CN101538176A - 用于生产生物气和堆肥的组合设备及其发酵罐的切换方法 - Google Patents

Abstract

用于生产生物气和堆肥的组合设备及其发酵罐的切换方法，该设备具有：发酵罐，根据干燥发酵原理工作并以分批操作方式生产生物气，具有生物气出口和吹扫气体入口；生物气管路，与生物气出口连接；废气管路，含二氧化碳的废气经其输送给吹扫气体入口；废气烟囱，通过第一生物废气管路与生物气出口连接；废气火炬，通过第二生物废气管路与生物气出口连接；新鲜空气管路，与吹扫气体入口连接；控制装置，使生物气出口与生物气管路，或通过第一生物废气管路与废气烟囱，或通过第二生物废气管路与废气火炬连接，并使吹扫气体入口与废气管路或新鲜空气管路连接；测量装置，与控制装置连接，包括用于检测甲烷浓度、二氧化碳浓度的第一、第二测量传感器。

Description

用于生产生物气和堆肥的组合设备及其发酵罐的切换方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的根据干燥发酵原理由生物质(Biomasse)生产生物气和堆肥的、具有至少一个发酵罐的组合设备；以及一种根据权利要求13所述的用于在生物气生产和堆肥处理之间切换这种设备中的发酵罐的方法。

背景技术

所谓的“干燥发酵”允许在不必将原料转换为可泵送的液体基质的情况下将来自农业、生物废物以及社区耕作区域的可装料的

生物质转化为甲烷。最高含有50％的干燥物质组分的生物质可以被发酵。例如在专利文献EP 0 934 998中描述了此种干燥发酵方法。

在“干燥”发酵的情况下，待发酵的原料不会像例如生物废物的液体发酵情况那样被搅拌成液态。而是，通过取出在发酵罐底部上的滤液并再将该滤液喷洒在生物质上，以便使已装入发酵罐内的发酵基质始终保持潮湿。这产生了最适合细菌生长的环境。在滤液的再循环过程中，还可以调节温度并且可以加入添加剂以优化过程。

由专利文献WO 02/06439已知一种预制车库形式的生物反应器或者发酵罐，其根据干燥发酵原理采用所谓的分批处理方式工作。在这种情况下，在使用已经发酵的原料播种(Animpfung)之后，利用轮式装载机(Radlader)用发酵基质填充发酵罐。车库状结构的发酵容器由气密性的门封闭。生物质在气闭状态下发酵，在该过程中并不进一步地全面混合，并且不供给附加的原料。从发酵的原料渗出的滤液通过排泄槽排出，暂时存储在罐中，并再次喷洒在发酵基质上，以使发酵基质潮湿。发酵过程在嗜温的(mesophil)温度范围34℃-37℃内进行，温度调节通过底部加热和壁加热设备来实现。

所产生的生物气可以在单元机组热电厂(Blockheizkraftwerk)中用于产生电力和热量。为了给单元机组热电厂始终提供足够的生物气，在干燥发酵设备中有多个发酵容器在时间上交错地工作。在停留时间末了，发酵罐室被完全排空，然后被重新填充。接下来输送已发酵的基质以进行堆肥处理，从而产生可与传统的堆肥相媲美的有机肥料。

也可由专利文献DE 203 19 847 U1以及专利文献EP 1 681 274 A2已知这种用于根据干燥发酵原理生产生物气的发酵罐。由专利文献DE 34 38 057已知从来自生物气设备的用过的或已发酵的生物质生产堆肥。

基于分批工作，各个发酵罐必须时常地、即在位于发酵罐中的生物质被完全转化为厌氧之后停止运转，也就是说，必须停止生物气生产，将已发酵的生物气从各发酵罐中排除，将新鲜的生物质填充到发酵罐中，并再次进行生物气生产。这里不利的是，出于安全技术的原因，必须在各个发酵罐的卸载和装载期间防止产生易爆炸的生物气/空气混合物。

