Lucrarea de Licenta [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA Facultatea de Mecanică Catedra de Tehnologie Mecanică Specializarea: Maşini şi Instalaţii în Agricultură şi Industria Alimentară

PROIECT DE DIPLOMĂ INSTALATIE DE BIOGAZ Coordonator:

Student:

TIMIŞOARA 2010 CUPRINS

Page 1 of 73

1. ELEMENTE INIŢIALE PENTRU PROIECT.......................................................5 1.1. Biogazul..............................................................................................................5 1.2. Ce materiale sunt introduse într-o instalaţie de biogaz..........................11 1.3. Procesul biologic de digestie anaerobică....................................................13 1.4. De ce se efectuează tratamentul anaerob în dejecţii...............................28 1.5.Situaţia în Europa…………………………………………………………………… 2. CONCEPEREA ŞI PROIECTAREA FUNCŢIONAL CONSTRUCTIVĂ A UNEI INSTALAŢII DE BIOGAZ...........................................................................31 2.1. Care sunt componentele unei instalati de biogaz.....................................31 2.2. Tipologia şi funcţionarea instalaţiei de biogaz.........................................33 2.2.1. plug-flow 2.2.2. up-folw 2.2.3. super-flow 2.3. Utilizatori biogazului 2.3.1. Arderea..................................................................................................35 2.3.2. Cogenerarea..........................................................................................41 2.4. Tipuri de instalaţii 2.5. Tipologia sistemelor hehnice de producere a biogazului 2.6. Tipologia şi funcţionarea instalatiei de biogaz 2.7. Caiet de sarcini................................................................................................43 2.7.1. Generalităţi.........................................................................................43 2.7.2. Condiţii tehnice de calitate...............................................................44 2.7.3. Condiţii constructive.........................................................................45 3. CONCEPEREA ŞI PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAŢIE A REPERELOR COMPONENTE ALE MAŞINII DE UMPLUT CONTINUU SUB VACUUM ...........................................................................................................51 Page 2 of 73

3.1. Alegerea materialului...........................................................................51 3. 2. Analiza documentatiei.........................................................................53 3. 3. Stabilirea itinerariului tehnologic pentru virola...........................54 3. 2. Alegerea semifabricatului...................................................................77 3.2.3. Stabilirea itinerariului tehnologic pentru capac ........................78 3.2.8. Calculul normei tehnice de timp.....................................................91 4. INTEGRAREA SISTEMULUI TEHNIC PROIECTAT ÎN STRUCTURA SISTEMULUI DE AUTOMATIZARE A PROCESULUI DE TRANSFORMARE DESERVIT..............................................................................98 4.1. Generalităţi .....................................................................................................98 4.2. Depurarea biogazului …………………………………………………………… 99 4.2.1. Filtrare………………………………………………………………………… 4.2.2. Deumidificare………………………………………………………………… 4.2.3. D esulfarea…………………………………………………………………….. 4.3. Inovarea – Acţiune de îmbunătăţire calitativă a sistemului tehnic 4.4. Scheme tehnice de automatizare ……………………………………………………..

5. ELEMENTE DE ANALIZĂ ECONOMICĂ.......................................................102 5.1. Influenţa calităţi dejecţiilor de tratat în randamentul biogazului.....102 5.2. Cost şi profit..................................................................................................104 5.3. Care este potenţialul biogazului ……………………………………………… 6. INSTRUCŢIUNI PRIVIND EXPLOATAREA, ÎNTREŢINEREA ŞI REPARAREA, PROTECŢIA MUNCII ŞI PAZA ŞI STINGEREA INCENDIILOR.........................................................................................................106 6.1. Contextul reconsiderări produceri biogazului.......................................106 6.2. Ce sunt şi cum funcţionează certificatele verzi......................................111 6.3. PSI....................................................................................................................112 6.4. Concluzi………………………………………………………………………........ 6.5. Depozitarea mărfurilor…………………………………………………………… Page 3 of 73

BIBLIOGRAFIE.................................................................................................................

Page 4 of 73

1. HERMAN, R., FLEŞER, T., MNERIE, D. – Tehnologia fabricării utilajului tehnologic. Îndrumar de proiectare, Editura U.P.T., Timişoara, 1996; 2. FLEŞER T., MNERIE D., HERMAN R. – Utilaje tehnologice – tehnologii de fabricaţie, Editura Politehnica, Timişoara, 2002; 3. MITELEA, I., RADU, B. – Selecţia şi utilizarea materialelor inginereşti, Editura Politehnica, Timişoara, 1998; 4. MESAROŞ – ANGHEL, V., ş.a. – Mecanisme (elemente de sinteză practică). Manual pentru proiectare, Editura U.P.T., Timişoara, 1996; 5. MNERIE, D. – Prelucrarea cărnii. Sisteme tehnologice şi structuri productive, Editura Orizonturi universitare, Timişoara, 1997; 6. MNERIE, D. – Traductoare de forţă piezoceramice destinate automatizării utilajului tehnologic, Editura Orizonturi Universitare, Timişoara, 2000;

7. ALEXANDRU I., ş.a. – Alegerea şi utilizarea materialelor metalice, Editura DIDACTICĂ ŞI PEDAGOGICĂ, R.A., Bucureşti, 1997; 8. NICULIŢĂ P. – Tehnica şi tehnologia frigului în domenii agroalimentare, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1998; 9. TRUŞCULESCU M., ş.a. – Oţeluri inoxidabile şi refractare, Editura Facla, Timişoara, 1983;

1. ELEMENTE INIŢIALE PENTRU PROIECT Biogazul Formarea de gaze combustibile, prin descompunerea substanţelor organice umede in medii lipsite de oxigen molecular, este un proces care se produce in mod natural pe Terra. Metanul este constituentul lor principal. Aşa s-au format in sedimentele din adâncul pământului gazele naturale, pe seama plantelor si animalelor preistorice . Primele explicaţii Page 5 of 73

ştiinţifice privitoare la geneza gazelor combustibile apar spre sfârşitul secolului al XVII-lea, perioada in care se naşte atât chimia moderna cat si una din ramurile ei de baza - chimia gazelor. Volta este acela care a extras pentru prima data hidrocarbura metan din gazele colectate din mlaştini . Agenţii fermentării anaerobe ai celulozei la temperaturi mezofile (20 - 45° ) au fost cercetaţi de Söhngen, Hoppe-Seyler si Omelanski. Ultimul a stabilit in 1899 ca la acest proces participa 2 specii de bacterii. Printre produşii de fermentaţie ai celulozei una dintre ele formează cantităţi importante de metan - Bacillus cellulosae methanicus - iar cealaltă, cantităţi importante de hidrogen - Bacillus cellulosae hydrogenicus. Ulterior aceste specii au fost reunite sub denumirea comuna de Methanobacterium omelianski . De îndată ce oamenii au constatat ca celuloza poate fi descompusa pana la metan de câtre bacterii, au întrezărit posibilitatea obţinerii de energie in regim controlat din biomasa ( materiale vegetale si reziduale ).Pana la al II-lea război mondial fermentarea anaeroba controlata s-a extins, aproape in exclusivitate, in staţiile de epurare ale oraşelor mari din Europa si America. Producerea si folosirea biogazului a fost neglijata, majoritatea staţiilor nefiind dotate cu sisteme de captare a acestuia. Materia organica moarta înmagazinează energie solara convertita in energie chimica, in componentele fotosintetizate de plantele din care a provenit. O cantitate apreciabila din energia solara, acumulata de plante, este stocata in celuloza. Celuloza este principala componenta a materiei organice din care rezulta metan prin bioconversie . Conţinutul in celuloza, raportat la substanţa uscata, este de 35-50% in produsele secundare din agricultura. Cantităţi mai mari de celuloza se găsesc in gunoaiele provenite de la animalele crescute pe aşternut . Alte surse de biomasa, care pot fi convertite in biogaz, sunt reprezentate de biomasele foarte hidratate. Intr-o clasificare a biomaselor, in raport cu problemele de energie, cercetătorii au inclus in grupa biomaselor foarte hidratate, plantele acvatice si algele. Acestea au un conţinut in apa in jur de 95%.Caracteristic pentru culturile energetice foarte hidratate este capacitatea extrem de mare de a-si multiplica biomasa, intr-un timp relativ scurt, ceea ce creează o disponibilitate de materie organica ce poate fi folosita in filiera de metanizare. ym643m3478zmmb Dintre plantele acvatice, cea mai cunoscuta este zambila de apa (Eichhornia crassipes). Ea creşte spontan in lacurile din ţinuturile tropicale din Africa si America de Sud. Alte asemenea plante sunt: pistia, azola, iarba de mare, alga bruna si laminaria, care creste aproape 50 cm pe zi. In prezent exista 7 procedee principale de recuperare a energiei din reziduurile organice agricole : fermentarea anaeroba la temperatura mediului ambiant, fermentarea anaeroba la temperatura ridicate, descompunerea anaeroba termofila, distilarea destructiva, compostarea, incinerarea si transferul de căldura; dintre aceste procedee, fermentarea anaeroba prezintă potenţialul cel mai ridicat de recuperare a energiei. Prin fermentare anaeroba , microorganismele descompun materia organica, eliberând o serie de metaboliţi conţinând in principal bioxid de carbon si metan constituie biogazul. Drept combustibil este folosit fie direct, fie numai metanul purificat. Dintre componentele chimice ale materiei organice, grade mai ridicate de conversie in biogaz au celulozele, hemicelulozele si grăsimile. Page 6 of 73

Fermentarea anaeroba, folosita pentru producerea si captarea biogazului, este un proces dirijat de descompunere a materiei organice umede, in condiţii controlate de mediu, in absenta oxigenului molecular si a luminii. In aceasta faza acţionează microorganisme fermentative nespecializate, cu capacitate de producere de acizi organici. Ele sunt bacterii celulozice, lactice, acetice, sulfatreducătoare si denitrificatoare, etc. precum si numeroase specii de ciuperci si unele drojdii. In faza metanogenă acţionează bacteriile metanogene, anaerobe, specializate in producerea de metan. In acesta se mai găsesc si urme de hidrogen, hidrogen sulfurat, mercaptani ,vapori de apa, amoniac, azot, indol si scatol. Hidrogenul si bioxidul de carbon reprezintă un substrat caracteristic pentru metanogeneză. Majoritatea metanobacteriilor folosesc ca substrat numai hidrogenul si bioxidul de carbon. Metanul se formează prin reducerea bioxidului de carbon si oxidarea hidrogenului gazos (H+) de câtre metanobacteriile care folosesc hidrogenul: CO2 + 4H2O ® CH4 + 2H 2O + energie Compoziţia tipica de biogaz • 50-75 % Metan, CH4 • 25-50 % Dioxid de carbon, CO2 • 0-10* % Nitrogen, N2 • 0-1 % Hidrogen, H2 • 0-3 % Hidrogen sulfurat, H2S • 0-2* % Oxigen, O2 deseori 5 % din aer este introdus pentru desulfurizare microbiologica. Bacteriile metanogene sunt foarte variate in privinţa însuşirilor morfologice, dar unitare din punct de vedere biochimic si fiziologic. Sunt singurele microorganisme care au o respiraţie strict anaeroba si capacitatea de a produce metan prin procese metabolice. Ca forme de viata dintre cele mai vechi de pe Terra, bacteriile metanogene au fost incluse in regnul Archaebacteria. Metanul este componenta care conferă valoare energetica biogazului. In stare pura metanul este un gaz combustibil lipsit de culoare, miros sau gust, mai uşor decât aerul, arde cu o flacăra albăstruie si are o putere calorica de 37 MJ/ml, puţin mai ridicata decât a motorinei. Biogazul comparativ cu metanul pur are o putere calorica de 25 MJ/ml, din cauza bioxidului de carbon cu care e in amestec. Stocarea biogazului, chiar pentru intervale mici de timp, face parte din instalaţia de fermentare anaeroba. Întrucât metanul nu se lichefiază la temperatura ambianta, indiferent de presiunea folosita, el se păstrează la presiuni joase in containere cu volum mare sau la presiuni ridicate volume mici. De exemplu o butelie de 0,1 ml conţine la presiunea de 200 bari 28 ml biogaz, cu care un tractor greu poate funcţiona 8 ore.De mulţi ani este pusa in mişcare dezvoltarea sistemelor de producţie a energiei electrice pe baza exploatării de surse energetice alternative. Biogazul este una dintre aceste surse energetice. Datorita noilor norme in materie de autoproducţie, recunoaşterii valorii ambientale a energiei electrice din surse alternative si unei tehnologii de acum omologata, astăzi este posibil sa se producă biogaz pentru generarea de căldura si electricitate in condiţii avantajoase. Centrul de Cercetare Mediu Ambiental si Materiale ENEL a condus, in primii ani de după 90, in colaborare cu Centrul Cercetări Producţii Page 7 of 73

Animale din Regiunea Reggio Emilia, o investigaţie pe raza larga in Câmpia Padana pe potenţialitatea biogazului productibil plecând de la dejecţiile zootehnice. Din investigaţie a rezultat ca cogenerarea de energie electrica si căldura prin biogaz poate da naştere a avantaje evidente, fie în câmpul energetic, fie in cel ambiental. Cogenerarea se poate integra in mod convenabil în instalaţiile crescătoriei, in special in cazul in care trebuie sa fie realizate opere corespunzătoare pentru soluţionarea celor mai presante restricţii normative in materie de depurare a dejecţiilor. Finalitatea este aceea de a promova biogazul ca energie alternativa, evidenţiind elementele normative si tehnologice, permiţând viziunea unui cadru realist si util al folosirii de biogaz in spaţiul modernei practici zootehnice. Prin acest fapt se dă agriculturii un suport economic sănătos şi se obţine energie “curată” din punct de vedere a mediului. În acest context producerea de biogaz şi transformarea lui prin cogenerare în curent electric şi căldură este un domeniu care merită toată atenţia pentru perfecţionarea şi optimizarea proceselor de lucru într-o astfel de instalaţie.

Figura 1. Schema generală de obţinere şi utilizare a biogazului 1- adăpost pentru animale; 2- fosă septică: 3rezervor colector biomasa; 4-rezervor de igienizare; 5- rezervor de fermentare; 6- colector de biogaz; 7- generator de curent şi caldură; 8 – rezervor produs rezidual; 9 – teren agricol Despre fertilizant -la terminarea procesului de fermentare rezulta un namol care contine toata materia anorganica din mateia prima (substraturi) si în functie de gradul de fermentare o parte a materiei organice care nu a fost descompusa de bacterii. - acest namol este un fertilizant foarte bun, deoarece materia anorganica continuta nu mai este legata în partea organica, aceasta fiind absorbita mult mai usor de radacinile plantelor. - datorita acestui efect, fertilizantul are un efect pozitiv asupra mediului, reducând poluarea apelor de suprafata si implicit a apei freatice. Ce materiale sunt introduse într-o instalaţie de biogaz Page 8 of 73

În centralele de producere a biogazului, acesta poate fi produs folosind numeroase şi diferite tipuri de surse. Materialul organic este esenţial ca tip de sursă de generare a biogazului şi ca punct de plecare in procesul de producere. Materialul organic ar trebui să nu conţină lemn (lignină) pentru că bacteriile din instalaţie nu pot procesa această substanţă. Există şapte categorii de material organic care este potrivit ca sursă de generare a biogazului:

1

2

3

4

5

6

Deşeuri organice înseamnă deşeuri provenite din fructe şi produse vegetale colectate separat, pământ Deşeuri organice de flori, flori, coji de ouă, cafea şi filtre de ceai şi domestice (comunal) alte resturi organice. Procentajul de materie uscată variază între 10 şi 30 %. Deşeuri organice şi Resturi rezultate de la curăţarea grădinilor şi industriale parcurilor care nu conţin materie lemnoasă (lignină). Rezultatul de la tratarea apelor uzate comunale este nămolul de canalizare, care trebuie să fie decontaminat pentru a fi folosit pentru producerea biogazului. Acest nămol de canalizare poate conţine fosfor, nitraţi şi metale grele. Experienţa arată că nămolul rezultat de la tratarea apelor uzate poate fi Nămol de canalizare folosit in centralele de biogaz, dar nu este considerat comunal ca o sursă de o calitate foarte bună. Este ilegal să fie folosit nămol din alte surse decât cele publice din cauza conţinutului ridicat în metale grele sau organisme modificate genetic sau hormoni. Procentajul de materie uscată variază între 20 şi 30 %. Bălegarul solid sau lichid de la fermele de creştere a animalelor repezită una dintre principalele substanţe pentru procesul de fermentare. Bălegarul de vacă este foarte potrivit, pe când găinaţul de pasăre, de Bălegar solid sau lichid exemplu, dă o cantitate mare de biogaz, dar poate conţine nisip. Materia uscată din bălegar solid variază intre 15 şi 30%, iar în cazul bălegarului lichid între 5 şi 7%. Culturile de plante cu valoare energetică sunt Culturile de plante cu preponderent cultivate pe terenuri care altfel nu ar valoare energetică avea o altă întrebuinţare, cum ar fi porumbul, iarba de Sudan, mei, sulfina albă (melilotus alba). Deşeuri industriale Deşeurile industriale alimentare provin din alimentare procesarea şi producerea alimentelor şi a cărnii, cum ar fi zerul, resturile de la procesarea cartofilor, resturi vegetale, resturi de cereale rezultate de la Page 9 of 73

producerea berii, borhoturi de mere. Aceste tipuri de surse sunt în mod normal foarte bune surse de biogaz şi nu conţin substanţe periculoase. Resturile din procesare cărnii, cum ar fi deşeurile de la abatoare, reprezintă bune surse de producere a biogazului, dar necesită tratare specială pentru reducerea riscurilor pentru sănătatea publică şi pentru mirosuri.

