Požadavky nařízení vlády č. 406/2004 Sb. ve vztahu k bioplynovým stanicím

Část 1. Proces výroby bioplynu, vlastnosti bioplynu

Část 1. Proces výroby bioplynu, vlastnosti bioplynu

Jsou zde specifikovány hlavní technologické celky BPS s popisem funkčního principu a rizik, které jsou s jejich provozem spojeny, společně s příkladem aplikace požadavků NV č. 406/2004 Sb. na vybrané technologické části.

Dle údajů české bioplynové asociace bylo k 30. 6. 2013 v České republice v provozu 481 bioplynových stanic s instalovaným výkonem 363 MW. K výraznému nárůstu výstavby BPS došlo zejména po vstupu ČR do Evropské unie. Tématem článku jsou základní povinnosti zaměstnavatelů provozujících BPS ve vztahu k směrnici Evropského parlamentu a Rady 1999/92/ ES, která byla do právního řádu ČR zařazena jako nařízení vlády č. 406/2004 Sb. Článek se dále zabývá vlastnostmi bioplynu (dále jen BP) ve vztahu k nebezpečí výbuchu, náležitostmi písemné dokumentace o ochraně před výbuchem a haváriemi, spojenými s výbuchy BP [1, 2].

Proces výroby bioplynu, vlastnosti bioplynu

Obvykle se BPS skládají z níže uvedených zařízení a technických celků:

• Přijímací jímka - sběr a příprava tekutého organického materiálu, popř. dávkovač pevného substrátu,
• Fermentor - produkce BP,
• Zásobník konečného digestátu,
• Kogenerační jednotka - spalování BP za produkce elektrické energie a tepla.

BP je produkován ve fermentorech procesem tzv. anaerobní metanové fermentace organických materiálů, jako jsou statková hnojiva, cíleně pěstované plodiny, či biologicky rozložitelný komunální odpad. Při tomto procesu dochází k rozkladu složitých organických sloučenin na sloučeniny jednodušší bez přístupu vzduchu, za pomoci specifických mikroorganizmů. V závislosti na tom, zda jednotlivé fáze procesu rozkladu organického materiálu (hydrolýza, acidogeneze, autogeneze, metanogeneze) probíhají v jedné společné nádrži fermentoru nebo v jednotlivých oddělených nádobách, rozeznáváme bioplynové stanice jednostupňové, příp. vícestupňové.

BP je tvořen převážně směsí metanu a oxidu uhličitého. Obsahuje však také podíl vysoce toxického sirovodíku (H₂S), vodíku a dále stopová množství čpavku a oxidu uhelnatého. Podíl jednotlivých složek BP se může měnit jak v závislosti na použitých vstupních surovinách, tak na parametrech samotného fermentačního procesu. V tabulce níže je uvedeno průměrné procentní zastoupení jednotlivých složek bioplynu.

Tab. 1 Průměrné složení bioplynu [X]

Metan je bezbarvý, hořlavý plyn, lehčí než vzduch. Ve směsi se vzduchem může tvořit výbušné směsi v koncentračním rozmezí cca 4 až 17 % obj. (oblast výbušnosti).

Oxid uhličitý je cca 1,5x těžší než vzduch, při koncentracích 1 - 5 % obj. způsobuje závratě a v koncentraci nad 9 % obj. vede k udušení. Lidé by neměli být vystaveni koncentracím vyšším než 30 do 100 ppm.

Sirovodík je bezbarvý, hořlavý plyn, těžší než vzduch s charakteristickým zápachem. Ve směsi se vzduchem může vytvářet výbušné směsi v koncentračním rozmezí cca 4 - 45 % obj., vzhledem k jeho procentuelnímu zastoupení v bioplynu je však podstatnější zohlednit jeho toxikologické vlastnosti. Jedná se o vysoce toxickou látku, vyvolávající v nižších koncentracích podráždění spojivek a rohovky, v koncentracích nad 300 ppm pak vážné poškození plic a centrální nervové soustavy s rizikem úmrtí.

Čpavek a sirovodík jsou agresivní chemické látky, které jsou v neustálém kontaktu se stěnami nádrže fermentoru, potrubí a armatur. Z tohoto důvodu musí být materiály používané pro tyto součásti vysoce odolné vůči působení chemických látek a tuto odolnost si musí udržovat po dlouhou dobu.