为此，由专利文献EP 1301583 B已知，在存在爆炸危险的情况下，即在空气进入到发酵罐中的情况下，在运行的该发酵罐中充满由通过生物气工作的单元机组热电厂产生的含二氧化碳的废气。接下来可以毫无危险地将已发酵的生物质从发酵罐中取出，并输送给堆肥处理设备。

发明内容

因此本发明的目的是，对例如由EP 1301583 B已知的生物气设备加以改进，从而简化对用过的生物质的后堆肥处理。

所述目的通过权利要求1和13的特征得以实现。

发酵罐中用过的生物质通过由厌氧的发酵处理切换至有氧的堆肥处理而被堆肥化，无需将用过的生物质转送至单独的堆肥设备中。根据权利要求1的组合设备包括用于实现对发酵罐的可靠的切换、停止和卸载以及可靠的起动的必要部件。根据本发明的发酵罐设计如下：由厌氧的发酵处理和有氧的堆肥处理组成的整个发酵过程可以在必须取出用过的生物质和给发酵罐重新装载新鲜的生物质之前在该发酵罐内进行(ablaufen)。

根据按照权利要求10所述的本发明的一种优选的设计，第一吹扫气体入口通到发酵罐中生物质上方的区域中。

根据按照权利要求11所述的本发明的一种优选的设计，发酵罐包括底板，在底板中设置有与第二吹扫气体入口连接的多个吹扫气体通道。

根据按照权利要求12所述的本发明的一种优选的设计，吹扫气体通道被设计用于从生物质中排出在生产生物气期间所出现的渗液。

采用根据权利要求13所述的措施，即使在发酵过程结束期间也可以通过用含有二氧化碳的废气进行吹扫来尽可能长时间地维持生物气生产以及处理，也就是说，在发酵罐被切换至对其中所含有的已发酵的生物质进行堆肥处理之前，发酵罐的生物气/废气混合物被持续地输送给生物气用户，直至混合物的品质下降到预定的程度以下。仅在生物气出口中的甲烷浓度下降到上限值以下时，才断开通向生物气用户的生物气管路与生物气出口的连接。然后仅含有少量甲烷的生物气/废气混合物经由废气烟囱被排出。这样一直进行至甲烷浓度下降到下限值，此时在生物气/废气混合物中几乎不再含有甲烷。然后利用新鲜空气代替含有二氧化碳的废气吹扫发酵罐，且废气/生物气/新鲜空气混合物持续地经由废气烟囱排出，直至废气/生物气/新鲜空气混合物中的二氧化碳浓度下降到第一极限值。仅在此后才将发酵罐切换至堆肥处理。在堆肥处理过程结束之后，可以打开发酵罐，以便卸载用过的生物质并重新给发酵罐装载新鲜的生物质。通过紧接于发酵之后的堆肥处理，可以毫无危险地将发酵罐打开，以便对其卸载和重新装载。

根据按照权利要求14所述的本发明的一种优选的设计，生物气/废气混合物在甲烷浓度达到上限值时并不经由废气烟囱排至周围环境，而是被输送给废气火炬并在那里燃烧。必要时可以向废气火炬提供额外的燃料以在任何情况下都能够出现燃烧。生物气/废气混合物一直燃烧至生物气/废气混合物中的甲烷浓度低于在上限值和下限值之间的中间极限值。

根据按照权利要求15和16所述的本发明的一种优选的设计，通过调节经由新鲜空气管路输送的新鲜空气的量和/或温度来控制堆肥处理过程，以便实现最佳的处理环境。

根据按照权利要求17所述的本发明的一种优选的设计，对从发酵罐排出的气体混合物进行过滤。通过过滤，在最大程度上消除了可能损害用户的物质，这些物质例如可能会导致阀堵塞。