Potenţial maximal de producere a biogazului pe tonă de sursă de generare Bălegar de vacă 25 m2/t Bălegar de porc 36 m2/t Zer 55 m2/t Reziduuri de la procesarea berii 75 m2/t Resturi de la cultura cerealelor 110 m2/t Deşeuri organice domestice 120 m2/t Deşeuri din industria alimentară 220 m2/t Particule in suspensie 400 m2/t Grăsimi şi uleiuri de la procesare alimentelor 600 m2/t Cum am mai menţionat bacteriile sunt foarte sensibile. Temperatura şi valoarea pH-ului ar trebui să fie precise şi constante. Anumite substanţe sunt toxice pentru bacterii şi pot opri fermentarea. Aceste substanţe toxice pot fi: • Medicamente - cum ar fi antibioticele • Medii de denitrificare • Zinc • Cupru • Amoniu (NH3) • Acizi graşi • Hidrogen sulfurat (H2S) Procesul biologic de digestie anaerobică Digestia anaeroba este un proces biologic complex, prin intermediul caruia, in absenta oxigenului, substanta organica este transformata in biogaz (sau gaz biologic), constituit in principal din metan si anhidrida carbonica. Procentul de metan din biogaz variaza in functie de tipul de substanta organica digerata si de conditiile de proces, de la un minim de 50% pana la 80% circa. Ca procesul sa aiba loc, este necesara actiunea diferitelor grupuri de microorganisme, in Page 10 of 73

masura sa transforme substanta organica in compusi intermediari, in principal acid acetic, anhidrida carbonica si hidrogen, utilizabile de microorganismele metanigene care conclud procesul , producand metanul. Microorganismele anaerobe prezinta o scazuta viteza de crestere si o mica viteza de reactie si deci e necesar sa mentina optime, pe cat posibil, conditiile mediului de reactie. Cu toate aceste scurtari, timpii de proces sunt relativ lungi daca se compara cu cei ale altor procese biologice; totusi avantajul procesului este ca materia organica complexa este transformata in metan si anhidride carbonice si astfel duce la productia finala a unei surse alternative de energie, sub forma de un gaz combustibil de o inalta putere calorica. Ambientul de reactie, definit de obicei digestor( sau reactor anaerob), pentru a permite cresterea simultana a tuturor microorganismelor implicate, va trebui sa rezulte dintr-un compromis intre exigentele fiecaror grupuri microbice. Ph-ul optim, de exemplu, este in jur de 7/7.5. Temperatura optima a procesului este in jur de 35 grade C, daca se utilizeaza bacterii mezofile, sau in jur de 55 grade C, daca se utilizeaza bacterii termofile. La proces participa urmatoarele grupuri de bacterii: • bacterii hidrolitice, care descompun macromoleculele biodegradabile in substante mai simple; • bacterii acidogene, care utilizeaza ca substrat compusii organici simpli eliberati de bacteriile hidrolitice si produc acizi organici cu lant scurt, care la randul lor reprezinta substratul pentru grupurile urmatoare de bacterii; • bacterii acetogene, producatoare obligate de hidrogen (OPHA: ObbligateHydrogen Producing Acetogens), care utilizeaza ca substrat produsele din bacterii acidogene dand nastere la acetat, hidrogen si anhidride carbonice; • bacterii omoacetogene care sintetizeaza acetat plecand de la anhidride carbonice si hidrogen; bacterii metanogene, diferenţiate in doua grupe: a) cele care produc metan si anhidride carbonice din acid acetic, numite acetoclastici b) cele care produc metan plecând de la anhidride carbonice si hidrogen, numite hidrogenotrofe. In timp ce metanul este eliberat aproape complet in faza de gaz văzuta fiind scăzuta sa solubilitate in apa, anhidrida carbonica participa la echilibrul carbonaţilor prezente in biomasa in reacţie. Interacţiunile intre diferitele specii de bacterii sunt foarte strânse si produsele metabolismului anumitor specii pot fi utilizate de alte specii ca substrat sau ca factori de creştere. De ce se efectuează tratamentul anaerob în dejecţii Intr-un context de extrema si continua necesitate energetica si de un crescut risc ambiental tratamentul anaerob cu recuperarea biogazului produs se dovedeste azi a fi un sistem de mare interes, in masura sa ofere multiple avantaje: Page 11 of 73

1) Productie de energie: tratamentul anaerob in conditii controlate duce la degradarea substantei organice si la producerea de biogaz. Cogenerarea de energie electrica si caldura prin ardere de biogaz se dovedeste a fi economic avantajoasa fie pentru autoconsumul firmei, fie pentru o cesiune a tertilor, marita de recentele normative asupra productiei de energie din surse alternative. 2) Eliminarea mirosurilor si emiterilor contaminate (NH3 si CH4): substantele rau mirositoare care eventual se formeaza in timpul procesului (acid sulfhidric, mercaptani, amoniac) sunt puse in miscare cu biogazul la ardere. 3) Stabilizarea dejectiilor: eliminarea incarcaturii organice care contine carbon obtinut din digestia anaeroba confera dejectiilor o stabilitate suficienta chiar si in perioadele ulterioare de stocaj; exista o incetinire a proceselor degradante si fermentative cu consecinte de diminuire in productia de compusi urat mirositori. 4). Reducerea incarcaturii patogene: digestia anaeroba in mezofilie poate reduce partial eventuala incarcatura patogena prezenta in dejectiile lichide. Operand in termofilie este posibil,in schimb, sa se obtina completa igienizare a dejectiilor cu completa distrugere de patogeni.

Situaţia în Europa In Europa difuzarea digestiei anaerobe este initiata in sectorul stabilizarii namoalelor de depurare si momentan se estimeaza aproximativ 2.000 de digestoare operative, circa 400 instalatii care produc biogaz tratand apele reziduale industriale la inalta incarcatura organica si 500 instalatii recupereaza biogaz din deseurile urbane. Pe deasupra sunt circa 2.500 de digestoare anaerobice operante pe dejectii zootehnice in tarile Uniunii Europene, in mod special Germania (circa 2.000), urmata de Danemarca, Austria, Italia si Suedia. In ultimii ani a crescut si utilizarea digestiei anaerobice in tratamentul fractiunii organice adunata in mod diferentiat din deseurile urbane, in amestec cu reziduurile industriale si cu dejectiile zootehnice. In Danemarca functioneaza astazi 25 de instalatii centralizate de codigestie care trateaza anual circa 1 milion de tone de deseuri organice industriale si deseuri urbane. Referitor la ajutoarele si subventiile pentru realizarea de instalatii de biogaz in tarile europene situatia astazi este urmatoarea: • Luxemburg: este alocata o subventie de 60% din costul investitiei si este posibil sa se castige pana la 0.10 € / kWh pentru energia vanduta; • Belgia: nu este alocata nici o subventie pentru constructie, dar se pleaca de la un castig baza pentru vanzarea de energie electrica de 0.07 € / kWh, la care se adauga un bonus de 0.05 € pentru kWh termic cedat pentru teleincalzire, atingand un castig maxim total pe energie vanduta de 0.12 € / kWh; • Franta: energia introdusa in retea este retribuita cu doar 0.05 € / kWh, care explica slabul interes al sectorului agricol; Page 12 of 73

•

•

Olanda: momentan energia introdusa in retea are o valoare de 0.08 € / kWh, dar norma care trebuie sa intre in vigoare in decursul acestui an prevede stimulente similare cu cele germane; Germania: tara europeana in care digestia anaeroba a avut cel mai mare impuls datorita subventiilor care pleaca de la minim 25% din costul investitiei si preturi pentru energia electrica din biogaz garantate pe o perioada de 20 de ani care sunt rezumate in tabelul urmator: pina la 150 Kw

de la 150 la 500 kw

de la 500kW la 5 Mw

Baza

0,11

0,09

0,08

Biomasa

0,06

0,06

0,06

Teleincalzire

0,02

0,02

0,02

Eficienta tehnologica

0,02

0,02

0,02

Incarcare Maxima Posibila

0,21

0,19

0,18

Incarcari

Puternica stimulare pentru producerea de biogaz se dovedeste a fi bazata pe obiective energetice, fara a se preocupa de aspectul ambiental si in special de impactul nitratilor pe terenul din care deriva, datorita si minorelor concentratii zootehnice prezente fata de Italia.

Din date referitoare la sfarsitul lui 2006, sunt peste 150, din care circa 90 sunt de tip simplificat cu cost redus, realizate cu cupola gazometrica din material plastic pe bazin de stocare al dejectiilor zootehnice. Marea majoritate a instalatiilor functionante in prezent pe teritoriul nostru au fost concepute si deci dimensionate dupa criteriul de economisire energetica din partea crescatoriei, utilizand toata energia produsa in procesul de digestie pentru satisfacerea cererilor energetice ale crescatoriei insasi si necesitatilor domestice anexate. Instalarea grupurilor de cogenerare intr-un spatiu destul de amplu faciliteaza diferitele lucrari de intretinere

Page 13 of 73

Din acest motiv s-au predispus cogeneratoare care functioneaza “in insula” ( izolat) adica fara posibilitatea de a se interfera cu reteaua energetica nationala pentru o eventuala cedare din surplusul de energie. In prezent, dezvoltarea noilor tehnologii de instalatii si posibilitatea de digerare a biomasei, care au imbunatatit si au ridicat capacitatea de productie de biogaz si noile normative energetice care stimuleaza productia si deci vanzarea de energie din resurse alternative, au modificat conceptia si proiectarea noilor tipologii de instalatii. Chiar si in cazul unei cereri majore a necesarului intern al crescatoriei se opteaza de regula pentru o cenexiune in paralel la retea, care consta in a putea vinde un surplus de energie non autoconsumata. Are si ulterioare avantaje financiare, deoarece vanzarea surplusului de energie electrica si certificatele verzi (valabile in Italia pe o perioada de 8 ani) da posibilitatea roprietarului sa primeasca anual venit financiar, care la randul sau in unele cazuri injumatatesc timpii de recuperare a investitiei fata de vechile tipologii de instalatii Biomase interesate Biomasele interesate:

Cantitati:

Dejectii animale

180.000 t/an

Deseuri agro-industriale

12.000.000 t/an

Deseuri abator

2.000.000 t/an

Namoluri de depurare

2-3.000.000 t/an

Partea organica din deseurile urbane

9.000.000 t/an

Reziduri culturale

10.000.000 t SS/an

Culturi energetice

230.000 ha set a side

Din aceste biomase, disponibile in prezent pe teritoriul nostru, se vor exploata doar in circa 120 de instalatii namolurile provenind din depuratoarele apelor reziduale urbane, in 7 instalatii partile organice ale reziduurilor urbane si in unele instalatii reziduri din lucrarile agro-industriale. In Italia norma si facilitatile pentru producerea de energie electrica din energie alternativa ar trebui sa dea un nou impuls dezvoltarii instalatiilor de biogaz; de aici deriva necesitatea de potentiare si rationalizare a sistemelor care exploataeaza procese de codigestie anaeroba de biomasa de diferita natura (de origine zootehnica si agroindustriala, culturi energetice si reziduri culturale, namoluri de depurare si parti organice rezultate din colectarile diferentiate ale deseurilor urbane). Este de dorit stimularea realizarii sistemelor integrate anaerobe / aerobe pentru tratamentul unit al rezidurilor si al rezidurilor organice urbane si al altor biomase. Introducerea in fermentator de substante vegetale cu un inalt continut de substanta uscata comporta problematici tehnice de infruntat in mod specific din faza de proiect, fie in ceea ce priveste dotarile de incarcare a biomasei, fie pentru exigenta sistemelor de faramitare si amestecare adecvate. O deosebita atentie solicita folosirea silozurilor, care comporta o scadere a valorii PH-ului in digestor si posibile coroziuni ale dotarilor de incarcare. Page 14 of 73

Este bine sa amintim ca a activa o instalatie pentru producerea de biogaz este echivalent cu a adauga la cel deja prezent in firma, o noua crescatorie constituita dintr-o categorie diferita de animale: microorganismele, cu toate exigentele lor in termeni ambientali si alimentari. Este necesar pentru crescatorul-agricultor sa dezvolte o gestiune corecta raspunzand la exigentele specifice tratamentului, cat mai putine ineficiente, insuccese si deziluzii asupra restituirii economice a investitiei. CAP : II : Conceperea şi proiectarea funcţional constructivă a unei instalaţii de biogaz. Care sunt componentele unei centrale de biogaz. Deşi există mai multe tipuri de instalaţii de biogaz, partea tehnică a fiecărei instalaţii trebuie să funcţioneze conform aceleiaşi metode. Această „inimă” a instalaţiei serveşte doar scopului de a produce biogaz. Principala diferenţă apare la nivelul alegerii substraturilor şi tratamentului relevant (partea de intrare). Utilizarea energetică, mai departe, a gazului face de asemenea subiectul unor discordanţe si poate fi văzută ca o caracteristică adiţională a instalaţiei, depinzând de principalele rezultate: gaz, electricitate sau căldură (partea de ieşire). Pregătirea şi tratarea colectorului: Majoritatea substraturilor necesită pre-tratare cum ar fi amestecarea, îndepărtarea materiei necorespunzătoare, tăierea sau diluarea. Unitatea de fermentare 1: După tratare, pregătire şi o posibilă depozitare, substraturile sunt introduse în unitatea de fermentare 1. Acest prim container este destinat substraturilor proaspete şi este necesar pentru începerea procesului de fermentare. Este nevoie de o cultură de start pentru procesele discontinue, în cele continue culturile de bacterii sunt deja existente. Timpul în care aceste substraturi rămân în primul digerator variază între 20 şi 80 de zile. Cantitatea de gaz produsă nu este foarte mare, tot gazul generat fiind captat în colectorul de gaz. Temperatura digeratorului trebuie să fie între 40-60° C. Astfel, digeratorul trebuie să dispună de un sistem de încălzire, deseori amplasat în subsolul unităţii de fermentare. Unitatea de fermentare 2: Ambele containere ale unităţii trebuie neapărat să fie protejate împotriva apei şi gazelor, etanşe şi încălzite. De obicei sunt realizate din oţel sau fier-beton. Agitatorul/ Mixerul:

Page 15 of 73

Fiecare digerator trebuie să conţină un mixer, crucial pentru păstrarea omogenităţii substratului şi garanţia că gazul este eliberat în mod egal. Rezervorul de gaz: Gazul din rezervor variază, deci acesta ar trebui să fie flexibil. Totuşi, trebuie prevenită intrarea aerului. Primul rezultat al progresului este producerea biogazului şi reziduurilor din unităţile de fermentare. Reziduurile:

Reziduurile din unităţile de fermentare sunt fertilizatori de o înaltă calitate. În timpul procesului de fermentare carbonul este descompus iar raportul carbon-azotat din îngrăşământ se apropie. Deci azotul este mai uşor de manevrat iar efectul de fertilizare este mai uşor de calculat. De asemenea volumul este redus iar îngrăşământul mai cursiv. Există şi avantaje adiţionale: atenuarea mirosurilor neplăcute şi distrugerea buruienilor. Se poate folosi o astfel de presa pentru a putea separa dejectiile solide de cele lichide la un nivel ridicat. Unitatea de căldură şi instalaţia de energie: De obicei, biogazul ajunge în unitatea de producere a căldurii sau în instalaţia de energie, Page 16 of 73

