De techniek

De oude situatie

Hiernaast een schets die een vereenvoudigde weergave is van de techniek en procesvoering in Leeuwarden.

A-De toevoer van vers materiaal
In Leeuwarden werd het verse materiaal met een kraanwagen, via een toevoerluik in de turbomeiler gebracht. In de nieuwe uitvoering willen we dat met een transportband of een vuilwaterpomp gaan doen.

B-Inhoud van de turbomeiler
In de turbomeiler zit voor 70% houtsnippers. Dat is snoeihout. Er worden dus geen bomen gekapt om de turbomeiler te vullen. De overige 30 % kunnen bijvoorbeeld bladeren, zaagsel of gras zijn. Boven ligt vers materiaal en meer naar beneden materiaal dat al in een stadium van compostering zit.

C-water sproeien en opvangen
Voor het composteringsproces is het belangrijk dat de snippers nat blijven. Droog hout composteert niet.
Aan de bovenkant zitten daarom sproeiers in de turbomeiler. Het water dat niet opgenomen wordt door de snippers gaat door kleine gaatjes in de bodem en wordt opgevangen. Dit water dat warm is en waarin belangrijke voedingsstoffen, bacteriën en schimmels zitten wordt dus hergebruikt.

D-Lucht circulatie
De lucht die gebruikt wordt in het proces wordt evenals het water hergebruikt. Aan de zijkant van de turbomeiler zit een grote retourleiding die de verwarmde lucht naar beneden brengt. Daar staat een grote ventilator die de lucht weer via de bodemplaat de turbomeiler inblaast. In het proces wordt zuurstof gebruikt, daarom is eer een mogelijkheid om verse lucht van buiten aan te voeren.

E-Afvoer van de compost
Op ongeveer een hoogte van 2 meter van de grond zit een bodemplaat in de turbomeiler. In het midden van die plaat zit een gat waardoor de compost afgevoerd kan worden. Een vijzel (een stang met een soort grote lange schroef) trekt de compost naar het gat. De compost valt dan in een kleine bak waar twee vijzels op aangesloten zijn die de compost verder naar buiten transporteren. Daar valt de compost in een bak.

F-Water-water  warmtewisselaar
Het water dat aan de onderkant opgevangen wordt is evenals de circulatielucht opgewarmd door het proces. Vanuit de opvangbak gaat dat water door een water-water warmte wisselaar. Koud water stroomt daar langs buizen waar het opgewarmde water doorstroomt. het koude water wordt opgewarmd.

G-Lucht naar water warmtewisselaar
Een manier om warmte van de turbomeiler af te tappen is door middel van een lucht-water warmte wisselaar. Vochtige lucht die opgewarmd is door het composteringsproces stroomt langs leidingen waardoor water stroomt, dat kouder is dan de langsstromende lucht. Het water neemt dan warmte op.

De nieuwe situatie

In samenwerking met de stichting stichting Biomeiler hebben we aan aantal aanpassingen op het oude ontwerp en procesvoering bedacht.
Hieronder eerst een schetsmatig overzicht. De details van aanpassingen worden daarna uitgelegd.

A-De toevoer van vers materiaal
De toevoer van vers materiaal willen we gaan doen met een vuilwaterpomp. Deze pomp kan water met grote deeltjes verpompen. In ons geval gaat het dan om water dat vermengd is met houtsnippers.
Het water met de snippers komt boven op de turbomeiler in een schudgoot. Dat is een zeef die schuin ligt en door een motor heen en weer wordt geschud. Het water valt in een bak onder de zeef en de houtsnippers rollen aan het eind in de turbomeiler.
Het water komt beneden retour in het opslagvat en wordt weer gebruikt.

Voordeel: Je hebt niet elke keer een kraanwagen nodig en het laden gaat veel sneller.

Binnenkort gaan we een proefopstelling maken en doen we verslag van de uitkomst.