根据按照权利要求18和19所述的本发明的一种优选的设计，能够可靠地防止在起动时产生易爆炸的生物气/空气混合物。

在甲烷浓度为第四极限值时将再次起动的所述发酵罐与生物气管路连通，所述第四极限值等于上限值，如权利要求20所述。

用于吹扫发酵罐的废气例如由内燃机提供，如权利要求21所述。

根据按照权利要求22所述的本发明的一种优选的实施方式，含有二氧化碳的废气由连接于至少一个发酵罐下游的生物气处理装置提供。

其余的从属权利要求涉及了本发明的有利的设计。

附图说明

下面借助附图对示例性实施方式的说明可以使本发明的其它细节、特征和优点更为清楚。图中示出：

图1至7为根据本发明的第一实施方式在组合设备的发酵罐中发酵过程结束期间和发酵罐(再次)起动期间各种不同工作状态的示意图；

图8为具有一个发酵罐的本发明第二实施方式的示意图；

图9至图15为在具有三个发酵罐的组合设备的发酵罐中发酵过程结束期间和发酵罐(再次)起动期间该组合设备的各种不同工作状态的示意图；

图16为本发明第三实施方式的相应于图1的视图，其中从发酵罐的底板输送废气或新鲜空气；

图17A为根据图16的实施方式的带有吹扫气体通道的发酵罐的底板的俯视图；

图17B为沿着图17A中的线A-A的带有横向通道和吹扫气体通道的剖视图；以及

图17C为沿着图17A中的线C-C的带有吹扫气体通道的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

2 发酵罐

4 装载和卸载口

6 生物质

8 生物气出口

10 阀

12 生物气管路

14 第一生物废气管路

16 第二生物废气管路

18 单元机组热电厂

20 废气烟囱

22 废气火炬

24 吹扫气体入口

25 第二吹扫气体入口

26 废气管路

27 废气鼓风机

28 新鲜空气管路

29 新鲜空气鼓风机

30 控制装置

32 第一测量传感器(甲烷浓度)

34 第二测量传感器(二氧化碳浓度)

36 第三测量传感器(体积流量)

38 鼓风机

40 共用的生物废气管路

40-1 第一分支生物废气管路

40-2 第二分支生物废气管路

40-3 第三分支生物废气管路

42 共用的吹扫气体入口

44 排气管路

46 第二废气烟囱

48 三通阀

50 第四测量传感器(甲烷浓度)

52 吹扫气体通道

54 遮盖格栅

56 横向通道

具体实施方式

图1至图7示出了根据本发明的组合设备的第一实施方式，其具有一个单独的发酵罐2。发酵罐2为立方体形，且大致上构造成预制车库的构型。生物质6可以经由在立方体形的发酵罐2的端面之一上延伸的装载和卸载口4，由轮式装载机填充到发酵罐2中并再次取出。就发酵罐2的详细结构而言，可以参见专利文献WO 02/06439。

发酵罐2还包括生物气出口8，该生物气出口可通过阀10与生物气管路12、第一生物废气管路14和第二生物废气管路16连接。生物气管路12通向作为生物气使用装置的单元机组热电厂18。第一生物废气管路14通向生物废气烟囱20。第二生物废气管路16通向废气火炬22。另外，发酵罐2包括吹扫气体入口24，该吹扫气体入口可通过阀10与废气管路26或者新鲜空气管路28连接。在废气管路26中设置有废气鼓风机27，通过该废气鼓风机可以将废气泵送到发酵罐2中。在新鲜空气管路28中设置有用于从周围环境抽吸新鲜空气的新鲜空气鼓风机29。通过废气管路26将含有二氧化碳的废气作为吹扫气体引导到发酵罐2中，通过新鲜空气管路28将新鲜空气引导到发酵罐2中。