însă poate fi curăţat şi folosit pentru alimentarea vehiculelor sau introdus în reţeaua de gaz natural. Tipologia şi funcţionarea instalaţiei de biogaz Cele mai frecvente instalatii de biogaz de uz si aplicatie sunt asimilabile in 3 tipologii distincte, avand fiecare trasatura caracteristica speciala si de aceea fiecare este adaptata la specifice si diferite realitati ale firmei: 1) Instalatia cu canal tip plug-flow sau flux cu piston

Instalatia plug-flow este caracterizata de maxima simplicitate in realizare. Carcteristici principale: acest proces de digestie anaeroba poate fi utilizat fie in tratamentul dejectiilor zootehnice, fie in stabilizarea namolurilor obtinute din flotatia dejectiilor agrozootehnice. In cazul utilizarii dejectiilor zootehnice se solicita o separare preventiva a solidelor grosiere, care nu sunt din punct de vedere tehnic biodegradabile in timpi tehnici rationali, utilizand in procesul anaerob doar partea lichida a dejectiilor. Digestorul, asadar, este absolut fara organe de amestecare interne si trebuie sa fie realizat tip scurgere la canal. In cazul namolurilor din flotatie nu se va avea o separare a fazelor in digestor. In cazul dejeciilor zootehnice al caror efect de separare a solidelor sedimentabile fata de partea lichida din dejectii, datorata lipsei de agitatie in digestor, va provoca un efect avantajos de crestere a timpilor de retentie a partii solide fata a partii lichide. Acest fenomen, de fapt va permite indepartarea mai rapida din digestor a partii lichide, care contine substante prompt disponibile pentru digestie si de sustragere din interiorul digestorului moleculele mai Page 17 of 73

comlexe pentru un timp superior, consimtind bacteriilor sa distruga si de a le face disponibile pentru transformarea in biogaz. Solidele totusi vor ajunge la sectiunea de iesire din digestor exploatand efectul combinat al miscarilor de urcare provocate de biogaz si de prezenta serpentinei de incalzire pozitionata in apropierea fundului digestorului, cu miscarea de avansare provocata de pozitionarea, in sectiunea initiala si finala a digestorului, a tubulaturilor de introducere si descarcare a dejectiei proaspete si digerate. Cui ii este indicat: in mod deosebit crescatoriilor de dimensiuni medii si mari care intentioneaza sa produca energie cu scopul de a o utiliza aproape in totalitate pentru nevoile directe si doar in cazul unui eventual surplus de a o ceda gestionarului de retea. In plus cine in general este constrans intr-o maniera speciala la reducerea impactului ambiental indus de propria activitate zootehnica, prin flotatie si depurare biologica a resturilor destinate deversarii in partile hidrice superficiale. Fazele procesului: cu scopul de a obtine o majora productie posibila de biogaz, este fundamental ca dejectiile produse sa ajunga “proaspete” la digestor; pentru aceasta trebuie adoptate cele mai oportune solutii pentru a evacua din adaposturile zootehnice cel mai rapid posibil dejectiile produse in crescatorii. Dejectia produsa este dirijata spre un prebazin de colectare si astfel, transferat, prin intermediul unei statii de pompare corespunzatoare, la tratamentul de separare. Tratamentul de separare mecanica a partii lichide din solidele grosiere este aproape intotdeauna necesar si serveste pentru a elimina din dejectie partile nebiodegradabile in timpi tehnici de digestie prevazuti, a caror de exemplu, reziduri vegetale si par, care tind sa iasa la iveala pentru efectul urcarii de biogaz si sa formeze pe suprafata dejectiei o crusta de material celulos impletit, care ocupa volum util si poate provoca in timp infundari ale digestorului. Partea solida separata a monte de digestor va putea fi compostata sau acumulata si dusa (este vorba despre substantele folosite pentru imbunatatirea solului) pe terenurile agricole, in timp ce partea lichida, bogata in substante organice, va alimenta digestorul, de regula pe sectiunea transversal rectangulara, printr-unul sau mai multe canale paralele. Digestia anaeroba a dejectiilor este obtinuta in interiorul unui digestor adecvat prin activitatea bacteriilor capabile sa faramiteze moleculele complexe prin formare de metan, anhidride carbonice, apa si hidrogen sulfurat. Activitatile biologice expuse mai sus sunt conditionate de diferiti factori ca: PH-ul, temperatura si timpul de sedere al dejectiei in digestor. Pentru diminuarea temperaturii de digestie, in special, este necesar a garanta un timp de sedere (HRT) al dejectiei in digestorul mai ridicat. Totusi, in conditii psihrofile, este oportun a prevedea un HRT de cel putin 60 de zile, in timp ce in conditii mezofile este posibil a garanta un HRT de doar 18-20 de zile. Respectand aceste conditii, emiterile energetice ale instalatiei ating rezultate optime in fiecare sezon. Pentru a opera in conditii controlate din punct de vedere termic, peretii digestorului trebuie sa fie bine si adecvat izolati si interiorul digestorului este incalzit si mentinut la temperatura procesului de un schimbator de caldura pus in apropierea fundului, realizat cu tubulaturi din otel inoxidabil in care apa calda miscata circular este produsa de arderea biogazului in cogenerare. Biogazul produs este strans direct in partea superioara a digestorului printr-un acoperis in Page 18 of 73

forma de cupola gazometrica si eventual alte acoperisuri colectoare de gaz cu cupola cu presiune statica. Cupola gazometrica are forma de semicilindru sau calota sferica si este realizata cu trei membrane suprapuse din tesut de fibre poliestere din PVC si sudata cu un sistem electronic la frecventa inalta. Membrana care este situata la interior are menirea de a inchide biogazul intr-o camera in contact cu dejectia, cea intermediara este in contact cu exteriorul de-a lungul bordurilor laterale si evita ca biogazul sa se poata , eventual, amesteca cu aerul continut in volumul inchis intre membrana intermediara si cea mai exterioara, care ramane intotdeauna umflata. Camera de aer este mentinuta in presiune de o centrala de control si de supape care, atingand sau scapand aer, mentin biogazul mereu la presiunea de 200mm H2O, independent de cantitatea de biogaz continut. In acest mod, alimentarea arzatoarelor este constanta si membrana externa este intotdeauna intinsa, cu beneficii imaginabile vis-a-vis de vant, apa sau zapada. Sistemul de acoperire cu membrana presostatica ofera intre altele urmatoarele avantaje: • • • • • • • •

evita construirea separata a unui gazometru; simplifica intretinerea digestorului, fiind usor de inlaturat; asigura un grad ridicat de izolare al cupolei digestorului; este adaptabil la bazinele existente; permite inmagazinarea biogazului la presiunea de utilizare a arzatoarelor, evitand instalatia compresoarelor pentru gaz; este rezistent la zapada si vant; face posibila o gestiune mai flexibila a utilizatorilor de biogaz datorita volumului mare inchis in interior; favorizeaza deumidificarea gazului continut, mai ales in lunile mai racoroase, prin condensarea apei in contact cu peretele cupolei.

De-a lungul unei conducte corespunzatoare legata de acoperisul inmagazinator de gaz al digestorului, gazul produs si recuperat este orientat spre o instalatie de cogenerare, care arzand biogaz produce energia electrica si caldura. O parte din caldura produsa este recuperata si utilizata pentru termostatarea si mentinerea in temperatura digestorul. In sfarsit dejectia la iesirea din digestor, de acum stabilizata si dezodorizata, va fi acumulata intr-unul sau mai multe bazine de stocare in asteptarea utilizarii agronomice. 2) Instalatie cilindrica tip up-flow amestecat Caracteristici principale: acest proces de digestie anaeroba utilizeaza dejectiile asa cum sunt (parte lichida + parte solida), asadar digestorul, care in aceasta tipologie de instalatie este de forma cilindrica, va fi dotat cu o instalatie de amestecare cu elice, cu pompa de recirculare externa temporizata si sistem cu deschizaturi de fund pentru a obtine miscarea Page 19 of 73

dejectiei si efectul up-flow si rupere de crusta. Digestorul va fi alimentat zilnic cu dejectie proaspata, in timp ce dejectia digerata va iesi dupa un timp mediu de sedere in bazin de aproximativ 20 / 25 zile. Ingroparea digestorului poate substitui, in anumite limite, izolarea. Cui ii este indicat: la crescatoriile care vor sa gestioneze dejectiile ca unic produs omogen si sa aiba o rentabilitate majora in termeni energetici si deci economici; datorita mentinerii intregii parti solide prezente in dejectii se sporeste productia de biogaz. Este de sfatuit chiar si pentru crescatoriile de dimensiuni mai modeste, dar care au disponibilitatea in timp de a adauga biomasa si a le digera impreuna cu dejectiile. Raman si pentru aceasta instalatie valabile notabile avantaje ambientale, dar trebuie amintit ca: dejectia neseparata trebuie administrata cu masini corespunzatoare in fazele de pompare; digestorul necesita componente electromecanice majore; instalatia are un autoconsum electric mai ridicat si eventuala ajungere a substantelor care contin azot duce la necesitatea de a avea mai mult teren pentru bilantul firmei prevazut de planul de utilizare agronomica.

Page 20 of 73

Schema instalatie up-flow Fazele procesului: la sfarsit cu scopul de a obtine o mai mare productie posibila de biogaz, este fundamental ca dejectiile produse sa ajunga “proaspete” la digestor; pentru aceasta trebuie adoptate toate mijloacele cele mai oportune pentru a evacua din adaposturile zootehnice cel mai rapid posibil dejectiile produse in crescatorii. Dejectia produsa este dirijata spre un prebazin de depozitare, omogenizare, amestecare si ridicare, prevazut cu mixer si o pompa de maruntire, unde poate fi adaugata in doze prestabilite o moderata cantitate de biomasa pentru a obtine un amestec pompabil, cu un continut de solide nu mai mare de 10%, care imbogateste cu substanta organica dejectia destinata sa alimenteze digestorul. Digestia anaeroba a dejectiilor asa cum sunt cu cantitati moderate de biomasa, este obtinuta in interiorul unui digestor adecvat prin activitatea bacteriilor capabile sa faramiteze moleculele complexe cu formarea de metan, anhidride carbonice, apa si hidogen sulfurat. Activitatile biologice expuse mai sus sunt conditionate de diferiti factori ca: PH-ul, temperatura si timpul de sedere al dejectiei in digestor. In cazul digestorilor Up-Flow, alimentati cu amestec de dejectii si biomasa, este potrivit a garanta timpi de sedere de cel putin 30-40 de zile si temperaturi in campul mezofil si termofil. Este posibila si divizarea volumului de digestie in doi reactori, unul primar si unul secundar, adaptati la a permite desfasurarea intr-un mod mai controlat a fazelor acidogena si metanigena. 3) Instalatie tip super –flow pentru biomasa superdensa Caracteristici principale: procesul de digestie anaeroba utilizeaza dejectiile asa cum sunt (parte lichida + parte solida), cu introducere de biomasa chiar si in cantitati mari, peste limita de pompare. De regula instalatia prevede doi digestori, unul primar si unul secundar. Digestorul primar, de tip cilindric, este dotat cu un amestecator special, cu axe orizontale, care garanteaza amestecarea completa a dejectiilor si a biomasei. Digestorul primar este alimentat constant cu dejectie proaspata si biomasa , dupa un plan de incarcatura prestabilit in functie de compozitiile si caracteristicile diferitelor completari de adaos, in timp ce dejectia digerata va iesi dupa un timp mediu de sedere in bazin, de aproximativ 20-30 de zile pentru a fi transferat in digestorul secundar, amestecat la randul sau si in masura sa recupereze cantitatea reziduala de biogaz. Timpul de sedere in al doilea digestor se dovedeste a fi de aproximativ 30-40 de zile pentru o sedere medie complexiva egala cu aproximativ 60 de zile.

Page 21 of 73

Digestorii pusi in serie asigura cele mai bune productii de biogaz in instalatii tip super-flow

Eficienta amestecarii este esentiala pentru a Incalzirea masei se obtine prin tubulaturi putea atinge densitati ridicate in digestor. fixate pe peretele digestorului. Cui ii este indicat: firmelor agricole si zootehnice care dispun de terenuri set-aside sau de bimasa constanta de-a lungul anului, datorita careia se sporeste substantial productia de biogaz si astfel cea de energie electrica produsa, maximizand in acest fel randamentul procesului. .

Page 22 of 73

Prim plan al supapei de suprapresiune a Digestor al cupolei gazometrice nivel maxim gazului de Biogaz Fazele procesului: pentru a obtine o majora productie posibila de biogaz, este de sfatuit ca dejectiile produse sa ajunga “praspete” la digestorul primar si calitatea biomasei sa fie intreaga in structura sa energetica. Dejectia produsa este directionata spre un prebazin de colectare, omogenizare, amestecare si ridicare, prevazut cu mixer si pompa maruntitoare care omogenizeaza si alimenteaza dejectia in digestorul primar cilindric. Un contaniner (palnie) speciala dotata cu spirale de dozaj , alimentata corespunzator, prevede incarcarea biomasei, care printr-un program specific introduce in digestor cantitatea necesara de materiale pentru a garanta o buna functionare a procesului de digestie. Biogazul astfel produs, in conditii anaerobe este colectat direct in partea superioara a digestorului / digestorilor prin intermediul unui acoperis gazometric sub forma de cupola care va avea forma de calota sferica cu volum variabil. Prin intermediul unei conducte legate de acoperisul de colectare a gazului digestorului, gazul produs si recuperat este mentinut in echilibru, racit, deumidificat, filtrat si atrimis grupurilor de cogenerare care arzand biogazul, produc energia electrica si caldura. In sfarsit, dejectia la iesire, stabilizata si dezodorizata, va fi acumulata asa cum este, sau prin separare, intr-unul sau mai multe bazine de stocaj in asteptarea utilizarii agronomice.

Spirale laterale de amestecare si spirale Container dozator pentru automatizarea de fund puse in palnia de incarcare pentru operatiilor de alimentare a digestorului introducerea biomasei

Page 23 of 73

Usite pentru accesul in digestor pentru eventualele controale si / sau intretineri Utilizatorii biogazului Dupa ce a suportat tratamentele necesare, biogazul poate fi utilizat in doua modalitati: a)doar pentru productia de caldura; b) pentru cogenerarea de energie electrica si caldura. Arderea pentru simpla producere de caldura:

Page 24 of 73

Se utilizeaza instalatii cu tehnologii simple; este suficient un generator simplu de caldura pe gaz constituit dintr-un arzator, in care sunt din belsug combustibil si comburant si iese energia termica sub forma de flacara si din schimbatorul de caldura, in care produsii arderii cedeaza caldura produsa printr-un fluid termovector. Biogazul este tratat ca gazul metan, in timp ce sunt realizate diferite modificari ale arzatorului pentru introducerea de gaz, amestecul combustibilului cu comburantul si utilizarea de materiale mai rezistente la coroziune pentru schimbatorul de caldura si arzatorul insusi. Cogenerarea pentru producerea simultana de energie electrica si caldura: Este producerea simultana de caldura si energie mecanica imediat transformata in energie electrica (aceasta metoda este un sistem unic integrat la energia totala), plecand de la aceeasi energie primara. Acest sistem de productie de energie permite o substantiala economisire energetica fata de cazul productiei separate ale acelorasi cantitati de caldura de energie electrica / mecanica; se poate ajunge de fapt la a depasi 90% din randament (30% din randamentul electric si 60% din randamentul termic). Se utilizeaza doua tipologii diferite de masini: • motoare endotermice alternative Page 25 of 73

•microturbine Pentru cogenerarea cu motoare endotermice alternative se folosesc motoare care functioneaza cu ciclu opt sau cu ciclu diesel modificat, constituite din urmatoarele componente: • motor endotermic alternativ, care in afara de a produce energia mecanica este si componentul unde vine produsa energia termica; • alternator, asincron pentru productia de curent electric alternat trifazic; • recuperator de caldura, compus dintr-un schimbator de caldura care recupereaza caldura produsa de intreg sistemul, atat din gazul din descarcare, cat si din circuitul de racire al motorului si din uleiul de lubrifiere; • panou electric, care permite utilizarea energiei electrice produse si interferenta cu linia electrica nationala. Pentru cogenerarea cu microturbine se utilizeaza turbomasini pe gaz de derivare aeronautica de mici dimensiuni, cu urmatoarele componente principale: • turbina cu gaz si recuperator; • sistem electric generator de curent; • schimbator de caldura pe fumurile din descarcare; •

sistem de gestionare si control.

