla-ve en mano” de la nueva planta de biogás con los siguientes pasos:

• Planificación definitiva (proceso de la producción de biogás, balance energético) • Diseño (mecánico, eléctrico, plano de construcción y instalación) • Producción, montaje y compras • Realización obras en sitio, puesta en marcha, aceptación final • Formación del personal

Opción importante:

• Supervisión continúa a distancia (“online”) de la planta y del proceso completo

La gestión del proyecto por TerraViva Tec. S.L. y nuestros aliados contiene los siguientes pa-sos, objetivos y ventajas para nuestros clientes:

• En relación a la característica de la planta prevista: toma en contacto y contratación de especialistas internacionales de empresas, institutos, etc.

• Al principio del proyecto: aclaración asegurada y determinación en firme de las tareas, de las especificaciones técnicas y de la planificación fechas.

• Colaboración en un equipo cooperativo (“team”), constituido por los jefes de proyecto del cliente y de TerraViva Tec S.L., los especialistas consultivos y los proveedores parti-cipantes.

• Control continuo y común del avance técnico, financiero y temporal del proyecto por un “sistema de hitos” y aceptaciones intermedias.

• Responsabilidad para la coordinación y el control de todos los proveedores partici-pantes y sus prestaciones.

• Entrega “llave en mano” al cliente el proyecto realizado según las especificaciones fi-jadas y plazos acordados.

• Coordinación y realización de toda la formación necesaria. • Coordinación y realización de todos los trabajos en el contexto de garantía y servicios

después de la entrega final del proyecto.



Plantas de Biogás Proceso y estructura en general

El proceso de la producción de biogás se divide en los segmentos principales:

• Entrega y tratamiento de la materia prima • Fermentación, • Tratamiento y uso del biogás • Almacenaje y (opcional) tratamiento de los residuos.

Para realizar la producción de biogás en un proceso económico y estable hay que montar en concreto una planta con los siguientes componentes principales:

• Entrega y dosificación del sustrato (p. ej. purín, estiércol, suero, ensilaje, residuos agra-rios, residuos de mataderos, etc.)

• Opcionalmente: tratamiento especial (higienización, esterilización, etc.) • Tanque(s) de entrega y almacenamiento • Digestor(es), opcionalmente: digestor secundario • Almacenaje del biogás • Almacenaje de los residuos • Técnica de gas (tratamiento biológico del gas, filtros, técnica de medir y analizar) • Técnica de abastecimiento (tubería interna de calefacción, agua y aire) • Electrotécnica (instalación, control, software) • Planta de cogeneración

Disponibilidad de CHP de Plantas de biogás PRV/LIPP

rango puesta potencia Disponibilidad en los último cinco años

en

2004 2005 2006 2007 2008 Promedio

marcha kW % % % % % %

1 2000 46 95 96 96 98 - 96,3

2 2001 152 98 98 93 90 98 95,4

3 2001 374 94 97 95 92 97 95,0

4 2001 320 83 97 98 98 98 94,8

5 2003 260 85 94 98 97 97 94,2

6 2002 320 94 97 94 87 - 93,0

7 2001 495 97 97 79 86 98 91,4



Aprovechamiento de la potencia eléctrica instalada en CHP de Plantas de biogás PRV/LIPP

rango puesta potencia Carga plena

en

2004 2005 2006 2007 2008 Promedio

marcha kW % % % % % %

1 2000 46 85 96 94 94 - 92,3

2 2001 320 83 89 95 94 93 90,8

3 2001 152 79 97 89 90 98 90,6

4 2002 320 85 91 92 85 - 88,3

5 2001 374 86 93 85 85 92 88,2

6 2003 260 73 79 91 92 91 85,2

7 2001 495 80 87 70 78 88 80,6

Manejo de la planta

El tiempo invertido del manejo es relativamente bajo. El técnico necesita en promedio 2 horas por día. Sus actividades principales son:

• relleno del pozo de entrega • control y registro del input y del output • supervisión y documentación del funcionamiento y rendimiento de la planta • ejecución de reparaciones pequeños las medidas de limpieza y de la seguridad de la

planta. El esfuerzo de gerencia y administración depende de las condiciones locales.

Ejemplos: Plantas de biogás

Planta de biogás comunal dentro del centro de una ciudad.

Importante es el uso del calor para los barrios en el alrededor de la planta (calefacción para las casas)



Planta de biogás alimentada sobre todo con ensilaje de maís.

Planta de biogás con digestores de la empresa LIPP.

El digestor de LIPP es una construcción de acero inoxidable de dentro con el nombre del mercado VERINOX. El digestor contiene una bolsa de gas en la cúpula (en el cuadro azúl) cual sirve como almacén de gas.

Una pequeña planta de biogás con una capacidad de 250 kW.

http://www.terravivatec.com/esp/TVTProductosEsp5122.html�



Digestor secundario con almacenaje de los residuos a continuación.

Digestor también con almacenaje de los residuos a continuación.



Cogeneración CHP En general

Después de la compresión y distribución el biogás esta disponible como combustible del mo-tor. El motor gas DEUTZ, MAN o parecido es la parte principal dentro de un contenedor o un edificio separado.