阀10与控制装置30连接，并由控制装置30打开或关闭。控制装置30还与第一测量传感器32连接，该第一测量传感器设置在生物气出口8中并检测在各阶段的气体混合物中的甲烷浓度。控制装置30还与第二测量传感器34连接，该第二测量传感器也设置在生物气出口8中并检测在各阶段的气体混合物中的二氧化碳浓度。控制装置30还与第三测量传感器36连接，该第三测量传感器设置在生物气出口8中并检测在生物气出口中的气体体积流量。必要时可以通过在生物气出口中设置鼓风机38来协助将气体从发酵罐2中排出。

在图1至图7中示出了发酵罐2中发酵过程结束和发酵罐2起动的各种不同的阶段，其中用实线表示起作用的管路和组件的位置，而用虚线表示未起作用或截断的管路和组件的位置。根据本发明，通过在发酵罐被打开、卸载、重新装载并再次起动之前，将发酵罐以适当的方式切换至堆肥处理，实现在发酵过程之后紧接着在同一发酵罐中对已发酵的生物质进行有氧转换。

图1示出了在发酵罐2中发酵过程结束的第一阶段，其中含有二氧化碳的废气经由废气管路26和吹扫气体入口24被泵送到发酵罐2的内部。生物气出口8仍然与生物气管路12连接，从而生物气/废气混合物被进一步输送至单元机组热电厂18。

如图2所示，仅当由生物气出口8中的第一测量传感器32所检测的甲烷浓度下降到上限值以下时，才在第二阶段中由控制装置30将生物气管路12中的阀10关闭，并将第二生物废气管路16中的阀10打开。这是在发酵罐2中发酵过程结束期间的第二阶段，在该第二阶段中，在废气火炬22中燃烧生物气/废气混合物。必要时，可通过加入额外的燃料来协助执行这一燃烧过程。

如图3所示，在由生物气出口8中的第一测量传感器32所检测的甲烷浓度下降到中间极限值以下时，在第三阶段中由控制装置30将第二生物废气管路16中的阀10关闭，并将第一生物废气管路14中的阀10打开。这是在发酵罐2中发酵过程结束期间的第三阶段，在该第三阶段中，生物气/废气混合物经由废气烟囱20排放至周围环境。

如图4所示，在由生物气出口8中的第一测量传感器32所检测的甲烷浓度下降到下限值以下时，在第四阶段中由控制装置30将废气管路26中的阀10关闭，并将新鲜空气管路28中的阀10打开。这是发酵罐2中发酵过程结束期间的第四阶段，在该第四阶段中，经由新鲜空气管路28和吹扫气体入口24将新鲜空气泵送到发酵罐2中。生物气/废气混合物继续经由生物气出口8和在废气烟囱20中的第一生物废气管路14排放至周围环境。

在由生物气出口8中的第二测量传感器34所检测的二氧化碳浓度下降到第一极限值以下时，将发酵罐切换至有氧的处理过程，从而对位于仍然关闭的发酵罐中的已发酵的生物质进行堆肥处理。如图5所示，在堆肥处理结束时，由控制装置30将新鲜空气管路28中的阀10关闭，并将装载和卸载口4打开。

见图6，如果已经再次将新鲜的生物质装载到发酵罐2，则装载和卸载口4关闭，通过第一生物废气管路14保持生物气出口8和废气烟囱20之间的连接，且控制装置30打开废气管路26中的阀10，从而将含有二氧化碳的废气泵送到发酵罐2中。这一过程会一直持续至由第二测量传感器34所检测的在生物气出口8中的二氧化碳浓度达到或者超过第二极限值。

如图7所示，如果二氧化碳浓度达到该第二极限值，则由控制装置30将废气管路26中的和第一生物废气管路14中的阀10关闭，并将生物气管路12中的阀10打开。由此再次达到生物气生产阶段，且在发酵罐2中所产生的生物气经由生物气管路12被输送给单元机组热电厂18。