Cedarea in retea , pentru puteri mai mari de 50 Kw, este de regula acceptata doar in tensiune medie. Cogeneratoarele pot functiona in functie de urmatoarele modalitati: • in paralel cu reteaua publica: este cedata retelei firmei in legatura cu reteaua externa toata energia produsa de motorul care functioneaza in regim constant la puterea maxima. Energia magnetizanta este total absorbita de retea, nu exista probleme asupra eventualelor sarcini de varf si controalele asupra energiei electrice produse sunt referitoare doar la tensiune si la frecventa care trebuie sa fie mentinute constante. Un inconvenient al unui astfel de sistem se verifica in cazul lipsei de curent electric in reteaua publica, in masura in care se stinge chiar si cogeneratorul. • In insula independenta de linia electrica, tipica in locuri in care nu exista linia publica, sau in cazul in care sunt individualizate utilizari separate de reteaua firmei, de exemplu instalatii de depurare. Este necesar sa se aiba un generator autostimulant cu un motor de pornire pe baza de baterii. Aceasta solutie are avantajul de a garanta curentul electric in cazul lipsei de tensiune in reteaua publica, dar prezinta doua inconveniente sau necesitatea de a supradimensiona cogeneratorul in masura in care trebuie sa obtina puncte de pornire ale diferitelor utilitati si necesitatea de a predispune grupuri de continuitate in cazul prezentei de circuite electronice sau de aparaturi care nu pot fi stinse deoarece la pornire va fi lipsita de curent pentru cateva secunde; Page 26 of 73

•

in stand-by: in cazul functionarii normale cogeneratorul este conectat in paralel la reteaua publica, in cazul lipsei de tensiune cogeneratorul nu se stinge, ci continua sa functioneze, garantand curentul electric pe liniile privilegiate, decuplandu-se automat de la retea, dar furnizand energia in functie de cererea utilitatii; in momentul reactivarii de la reteaua publica sistemul se conecteaza din nou intorcandu-se la functionarea in paralel. Tipuri de instalaţii folosite in trecut si in prezent: 1)

Capacitate: 14 m3 Producţie de Biogaz : 3 m3 pe zi

2)

Page 27 of 73

Acest al doilea model de rezervo are o capacitate medie de 30-50 m 3 şi un design simplu de întreţinut şi de construit.

3) Acest al treilea model are o capacitate mai mare de 500 m 3 pe zi şi o construcţie mai complexa , având şi un sistem special de desulfurizare a biogazului produs ,pentru o mai bună calitate a acestuia.

Page 28 of 73

Tipologia sistemelor thehnice de producere a biogazului În prezent în cele mai frecvente cazuri biogazul se obţine prin fermentare anaerobă, când microorganismele descompun materia organică, eliberând o serie de metaboliţi conţinând în principal bioxid de carbon şi metan, care constituie biogazul. Drept combustibil este folosit fie direct, fie numai metanul purificat. Dintre componentele chimice ale materiei organice, grade mai ridicate de conversie în biogaz au celulozele, hemicelulozele şi grăsimile. Fermentarea anaerobă, folosită pentru producerea ăi captarea biogazului, este un proces dirijat de descompunere a materiei organice umede, în condiţii controlate de mediu, în absenţa oxigenului molecular şi a luminii. În această fază acţionează microorganisme fermentative nespecializate, cu capacitate de producere de acizi organici. Ele sunt bacterii celulozice, lactice, acetice, sulfat-reducătoare şi denitrificatoare, etc. precum şi numeroase specii de ciuperci şi unele drojdii. În faza metanogenă acţionează bacteriile metanogene, anaerobe, specializate în producerea de metan. În acesta se mai găsesc şi urme de hidrogen, hidrogen sulfurat, mercaptani ,vapori de apa, amoniac, azot, indol si scatol. Metanul este componenta care conferă valoare energetică biogazului. În stare pură metanul este un gaz combustibil lipsit de culoare, miros sau gust, mai uşor decât aerul, arde cu o flacără albastruie şi are o putere calorică de 37 MJ/ml, puţin mai ridicată decât a motorinei. Biogazul comparativ cu metanul pur are o putere calorică de 25 MJ/ml, din cauza bioxidului de carbon cu care e în amestec. După ce este produs, biogazul conţine o anumită cantitate de substanţe nefolositoare ca hidrogenul sulfurat şi apa. Aceste substanţe cauzează avarii instalaţiei CHP (producerea combinată de energie electrică și termică) şi mediului în concentraţii mari, de aceea biogazul trebuie să fie eliberat de o concentraţie prea mare de H2S. În general, o staţie de biogaz mare, industrială este formată din: 1 - Staţie de pompare a apei reziduale 2 - Decantor gravitaţional 3 - Îngrăşător de nămol 4 - Staţie de distribuţie a nămolului 5 - Reactor de fermentaţie anaerobă dotat cu un clopot metalic pentru captarea biogazului. Page 29 of 73

Instalaţiile moderne au în continuare unităţi CHP, în care biogazul este ars, iar motorul se roteşte cu o viteză constantă şi conduce generatorul. Generatorul produce electricitate. La fel ca toate motoarele electrice, motorul produce căldură. Această căldură poate fi utilizată pentru încălzirea reactorului şi pentru alte scopuri. Cele mai frecvente instalaţii de biogaz de uz şi aplicaţie sunt asimilabile în 3 tipologii distincte, având fiecare trăsătura caracteristică specială şi de aceea fiecare este adaptată la specifice şi diferite realităţi ale aplicaţiilor: • Instalaţia cu canal tip plug-flow sau flux cu piston • Instalaţie cilindrică tip up-flow amestecat • Instalaţie tip super –flow pentru biomasă superdensă Cele mai frecvente instalaţii de biogaz de uz şi aplicaţie sunt asimilabile în 3 tipologii distincte, având fiecare trăsătura caracteristică specială şi de aceea fiecare este adaptată la specifice şi diferite realităţi ale aplicaţiilor: • Instalaţia cu canal tip plug-flow sau flux cu piston • Instalaţie cilindrică tip up-flow amestecat • Instalaţie tip super –flow pentru biomasă superdensă În funcţie de utilizare, instalaţiile de biogaz sunt asigurate cu posibilităţi de tratare a biogazului prin: - depurare - filtrare - deumidificare - desulfurare Odată tratat, biogazul trece în generatoare simple de căldură sau în sisteme de cogenerare pentru producerea simultană de energie electrică şi căldură, dotate cu motoare endotermice alternative sau microturbine. Caiet de sarcini Prezentul caiet de sarcini cuprinde condiţiile tehnice care trebuie respectate la execuţia şi controlul, probele, recepţia, ambalarea şi livrarea utilajului. Utilajul fiind supus controlului de către o intreprindere autorizată conform prescripţiei tehnice CR 2-80, realizarea lui se va face după documentaţia de execuţie, prescripţiile tehnice indicate in dosarul tip de ansamblu şi prezentul caiet de sarcini. Descrierea utilajului Prezentul utilaj este un recipient cilindric,realizat in construcţie sudată . Mediul de lucru - exterior: - spaţiu închis, aer pentru exterior; - umiditate 45 – 85% Page 30 of 73

Materialele folosite la construcţia recipientrului trebuie să corespundă celor prescrise în documentaţia de execuţie Execuţia Coloanele sunt executate din semifabricate (table) care apoi sunt deformate plastic prin: - virolare - ambutisare apoi sunt sudate. Singurele probleme mai delicate sunt: - încadrearea în clasa de toleranţă pentru diametrul virolei , iar funcţionarea acestei etanşări să nu sufere din această cauză; - perpendicularitatea suprafeţelor flanşelor faţă de planul flanşelor de asamblare cu virola , motiv pentru care se face rectificarea acestor suprafeţe prin strunjire după montaj ; Întreprinderea constructoare care , execută montarea şi eventualele reparaţii , raspunde pentru calitatea suduriilor , fiind obligată să folosească - procedee omologate de sudare conform prescripţiilor tehnice privitoare la această instalaţie, - sudori autorizaţi conform prescripţiilor tehnice în vigoare. În funcţie de tehnologia de fabricaţie adoptată , întreprinderea construcoare este obligată să aplice tratamentele termice pe parcursul execuţiei , în conformitate cu standardele de materiale. Controlul şi verificarea Controlul se face pe tot parcursul fabricaţiei , de la introducerea materialului în lucru până la livrare , de către organele abilitate în acest sens ale întreprinderi constructoare. Se va verifica în mod deosebit ca atât subansamblele ce se realizează cât şi celelalte elemente procurate de la alte întreprinderi , să respecte prescripţiile tehnice. Înainte de asamblarea finală organele C.T.C. ale întreprinderi constructoare vor verifica dacă toate reperele şi cordoanele de sudură au fost controlate cu toate detaliile necesare. Se consideră că recipientul este corect executat dacă pe toată durata Încercărilor nu apar scăpări di e apă crăpături sau deformaţii vizibile, şi nu se constată o scădere de presiune. Protectia , ambalarea şi depozitarea se face de către întreprinderea constructoare, corospunzător cu modul ş i perioada de transport,climatul şi condiţiile caracteristice. Pe toată duratat tansportului , a incărcării şi descărcări în şi din mijlocul de transport,nu se admite ca acestea să fie supuse vreunui şoc mecanic. Poziţia de transport va fi obligatoriu verticală, iar lăzile vor fi bine ancorate de caroseria mijlocului de transport. Utilajul va fi supus unei încercări de presiune hidrostatică şi unei incercări Pneumatie de etanşeitate cu respectarea procedurilor legate de acest fel de activitate şi cu respectarea normelor de protecţie a muncii şi pază contra incendiilor. Page 31 of 73

Pentru proba de presiune hidrostatici se prevede o presiune de incărcare de 0,2 MPa =2bar, pe durata a l0 minute pentru proba de rezistenţă. Pentru proba de etanşeitat se face proba la presiunea de 0,15 MPa =1,5 bar, pe durata a 30 minute. Utilajul se garantează de către întreprinderea producătoare pe perioada şi în condiţiile prevăzute în contractul încheiat cu beneficiarul. Orice deteriorare survenită în timpul încercării, transportului şi descdrcării, intră în responsabilitatea beneficiarului, dacă transportul a fost realizat de către acesta sau în responsabilitatea producătorului, daăd prin contract este stipulat că transportul se efectuează de către producător. CAP : III :Conceperea şi proiectarea tehnologiei de fabricaţie a reperelor Alegerea materialului Datorită faptului că recipientul nu lucrează la presiune ridicată şi nici la temperatură ridicată , am ales oţelul R 25 STAS 2883/2-80 , care datorită efectului corosiv al soluţiei din dejecţii , va fi acoperit cu un strat pe bază de mase plastice sau cauciuc. Oţelul R 25 STAS 2883/2-80 are în componenţă următoarele însoţitoare: C – max.02% Mn – (0,15-0,5) P – max. 0,04% S – max. 0,04% Cr – 0,3% Al - 0,02% V – max. 0,15% Forma de livrare : produse plate laminate la cald Domeniul de utilizare : recipiente şi aparate sub presiune pentru temperaturi joase. Rezistenţa la rupere Rn = 510 – 610 N/mm2 Limita d curgere RP02=350 N/mm2 Diametrul minim al dornului la îndoire la rece la 180 0 în funcţie de grosimea tablei: d=2,5.a pentru a≤6mm Alegem lăţimea de 1000mm Analiza documentaţiei tehnice; desene de ansamblu de execuţie din punct de vedere al pretenţiilor de calitate , corectitudinea reprezentărilor . 1. Virola Este peretele exterior al rezervorului care nu necesită o precizie ridicată la construcţie , ci o precizie mijlocie , astfel că nu sunt necesare utilaje speciale . 2 Elementele de închidere Ca şi în cazul virolei , nici la construcţia elementului de închidere nu avem nevoie de precizie ridicată , deoarece şi prin alegerea ambutisării în dispozitive metalice avem asigurată o precizie suficientă a virolei pentru a aşeza elementul de închidere şi al suda. Solicitările din timpul funcţionări nu sunt semnificative , recipienţii lucrând la regim slab de presiune şi fără solicitări dinamice importante. Page 32 of 73

Stabilirea itinerariului tehnologic de fabricaţie. 1. Pentru virolă Pentru confecţionarea acestor elemente se foloseşte un oţel pentru cazane şi recipienţii sub presiune , care funcţionează la temperatură normală şi temperatură joasă , care este sub formă de tablă laminată cu grosimea de 8mm . Itinerariu tehnologic pentru virolă Nr Echipamente tehnologice . Denumirea Schiţa Utilaj Verificatoa Scule Dispozitive crt operaţiei re . 1

Alegerea

-

-

-

-

-

-

Vizual

tablei Curăţarea 2

3

4

5

tablei

Polizor -

Disc

abrazi portativ v

Ac de Masă trasat trasat

Trasare

-

Virolarea

Maşină de roluit cu 3 valţuri

Sudură pe generatoare

Transf. De sudură T.S. 160

-

Port electrod Disp. protecţie

de

Ruletă

Ruletă

Control vizual şi cu De ultrasunete

Page 33 of 73

6

Tratament termic pt. detensionar e Itinerariul tehnologic pentru realizarea capacului Echipamente tehnologice Denumire

Nr . a crt operaţiei .

Schiţa

Utilaj

-

Scule

Dispoziti ve

Verificatoa re

-

-

-

-

Polizor portativ

Disc abraziv

-

Vizual

Compas ac Masă de de trasat Ruletă trasat punctator

1

Alegerea tablei

2

Curăţarea tablei

3

Trasare Ø1800

-

4

Debitare şi prelucrar ea rostului pentru sudare

Trusă de tăiere Aparat de oxiacetileni tăiere că cu 2 oxiacetileni arzătoare că plasate la 45o Presă 2000

5

Ambutisa re

Tf

Dispoziti v pentru Ruletă tăiere circulară

Capul de Inel de ambutisare sprijin

Page 34 of 73

6

7

Găurire centrală pentru ştuţul de alimentar e şi laterală pentru gura de vizitare şi furtunul de captare

Maşină de Burghiu găurit

mandrină

Sudare T.S.

Prtelectrod

C.U.S.

Curăţirea Curăţirea este o operaţie pregătitoare pentru prelucrăriile prin deformare plastică a tablelor. Pe lângă curăţire se mai preactică : îndreptarea , trasarea , debitarea . Înainte de utiliyare se recomandă aplicarea unor metode de deconservare în curăţire . Dintre acestea se evidenţiază: Curăţirea mecanică cu discuri abrazive acţionate de motoare electrice sau turbine cu gaz. Această metodă se aplică pentru îndreptarea defectelor superficiale adânci şi asigură suprafeţe cu Rz= 40-80 µm Metoda are avantajul că nu se creează microelemente galvanice , care conduc la coroziuni locale pronunţate. Îndreptarea tablei Îndreptarea tablei reprezintă operaţia de înlăturare a abaterilor de formă ale semifabricatelor laminate , produse fie în timpul procesului de îndreptare propriu-zis , fie în timpul răciri , depozitării la transport. Îndreptarea se realizează de obicei prin procesul de deformare plastică la rece ( temperatura sub temperatura de recristaliza ), prin îndoire repetată în direcţia transversală a semifabricatelor până la depăşirea limitei de curgere a fibrelor exterioare ale acesteia. Straturile exterioare , deformate plastic la rece , se ecruisează relativ , menţinând forma semifabricatului şi înlăturând abaterile geometrice. În cazul în care în stratul ecruisat se depăşeşte gradul critic de deformare (10-15%), pot să apară tensiuni remanente , care , la rîândul lor , pot determina deformări ulterioare. În Page 35 of 73

acest caz , deformarea plastică la rece trebuie asociată cu tratamentele termice. Îndepărtarea se poate realiza pe prese prin încovoiere , având semifabricatul S pe reazemele R şi acţionând presa B.