La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, calefacción, agua caliente, etc.). La ventaja de la cogene-ración es su mayor eficiencia energética ya que se aprovecha tanto el calor como la energía eléctrica de un único proceso.

Las plantas completas de cogeneración en contenedor, tienen una cabina del motor-generador y otra cabina separada de técnicas de medida, de comando y de regulación. En el techo se encuentran ventiladores de enfriamiento, el sistema de gas de escape con aislamiento acústico y a veces la antorcha de emergencia.

La decisión sobre la marca de la planta de cogeneración (CHP) depende e. o. de la disponibili-dad y la calidad del servicio local.

CHP de la planta comunal Centro del control para la planta de biogás y la CHP



Ejemplos: CHP

CHP Planta de cogeneración en dos contenedores. La "maquinaria" (motor, alternador, etc.) en un contenedor, en el otro una cabina de control y una cabina con la instalación para la distribución del calor.

Una CHP (planta de cogeneración) en una granja con la capacidad 500 kWel.



Pequeña planta de cogeneración con 250 kWel en dos contenedores.

Motor, alternador y la instalación para la distribución del calor en un contenedor. En el otro contenedor el centro de control para la planta de biogás y la CHP.

Alternador y motor de gas dentro de un contenedor de una CHP.

Tratamiento de gas dentro del contenedor de una CHP.



Instalación para la distribución del calor.

Centro de control en un contenedor para la planta de biogás y la CHP.



Control y mando de la planta de biogás y de la CHP En general

La planta de biogás se pone revestido de un mando electrónico central. La medición incluye todos los datos técnicos de importancia de la planta entera, p.ej. la cantidad de la materia prima, el nivel y la temperatura de los sustratos, cantidad y calidad del gas, rendimiento en corriente y calor etc.

Todos los estados y resultados se apunten y se visualizan en display y monitor.

El informe de personas seleccionadas sobre situaciones de interferencias vía teléfono y móvil también es parte del proyecto.

Opcional se puede instalar la supervisión externa (a distancia "online"), p.ej. en las oficinas del gerente o de TerraViva Tec.

Ejemplos

Contenedor con el control centralizado para una planta de biogás y la CHP.

Un gran despacho confortable para el control centralizado de una planta de biogás montada en una explotación agrícola.



El contenedor para el control centralizado de una plata de biogás con capacidad de 250 kWel.

Un ejemplo para una pantalla con datos actuales de la planta de biogás y la CHP.

Centro del control para la planta de biogás y la CHP Pupitre de mando central para la planta de biogás y la CHP.



Componentes adicionales En general

El proceso de la producción de biogás se divide en los segmentos

• Entrega y tratamiento de la materia prima • Fermentación, • Tratamiento y uso del biogás • Almacenaje y (opcional) tratamiento de los residuos.

Entrega y tratamiento de la materia prima El purín se llena a un tanque de despacho y almacenaje. Muchas veces es una construcción hormigón o de acero especial de LIPP sin techo. El volumen neto es alrededor de 500 m³ (de-manda de 7 días). El purín se eleva desde aquí a un mezclador con bomba de tornillo o bomba de émbolo rotatorio. El suero se dosifica desde un tanque separado al tubo del líquido.

La biomasa sólida (estiércol, gallinaza etc.) se llena a un dosificador. Es un recipiente (bandeja) con un tornillo vertical propulsado por un motor fuerte. Tiene las funciones de cortar, mezclar y dosificar la biomasa sólida. Si deseado, el dosificador se puede proveer como báscula au-tomática.

El estiércol y el líquido se reúne dentro de un mezclador especial con bomba de tornillo o émbolo rotatorio. El material mezclado se bombea directamente al digestor. La programación del bombeo permite la alimentación automática en raciones pequeñas, p. ej. cada hora una ración.

Tratamiento y uso del biogás El biogás crudo sale de las bolsas de gas vía tubos a la planta de cogeneración. El gas debe pa-sar una unidad de tratamiento biológico y un condensador de agua. El resto del aqua se separa por enfriamiento y filtración.

El sulfuro de hidrógeno es el gas más problemático como componente del biogás. Es tóxico y corrosivo. Los métodos de su separación y liquidación en la planta del presente proyecto son:

• Dosificación de unos kgs de un producto químico a la biomasa de entrada, p.ej. hidróxido de hierro

• pasaje del gas vía una torre de tratamiento biológico • pasaje del gas vía un filtro de carbón activo o otro material. • Adicional los digestores de LIPP permiten el uso de aire en la zona de gas sin el peligro

de corrosión. Es un método popular de disminuir el sulfuro de hidrógeno.

Almacenaje de los residuos En dependencia del tiempo necesario de almacenaje de los residuos se determina el volumen de los tanques o de balsas (lagunas) necesarias. Supuesto el tiempo sea seis meses, el volumen puede ser p. ej. alrededor de 12.000 m³.

Los medios de transporte llevan en la ida el purín y transportan en la vuelta los residuos de fermentación. Así sería suficiente construir un solo depósito como parte de la planta de biogás.