在前述实施方式中，所有的测量传感器32、34、36都设置在生物气出口8中。可选地，根据本发明的第二实施方式，第二和第三测量传感器34、36也可以分别设置在第一或第二生物废气管路14、16上。图8示出了本发明的一种替代设计，这种设计与根据图1至图7所示的实施方式的区别在于，第一和第二生物废气管路14、16在通到生物气出口8之前汇集至一共用的生物废气管路40。用于检测二氧化碳浓度的第二测量传感器设置在该共用的生物废气管路40中，第三测量传感器36设置在第一生物废气管路14中。在其它方面，本发明的该第二实施方式与第一实施方式相同。工作模式也相同。

图9至图15示出了根据本发明的组合设备的第三实施方式，其中三个发酵罐2-1、2-2和2-3(下面统一标记为“2-i”)并行工作地设置。同时，相应的组件将以相同的附图标记示出。就根据图9至图15的组合设备而言，这三个发酵罐2-i中的每一个发酵罐分别设有吹扫气体入口24-1、24-2或24-3，这些吹扫气体入口可分别通过阀10关闭。三个吹扫气体入口24-i汇集至共用的吹扫气体入口42。可分别通过阀10关闭的废气管路26和新鲜空气管路28通到共用的吹扫气体入口42上。

三个发酵罐2-i中的每一个发酵罐分别设有生物气出口8-1、8-2或8-3，这些生物气出口可分别通过阀10关闭。通向废气烟囱20的第一生物废气管路14和通向废气火炬22的第二生物废气管路16汇集至共用的生物废气管路40，在该生物废气管路40中设置有鼓风机38。在鼓风机38之后，共用的生物废气管路40分成第一、第二和第三分支生物废气管路40-1、40-2或40-3。第一分支生物废气管路40-1在阀10和第一发酵罐2-1之间通到第一生物气出口8-1中。第二分支生物废气管路40-2在阀10和第二发酵罐2-2之间通到第二生物气出口8-2中。第三分支生物废气管路40-3在阀10和第三发酵罐2-3之间通到第三生物气出口8-3中。三个分支生物废气管路40-1、40-2或40-3可分别通过阀10关闭。三个生物气出口8-1、8-2和8-3通到共用的生物气管路12中，该共用的生物气管路12通向单元机组热电厂18。来自单元机组热电厂18的排气管路44通向第二废气烟囱46。废气管路26通过三通阀48与排气管路44连接，也就是说，利用在单元机组热电厂18中产生的含有二氧化碳的废气对发酵罐2-i进行吹扫，该发酵罐2-i的发酵过程结束且该发酵罐2-i应被切换至堆肥处理。通过三通阀可以调节经由废气管路26对发酵罐2-i进行吹扫的废气的体积流量和经由第二废气烟囱46被排放至周围环境的废气的量。

第一测量传感器32被设置用于检测在共用的生物气管路12中的甲烷浓度。用于检测二氧化碳浓度的第二测量传感器34、用于检测体积流量的第三测量传感器36和用于检测甲烷浓度的第四测量传感器50设置在共用的生物废气管路40中并沿流动方向位于鼓风机38的下游。四个测量传感器32、34、36和50与控制装置30连接。相似地，各个阀10也与控制装置连接。为清晰起见，相应的控制装置并未在图9至图15中示出。

在图9至图15中示出了在发酵罐2-2中发酵过程结束的情况和在堆肥处理过程之后第二发酵罐2-2再次起动的情况，堆肥处理过程紧接于发酵过程之后且通过切换发酵罐2-2而起动，其中图9至图15示出了与图1至图7相同的阶段和工作状态。在第二发酵罐2-2中发酵过程结束和堆肥处理期间以及在第二发酵罐2-2再次起动期间，在第一和第三发酵罐2-1和2-3内的生物气生产连续地进行。

图9示出了在发酵罐2-2中发酵过程结束的第一阶段，其中含有二氧化碳的废气从单元机组热电厂18经由三通阀48和废气管路26、废气鼓风机27和第二吹扫气体入口24-2被泵送到发酵罐2-2的内部。第二生物气出口8-2仍然与共用的生物气管路12连接，从而将生物气/废气混合物继续输送给气体处理装置44。