Deoarece pe măsură ce se produce îndreptarea pasul ondulaţiilor scade, reazemele R sunt mobile , având posibilitatea reglări distanţei între ele. În mod curent îndreptarea tablelor şi platlaminatelor se folosesc maşini de îndreptat cu valţuri . În general , valţuriile montate pe traversa superioară sunt libere, iar cele montate pe traversa inferioară sunt antrenate prin intermediul uni reductor de către un motor electric. Traversa superioară este puţin înclinată faţă de cea inferioară , pentru a se reduce treptat îndoirile , până la anulare înspre ieşire . Pentru a stabili cantitatea de tablă ce trebuie îndreptată , din bibliografie avem : - pentru tablă - 2-6 mm – se îndreaptă 90% din tablă - 6-12 mm – se îndreaptă 50% din tablă Îndreptarea constă în încovoierea semifabricatului în sens contrar abaterii, astfel încât local se atinge limita de curgere a materialului. Îndreptarea tablei se realizează pe maşina de îndreptat cu valţuri , iar deformarea tablei se face sub efectul frecării , ca şi antrenarea valţurilor superioare. Semifabricatele de tipul tablelor prezinta in general o rigiditate scazuta, din aceasta cauza in urma manipularii, transportului si depozitarii se pot deforma primind abateri de la forma nominala.Utilizarea lor in asemenea conditii duce la imprecizii. Operatia de indreptare se aplica ,de regula, tablelor cu grosimea s δ cr , curbarea se face la cald . Gradul de deformare se apreciaza prin raportul R/S cu relatia :

δ=

50 ⋅ S R

unde: S – grosimea tablei R – raza de curbura la care se va indoi tabla

δ=

50 ⋅ 30 ⋅ 100 = 0,241% 6,0 ⋅ 10 2 ⋅ 10

δ < δ cr rezulta ca indoirea se face la rece . Deoarece semifabricatul ce urmeaza a fi valtuit are o lungime mare , se pune problema stabilitatii (fig 3.11) . Pierderea de stabilitate a tablei de valtuire poate avea loc la inceputul indoirii cat si la sfarsitul acesteia . Experimental s-a stabilit ca pentru a evita pierderea stabilitatii trebuie respectata conditia : 2,3 ⋅ D 2 ≤1 10 6 ⋅ S unde : D – diametrul virolei [mm] S – grosimea tablei indoite [mm] 2,3 ⋅ (12000 ) = 11,04 > 1 10 6 ⋅ 30 2

Page 41 of 73

Pentru a preintampina pierderea stabilitatii , ce poate genera accidente , se folosesc dispozitive speciale pentru sustinerea tablei in timpul valtuirii . La productia individuala , se apeleaza la poduri rulante pentru sustinerea tablei . Ca masura tehnologica pentru evitarea pierderii stabilitatii , se recomanda valtuirea intai a capetelor la 1/3 din lungime , apoi a partii din mijloc .

Fig 3.11 A – inceputul indoirii B – sfarsitul indoirii I , II , III – fara pierderea stabilitatii IV – cu pierderea stabilitatii Elemente de calcul la valtuire Eforturile pe valturi se determina folosind schema simplificata din figura , corespunzatoare indoirii pe masini simetrice cu trei valturi . Se foloseste masina universala cu trei valturi simetrice , deoarece incarcarea valtului superior este mai mica decat in cazul valturilor asimetrice . Forta aplicata tablei de valtuit de catre valtul lateral , F Fl =

l

, va fi :

M R ⋅ sin α

unde: M – momentul incovoietor la care este supusa tabla R – raza de curbura a tablei

α - unghiul indicat in figura Page 42 of 73

sin α =

l 2 R + Dl

Pentru indoire , se considera masina cu urmatoarele caracteristici : Dl = 350 mm d = 200 mm l = 1000 mm v = 0,1 m/s

η = 0,8 N m = 30 kW sin α =

1000 = 0,078 2 ⋅ 6200 + 350

Momentul incovoietor : M =

Re ⋅ b ⋅ S 2 4

 k2 ⋅ 1 − 3 

  

in care : b – latimea tablei [mm] k – coeficientul zonei elastice Re - limita elastica a materialului [N/mm²] 1 k= E⋅S + 1,5 2 Re ⋅ R Re = 330 N/mm² S = 30 mm R = 6200 mm 5

E = 2,06 · 10 N/mm² k=

1 = 0,332 2,06 ⋅ 10 ⋅ 30 + 1,5 2 ⋅ 330 ⋅ 6200

M =

5

332 ⋅ 2000 ⋅ (30) 2 4 ⋅ 10 3

 (0,332) 2  ⋅ 1 −  3   Page 43 of 73

M = 143043,91 Nm Fl =

143043,91 = 295789 ,72 6,2 ⋅ 0,078 N

Fl = 295789,72 N Forta rezultata pe valtul superior va fi : FS = 2 ⋅ Fl ⋅ cos α =

2⋅M R ⋅ tgα

cos α = 1 − sin 2 α = 1 − (0,078) 2 cos α = 0,99 FS = 2 ⋅ 295789 ,72 ⋅ 0,99 = 585663,64 N FS = 585663,64 N Momentul necesar rotirii valturilor : M r = M r' + M r'' in care : M r' = momentul necesar pentru deformarea tablei M r'' = momentul necesar pentru invingerea frecarilor Re2 ⋅ b ⋅ S ⋅ Dl  1  ' Mr = ⋅  + 0,33k − 1 4⋅E k  M r' =

(330) 2 ⋅ 2000 ⋅ 30 ⋅ 350  1  ⋅ + 0,33 ⋅ 0,332 − 1 5 3 4 ⋅ 2,06 ⋅ 10 ⋅ 10  0,332 

M r' = 5888,23 N·m d  M r'' = ( FS + 2 Fl ) ⋅  f + µ ⋅  2  in care: f – coeficient de frecare prin rostogolire intre valturi si tabla f ≈ 0,8 mm µ = coeficient de frecare in lagarele valturilor µ ≈ 0,1 d – diametrul fusurilor de reazem ale valturilor M r'' = 12714,225 N·m Page 44 of 73

M r = 5888,23 + 12714,225 = 18602,445 N·m Puterea necesara la valtuire , in cazul realizarii unei viteze de avans a valturilor v , este data de relatia : M ⋅v N = 2⋅ r Dl ⋅ η in care : η - randamentul masinii de valtuit η - 0,8 N = 2⋅

18602,445 ⋅ 01 = 13287 ,46 0,35 ⋅ 0,8 W

N = 13,287 kW Deoarece puterea motorului Nm>N rezulta ca valtuirea se poate efectua pe masina aleasa .

CAP : IV : Integrarea sistemului tehnic proiectat în structura sistemului de automatizare a procesului de transformare deservit. Depurarea biogazului : -filtrare -deumidificare -desulfarea

Page 45 of 73

Depurarea

biogazului

Tratarea biogazului este esentiala pentru a garanta corecta functionare a cogeneratoarelor. In biogaz sunt prezente mici cantitati de anumiti compusi care, din cauza proprietatilor lor exidante sau de incombustibilitate, trebuie sa fie eliminate pentru a favoriza un bun proces de ardere prin urmatoarele tehnici: : • Curăţarea gazului: Tot biogazul folosit în mod normal trebuie curăţat prin îndepărtarea hidrogenului sulfurat şi amoniacului. • Filtrarea cu filtre de nisip sau pietris, necesara pentru a elimina solidele in suspensie care sunt in mod esential material organic, grasimile si eventualele spume inainte de aspirarea compresoarelor de recirculare sau a compresoarelor auxiliare ale cazanului sau ale motoarelor cu gaz; • Uscarea:Biogazul rezultat din digeratoare este cald şi umed. Pentru a preveni coroziunea, trebuie de-umidificat şi răcit. O metodă este depozitarea gazului într-un rezervor subteran sau uscarea prin răcire comprimata. • Îndepărtarea CO2 este o metodă curentă pentru reducerea amoniacului. Este realizată prin spălare cu gaz, spălare la presiune sau spălarea cu absorbţie. Alte metode includ separări criogenice ale gazului la temperaturi joase sau separarea cu membrane. • Comprimarea:Deseori, furnizarea biogazului în reţeaua de gaz natural necesită comprimarea. De exemplu, folosirea biogazului pentru vehicule necesită o comprimare de 22 bar. • Deumidificarea, temperatura biogazului la iesirea din digestor este de cel putin 35º C cu un grad de umiditate ridicat care duce vaporii de apa prezent la condensare, pentru Page 46 of 73

•

• •

•

•

care se predispun de-a lungul tubulaturilor puturi de colectare a apei condensate. Dar pentru a evita formarea condensului in camera de ardere (combustie) trebuie sa se elimine in mod drastic umiditatea, utilizand de exemplu un utilaj de condensare compus dintr-un frigorifer cu expansiune directa, un schimbator cu legatura tubulara apa / biogaz si un filtru cu coalescenta unde sunt condensati vaporii care vin apoi extrasi prin descarcare automata sau manuala; Desulfurarea necesara pentru abaterea compusilor pe baza de sulf se poate desfasura prin filtre chimice reumplute cu oxizi de fier care provoaca precipitarea compusilor si astfel, extractia lor; prin turnurile de spalare care spala gazul in contracurent printr-un flux de apa si oxid de fier; sau prin desulfurarea biologica emitand direct in digestor un procentaj de aer de aproximativ 5-10% din gaz, pentru a permite cepilor bacterieni speciali sa pregateasca o reactie de precipitare biologica a sulfului. Curăţarea cu ajutorul filtrelor: folosirea filtrelor din fier după producerea gazului. Filtrul trebuie schimbat după saturarea substratului de umplere. Curăţarea direct în rezervorul de gaz prin adăugarea de oxigen. Hidrogenul sulfurat va fi transformat în sulf. Sulful rămâne în rezervor, iar gazul va fi dirijat. Aceasta este metoda curentă, dar datorită depozitării sulfului în rezervor, concentraţia hidrogenului sulfurat nu ar trebui să fie prea mare. Atunci când substratul de umplere are o concentraţie mare de proteine - cum ar fi deşeurile din industria alimentară - biogazul va avea o concentraţie mărită de hidrogen sulfurat. Orice fel de filtru va îndepărta hidrogenul sulfurat iar schimbarea în sulf nu este recomandată. Este mai bine să se folosească ioni de Fe 2 în digeratoare. Aceştia vor lega sulful şi vor deveni insolvabili în îngrăşământ. Trebuie avută în vedere concentraţia de hidrogen sulfurat din îngrăşământ, care nu trebuie să fie prea mare. Bacteriile tolerează doar cantităţi mici.

Sistemele de control si de regularizare sunt esentiale pentru a garanta cele mai bune randamente ale instalatiei. Inovarea – Acţiune de îmbunătăţire calitativă a sistemului tehnic Analiza s-a efectuat prin exemplificări din structura instalaţiilor realizate de UTSBiogastechnik GmbH, (Schwindegg, Germania). Aceste instalaţii de producere a biogazului marca destinate fermentării materiilor organice au în structură subansamble în Page 47 of 73

concepţie nouă, brevetate la nivel european. Activitatea de cercetare-dezvoltare a firmei UTS s-a axat în mare măsură pe perfecţionarea sistemului de amestecare, utilizându-se atât versiuni de acţionare electrică cât şi hidraulică. Astfel, prin brevetul EP 1 130 084 A1 se aduc substanţiale îmbunătăţiri sistemului de amestecare a materialului biologic supus fermentării. Instalaţiile au cel puţin un recipient fermentator, în partea inferioară având o zonă pentru materia organică fluidă, iar în partea superioară, zona de acumulare ( înmagazinare ) a biogazului produs prin fermentare. În acest fermentator există cel puţin un malaxor acţionat de un motor imersibil. Sistemul de amestecare se poate regla axial (vertical) şi/sau unghiular(orizontal). Alimentarea cu energie a motorului se face printr-o trecere etanşă prin peretele recipientului, trece prin zona de acumulare a gazului şi este apoi condusă la motor.

Figura 2. Instalaţie de amestecare pentru fermentarea materialelor organice. Motorul imersibil de acţionare poate fi electric, hidraulic sau pneumatic. Agregatul hidraulic sau compresorul sunt poziţionate în afara incintei. În componenţă sunt, de asemenea diferite sisteme de poziţionare pe verticală şi/sau orizontală a malaxorului cu diferite soluţii de derulare şi rulare a cablurilor şi/sau conductelor ce asigură alimentarea cu agent energetic a motorului. Deasupra fiecărui sistem de amestecare, în plafonul recipientului fermentator se găseşte o deschizatură etanşată pe care se află puţul-service. Prin acest puţ-service se poate extrage amestecătorul pentru a se executa lucrări de întretinere sau reparaţii. Datorită acestei soluţii se pot desfăsura intervenţii fără a fi nevoie întreruperea procesului instalaţiei prin descoperirea şi/sau golirea recipientului fermentator. Avantajele aplicării soluţiilor tehnice brevetate sunt următoarele: Page 48 of 73

-

creşterea securităţii muncii prin eliminarea pericolului de electrocutare datorită folosirii motoarelor electrice imersibile; - scădere preţului prin eliminarea soluţiilor constructive speciale privind funcţionarea motoarelor electrice in mediu gazos. - Securitate absolută în ceea ce priveşte pericolul de explozie în incinte cu mediu gazos şi în imediata lor vecinătate. - Sistemul este economic, intervalele de timp pentru. întreţinere şi reparaţii fiind considerabil mai mari, comparativ cu acţionarea cu motoare electrice, motoarele hidraulice fiind mai fiabile şi mai uşor de întreţinut. - Soluţiile patentate pot fi cu uşurinţă incluse într-un sistem automatizat, computerizat. - Prin posibilitatea ajustării poziţiei malaxoarelor, pe verticală şi/sau orizontală, se optimizează procesul biologic, asigurându-se, funcţie de nivelul de umplere al fermentorului şi al viscozităţii substratelor, omogenizarea, împiedicarea sedimentărilor, sau formarea crustei la suprafaţa substratului în fermentare. - Datorită puţului-service, se pot efectua lucrări de reparaţie şi întreţinere fără a fi necesară întreruperea procesului de producere al biogazului prin descoperirea şi/sau golirea fermentorului. - Timpul necesar întreţinerii sau reparaţiei se reduce la minimum. Accesul operativ în instalaţia de fermentare se asigură printr-un sistem brevetat european (EP 1 717 30 A1). Acesta este realizat într-o construcţie care protejează o deschidere etanşată aplicată în tavanul din beton, sau în acoperişul din folie al fermentorului. Prin trapa etanşă a deschizăturii trece sistemul de susţinere, de alimentare şi poziţionare pe verticală şi orizontală al malaxorului. In caz de avarie sau pentru revizie, se va deschide trapa prin care se va scoate amestecătorul. Imediat după ce amestecătorul a fost scos, trapa se închide, asigurându-se etanşarea recipientului pentru derularea fără perturbaţii sau întreruperi a procesului biologic. Pierderile de gaz în timpul acestei operaţii este minimal. După terminarea intervenţiei, se deschide trapa de acces şi se introduce amestecătorul, procesul de producere al biogazului nefiind perturbat.

Page 49 of 73

Sistem de acces operativ în instalaţia de fermentare. Prin aplicarea acestui brevet, se asigură continuitatea procesului biologic de producere al biogazului în cazul necesităţii executării lucrărilor de reparaţie sau de revizie al malaxoarelor. Aceasta invenţie elimină costurile ce ar fi necesare pentru descoperirea reactoarelor de fermentare şi eventual chiar golirea lor pentru a avea acces la malaxoare. De asemenea, elimină pierderile ce s-ar produce din cauza perioadei îndelungate de staţionare şi apoi de repornire şi stabilizare a procesului biologic de producere al biogazului. Se elimină de asemenea cheltuielile suplimentare datorate pierderii unei cantităţi mari de substrat (material biologic) datorat descoperirii fermentorului, şi îndepărtarea acestuia. Variantele constructiv-funcţionale de instalaţii analizate, produse de firma germană UTS Biogastechnik, se dovedesc se alătură cu succes deja multora existente în funcţiune în ţările europene. Firma a pus în funcţiune două tipuri de instalaţii: - Triton®, - Helios®, Instalaţiile de tip Triton sunt compacte, ocupând suprafeţe minime, cu reţele de conducte de lungime minimă, amplasate exclusiv în interiorul rezervoarelor, iar casa pompelor este în zona centrală construcţiei. Construcţia este modulară, cu legături şi protecţii foarte etanşe.

