Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Technika značky Siemens řídí výrobu biolihu

Postupující globální oteplování spolu s neustále rostoucími cenami ropy činí z obnovitelných zdrojů energie stále významnější téma. K již léta osvědčeným produktům, jejichž výroba i využívání zažívají celosvětový rozmach, patří biolíh. Společnost Siemens je jedním z nejvýznamnějších partnerů výrobců biolihu. Její měřicí a řídicí technika nechybí ani v nově postaveném závodě na výrobu biolihu v severočeských Trmicích.
Vlna zájmu o používání biolihu jako paliva pro spalovací motory se poprvé zvedla v 70. letech dvacátého století v Brazílii a od té doby se tento produkt stal celosvětovým hitem. Jen v USA se každý rok buduje více než 30 výroben a podobně je tomu i v Brazílii. První továrny již zahájily provoz také v jihovýchodní Asii, a to včetně největší továrny na světě postavené v čínském Ji-linu. Výstavba mnoha nových závodů na výrobu biolihu se rovněž plánuje v Evropě, jež je dosud tradičním producentem především bionafty.
Stranou nezůstává ani ČR – v nedávné době byl v Trmicích v Ústeckém kraji dokončen třetí závod na výrobu biolihu na území našeho státu. Výstavba továrny, kterou vlastní a provozuje společnost PLP, a. s., započala v září 2006. Začátkem listopadu letošního roku byl závod postupně uveden do zkušebního provozu (obr. 1, obr. 2).
 

Osvědčená technika od společnosti Siemens

Podobně jako u mnohonásobně rozsáhlejších zařízení na výrobu biolihu, jako je např. závod Cornhusker Energy v USA nebo již zmíněná továrna v Číně, je i v daném případě „mozkem“ celého technologického zařízení řídicí systém Siemens PCS 7 (viz také článek na str. 32 Rebec: Automatizační …. biopaliv). „V Trmicích se připravoval závod, který nebyl zatížen dědictvím nějakého dosavadního technologického zařízení, a byla zde tedy možnost volby i pohledu, pokud jde o řídicí systém,“ říká k tomu Ing. Zdeněk Andrýsek, jednatel firmy Chemoprag, s. r. o., která celý projekt zajišťovala, a pokračuje: „Řídicí systém PCS 7 od společnosti Siemens byl vybrán ve výběrovém řízení, kde jsme posuzovali jak technické parametry, tak i zázemí potenciálních dodavatelů řídicího systému. Dále jsme vycházeli z vlastní zkušenosti s tímto systémem, který je použit v našem projektu pro firmu Lonza Biotec, a ze zkušenosti s opravdu profesionálním přístupem společnosti Siemens k našim požadavkům. Volbu jsme pak konzultovali s vybraným licensorem, švédskou firmou Chematur Engineering AG, jež systém PCS 7 používá také.“
Vedle řídicího systému PCS 7 jsou nedílnou součástí závodu v Trmicích i další komponenty značky Siemens. Jde např. o systém celního měření objemu vyrobeného lihu, který je zde použit současně na pěti měřicích tratích. Použité řešení je v ČR v podstatě novinkou – v takto velkém rozsahu se objem vyrobeného lihu na našem území dosud neměřil, a nebyly tedy k dispozici ani žádné zkušenosti (obr. 3). Nové technické řešení odpovídá platné české legislativě, legislativě EU i požadavkům Generálního ředitelství cel. Spolu se specialisty ze společností Chemoprag a Siemens se na jejím vývoji podíleli např. i odborníci celní správy.
Značku Siemens nese v Trmicích také mnoho provozních přístrojů (snímačů a akčních členů rozmístěných po závodě), včetně přístrojů pracujících v prostředí s nebezpečím výbuchu, regulátorů, přístrojů pro měření a regulaci i techniky použité pro požární ochranu a zabezpečení závodu.
Společnost Siemens nabízí dokonale vyvážený sortiment produktů i kompletních systémů, který pokrývá celý rozsah výroby biolihu a manipulací s tímto produktem. Díky koncepcím Plně integrované automatizace (Totally Integrated Automation – TIA) a Plně integrované dodávky elektrické energie (Totally Integrated Power – TIP), v celém světě ojedinělým, poskytuje řešení pro celý proces výroby biolihu, od příjmu surovin až po skladování hotového produktu. To umožňuje optimalizovat výkon výrobního závodu jako celku a snížit náklady.
 

