Drogen van digestaat: hoeveel energie is nodig, welke drooginstallaties en wat daarna

Drogen van digestaat is het verdampen van water uit de vaste fractie (minder vaak uit het volledige digestaat) om de massa te verminderen, het product te stabiliseren en een product te verkrijgen dat geschikt is voor transport, opslag of granulering. Het is een energie-intensief proces: in de praktijk vergt 1 kg verdampt water ongeveer 0,8–1,2 kWh warmte, dus de rendabiliteit hangt af van de beschikbaarheid van goedkope restwarmte uit WKK. Het is daarom verstandig om eerst de balans op te maken voordat u besluit te investeren.

Rekenvoorbeeld

Aannames: 1 000 t per jaar vaste fractie met 28% DS, drogen tot 85% DS. Massa droge stof: 280 t. Massa na drogen: 280 / 0,85 ≈ 329 t. Water in invoermateriaal: 720 t; in product: 49 t; verdampt ≈ 671 t water. Bij een verbruik van 1,0 kWh warmte/kg water: 671 MWh warmte per jaar, oftewel 0,67 MWh per ton verse fractie. Voor een installatie met WKK met een elektrisch vermogen van 500 kW en nuttige warmte van circa 500 kW (bij 8 000 h) bedraagt de beschikbare warmte circa 4 000 MWh per jaar, waarvan een deel wordt gebruikt voor het verwarmen van de vergister; 671 MWh is dus ongeveer een zesde van deze warmte, wat realistisch benut kan worden. Een wijziging van de aannames verschuift het resultaat: een streefwaarde van 90% DS in plaats van 85% verhoogt de hoeveelheid verdampt water slechts met circa 3% (circa 689 t in plaats van 671 t), terwijl een andere drogerrendement of warmteverbruik per kg water het resultaat met enkele tientallen procenten kan veranderen.\n

Soorten drooginstallaties

Voordelen van drogen

• vermindering van massa en transportkosten (van 1 000 t naar circa 330 t in het voorbeeld),
• biologische stabilisatie en mogelijkheid tot langdurige opslag,
• mogelijkheid tot granulering en verkoop als organische meststof,
• benutting van warmte die anders toch verloren gaat.

Nadelen en risico's

• Investerings- en exploitatiekosten.
• Stikstofverliezen: tijdens het drogen vervluchtigt ammoniak als de fractie veel ammoniumstikstof bevat; hiervoor worden zure wassers (ammoniumsulfaat) toegepast of wordt de temperatuur beperkt.
• Emissie van geuren en stof — filtratie en wassing van de afvoerlucht.
• Brand- en stofexplosierisico in drooginstallaties en opslag van gedroogd materiaal — gevarenclassificatie, temperatuurcontrole en verwijdering van afzettingen.
• Noodzaak van vergunningen/voorschriften op het gebied van emissies naar de lucht en afvalbeheer; afhankelijk van de installatie en substraten is het raadzaam de eisen met de milieuautoriteit te bespreken.

Wanneer drogen rendabel is

1. Er is een overschot aan warmte die in de winter/zomer niet verkocht kan worden.
2. De afnemer van het vaste product is ver weg en transport van de vochtige fractie is duur.
3. Het product kan worden verkocht (granulaat, organische meststof) tegen een prijs die de kosten dekt.
4. Er is vraag naar materiaal met gestabiliseerde parameters.

Als warmte een andere goedkope toepassing heeft (verwarming van gebouwen, industriële processen) of als de vaste fractie op nabijgelegen velden kan worden toegepast, is drogen zelden economisch verantwoord.

Hoe de efficiëntie te verhogen

• Ontwater het materiaal maximaal mechanisch vóór het drogen (elk procentpunt DS betekent minder water dat moet worden verdampt).
• Benut de warmte uit rookgassen en motorkoeling.
• Terugwin warmte uit de afvoerlucht (warmtewisselaars).
• Beperk de temperatuur om stikstofverliezen te verminderen.
• Meet het warmteverbruik per ton water.

Beslissingschecklist

• Warmtebalans: hoeveel warmte kan daadwerkelijk het hele jaar door voor drogen worden gebruikt.
• Streefvochtgehalte en afnemer.
• Omvang van de luchtzuivering.
• Brandrisico en ATEX.
• Bedienings- en onderhoudskosten.
• Alternatieven: compostering, directe toepassing.

Goed gepland drogen is een onderdeel van het warmtebeheersysteem van een biogasinstallatie, en geen op zichzelf staande business — de evaluatie moet de hele keten van scheiding tot verkoop van het product omvatten.

Wat te doen met het droge product

De gedroogde vaste fractie kan worden opgeslagen in zakken of hopen onder een afdak, worden verkocht als bulk organische meststof of worden verwerkt tot granulaat (apart artikel). Let op de stabiliteit: materiaal met een vochtgehalte onder circa 15% is bestand tegen afbraak, maar neemt vocht uit de lucht op en kan klonteren. Verbranding van digestaat als biobrandstof vereist naleving van de voorschriften voor verbrandingsinstallaties en is alleen mogelijk onder bepaalde wettelijke voorwaarden — het is geen standaardoplossing.

Monitoring

Registreer het warmteverbruik (kWh/t water), het ingaande en uitgaande vochtgehalte, de temperatuur van de afvoerlucht en de ammoniakconcentratie na de wasser. Deze gegevens maken het mogelijk de installatie met de ontwerpaannames te vergelijken en een vermindering van de efficiëntie te detecteren.

Samenvatting

Drogen zet vochtig, logistiek lastig materiaal om in een stabiel product, maar ten koste van energie en extra apparatuur voor luchtzuivering. Voordat u besluit te investeren, maakt u een massa- en warmtebalans op basis van uw eigen gegevens, berekent u de kosten per ton gedroogd product en vergelijkt u deze met de prijs die voor het product wordt verkregen en met de kosten van alternatieve verwerking van de vaste fractie zonder drogen.