Page 50 of 73

Figura 4. - Instalaţie de tip Triton cu capacitate de 700 – 1000 kW cu casa pompelor plasată central. Instalaţiile de tip Helios, sunt caracterizate printr-o flexibilitate ridicată, distribuţie compactă a compartimentelor de lucru, cu o multitudine de posibilităţi de extindere, de mărire a capacităţii de prelucrare. Ambele variante sunt realizate din componente şi subansamble prefabricate, respectiv standardizate. Toate închiderile sunt etanşe, asigurând eliminarea pierderilor de metan precum şi o folosire completă a gazelor reziduale. Uşurinţă mare în curăţire şi întreţinere. Sistemele de amestecare sunt foarte eficiente asigurând o valorificare energetică completă. De asemenea, se asigură o montare operativă, în timp scurt şi eforturi Instalaţiile produse de firma UTS se regăsesc în locaţii din Italia, Germania, Ungaria, Cehia. Spre exemplu instalaţia din Gut Borken are o putere instalată a grupurilor de producere combinată a energie electrice şi termice, CHP instalată de 2x 341 Kw, cu o putere electrică de 16 Mwh/zi, respectiv, 5.377 Mwh/an. Energie termică eliberată de aproximativ 17 Mwh/zi, adică 5.645 Mwh/an. Capacitatea energetică a instalaţiei poate fi suficientă pentru 1700 gospodarii cu energie electrica si 160 gospodarii cu căldura.

Page 51 of 73

Figura 5. - Instalaţie de tip Helios® cu capacitate de peste 750 Kw Alte schene tehnice de automatizare a instalatiei:

Page 52 of 73

Dozatorul:

Sistem mobil de amestecare şi dozare a biomasei

-

Snecul

-

Agitatoare

Acţionate de motoare imersibile alimentare din exterior cu putere de la 7,5 la 22 de kW/h

Preformanţa agitatoarelor testate in apa Toate sistemele din aceasta instalatiepot fi automatizate şi comandate cu ajutorul unui centru de comandă:

CAP : V : Elemente de analiză economică Influenţa calităţi dejecţiilor de tratat în randamentul biogazului Biodegradabilitatea complexiva a dejectiilor analizata la nivelul bazinului de colectare a canalizarilor poate varia intre 60 si 80%, in functie fie de varsta dejectiei fie de tipul de alimentatie. O clasificare ulterioara a fractiunilor biodegradabile , permite distingerea in interiorul fractiunii solubile intre o parte rapid biodegradabila (circa 20% din SSV) si una mai usor biodegradabila, si in interiorul partii suspendate intre o parte suspendata usor hidrolizabila si una hidrolizabila mai lent. Estimarea cantitatilor de biogaz productibile prin fermentare anaeroba plecand de la diferite materiale reziduale organice Randament de Continut de Subst. organica biogaz Tipul de material subst. (%subst.uscata) m3 / t subst. uscata(%) organica CRESCATORII Dejectii lichide 6-11 68-85 200-260 bovine Dejectii solide 11-25 65-85 200-300 bovine Dejectii lichide 2.5-9.7 60-85 260-450 porcine Dejectii solide 20-25 75-90 450 porcine Dejectii lichide 10-29 75-77 200-400 pasari Dejectii solide 32.0-32.5 70-80 400 pasari Dejectii solide 25-30 80 240-500 ovine Dejectii solide 28 75 200-400 cabaline AGRICULTURA Siloz de porumb 34 86 350-390 Siloz de ierburi 26-82 67-98 300-500 Fan 86-93 83-93 500 Trifoi 20 80 300-500 Paie 85-90 85-89 180-600 Coceni de porumb 86 72 300-700 AGRO-INDUSTRIE Rebuturi distilatie 2.0-3.7 94-95 330 Mere Melasa 80 95 300 Zer 4.3-6.5 80-92 330 Rebuturi vegetale 5-20 76-90 350

Din aplicarea valorilor prezentate in tabelul precedent se pot calcula, la nivel exemplificativ, urmatoarele randamente de biogaz si energie in cogenerare referitoare la valorile medii pe unitate de produs: Datele recoltate din probele de laborator pe termen lung, in conditii normale ale reactorului anaerob, cu timpi de stabilitate hidraulica limitati, ating niveluri de transformare a substantei organice in gaz biologic variabile intre 70 si 90% din biodegradabilitatea maxima in functie de starea dejectiilor. Scazute niveluri de transformare in biogaz pot fi imputabile pe temperaturi joase, cu timpi de retentie hidraulica prea scurti (sau cu incarcaturi organice prea ridicate) in functie de temperatura de proces, cu comportamente urate hidrodinamice a reactorului cu formare de zone moarte si fluxuri de by–pass intre intrare si iesire sau in prezenta substantelor inhibante sau antibiotice in concentratii ridicate. O ulterioara reducere de 12,5% circa din substanta organica transformabila in biogaz rezulta din operatiile de pretratament a dejectiilor necesare pentru remiscarea solidelor mai grosolane care pot provoca probleme de cruste superficiale in reactori neamestecati. La sfarsit se calculeaza randamentul de biogaz, trebuie sa se recurga la analiza stechiometrica, din care se obtine ca pentru fiecare g de COD distrus se produc 0,35l de metan in conditii standard (volum calculat la 0ºC si la presiune de 1 atmosfera absoluta). In realitate aceasta valoare va fi corectata in masura in care o fractiune in medie care poate fi evaluata la 5% din COD distrus este utilizat pentru cresterea celulara a biomasei anaerobe responsabile de proces. Factorul de transformare scade asadar la 0,33. Dat fiind ca biogazul este de obicei masurat la temperatura si presiunea diferita de conditiile standard, aceasta valoare va fi multiplicata printr-un factor egal cu (273 + T)/273 unde T este temperatura de masura in ºC, si impartita printr-un factor (10,33 + P)/10,33 unde P este presiunea de masura in mm de coloana de apa(procedura inversa va fi facuta daca se vrea o masura in conditii de reactor la o masura in conditii standard). Deseori insa, dupa cum este indicat mai sus, se estimeaza randamentele de productie de biogaz cu parametrii se considera mai usor de determinat la nivel zootehnic, si totusi corelate la COD, ca substanta organica prezenta in dejectii. Produs Dejectie lichida bovine Dejectie solida bovine Dejectie lichida suine Dejectie solida suine Dejectie lichida avicole

Volum (m3)

Greutatea (t)

Biogaz (m3)

Energie electrica (Kwh)

Energie termica (Kwh)

1

1

15

27

54

1

0.3

10.1

18

36

1

1

15.6

28

56

1

0.3

23.5

42

84.6

1

1

44.5

80

160

Dejectie solida avicole Dejectie solida ovine Dejectiesolida cabaline Siloz de porumb Siloz de ierburi Fan Trifoi Paie Coceni de porumb Rebuturi mere Melasa Zer Rebuturi vegetale Coji de Rosii Rebuturi de la teasc Pasta citrice

1

0.3

29.3

52

105

1

0.3

21.1

38

76

1

0.3

18.9

34

68

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0.625 0.5 0.35 0.3 0.04 0.4 0.3 0.3 1 0.4 0.4 0.5 0.3

67.6 89 137.8 64 12 123.8 2.6 68.4 15.3 14.5 29.8 357 36.8

121 160 248 115 21 222 4.6 123 28 26 53.6 642.6 65.8

243 320 496 230 49 445 9.4 246 56 52 107 1285 131.7

Cost şi profit Biogazul este o afacere foarte profitabilă, mai ales dacă substraturile organice sunt uşor de procurat. Acesta este în special cazul marilor companii producătoare şi procesatoare de alimente sau întreprinderilor agricole. Situaţia costurilor anuale regulate privind tratarea deşeurilor organice Categoria de costuri

Calcul

Cost anual

Tratarea grăsimilor

1,600 m3 / 17.9 € per m3 1,035 tone / 16.8 € per m3

28,640.00 €

Tratarea deşeurilor alimentare

17,388.00 €

Tratarea aerobică a lichidelor şi apei Electricitatea necesară tratării deşeurilor lichide Întreţinerea

311,000.00 €

Personalul

25,000.00 €

Total

455,028.00 €

45,000.00 € 28,000.00 €

Specificaţiile unei instalaţii de biogaz Suprafaţa necesară

250 m3

Capacitate

30 m3/h

Volum (etanş)

600 m3

Temperatura de operare

35-38 °C

Tratarea lichidelor

620 m3/zi

Deşeuri

3.5 m3/zi

Grăsimi

3.5 m3/zi

Temperatura de admisie

30 °C

Cererea medie de oxigen chimic, inclusiv co-fermentarea

5,600 mg/l

Cererea maximă zilnică de oxigen chimic

3,500 kg

Biogaz produs

53 m3/h

Caracteristică suplimentară: producţia instalaţiei de poligenerare Costurile anuale ale instalaţiei de biogaz cu/ fără poligenerare

145 kW el

Variaţia A

Variaţia B

fără poligenerare

cu poligenerare

Investiţie

Investiţie

1.65 milion €

Rambursare (amortizare)

165,000.00 €

Dobândă credit

99,000.00 €

1.15 million € Rambursare (amortizare) 115,000.00 € Dobândă credit 69,000.00 € NaOH (incl. pH)

8,000.00 €

NaOH (incl. pH)

8,000.00 €

N2

3,000.00 €

N2

3,000.00 €

Întreţinere (service complet) Personal

28,000.00 €

29,017.50 €

25,000.00 €

Întreţinere (service complet) Personal

Electricitate

18,000.00 €

Electricitate

18,000.00 €

15,000.00 €

Total

266,000.00 € Economisire* 189,028.00 € Profitul anual al instalaţiei de biogaz cu/ fără poligenerare Variaţia A

Variaţia B

fără poligenerare

cu poligenerare

377,017.50 € 118,010.50€

Biogaz produs

464,280 m3

Biogaz produs

464,280 m3

Conţinut de energie

10,446,300 MJ

Conţinut de energie

10,446,300 MJ

2,901,750 kWh

2,901,750 kWh

Producţie electricitate(40%) 1,160,700.00 kWh Producţie termică (45%)

1,305,787.50 kWh

Profit (termic)

39,173.13 €

Profit (electricitate)

127,677.00 €

Profit (doar gaz)

87,052.50 €

Economii adiţionale Profit anual

189,028.00 €

118,010.50 €

270,080.50 €

284,861,13 €

Care este potenţialul biogazului. În contextul schimbărilor climatice şi actualelor politici energetice, necesitatea utilizării surselor de energie regenerabile, sustenabile şi indigene este din ce în ce mai ridicată. Utilizarea unor materiale pentru producerea de energie, care pot fi considerate deşeuri şi a căror depozitare costă bani, devine clar o abordare inteligentă. În plus faţă de beneficiile pentru mediu, creşterea preţului energiei convenţionale şi cerinţele din ce în ce mai mari pentru un management adecvat al deşeurilor organice sunt argumente în favoarea producerii de biogaz.. Însă utilizarea bălegarului, deşeurilor organice şi a altor tipuri de biomasă ca surse de energie, depinde în mare măsură de disponibilitatea acestora. Disponibilitatea şi utilizarea sunt strict dependente de politicile energetice şi de mediu naţionale şi UE. Co-fermentarea bălegarului şi a altor tipuri de deşeuri organice în centrale de biogaz reprezintă un proces integrat. Pe lângă producerea de energie regenerabilă, procesul include beneficii de mediu şi agricole, cum sunt: • economisire a banilor de către fermieri

îmbunătăţirea eficienţei fertilizatorilor • reducerea emisiilor gazelor cu efect de seră • reciclare ieftină a deşeurilor • reducerea neplăcerilor cauzate de mirosuri şi muşte • posibilitatea reducerii patogenilor prin igienizare, toate acestea conectate cu producerea de energie regenerabilă. Gazul natural, petrolul şi combustibilii solizi acoperă piaţa de energie primară a României în proporţie de 74%. Consumul total a înregistrat o creştere slabă în ultimii 3 ani, după ce a manifestat o scădere semnificativă în perioada 1990-1999. Cantitatea de petrol şi gaz natural au înregistrat o scădere importantă din 1990 iar alimentarea cu petrol este acum sub media EU-27de 38%. În schimb, sursele regenerabile au crescut constant, înregistrând 12% din consumul total intern, mai mare decât EU-27 cu 6%. 40 % din teritoriul României este ocupat de teren agricol, iar cca 30% de păduri, însă doar 10% din totalul de biomasă este folosit pentru producerea energiei. Biomasa este utilizată în general pentru încălzire, ardere directă şi apă caldă. Contextul reconsiderări produceri biogazului •

De aproape 400 de ani se fac cercetări în domeniul chimiei gazelor, Volta fiind primul care a extras metanul, (constituent principal al biogazului), din gazele colectate din mlaştini. În România, interesul mai mare pentru cercetarea posibilităţilor de producere a biogazului apare după 1958, când la Centrul Experimental de Îngrăşăminte Bacteriene (C.E.I.B.) de la Băneasa, s-au iniţiat cercetări de laborator pentru izolarea unor surse active de bacterii metanogene şi obţinerea de gaze combustibile pe cale biologică, din diferite substraturi organice (dejecţii de animale şi gunoaie menajere). Cercetarea românească a trecut de la nivelul fundamental, constând în aprofundarea microbiologiei procesului de metanizare şi la selecţia de surse de bacterii metanofore cu activitate maximă în vederea optimizării bioconversiei energetice, la cel aplicativ, cu eficienţe economice semnificative, materializate în existenţa şi funcţionarea în condiţii normale de producere şi captare a biogazului, instalaţii cu o capacitate însumată la nivelul ţării, de aproape 85.000 m 3 biogaz/zi, respectiv 30 milioane m3/an, încă din deceniul 8 al secolului nu demult încheiat. Din nefericire, atât cercetarea cât şi industria au cam abandonat domeniul. Mileniul a III-lea începe cu o reconsiderare a resurselor energetice, pe fond ecologic şi economic. Progresul umanităţii se poate aprecia şi prin calitatea vieţii, dependentă de un consum energetic individual cu o creştere lentă dar continuă. Pentru asigurarea energiei necesare sunt reconsiderate resursele energetice alternative. În prima parte a anului 2008, Parlamentul European a adoptat o Rezoluţie privind agricultura durabilă şi biogazul, considerându-se necesitatea revizuirii legislaţiei europene ((2007/2107(INI)). Astfel se recunoaşte că biogazul este o resursă energetică vitală, care contribuie la dezvoltarea durabilă a economiei, agriculturii şi a mediului rural şi la protecţia mediului, subliniindu-se contribuţia pe care o poate avea biogazul la reducerea dependenţei sectorului energetic al Uniunii Europene. Totodată se consideră că folosirea biogazului în principal pentru producerea de electricitate şi energie termică ar putea contribui în mod semnificativ la realizarea obiectivului obligatoriu de a obţine, până în 2020, o pondere de 20% a energiei regenerabile din consumul total de energie al UE. Cu acest prilej s-a încurajat, atât Uniunea cât şi statele membre să exploateze potenţialul uriaş al biogazului prin crearea unui mediu favorabil, precum şi prin menţinerea şi dezvoltarea regimurilor de sprijin pentru a promova investiţiile în instalaţiile de biogaz şi garantarea viabilităţii acestora. Un mare accent s-a pus pe calitatea instalaţiilor de producere a biogazului în special pe bază de gunoi de grajd, nămol de epurare sau deşeuri organice, care pot duce la creşterea gradului de percolare a amoniacului. Este necesar ca prin construcţie acest efect colateral să poată fi ţinut sub control. S-au emis recomandări pentru adoptarea unor măsuri în legislaţia naţională privind instalaţiile de biogaz, precum şi în cadrul condiţiilor de acordare a subvenţiilor pentru instalaţiile de biogaz. De asemenea, au fost îndemnate statele membre şi Comisia să ia toate măsurile pentru ca instalaţiile de biogaz să nu aibă scăpări de metan, deoarece prin aceasta s-ar compromite efectul benefic asupra încălzirii globale. Printr-un raport Parlamentul european prin Comisia pentru industrie, cercetare şi energie recomandă Comisiei pentru agricultură şi dezvoltare rurală ca producţia de biogaz din gunoi de grajd, nămol de epurare, ape reziduale urbane, deşeuri de origine animală şi deşeuri organice să contribuie la diversificarea surselor de energie, reprezentând prin aceasta, într-o măsură semnificativă, un aport la securitatea, competitivitatea şi

durabilitatea aprovizionării cu energie la nivel european, precum şi o oportunitate de creare de noi venituri pentru agricultori. Sistemele tehnice de producere a biogazului se perfecţionează continuu, fiecare producător urmărind să aducă îmbunătăţiri care să determine creşterea calităţii prin performanţe ridicate de valorificare superioară a materiei prime destinate producerii biogazului, precum şi de convertire a biogazului în energie electrică şi/sau termică. Concurenţa pe piaţa constructorilor de instalaţii fiind destul de mare, inovările se aduc atât la nivel de principiu cât, mai ales la nivelul subansamblelor şi componentelor. Principiul de producere a biogazului, ce constă în formarea de gaze combustibile prin descompunerea substanţelor organice umede in medii lipsite de oxigen molecular, este un proces care se produce in mod natural pe Terra. În figura 1 se prezintă ciclul de transformare a energiei în natură prin intermediul biogazului, cu posibilitatea de valorificare industrială, în instalaţii specializate de convertire în energie electrică şi căldură atât de necesară gospodăriilor.