如图10所示，仅当由共用的生物气管路12中的第一测量传感器32所检测的甲烷浓度下降到上限值以下时，才在第二阶段由控制装置30将第二生物气出口8-2中的阀10关闭，并将第二分支生物废气管路40-2中的和第二生物废气管路16中的阀10打开。这是发酵罐2-2中发酵过程结束的第二阶段，在该第二阶段中，在废气火炬22中燃烧生物气/废气混合物。必要时，可通过加入额外的燃料来协助该燃烧过程。

如图11所示，在由共用的生物废气管路40中的第四测量传感器50所检测的甲烷浓度下降到中间极限值以下时，在第三阶段由控制装置30将第二生物废气管路16中的阀10关闭，并将第一生物废气管路14中的阀10打开。这是在发酵罐2-2中发酵过程结束的第三阶段，在该第三阶段中，生物气/废气混合物经由废气烟囱20排放至周围环境。

如图12所示，在由共用的生物废气管路40中的第四测量传感器50所检测的甲烷浓度下降到下限值以下时，在第四阶段由控制装置30将废气管路26中的阀10关闭，相应地切换三通阀48，并将新鲜空气管路28中的阀10打开。这是在发酵罐2-2中发酵过程结束的第四阶段，在该第四阶段中，经由新鲜空气管路28和吹扫气体入口24，由新鲜空气鼓风机29将新鲜空气泵送到发酵罐2-2中。生物气/废气混合物经由第二生物气出口8-2、第二分支生物废气管路40-2、共用的生物废气管路40和废气烟囱20中的第一生物废气管路14排放至周围环境。必要时可以通过鼓风机38协助这一过程。

在由共用的生物废气管路40中的第二测量传感器34所检测的二氧化碳浓度下降到第一极限值以下时，切换发酵罐2-2，进行堆肥处理，并由控制装置30将新鲜空气管路28中的阀10关闭。在堆肥处理结束之后，可以打开发酵罐2-2，取出用过的生物质，并装入新鲜的生物质。

如图14所示，如果对发酵罐2-2再次装载新鲜的生物质，则关闭装载和卸载口，通过第二分支生物废气管路40-2、共用的生物废气管路和第一生物废气管路14保持第二生物气出口8-2和废气烟囱20之间的连接，且控制装置30打开废气管路26中的阀10，并切换在单元机组热电厂18的排气管路44中的三通阀48，从而含有二氧化碳的废气被泵送到发酵罐2-2中。这一过程会一直持续到由第二测量传感器34所检测的在共用的生物废气管路40中的二氧化碳浓度达到或者超过第二极限值。

如图15所示，如果二氧化碳浓度达到该第二极限值，则由控制装置30将废气管路26中的阀10关闭，切换三通阀48，关闭第二分支生物废气管路40-2中的阀10，并将第二生物气出口8-2中的阀10打开。由此第二发酵罐2-2再次达到生物气生产阶段，且在发酵罐2-2中所产生的生物气经由生物气管路12被输送给气体处理装置44和单元机组热电厂18。仅当由第四测量传感器50所检测的甲烷浓度达到第四极限值时，才将生物气出口8-2与共用的生物气管路12接通。该第四极限值与上限值相同。

由于通过三通阀48同样可以实现废气管路26中的阀10的功能，因此可省略废气管路26中的阀10。

下面示例性地给出不同极限值的数值：

甲烷浓度：    上限值        30％至50％

              中间极限值    10％至20％

              下限值        0％至3％

              第四极限值    30％至50％

二氧化碳浓度：第一极限值    0.5％至2％

              第二极限值    5％至15％

根据发酵罐的大小和可供使用的废气量，使废气管路26中的废气体积流量在150m³/h和1000m³/h之间。新鲜空气管路28中的新鲜空气体积流量则在1000m³/h和5000m³/h之间。

