BIOKAASULAITOKSEN HANKESUUNNITELMA

Transkriptio

1 Vastaanottaja Kymenlaakson Jäte Oy Asiakirjatyyppi Hankesuunnitelma Päivämäärä Biokaasulaitoksen hankinta BIOKAASULAITOKSEN HANKESUUNNITELMA

2 SISÄLTÖ 1. Hankekuvaus 3 2. Laajuus 3 3. Käsiteltävät jätteet ja niiden ominaisuudet 4 4. Biokaasulaitoksen tekniset ja toiminnalliset vaatimukset Jätteiden vastaanotto ja esikäsittely Biokaasureaktorit ja prosessin hallinta Tuotteiden varastointi ja jälkikäsittely Rejektit Mädäte Hajujen hallinta Rakennusten ja piha-alueiden tekniset vaatimukset Räjähdys- ja tulipaloriskin hallinta Automaatio Optiona tarjottavat työt Mikroturbiini Kaasunjalostus Jalostetun kaasun varastointi- ja tankkausasema Lisäreaktorikapasiteetti liikennekaasun tuotantoa varten 6

3 1. HANKEKUVAUS Hankinnan laajuus ja minimivaatimukset ovat esitetty tässä asiakirjassa. Hankinta koskee kuivamädätysperiaatteella toimivaa biokaasulaitosta, joka tulee sijoittumaan Keltakankaan jätekeskukseen. Siinä käsitellään puutarha- ja haravointijätettä, vihermassaa ja rasvakaivosakkoja sekä kuivalantaa. Hankinnan ensimmäisessä vaiheessa mitoitusperusteena on yhteensä t/a käsittelykapasiteetti. Biokaasulaitoksen laajentamismahdollisuus t/a asti on huomioitava suunnittelussa. Laitoksessa muodostuvat biokaasut johdetaan alueella sijaitsevalla mikroturbiinilaitokselle hyödynnettäväksi, jossa myös tuotetaan biokaasulaitoksen tarvitsemaa prosessilämpöä. Prosessilämmön saannin turvaamiseksi tässä rakennusurakassa toteutetaan myös oma kaasukattila lämmön tuottamiseksi. Biokaasulaitoksella on varattu alue, jonka sijainti ja rakenteet ovat esitetty liitteissä 5 ja 6. Tarjoukseen sisältyy optiona myös seuraavat kokonaisuudet (osatarjoukset ovat hyväksyttäviä): liikennekaasun jalostus-, paineistus- ja jakeluasema (kapasiteetti m 3 /h raakakaasua, sijaintipaikka määritetään myöhemmin) sähköteholtaan kwe mikroturbiini(t) sijoitettavaksi nykyisen mikroturbiinilaitoksen yhteyteen, jossa uusille mikroturbiineille on tilavaraus Tarvittaessa kompressoritehon lisäys mikroturbiinille, tarjoajan tulee varmistaa lisäkompressoreiden tarve. Tarvittaessa kaasun esikäsittely kaasukattilalle johdettavalle kaasulle 2. LAAJUUS Kuivamädätyslaitoksen hankintaan sisältyy sen käytön ja ylläpidon mahdollistavat tilat ja laitteet mm. seuraavasti (kuitenkin laitostoimittajan tarkentavan suunnittelun mukaan tähän voi ehdottaa tarvittavia muutoksia): Tarvittaessa syötteiden vastaanottotila ja esikäsittelylaitteet Kuivamädätysreaktori(t) Rejektivesien hallinta ja viemäröinti nykyiseen vesienkäsittelyjärjestelmään Riittävä kaasuvarasto Prosessinhallintajärjestelmät (nesteiden kierrätys, ja tarvittava instrumentointi mädätysprosessin hallitsemiseksi) sekä automaatio- ja valvomojärjestelmä ja järjestelmän etäkäyttö Kaasukattila ja lämmönsiirtojärjestelmät, teholtaan riittävät prosessin hallintaan Tarvittavat mittaukset (kaasujen määrä ja ominaisuudet: metaani, hiilidioksidi ja happi; reaktoreiden lämpötilamittaukset; rejektivesien määrämittaus) sekä mittausyhteet esim. rikkivetypitoisuuden mittaamiseen Tekniset ratkaisut kaasujen johtamiseksi mikroturbiinilaitokselle ja mikroturbiineilla tuotetun lämmön hyödyntämiseksi mädätysprosessissa. Reaktoreista muodostuvan kaasun vedenerotus (kaivolla tms.) siten, että kaasut voidaan johtaa mikroturbiinilaitokselle tai lämpökattilaan KVR-urakkana toteutettavassa hankinnassa urakoitsijan vastuulla on rakennusluvan edellyttämien asiakirjojen laatiminen sekä muiden tarvittavien lupien (esim. ATEX, Tukes) hankkiminen. Tarjoaja tulee käydä perehtymässä laitoksen sijaintipaikkaan sekä sen yhteensovitettavuuteen nykyisiin järjestelmiin.