Figura 1. - Ciclul de transformare a energiei în natură prin intermediul biogazului. Ce sunt şi cum funcţionează certificatele verzi Certificatele verzi sunt adevarate titluri negociabile pe piata electrica, emise si controlate de administratorul retelei de transformare nationala (GRTN), avand scopul de a stimula productia de energie electrica din energii alternative si atestand provenienta acestei energii din instalatii alimentate din energii alternative ca: soarele, vantul, resursele hidrice, resuresele geotermice, si transformarea in energie electrica a produselor vegetale sau a rezidurilor organice si anorganice.

Pentru a avea drept la certificare, instalatile trebuie sa fie calificate de GRTN ca instalatii alimentate din energii alternative ( IAFR), deci instalatile de biogaz care folosesc deseuri organice si/ sau produse vegetale cu scopul de a produce energia electrica au drept la calificarea IAFR si la eliberarea certificatelor verzi care se obtin dupa urmatoarea procedura: • solicitare la GRTN recunoasterea IAFR • avand recunoasterea se poate solicita la GRTN emiterea certificatelor verzi pentru anul in curs • impreuna cu cererea pentru anii ulteriori intrarii in productie, trebuie sa fie prezentata declaratia facuta la UTF care va demonstreaza productia efectiva.

Conditiile tehnice pt cedarea energiei trebuie sa fie in concordante cu societatea distribuitoare Pentru a obtine un certificat verde este nevoie sa se produca anual cel putin 50.000 kwh de energie electrica, dar pentru instalatiile mici este suficient o productie de energie peste 25.000 kwh anual pentru a avea drept la un certificat verde.Certificatele sunt acordate instalatiei calificate pentru 8 ani consecutivi intrarii in exercitiu, cu posibilitatea de a obtine pentru anii urmatori noi certificate prin remodernizare sau reintensificare a instalatiei. In present se discuta posibilitatea din punct de vedere legislativ de a creste la 12 ani perioada de eliberare a certificatelor verzi. Cererea de certificate este impusa de lege, in masura in care ramane in vigoare obligatia de a introduce in sistemul electric national o cota parte din energia produsa din energii alternative echivalent cu 2,35% sporit cu 0,35% pe an din 2004 pana in 2006 si pentru urmatorii 3 ani 2007-2009 si 2010-2012 sporirea va fi egala sau mai mare. Pretul certificatelor verzi este variabil si fixat de la an la an pe baza facilitatilor acordate, amintind faptul ca pe anul 2007 valoarea a fost fixata in 9,739 eurocent/kwh si este recunoscut pe toata productia atat cea autoconsumata cat si a cea cedate. Este foarte important a se evidentia ca certificatele verzi din posesia administratorului unei instalatii de biogaz si energie electrica produsa de aceeasi instalatie, pot fi vandute separat intrucat certificatele verzi sunt platite pe cantitate totala de energie electrica produsa de instalatie, in timp ce energia electrica care e platita este cea cedata retelei nationale , care la randul sau foloseste conditia favorabila de prioritate intrucat este produsa din energii alternative. In plus operele pentru realizare unei instalatii IAFR sunt de utilitate publica, dupa cum prevede dectretul legislativ 387/03. Ramanand in competanta CPI, a serviciului anti incendiu al

Ministerului de Interne, toate operele referitoare la realizare si gestionare sunt supuse unei autorizatii unice eliberata de regiune sau de alt subiect delegat si IAFR de putere mai mica decat 3 MWt sunt activitati luate in considerare ca si activitati cu poluare atmosferica putin semnificativa. Cum se cedeaza energia Energia produsa de surse alternative, in prezent la cererea producatorului, este retrasa de administratori de retea la pretul en-gross al energiei electrice cedate de catre cumparatorul unic de la firmele distribuitoare, deci posibilele destinatii ale energiei produse sunt urmatoarele: : 1) Pe piata: • vanzand energia unui client final sau unui en-grossist prin contract bilateral • vanzand energia la bursa 2) Sa soliciti administratorului de retea la care este conectata instalatia, retragerea energiei electrice produse. Exista o conventie precisa stipulata de Federenergie, Enel Distribuzione, GRTN, Cumparator Unic si asociatia producatorilor care are scopul de a defini modalitatile tehnice, economice si contractuale pentru preluarea energiei electrice. Asemenea conventie este de durata anuala si se poate reinnoi pentru teritoriul propriu producatorul cedeaza administratorului din retea intreaga energie electrica produsa neta mai putin cea autoconsumata. Datorita conventiei pentru instalatiile alimentate cu energii alternative cu putere de pana la 1MW administratorii de retea garanteaza urmatoarele preturi minime definite pe trepte: pentru primele 500.000 kWh anual 95 euro/MWh , de la 500.000 KWh pana la 1 milio de KWh anual 80 euro / MWh , de la 1 milio pana la 2 milioane de KWh anual 70 euro / MWh , peste 2 milioane KWh anual pretul Cumparatorului Unic (pe secvente orare sau indiferentiat) Aplicarea acestor preturi minime a fost recunoscuta pentru garantarea acoperirii costurilor micilor instalaţii care utilizează energii alternative, dar care nu sunt in măsură sa participe si sa concureze pa piaţa, in primul rând pentru ca energia retrasa de administratorii de reţea este remunerata pe emiterile efective producătorii au avantajul de a nu prezenta programe de producţie, si deci nu sunt aplicate echivalentele debalansării . Costurile ce trebuiesc plătite gestionarului de reţea sunt 120 euro anual pentru instalaţie pentru acoperirea costurilor administrative si 0.5% din contravaloarea energiei preluata; daca administratorul de reţea gestionează contractele trebuie să se predispună alţi 120 euro anual pentru instalaţie si 0.5% din contravaloarea energiei preluate. De multi ani este pusa in miscare dezvoltarea sistemelor de productie a energiei electrice pe baza exploatarii de surse energetice alternative. Biogazul este una dintre aceste surse energetice. Datorita noilor norme in materie de autoproductie, recunoasterii valorii ambientale a energiei electrice din surse alternative si unei tehnologii de acum omologata, astazi este posibil sa se produca biogaz pentru generarea de caldura si electricitate in conditii avantajoase. Centrul de Cercetare Mediu Ambiental si Materiale ENEL a condus, in primii ani de dupa 90, in colaborare cu Centrul Cercetari Productii Animale din Regiunea Reggio

Emilia, o investigatie pe raza larga in Campia Padana pe potentialitatea biogazului productibil plecand de la dejectiile zootehnice. Din investigatie a rezultat ca cogenerarea de energie electrica si caldura prin biogaz poate da nastere a avantaje evidente, fie in campul energetic, fie in cel ambiental. Cogenerarea se poate integra in mod convenabil in instalatiile crescatoriei, in special in cazul in care trebuie sa fie realizate opere corespunzatoare pentru solutionarea celor mai presante restrictii normative in materie de depurare a dejectiilor. Finalitatea este aceea de a promova biogazul ca energie alternativa, evidentiind elementele normative si tehnologice, permitand viziunea unui cadru realist si util al folosirii de biogaz in spatiul modernei practici zootehnice. MĂSURI DE PROTECŢIA MUNCI , IGIENA MUNCI ŞI P.S.I. în apropierea instalaţiei de biogaz este interzis a se umbla cu foc deschis sau flacăra de orice fel ; în încăperile şi la aparatele la care se utilizează biogazul se vor lua aceleaşi masuri de protecţie ca şi la utilizarea gazelor lichefiate sau a Gazului metan ; manipulare materiei prime , transportul acesteia , formarea amestecului , etc. , trebuie făcute cu respectarea stricta a regulilor de igiena personala ; se va evita contactul direct cu materialele supuse fermentări , se vor pansa şi feri eventualele răni deschise , etc. ; după efectuarea lucrărilor de alimentare a fermentatorului se vor spăla obligatoriu mâinile cu apă şi săpun ; pentru protecţia îmbrăcămintei , se vor purta şorţ de protecţie din pânză , de protecţie .

Concluzi Nivelul de calitate a sistemelor tehnice de producere şi valorificare a biogazului este într-o continuă creştere. Cine investeşte în instalaţii noi, doreşte să-şi asigure beneficii pe termen lung şi să excludă eventuale riscuri. Durabilitatea şi disponibilitatea ridicată decid asupra funcţionării economice a instalaţiilor. Investiţiile realizate în această directie trebuie să asigure un raport corect calitate/preţ, într-o concepţie desăvârşită şi materialele de calitate superioară, cu o funcţionare îndelungată. În condiţiile în care va fi mereu o creştere a productivităţii recoltelor agricole, cu reducerea cheltuielilor, producerea energiilor alternative poate aduce o contribuţie esenţială în domeniul energetic. Instalaţiile de producere şi valorificare a biogazului prezintă în plus avantajul că, în cazul alimentării continue cu substraturi, furnizează energie electrică la putere relativ constantă – avantaj care va juca un rol tot mai important în discuţiile despre energie, în viitor. Rentabilitatea funcţionării unei instalaţii de biogaz depinde în mod decisiv de durata de viaţă şi de fi abilitatea ei. Prin utilizarea materialelor de calitate superioară, precum şi a subansamblurilor performante, cu grad ridicat de automatizare, activităţile de întreţinere şi de revizie sunt reduse la minim, astfel încât instalaţiile ating în mod uzual perioade lungi de exploatare cu un grad de utilizare efectivă de peste 90%. Unităţile de fermentare realizate fie

din beton armat sau oţel inoxidabil se derulează procese biologice, de la descompunerea materiei prime până la formarea biogazului. Compoziţia foarte agresivă a gazelor produse poate ataca multe materiale. De aceea, se folosesc cele mai potrivite materiale, funcţie de varianta constructivă, utilizată. Unităţile de fermentare sunt dotate cu scări de acces, platforme cu grilaj, toate conform normelor de siguranţă şi prescripţiilor în vigoare. Cupola de gaz poate fi realizată şi din membrane speciale, rezistente la radiaţii ultraviolete. Eficienţa economică a unei instalaţii de biogaz depinde în mod decisiv de calitatea programului de comandă a procesului. Din acest motiv, se livrează unităţi de comandă cu softul necesar, pentru toate instalaţiile de biogaz, începând de la cele mai mici până la cele mai mari. Toţi parametrii de intrare importanţi, cum ar fi tipul substraturilor, cantităţile de dozare zilnice şi orele de alimentare pot fi preselectaţi. Nivelul de umplere pe zone este supravegheat şi monitorizat în mod automat, pompele şi agitatoarele sunt comandate automat, reducându-se astfel costurile exploatării. Toate datele controlate de calculator în timpul exploatării, pot fi vizualizate pe un display şi tipărite. Aceasta uşurează controlul şi supravegherea procesului, permite sesizarea din timp a unor deficienţe, astfel încât pot fi luate din timp măsuri preventive. De asemenea, instalaţiile de calitate asigură o supravegherea calităţii gazului, transmiterea la distanţă a datelor, sesizarea automată a problemelor tehnologice şi semnalizarea lor, precum şi înregistrarea şi vizualizarea datelor cogeneratorului CHP. În majoritatea ţărilor europene există o mare preocupare pentru valorificarea energetică a gunoiului de natură biologică din gospodării, a dejecţiilor animale, deşeurilor naturale, nămolurilor rezultate din diferite procese de producţie agroalimentare, gama instalaţiilor de producere a biogazului fiind foarte diversă. În România este necesară o extindere a experienţelor pozitive, adaptarea legislaţiei la legislaţia europeană, cu toate facilităţile stimulative acordate celor care produc sau utilizează forme de folosire a energiilor alternative.

În anul 2007 producţia de energie regenerabilă în Europa a fost următoarea: - 66.1% din biomasă - 22.2% din energia centralelor hidrodinamice - 5.5% din energia eoliană - 5.5% din energia geo – termală - 0,7% din energia solară (termală şi panouri solare) MĂSURI DE PROTECŢIA MUNCI , IGIENA MUNCI

- în apropierea instalaţiei de biogaz este interzis a se umbla cu foc deschis sau flacăra de orice fel ; - în încăperile şi la aparatele la care se utilizează biogazul se vor lua aceleaşi masuri de protecţie ca şi la utilizarea gazelor lichefiate sau a Gazului metan ; - manipulare materiei prime , transportul acesteia , formarea amestecului , etc. , trebuie făcute cu respectarea stricta a regulilor de igiena personala ; - se va evita contactul direct cu materialele supuse fermentări , se vor pansa şi feri eventualele răni deschise , etc. ; - după efectuarea lucrărilor de alimentare a fermentatorului se vor spăla obligatoriu mâinile cu apă şi săpun ; - pentru protecţia îmbrăcămintei , se vor purta şorţ de protecţie din pânză , de protecţie .

Instructiuni privind protectia munci Conform reglementărilor legale în vigoare, unitatea beneficiară a maşinii de umplut membrane, are obligaţia să elaboreze instrucţiuni de lucru şi protecţia muncii şi să le afişeze la locuri vizibile, de la locul de muncă aferent. La elaborarea acestora trebuie luate în considerare prevederile normativelor legale de tehnica securităţii muncii, de protecţie a muncii în condiţiile concrete ale amplasării maşinii de umplut membrane. Unitatea beneficiară are obligaţia ca în decurs de un an de exploatare a maşinii să completeze prezentele instrucţiuni cu toate măsurile ce s-au ivit pe parcurs şi să le înainteze forurilor superioare şi elaboratorului lucrării, pentru eventuala includere în normativele de protecţie a muncii din ramura constructoare de maşini. Măsurile de siguranţă, pentru preîntâmpinarea accidentelor de muncă, care se impun a fi respectate de către operatorul acestei maşini, sunt următoarele : - interzicerea introducerii mâinilor sau a altor obiecte spre interiorul pompei de carne în timpul funcţionării acesteia ; - înainte de deschiderea capacului pompei de carne sau capacul dispozitivului de vacuumare, pentru curăţire, se deconectează obligatoriu maşina de la reţeaua electrică prin acţionarea întrerupătorului general ; - pentru prelucrarea întregii compoziţii de carne care a mai rămas în pâlnia de alimentare la terminarea lucrului, se împinge compoziţia rămasă, cu ajutorul unui tampon de lemn, spre pompa de carne ; - după fiecare utilizare, la terminarea zilei de lucru, maşina se curăţă de restu-rile compoziţiei de carne prin spălare cu apă caldă ; - în cazul unor întreruperi de funcţionare pentru un timp mai îndelungat, maşina se conservă pentru a se feri de oxidare. Prin construcţie, maşina de umplut asigură respectarea condiţiilor de protecţie a muncii şi o deservire uşoară. Având în vedere procesul tehnologic pentru care este destinată maşina de umplut membrane şi a pericolelor ce pot apărea faţă de operator, nu se permite deservirea maşinii de către personal neinstruit. În acest scop se va face in-structajul de NTS şi PSI detaliat şi examinarea personalului de deservire. La instructaj se vor accentua, în special problemele de protecţia muncii specifice locului respectiv. O mare atenţie se va acorda, la punerea în funcţiune, a verificărilor legăturilor electrice şi a

prizelor de pământ.