Pilotní projekt

Výrobní závod v Trmicích s roční produkcí 80 000 tun biolihu o čistotě 99,8 % využívá technologický postup Biostil od švédské firmy Chematur Engineering AB, kde je v první fázi surovinou obilí. Tento moderní výrobní postup má v porovnání s ostatními používanými metodami výroby biolihu ze škrobnatých surovin (se vsádkovými a kaskádovými způsoby fermentace) mnoho předností. Mezi ně patří např. velmi malý vliv na životní prostředí, velká odolnost proti případným infekčním faktorům, velmi vysoká produktivita (výtěžnost lihu), malá spotřeba vody, větší koncentrace výpalků odtahovaných z jednotky, jednoduchá obsluha výrobního zařízení a malé požadavky na plochu zastavěnou výrobním
zařízením.
Výroba biolihu metodou Biostil produkuje minimální množství odpadu – téměř veškerá surovina se zpracuje do produktu. Vedle hlavního produktu, biolihu, vznikají také vedlejší produkty, zejména technický líh a výpalky, které se v závodě zpracovávají do podoby peletek. Ty jsou využitelné buď jako krmivo (náhrada obilí) nebo jako energeticky velmi hodnotné palivo. V závodě v Trmicích je tato moderní technika poprvé použita v tak velkém rozsahu, jde tedy o pilotní projekt.
Výrobní závod realizovaný v Trmicích pro společnost PLP, a. s., není zdaleka jedinou zakázkou, na níž se společnosti Siemens a Chemoprag podílejí jako partneři. Ing. Andrýsek k tomu říká: „Ve spolupráci s firmou Siemens, a dosud nikoliv výhradně, ale zejména s její divizí Automatizace a pohony, realizujeme celou řadu projektů. Z těch větších lze zmínit např. nabídky na realizaci velkých investičních celků v oblasti zpracování komunálních odpadů, jmenovitě pak spalovny komunálního odpadu v Moskvě a obdobného závodu v Omsku v Rusku.“
 
Marian Malaska,
Siemens, s. r. o.
 
Obr. 1. Závod PLP v Trmicích: provozní soubor Destilace (foto Chemoprag)
Obr. 2. Provozní soubor Sklad a stáčení biolihu – stáčecí místo pro autocisterny (foto Chemoprag)
Obr. 3. Bilanční měření množství biolihu s použitím komponent značky Siemens (foto Chemoprag)
 

Biolíh
Biolíh je alkohol vyráběný z biomasy obsahující škrob (obiloviny, kukuřice a hlízy) nebo cukr (cukrová řepa, třtina) a – ačkoliv tato výroba je teprve v počátcích – z celulózy nebo rostlinného odpadu. Jde o čisté palivo, popř. aditivum do paliva, vyráběné z obnovitelných zdrojů, jež se používá ve spalovacích motorech. Vyrábí se biologickým procesem založeným na fermentaci a následném obohacení destilací či rektifikací. Jiným možným způsobem výroby je dehydratace. Biolíh může být využíván v principu dvěma způsoby. Vodnatý líh (95% koncentrace) obsahuje vodu a je určen přímo jako náhražka benzinu v automobilech s upraveným motorem. Oproti tomu bezvodý (neboli dehydrovaný) líh téměř žádnou vodu neobsahuje – jeho čistota dosahuje nejméně 99 %. Bezvodý líh se mísí s běžným palivem v poměru od 5 % (označení E5) do 85 % (E85). Palivo E5 lze používat v moderních motorech bez úpravy, směsi s větším podílem biolihu již vyžadují úpravu motoru, jaká se provádí u tzv. vozidel na flexibilní palivo. Rovněž se biolíh používá při výrobě ethylterciumbutyletheru (ETBE), aditiva do konvenčního benzinu.
 
Chemoprag, s. r. o.
Společnost Chemoprag, s. r. o., nabízí širokou škálu služeb v investiční, převážně průmyslové výstavbě, ve veřejnoprávním zajištění investic a při zajišťování dodávek. Kompletní inženýrské služby a všechny stupně projektů ve všech profesích řeší převážně silami vlastních pracovníků. Společnost navíc poskytuje obchodní služby a zajišťuje kompletní řízení výstavby a dohled nad jednotlivými činnostmi včetně spouštění a uvedení technologických celků do trvalého provozu. Její dosud nejvýznamnější referencí v oblasti biochemie je výstavba závodu v Kouřimi pro farmaceutickou společnost Lonza Biotec. V oblasti biolihu je společnost Chemoprag aktivní již od začátku úvah o jeho výrobě v ČR. V rámci státu se na různých úrovních přímo podílí na jednotlivých etapách realizace projektů, připravuje podklady pro potenciální zájemce a popř. také spolupracuje na projektech závodů na výrobu biolihu s investory v zahraničí.