4 3. KÄSITELTÄVÄT JÄTTEET JA NIIDEN OMINAISUUDET Käsiteltävät jätteet ovat: Haravointi- ja puutarhajätteet, vihermassat Rasvanerotuskaivojen jätteet Hevosen kuivalanta Lisäksi koeluontoisesti laitoksella voidaan käsitellä seuraavia jätteitä: Mekaanisen lajittelun seula-alite Kymenlaakson Jäte Oy:n laitokselta Erilliskerättyä biojätettä Jätevesien käsittelyn lietteitä Taulukko 1. Jätteiden ominaisuudet suuntaa-antavasti. TS (%) VS (%) VS/TS (%) Metaanipotentiaali m 3 /t ww m 3 /t VS m 3 /t TS Haravointi- ja puutarhajätteet, vihermassat Rasvanerotuskaivojäte Hevosen kuivalanta Jätteet voivat sisältää epäpuhtauksina tiiltä, laudankappaleita, kiviä, muoveja sekä muita haravointi- ja puutarhajätteisiin kuulumattomia materiaaleja, joiden partikkelikoko voi olla mm suuruusluokkaa. Näiden kappaleiden mukanaolo on huomioitava prosessin suunnittelussa. Jätteiden käsittely edellyttää pitkää viipymää (laboratoriokokeissa on käytetty d viipymää), sillä jätteet ovat osittain heikosti biohajoavia. Käsittelykokeessa haravointijätteistä ja vihermassoista tehdyn seoksen kuiva-ainepitoisuus oli noin 50 %, orgaanisen aineksen osuus oli n. 35 % kuiva-aineesta ja metaanipotentiaali 32 m 3 /t ww 60 d:n aikana. Stabiilissa metaanivaiheessa metaanipitoisuudet olivat %. Hajoamisen alkuvaiheessa todettiin yli ppm rikkivetypitoisuuksia, mitkä laskivat metaanivaiheen saavuttamisen jälkeen ppm:n tasolle. Urakoitsija voi tehdä omalla kustannuksella lisätutkimuksia käsiteltävistä jätteistä. 4. BIOKAASULAITOKSEN TEKNISET JA TOIMINNALLISET VAATIMUKSET 4.1 Jätteiden vastaanotto ja esikäsittely Käsiteltävät materiaalit on mahdollista syöttää tilaajan puolesta suoraan esikäsittelyyn tai reaktoreihin ilman erillistä vastaanottotilaa tai rakennusta. Eri jätteitä ja materiaaleja on voitava käsitellä samassa reaktorissa. Jätteiden vastaanotto ja tarvittava esikäsittely on mitoitettava siten, että niillä voidaan saavuttaa t/a käsittelymäärä. Prosessia syötetään pyöräkuormaajalla. Osallistumisilmoituksessa on kuvattava miten kotitalousperäinen biojäte tulisi esikäsitellä, jotta siitä pystyttäisiin mädättämään tarjotussa biokaasuprosessissa.

5 4.2 Biokaasureaktorit ja prosessin hallinta Mädätysreaktorit tulee toteuttaa seuraavien vaatimusten mukaan: Kaasuntuotannon tulee olla jatkuvaa, mikä edellyttää vähintään kahta reaktoria, mikäli tarjottava laitos toimii panosperiaatteella. Materiaalien alhaisen biohajoavuuden takia viipymä on oltava riittävä, jotta valtaosa metaanipotentiaalista saadaan tuotettua. Reaktorit ja niiden käyttö on mitoitettava vähintään t/a jätemäärällä. Jäte syötetään reaktoreihin saapumiskosteudessaan ilman laimennosvettä, rejektivettä ja mikrobilähteitä voidaan käyttää prosessin käynnistämisessä ja yläpitämisessä. Lämpötilan hallinnan joko meso- tai termofiilisellä lämpötila-alueella Reaktorit tulee toteuttaa tarvittavin prosessin hallintamittauksin, kuten lämpötila ja pinnankorkeusmittauksin, ph-mittauksien ja kaasujen ominaisuusmittauksin. Työturvallisuus (ATEX-direktiviin vaatimukset) 4.3 Tuotteiden varastointi ja jälkikäsittely Rejektit Käsiteltävät jätteet voivat sisältää epäpuhtauksia (arviolta 1-2 %), jotka voidaan poistaa ennen käsittelyä esimerkiksi seulomalla. Rejektivesi ohjataan jätekeskuksen vesienkäsittelyjärjestelmään. Sille on oltava oma määrämittaus ja mahdollisuus näytteenottoon sekä pumppaamiseksi erilliseen varastointisäiliöön hyötykäyttöä varten Mädäte Mädätysjäännös siirretään pyöräkuormaajalla biokaasulaitokselta jälkikäsittelyhalliin tai käsittelykentälle. Jälkikäsittelyyn siirrettävä mädätteen tulee täyttää seuraavat vaatimukset (toimeenpanoasetus (EU) N:o 142/2011): Salmonellaa (0 kpl/25 g, 5/5 näytteistä) Lopputuotteen E. coli- bakteerimäärä oltava <1000 pmy/g (näytteiden määrän ollessa 5, sallitaan yhden näytteen bakteerimäärän olevan <5000 pmy/g) Hajujen hallinta Laitos tulee toteuttaa siten, että merkittäviä hajupäästöjä ei prosessista muodostu. Hajupäästöjen käsittelyn tavoitteet voivat tarkentua käsiteltävänä olevassa ympäristöluvassa. 4.4 Rakennusten ja piha-alueiden tekniset vaatimukset Urakoitsija voi ehdottaa tarkoituksenmukaisinta perustamistapaa. Tilat ja laitteistot tulee olla helposti huollettavissa ja huoltotarve on ilmoitettava tarjouksessa. Tilojen ja reaktoreiden lämmitys/jäähdytys ja viemäröinti on järjestettävä ympärivuotisen käytön mahdollistamiseksi.