În timpul funcţionării maşinii de umplut membrane sunt strict interzise următoarele operaţii : - strângerea sau desfacerea reperelor care se află în legătură directă cu funcţionalitatea maşinii ; - gresarea rulmenţilor sau a altor organe aflate în mişcare ; - intervenţia asupra oricăror organe aflate în miscare ; - reglarea tampoanelor limitatoare de cursă. Utilajul se consideră apt pentru darea în exploatare, după recepţia internă efec-tuată de o comisie competentă. La punerea în funcţiune şi exploatare se vor respecta următoarele : - nu se admite funcţionarea maşinii fără punerea la pământ a instalaţiei elec-trice, conform normelor în vigoare ; - se verifică zilnic starea izolaţiei la cordoanele de alimentare cu energie elec-trică, cele care au izolaţia deteriorată se vor înlocui imediat ; - nu se permite funcţionarea maşinii cu piese defecte sau improvizate. De mare importanţă, pentru buna desfăşurare a activităţii, este purtarea echipa-mentului de protecţie de către personalul operator şi de întreţinere, care trebuie să asi-gure, atât evitarea accidentărilor în contact cu sculele tăietoare folosite, cât şi exclude-rea posibilităţilor de electrocutare, având în vedere mediul frecvent umed. Instructiuni privind paza si stingereaincandiilor. În vecinătatea secţiilor în care se găsesc instalatiile de biogaz, în locuri accesibile, se amplasează extinctoare cu spumă, lăzi cu nisip şi minimul uneltelor necesare pentru intervenţii în cazul incendiilor. Pentru instalaţiile electrice, în secţii se amplasează extinctoare cu praf sau cu bioxid de carbon, cu posibilitate de stingere în sistem fix sau mobil Depozitarea mărfurilor Depozitarea mărfurilor, respectiv stocarea acestora, este strâns legata de procesele de transport. Activităţile de extracţie si prelucrare a materiilor prime, a semifabricatelor se desfăşoară, de regula, in localităţi diferite, situate la anumite distante unele de altele. In plus, exista de regula un anumit interval de timp intre terminarea unui proces de producţie si începutul altuia. O parte din acest timp este afectata transportului, iar cealaltă este consumata cu operaţiuni pregătitoare: expediere, întocmire a documentelor de transport, încărcare – descărcare, depozitare etc. Depozitarea mărfurilor este echivalenta cu un transport in timp al acestora si nu in spaţiu. Ea constituie o componenta importanta a distribuţiei mărfurilor, iar necesitatea depozitarii si durata acesteia sunt determinate de condiţii naturale, considerate economice si alte considerente . Condiţiile naturale sunt obiective, iar consecinţele acestora vizează următoarele aspecte: In natura a determinat o anumita periodicitate in agricultura, recoltele fiind strânse in anumite perioade ale anului. In general, produsele agricole fiind necesare in tot cursul anului, cea mai mare parte a acestora trebuie depozitata, înainte ca ele sa fie supuse prelucrării sau destinate consumului. Cerealele, de pilda, fac obiectul depozitarii in proporţie de 75 – 80%, in vederea asigurării consumului in celelalte sezoane ale anului. In multe cazuri recoltele de cereale si fructe ajung la maturitate intr-o perioada scurta de timp, iar

depozitarea cantităţilor excedentare consumului curent devine o condiţie indispensabila pentru evitarea pierderilor. Natura ne oferă adeseori ani cu recolte foarte bune si ani cu recolte bune sau mai puţin bune, ceea ce face necesara crearea de stocuri in depozite in vederea evitării penuriei de produse alimentare in anii cu recolte slabe; In condiţiile climaterice deosebite (înzăpezirile, inundaţiile, îngheţul etc.) afectează de regula transporturile, mergând pana la sistarea acestora in anumite perioade, sau determinând reducerea volumului mărfurilor transportate. Daca mărfurile care fac obiectul transportului se bucura de o cerere permanenta, sau sunt solicitate la destinaţie in timpul in care transporturile nu se pot desfăşura, crearea unui stoc de siguranţa prin amenajarea unui depozit in zona lor de consum productiv sau neproductiv poate asigura satisfacerea neîntrerupta a cererii de consum; In anumite produse se consuma exclusiv in anumite perioade ale anului, aşa cum sunt lemnele de focin timpul iernii; altele se consuma in tot cursul anului, dar, in principal, intr-o anumita perioada (consumul de produse petroliere, de cărbuni s.a. creste in timpul iernii). Sporind producţia in sezoanele de primăvara, vara si toamna si stocând o parte din aceasta, se creează condiţiile necesare desfăşurării normale a producţiei in toate sectoarele si pe tot timpul anului. Considerentele economice care impun depozitarea unor mărfuri pe anumite perioade de timp, vizează următoarele aspecte: a) Aşa cum arătam, multe produse se caracterizează printr-o cerere totala sau parţiala sezonala, aşa cum ar fi, de exemplu, calendarele, agendele, globuleţele si artificiile pentru pomul de Crăciun etc. Producţia exclusiva a acestora in timpul sărbătorilor de iarna ar necesita capacitaţi de producţie pe măsura cererii, dar aceste capacitaţi n-ar mai putea fi utilizate pana la sfârşitul anului următor. Se impune deci, organizarea unei producţii permanente, la scara mai redusa, cu investiţii mai mici si folosirea forţei de munca in tot cursul anului, cu costuri de producţie scăzute si depozitarea celei mai mari parţi a producţiei pentru a putea acoperi cererea de vârf in perioada sărbătorilor de iarna. In asemenea situaţii, va trebui comparat costul unei producţii sezoniere cu costul producţiei neîntrerupte si al depozitarii, alegând varianta cea mai economica, dar ţinând seama si de alte criterii cum sunt cele de ordin social. b) Multe procese de producţie au un caracter continuu, îndeosebi cele din metalurgie, chimie s.a. Chiar in condiţiile asigurării unui transport de o anumita regularitate si frecventa, ceea ce este ideal, este necesara crearea unui stoc de siguranţa pentru producţie. Mărimea acestui stoc va fi condiţionata de regularitatea si frecventa transportului, dar si de alţi factori de siguranţa . În multe cazuri transportul se derulează prin porturi iar depozitarea temporara a unor mărfuri, in vederea încărcării pe nave, devine absolut necesara conform principiului ca „marfa aşteaptă nava”. c) Realizarea transporturilor de mărfuri in partiţii mari conduce la costuri mai reduse pe tona de marfa transportata in comparaţie cu transportul mărfurilor in partiţii mici. In aceste condiţii, adeseori este mai convenabil depozitarea temporara in vederea realizării unei partiţii de marfa care sa permită folosirea mijlocului de transport la capacitate, decât transportul in partiţii mici.

In general, un cumpărător se poate aproviziona in trei moduri: - direct de la sursa, frecvent si in cantităţi mici, ceea ce implica costuri maxime de transport; - dintr-un depozit amplasat in apropierea sursei de aprovizionare, ceea ce implica livrări in depozit în loturi mici, dar transport la cumpărător in cantităţi mari, obţinându-se pe aceasta cale economii la cheltuielile cu transportul final; - dintr-un depozit amplasat in apropierea cumpărătorului, transportul de la furnizor la depozit efectuându-se la anumite intervale si in cantităţi mari, iar livrările de la depozit la cumpărător – frecvent si in cantităţi mici. In situaţiile in care sunt implicaţi mai mulţi cumpărători ai aceleiaşi mărfi, amenajarea unui depozit in apropierea pieţei de desfacere poate conduce la reducerea importanta a cheltuielilor de transport. d) Mărfurile pot fi acumulate, prin depozitare, in scopuri financiare. Prin depozitarea acestora in depozite independente, proprietarii pot obţine împrumuturi bancare in schimbul gajului asupra mărfurilor depozitate. Transferul mărfurilor din depozit se face de regula sub control bancar, prin documente speciale. In plus, depozitarea mărfurilor in depozite independente este adesea necesara pana la achitarea taxelor vamale sau a altor taxe. e) In general, mărfurile ce urmează a fi vândute trebuie expuse la vederea viitorilor comparatori. Depozitele de vânzare in consignaţie, shop-urile, expoziţiile cu vânzare s.a. sunt forme de depozitare, verigi ale distribuţiei mărfurilor . La toate acestea, trebuie adăugate considerentele strategice de apărare a independentei si suveranităţii tarilor, care impun constituirea de stocuri de materiale strategice: alimente, combustibili, muniţii, metale, cauciuc, medicamente s.a. Tehnologii moderne de transport O direcţie importanta a progresului tehnic in transporturile de mărfuri, care pe plan internaţional cunoaşte o dezvoltare puternica încă din anii ’70, o constituie unitizarea . Prin unitizare se înţelege crearea unor unităţi de încărcătura standardizate, reunind un singur fel de marfa, sau mărfuri diferite, dar compatibile, care permit utilizarea unor mijloace de transport specializate si mecanizarea operaţiunilor de încărcare-descărcare, stivuire si depozitare a mărfurilor . Formele prin care se manifesta unitizarea includ transportul mărfurilor in containere, pe palete, in pachete etc. . Containerizarea a început in tarile industriale încă din anii ’30, când companii de navigaţie din SUA, Marea Britanie, Franţa s.a. realizau transporturi de mărfuri in containere, cu nave obişnuite pentru transportul mărfurilor generale. Pe căile ferate ale acestor tari au apărut in acea vreme containere de construcţii si dimensiuni diferite, îndeosebi pentru transportul intern de mărfuri . Până în anii ’70, transporturile containerizate interne si internaţionale nu erau strâns legate intre ele si nu jucau un rol de seama in comerţul internaţional. Începând cu anii ’70 „revoluţia containerizarii” cunoaşte un adevărat „boom”, exercitând o acţiune determinanta asupra transporturilor, a producţiei si a comerţului mondial. Unii specialişti afirma ca trecerea de la transportul clasic la transportul containerizat este mai importanta pentru omenire decât a fost in secolul trecut trecerea de la navele cu pânze, la navele cu motor. Foarte puternic este procesul containerizarii in transportul maritim si cel intermodal. In prezent aproximativ 90% din traficul maritim de mărfuri generale al tarilor industriale si cca 50% din cel al tarilor in curs de dezvoltare se realizează prin containerizare. Containerizarea a necesitat

standardizarea containerelor, a mijloacelor tehnice pentru manipularea acestora si unificarea metodelor de organizare a transporturilor. O contribuţie importanta in acest sens a adus Organizaţia Internaţională de Standardizare (I.S.O.). Dezvoltarea rapida a transporturilor containerizate se explica prin eficienta lor economica ridicata. In transportul maritim, de pilda, eficienta se manifesta prin: reducerea operaţiunilor de transbordare si creşterea productivităţii muncii in realizarea acestor operaţiuni de 10 – 15 ori, reducându-se corespunzător si forţa de munca necesara; reducerea cheltuielilor de stivuire a mărfurilor de circa 10 ori; reducerea de 5 – 8 ori a timpului de staţionare a navelor in porturi; reducerea cheltuielilor totale cu transportul si transbordarea mărfurilor de circa trei ori in comparaţie cu metodele clasice de transport. In transportul pe calea ferata, containerizarea reduce volumul de lucru al staţiilor de triaj, sporind in mod corespunzător capacitatea acestora, sporeşte viteza comerciala a trenurilor si măreşte rulajul vagoanelor in medie cu 20 – 25%. In transportul auto, prin containerizare se obţin importante economii de investiţii prin simplificarea si ieftinirea construcţiei mijloacelor de transport, prin folosirea mai buna a mijloacelor de tracţiune. Operaţiunile de încărcare-descărcare a unui container cu marfa deja stivuita in el se reduc la doua – trei minute, fata de cca trei ore cate erau necesare in cazul transportului clasic. Containerizarea necesita insa investiţii importante pentru amenajarea de terminale speciale pentru containere, pentru construcţia de containere si de mijloace speciale de transport. O tendinţa recenta in administrarea containerelor pe plan mondial o constituie creşterea ponderii firmelor de leasing si de scădere corespunzătoare a ponderii cărăuşilor specializaţi. Explicaţia consta in faptul ca prin leasing containerele sunt mai bine gospodărite. Leasing-ul permite creşterea coeficientului de utilizare a containerelor si reducerea corespunzătoare a necesarului general de containere. De asemenea, permite o cota mai mica de impozite plătite de cărăuşii care închiriază containere, întrucât in cele mai multe tari plata chiriilor este trecuta la „cheltuieli de exploatare”, care nu sunt impozabile. Nivelul chiriei depinde de: tipul si mărimea containerului; termenul de închiriere; numărul containerelor închiriate; relaţia de transport s.a. In general, termenul minim de închiriere este de 30 zile. Pe măsura ce termenul de închiriere creste, chiria zilnica este de regula, mai mica. In vederea stimulării închirierilor pe termen lung, a fost elaborata si se practica tot mai mult metoda „pool plans”, care consta in posibilitatea schimbului unei parţi din containerele luate cu chirie, prin predarea lor intr-un depou de containere si primirea unui număr echivalent de containere dintr-un alt depou. Aceasta metoda cunoaşte o larga utilizare pe acele relaţii de transport in care exista un dezechilibru intre curenţii de mărfuri de export-import, in special in relaţiile dintre tarile industriale si tarile in curs de dezvoltare. In noiembrie 1971, firmele de leasing au înfiinţat Institutul Companiilor Internaţionale de Leasing (Institute of Internaţional Container Lessors), al cărui scop este de a coordona activitatea acestor firme in probleme de standardizare, crearea unor sisteme unice de exploatare si reparaţii ale containerelor, reprezentarea intereselor firmelor de leasing in cadrul organizaţiilor internaţionale de transport etc.

In transportul de containere pe calea ferata, un rol deosebit revine societăţii „INTERCONTAINER”. Înfiinţata in 1967, aceasta societate reuneşte 23 cai ferate europene si Societatea pentru Transportul Mărfurilor Refrigerate „INTERFRIGO”. INTERCONTAINER este agent comercial al cailor ferate membre, nu are mijloace de transport sau utilaje proprii, dar exploatează mijloacele puse la dispoziţie de căile ferate si întreprinderile auto care colaborează cu acestea. Prin contractele anuale încheiate cu căile ferate membre, acestea din urma acorda societăţii INTERCONTAINER rabaturi de la tarifele oficiale care-i permit sa-si acopere cheltuielile generate de activitatea sa comerciala, sa obţină profituri si sa acorde sprijin financiar cailor ferate membre pentru achiziţionarea de material rulant de construcţie speciala, utilaje pentru manipularea containerelor s.a. De la 1 aprilie 1979, Căile Ferate Romane au început colaborarea cu societatea INTERCONTAINER, fiind reprezentant naţional al societăţii (prin Direcţia Mişcare si Comercial) in România. Componente de baza ale unitizarii sunt si pachetizarea si paletizarea mărfurilor. Pachetul de transport reprezintă o unitate de încărcătura care include mai multe mărfuri, sau mărfuri de acelaşi fel, grupate cu ajutorul mijloacelor de împachetat universale sau speciale. Transportul mărfurilor pachetizate asigura creşterea productivităţii muncii in operaţiunile de încărcare-descărcare, stivuire si depozitare, reducerea de doua-trei ori a timpului de imobilizare a mijloacelor de transport sub operaţiuni de încărcare – descărcare, utilizarea mai eficienta a capacitaţii mijloacelor de transport; îmbunătăţirea condiţiilor mijloacelor de transport; îmbunătăţirea condiţiilor de păstrare a integrităţii mărfurilor; reducerea primelor de asigurare pe parcursul transportului s.a. De multe ori transporturile pachetizate se dovedesc mai eficiente decât cele containerizate întrucât necesita un volum de investiţii mai mic (pachetele se formează si se manipulează cu mijloace tehnice universale), termenele de recuperare a investiţiilor sunt mai mici, iar investiţia specifica este mult mai mica. Pachetizarea prezintă si alte avantaje: ea se pretează la o gama larga de mărfuri: băuturi, conserve, mărfuri industriale de larg consum, cherestea s.a. Eficienţa pachetizarii creşte substanţial daca pachetele sunt stivuite si fixate pe palete in scopul manipulării mecanizate a acestora. In acest sens, Organizaţia Internaţionala de Standardizare (I.S.O.) recomanda utilizarea paletelor de 800 x 1200 mm; 800 x 1000 mm; 1000 x 1200 mm. De asemenea, trebuie menţionat ca eficienta pachetizarii este de câteva ori mai mare daca pachetele se formează la furnizorii de marfa si nu pe parcursul lanţului de transport. Furnizorii sunt deci aceia care trebuie sa dispună de mijloacele tehnice necesare împachetării mărfurilor . În anul 1961 a luat fiinţă Parcul European de Palete (PEP), organizaţie care reuneşte căile ferate din 20 de tari europene. In limitele acestor tari mărfurile se transporta pe palete de 800 x 1200 mm, existând acorduri intre ele pentru schimbul paletelor. Controlul si regularizarea parcului de palete se fac prin staţiile de cale ferata de frontiera special desemnate, care înregistrează zilnic numărul paletelor predate si respectiv primite. Pe aceasta baza se stabileşte soldul zilnic, decadal si lunar. Regularizarea soldului se face in primele 10 zile ale lunii următoare, pentru luna precedenta, prin cedare sau primire de palete goale, pana la nivelul parcului fiecărei cai ferate membre. Căile Ferate Romane au aderat la Parcul European de Palete la 1.04.1979.