Wat als het niet werkt?
Kan altijd gebeuren. Niet alles wat we bedenken zal lukken, dus moeten we een plan B hebben. Dat is dan de uitvoering met transportbanden die de snippers langs de silo omhoog voeren.

O ja, we gaan de silo ook niet zo hoog vullen. In het begin starten we met een hoogte van 2,5 a 3 meter. Brengen dan het proces op gang en kijken hoe het beheersbaar kan worden gemaakt. Als dat lukt kunnen we langzaam proberen om hogere volumes te verwerken.

B- Het bewateren.
Het systeem om te bewateren zal weer gebruikt worden. Het opvang vat zal wel afgesloten worden, zodat er in de machineruimte minder of geen last is van dampen proceswater.
Boven in de turbomeiler komen slangen met gaatjes, waar het proceswater doorheen druppelt. In de nieuwe opzet is het bewateren gescheiden van de warmtewinning. Dat betekent dat we deze  processen los van elkaar kunnen regelen en instellen. Het is idee is om met een minimale hoeveelheid water de massa in de turbomeiler nat te houden.

C-De afvoer van compost
De buiten vijzels die in de oude situatie werden gebruikt om de compost naar buiten te drukken, willen we niet meer gebruiken. Ze zijn te kwetsbaar en in geval van defect moeilijk te demonteren en weer te monteren.
De vijzel op de bodem van de turbomeiler (de binnen vijzel) blijft intact. Deze vijzel transport de compost naar het midden van de bodem. De gaten die daar zitten willen we groter maken. De verwachting is dat de vermalen compost dan op de zwaartekracht naar beneden valt, in een opvang vat daaronder.

Wat als dit niet werkt?
De compost massa op de bodem van de turbomeiler is erg compact en lijkt wel een beetje op klei. Stel dat het niet door het gat naar beneden valt.
Dan hebben we ook hier een “plan B”. We gaan dan een schraper gebruiken. Dat lijkt op een brede fietsketting (maar wel veel sterker), met scherpe kanten. Deze schraapt plakken van de klei-achtige compost en stort het in de opvangbak.

D- De warmte winning (warmtewisselaar)
De manier om warmte uit het proces te winnen wordt geheel anders.
In de biomassa worden drie buizen opgehangen aan een frame. Ze raken de bomen van de turbomeiler niet (anders zouden ze de binnen vijzel dwars zitten).
De buizen zijn aan de onderkant dicht gemaakt. Aan de bovenkant komt isolatie met openingen voor de toevoer – en afvoer leidingen. Aan de bovenkant komt ook nog een afscherming zodat nieuw aangevoerde houtsnippers niet in de buis kunnen vallen. De toevoerleiding brengt het koele water naar binnen en de afvoerleiding brengt het opgewarmde water naar buiten.
De drie warmte wisselaars worden parallel geschakeld.

Voordelen
Het opgewarmde water kan direct gebruikt worden en hoeft niet eerst weer over een andere warmtewisselaar.
De warmte wordt afgetapt in de kern van de massa. De warmte winning is nu een gescheiden proces en kan apart geregeld en geoptimaliseerd worden.

E-De luchtcirculatie
We hebben besloten om de luchtcirculatie in de originele vorm te handhaven. De lucht-water warmte wisselaar gaan we echter niet installeren (Kan altijd later nog als dat wenselijk is). Liefst willen we zonder luchtcirculatie want het kost energie en dat verlaagt het rendement van de hele installatie. De ventilator heeft een geschat vermogen van 15 kW (motor vermogen verhoogd met verliezen). Een uur tijd op vol vermogen betekent een energie verbruik gelijk aan het elektrische verbruik van een gemiddeld huishouden in twee dagen.
Waarom dan toch handhaven? Bij de opstart willen we proeven doen met de lucht circulatie. Wat is het effect en het nut? Ook willen we testen hoeveel energie via de luchtstroom afgetapt kan worden.
Er bestaat dus wel een kans dat we de conclusie trekken dat de circulatie geen nut heeft. We willen die conclusie wel onderbouwen.