PROSESSI

BIOKAASUJALOSTAMO JA
BIOKAASUN TUOTANTOPROSESSI

Biokaasujalostamo valmistaa biojakeista biokaasua ja mädätettä, joka soveltuu mm. maanparannukseen. Pääasiallisena raaka-aineena käytetään biojätettä ja jätevesilietettä. Lopputuotteena syntyy metaanista koostuvaa biokaasua, jota voidaan jalostaa liikennepolttoaineeksi tai käyttää sellaisenaan lämmöntuotantoon.

Miten biokaasua tuotetaan?

Biokaasun tuotanto jakautuu karkeasti neljään vaiheeseen, jotka ovat:

1. syötteiden vastaanotto, käsittely, hygienisointi ja siirto reaktoriin

2. mädätys reaktoreissa

3. reaktorituotteiden käsittely
3.1 raakakaasun välivarastointi
3.2 mädätteen erotteleminen nestemäiseen ja kuivaan jakeeseen

4. kaasun jalostaminen

1. syötteiden vastaanotto, käsittely, hygienisointi ja siirto reaktoriin

Biojäte vastaanotetaan ja tyhjennetään jätepakkareista jätteelle varattuihin siiloihin. Jätevesilietteelle on varattu oma siilonsa. Biojäte siivilöidään ennen reaktoriin kuljettamista, koska se sisältää jonkin verran muuta kuin mätänevää biojätettä (mm. muoveja). Jätevesiliete hygienisoidaan ennen reaktoria lämmittämällä.

Reaktoriin ajettavan massan märkyyteen tai kuivuuteen vaikuttaa se, onko mädätysprosessi kuiva- vai märkämädätys. Massan tulee olla kosteaa, jotta mikrobitoiminta on optimaalista. Nesteenä käytetään esimerkiksi lietettä.

2. mädätys reaktoreissa

Syötteet ajetaan sisään reaktoriin. Tila on hapeton. Reaktorin sisällä ropelit siirtävät massaa hitaasti toisesta päästä toiseen. Reaktori on jatkuvatoiminen, eli syöttöpäästä otetaan jatkuvasti uutta massaa sisälle ja poistopäästä ajetaan jo mädätettyä massaa ulos.

Mädäntyessä1 syötteistä irtoaa metaania, hiilidioksidia, vettä ja pieniä määriä muita kaasuja (esimerkiksi happea) ja jäljelle jää kiintoaine, jota kutsutaan mädätteeksi.

Kaasut kulkeutuvat reaktorista putkea pitkin kaasun välivarastoon, kaasupalloon. Tässä vaiheessa kaasu on raakakaasua, eli sisältää metaania ja muita mädätyksestä valmistuneita yhdisteitä.

Mädäntynyt kiintoaine ja neste ajetaan separointitilaan, jossa neste ja kiintoaine erotellaan toisistaan.

1 Anaerobisen biohajoamisen pääreaktiot ovat hydrolyysi, happokäyminen, asetogeneesi ja metanogeneesi. Hydrolysaatiossa syntyy monomeeriyhdisteitä, vetyä ja vettä. Happokäymisessä muodostuu rasvahappoja, alkoholeja, ketoneja, hiilidioksidia ja vettä. Asetogeneesivaiheessa mikrobit hajottavat reaktiotuotteita asetaatiksi. Viimeisessä vaiheessa metanogeenit hajottavat kolmannen vaiheen tuotteet lopputuotteiksi, metaaniksi ja hiilidioksidiksi.

Lähde: Hanna Prokkola, Toivo Kuokkanen ja Ulla Lassi: Anaerobinen biohajoaminen, Oulun yliopisto, Tammikuu 2012

3. reaktorituotteiden käsittely

Kaasua välivarastoidaan kaasukuvussa (kutsutaan myös kaasupalloksi). Pallossa on pieni paine, joka pitää sen pyöreänä silloinkin, vaikka se ei olisi täynnä kaasua.

Kaasukuvun biokaasu on noin puoliksi metaania ja loput muita yhdisteitä. Kun puhutaan biokaasusta, se tarkoittaa oikeasti raakabiokaasua, mutta kansankielessä biokaasu usein sekoittuu myös tankattavaan biometaaniin, josta on poistettu muut yhdisteet, ja metaanipitoisuus on yli 96 %.

Mädäte siirretään erilliseen rakennukseen, jossa siitä erotellaan linkoamalla neste ja kuiva-aine. Mädätetty kuiva-aine poikkeaa mädättämättömästä niin, että se ei haise läheskään yhtä voimakkaasti. Se soveltuu siis erinomaisesti esimerkiksi maanparannusaineeksi.

Ensisijaisesti kaasua pyritään jalostamaan biometaaniksi, mutta tilanteissa, joissa syntyy kaasun ylituotantoa tai jalostusyksikkö ei toimi odotetusti, kaasua poltetaan ja hyödynnetään biokaasujalostamon lämmittämisessä.

4. kaasun jalostaminen

Kaasu jalostetaan poistamalla siitä muut yhdisteet, mm. hiilidioksidi, rikkiyhdisteet ja vesi. Raakabiokaasu on 50-60 % metaania, ja jalostamalla siitä saadaan yli 96 % biometaania.

Kaasunjalostusyksikössä kaasu hajustetaan, koska maakaasuasetuksen mukaan kaiken biometaanin tulee olla hajustettua turvallisuussyistä. Hajustamalla kaasu esimerkiksi vuodot on helpompi havaita.

Biometaani on valmista tankattavaksi. Biometaani paineistetaan korkeaan yli 200 baarin paineeseen ja pullotetaan joko tankkausaseman pullovarastoon tai siirtokonttiin, josta se jatkaa matkaansa muille asemille.

TAUSTATIETOJA

Aikajana

  • 2015 BioSairila Oy:n perustaminen
  • 2017 lupaprosessin aloittaminen
  • 2018 rakentamisen aloittaminen
  • 2018 pääurakoitsijan konkurssi, rakennusprosessi omiin nimiin
  • 2020 koekäyttö, ensimmäisen liikennebiokaasuerän valmistuminen
  • 2021 laitos täyteen tuotantoon

2018

2020

2021