6 Laitosalueen liikennealueet mitoitetaan kuorma-autoliikenteelle, laitos rakennetaan asfaltoidulle käsittelykentälle. Rakennustyön aiheuttamat vauriot pintarakenteille tulee korjata ja pintavesien viemäröinti tulee liittää olemassa olevaan sadevesiviemäriin. 4.5 Räjähdys- ja tulipaloriskin hallinta Rakennusmateriaaleissa, laite- ja sähkölaitevalinnoissa sekä käytössä on huomioitava räjähdysja tulipalon syttymisriski. Suunnittelussa ja laitoksen käytössä on noudatettava voimassa olevia lakeja ja määräyksiä. Räjähdysvaaralliset tilat toteutetaan ATEX-luokitusten mukaisesti ja niistä laaditaan räjähdyssuojausasiakirjat. Näissä tiloissa ilman metaanipitoisuutta on seurattava (LELanturein) ja mittauksilla on oltava hälytykset. Kaikessa suunnittelussa on huomioitava räjähdysvaarallisten kaasujen hallinnan varotoimet. 4.6 Automaatio Laitteistot ja mittaukset tulee olla automatisoidut ja ohjattavissa valvomo-ohjelmiston kautta vähintään seuraavasti: Prosessiolosuhteiden jatkuvatoimiset mittaukset (lämpötilamittaukset, kaasun määrä- ja laatumittaukset, pinnantasomittaukset sekä muut prosessinhallintamittaukset) sekä mittaustulosten arkistointi vähintään viiden vuoden ajalta Ohjausparametrit tulee näkyä valvomo-ohjelmistosta Valvomossa tulee esittää prosessikaavio prosessivaiheittain Tarvittavat mittaukset ja hälytysjärjestelmät ja valvomo-ohjelmisto ovat kuvattava tarjouksessa. 4.7 Optiona tarjottavat työt Mikroturbiini Mikroturbiini(t), sähköteholtaan kwe on sijoitettava nykyisen mikroturbiinilaitoksen yhteyteen, jossa sille on tilavaraus Kaasunjalostus Kuivamädätyslaitoksen kanssa samalle alueelle sijoitettavan kaasunjalostuslaitoksen on sovelluttava noin m 3 /h kaasuvirtaamalle (käsittelemätöntä kaasua). Jalostuksella tuotetaan korkean metaanipitoisuuden omaavaa kaasua liikennekaasuksi, jonka ominaisuudet ovat seuraavat: Metaanipitoisuus vähintään 95 % Rikkivetypitoisuus alle 10 ppm Siloksaanit alle 5 mg/nm 3 Vesikastepiste kesä/talvi (0 C/5 C) Jalostetun kaasun varastointi- ja tankkausasema Jalostetun kaasun varastointi- ja tankkausasema sijoitetaan myöhemmin esitettävälle alueelle. Varastointi- ja tankkausaseman tulee täyttää seuraavat vaatimukset: Kaasun paineistus bariin Tankkausaseman varastotilavuuden (vesitilavuutena) vähintään 3,6 m 3 Yksi henkilöauton tankkauspistooli ja raskaan kaluston tankkauspistooli Pankkikorteilla toimiva maksupääte Lisäreaktorikapasiteetti liikennekaasun tuotantoa varten laitoksen skaalaus tonnin vuotuiselle käsittelymäärälle