Módulos adicionales El empleo de módulos adicionales (p. ej., unidad previa de higienización u otras unidades de tratamiento antes y/o después de la fermentación) permite tratar los materiales fermentables más diversos.



Ejemplos

El purín se llena a un tanque de despacho y almacenaje

La biomasa sólida (estiércol, gallinaza etc.) se llena a un dosificador. Es un recipiente (bandeja) con un tornillo vertical propulsado por un motor fuerte. Tiene las funciones de cortar, mezclar y dosificar la biomasa sólida. Si deseado, el dosificador se puede proveer como báscula automática.



... la realidad fuera de los catálogos Un tornillo horizontal propulsado por un motor fuerte.

En dependencia del tiempo necesario de almacenaje de los residuos se determina el volumen de los tanques o de balsas (lagunas) necesarias

Tratamientos especiales

Módulos adicionales p. ej., una unidad previa de esterilización bajo presión para residuos de mataderos de la "categoría 2".

(Fabricante: PONDUS Verfahrenstechnik GmbH)



Instalación: p.ej. tubería de materia prima, sustrato, gas, agua, aire, etc. Ejemplos

Tubo de gás entre el digestor y el digestor secundario

Tubería, válvulas, bombas etc. para el transporte automático de del sustrato entro los tanques.



Instalaciones encima de la planta para facilitar el mantenimiento y el acceso.

Instalaciones para el transporte del gás.

Instalaciones para el transporte de los sustratos.

Un detalle



Sistema LIPP Tanques y contenedores Lipp: extraordinariamente sencillos, sencillamente extraordinarios

El almacenamiento y tratamiento de sólidos y líquidos en el ámbito agrícola, industrial o urba-no requiere la utilización de contenedores con unas elevadas prestaciones técnicas, en particu-lar cuando se trata de sustancias agresivas o problemáticas.

En el año 1970, Xaver Lipp se adelantó a su tiempo inventando una innovadora tecnología que permitía satisfacer estos elevados requisitos técnicos: el sistema Lipp de doble engatillado para tanques y contenedores, que desde entonces ha demostrado su eficacia en un sinfín de insta-laciones en todo el mundo.

Éstas son las ventajas clave del sistema Lipp de doble engatillado:

• Elevada estabilidad estática • Resistente a la corrosión • Larga vida útil • Estanqueidad sin fisuras • Adaptable a cualquier tipo de sustancia gracias a la selección específica de materiales • Montaje en obra optimizado y automatizado • Reducidos costes de inversión y montaje • Espacio de montaje reducido • Bajo coste de mantenimiento

Digestor LIPP realisado con la tecnologia patentada, el “Sistema LIPP”



Flexible, seguro, de eficacia probada en todo el mundo, así es el sistema Lipp de doble engatillado

A menudo, los sistemas convencionales de almacenamiento de sustancias sólidas y líquidas presentan deficiencias importantes, como la falta de estanqueidad, la corrosión prematura o fallos de seguridad. También carecen en muchos casos de otra de las características funda-mentales que debe tener un buen sistema de depósito: la flexibilidad en cuanto a tamaño, contenido y particularidades del lugar de uso.

El sistema Lipp de doble engatillado lleva casi 40 años demostrando su eficacia en todo el mundo y ha sido merecedor de numerosos premios, entre ellos la Medalla Rudolf Diesel del año 1982.

El principio de funcionamiento del sistema Lipp de doble engatillado consiste en doblar dos veces las bandas de acero por el borde para unirlas entre sí, de modo que se consiga la máxima estanqueidad y que los líquidos agresivos del interior del contenedor no encuentren superfi-cies corrosibles.

Almacenamiento óptimo de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.

Para la fabricación de los tanques y contenedores se utilizan materiales metálicos diversos seleccionados en función de las características químicas y físicas de la sustancia a almacenar.

Todos los productos Lipp se caracterizan por una calidad sin fisuras; incluso los contenedores más grandes presentan una elevada resistencia a la presión horizontal gracias a su extraordi-naria estabilidad, garantizando con ello la máxima seguridad.

El medio más eficaz contra la corrosión prematura es una superficie lisa en el interior del con-tenedor que no presente cantos. Otra de las ventajas más destacadas del sistema Lipp es que permite construir contenedores con diámetro variable a partir de tres y hasta más de cuarenta metros.

Montaje rápido y sencillo de eficacia probada en más de 80 países

Los utillajes de montaje móviles diseñados por Lipp permiten configurar in situ contenedores de cualquier tamaño y diámetro mediante las bandas de acero del doble engatillado. El siste-ma automatizado de montaje utilizado por Lipp apenas precisa espacio y permite instalar los elementos de forma rápida, flexible y altamente eficaz.

El sistema Lipp de doble engatillado es la forma más rápida, sencilla y flexible de construir contenedores y tanques seguros.

Fabricante: LIPP GmbH - Alemania



Contacto

Pagina web: www.terravivatec.com

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Departamento Ventas y Proyectos:

Director Técnico

Email: [email protected]

Gerencia:

Dr. Matthias Barz Director Gerente

Email: [email protected]

http://www.terravivatec.com/�

mailto:[email protected]�

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