图16为根据第四实施方式的组合设备的对应于图1的视图，其与根据图1至图7的第一实施方式的区别在于，形式为废气或新鲜空气的吹扫气体在不同的工作状态下不仅通过在生物质6上方区域中的第一吹扫气体入口24来输送，而且附加地或者替代地通过在发酵罐2的底板区域中的第二吹扫气体入口25来输送。由此实现，使得在生物质6中的生物气也被可靠地“吹扫出去”。此外，这在很大程度上避免了在发酵罐的装载和卸载期间甲烷泄漏(Methanschlupf)。

图17A为根据图16的实施方式中发酵罐2的底板的俯视图。在发酵罐2的底板中沿着纵向方向设置有吹扫气体通道52，这些吹扫气体通道被液体和气体可通过的格栅54遮盖。平行延伸的各个吹扫气体通道52在一个或多个位置通过垂直于吹扫气体通道52的纵向延伸的横向通道56相互连接。第二吹扫气体入25通到所述横向通道56中。图17B为沿着图17A的线A-A的剖视图，其带有横向通道56和吹扫气体通道52。图17C为沿着图17A的线C-C的剖视图，其带有吹扫气体通道52。

对于根据图8和图9至图15的本发明的实施方式而言，对吹扫气体的输送还可以经由发酵罐2底部的吹扫气体通道52来进行。在这些不同的实施方式中，装载和卸载口设置在发酵罐2的左侧。装载和卸载口也可以设置在相对侧。

Claims (23)

1、一种用于生产生物气和堆肥的组合设备，包括：

至少一个发酵罐(2)，其根据干燥发酵原理工作，用于以分批操作的方式生产生物气，所述发酵罐(2)具有生物气出口(8)和至少一个吹扫气体入口(24、25)；

生物气管路(12)，其能够与所述生物气出口(8)连接；

废气管路(26)，含有二氧化碳的废气能够借助所述废气管路(26)输送到所述至少一个吹扫气体入口(24、25)；

废气烟囱(20)，其能够通过第一生物废气管路(14)与所述生物气出口(8)连接；

废气火炬(22)，其能够通过第二生物废气管路(16)与所述生物气出口(8)连接；

新鲜空气管路(28)，其能够与所述至少一个吹扫气体入口(24、25)连接；

控制装置(30)，其用于使所述生物气出口(8)与所述生物气管路(12)连接或者用于使所述生物气出口(8)通过所述第一生物废气管路(14)与所述废气烟囱(20)连接，或者用于使所述生物气出口(8)通过所述第二生物废气管路(16)与所述废气火炬(22)连接；并用于使所述吹扫气体入口(24、25)与所述废气管路(26)连接或者用于使所述吹扫气体入口(24、25)与所述新鲜空气管路(28)连接；以及

测量装置(32、34)，其与所述控制装置(30)连接，并包括第一测量传感器(32)和第二测量传感器(34)，所述第一测量传感器(32)用于检测从所述至少一个发酵罐(2)排出的气体混合物中的甲烷浓度，所述第二测量传感器(34)用于检测从所述至少一个发酵罐(2)排出的气体混合物中的二氧化碳浓度。

2、如权利要求1所述的组合设备，其特征在于，所述测量装置(32、34)设置在所述生物气出口(8)中。

3、如权利要求1或2所述的组合设备，其特征在于，设有多个发酵罐(2-i)，所述多个发酵罐的生物气出口(8-i)通到共用的所述生物气管路(12)中；并且用于检测甲烷浓度的所述第一测量传感器设置在共用的所述生物气管路中。

4、如权利要求3所述的组合设备，其特征在于，所述生物气出口(8-i)能通过共用的生物废气管路(40)选择性地与所述废气烟囱(20)或者所述废气火炬(22)连接；并且用于检测二氧化碳浓度的所述第二测量传感器设置在共用的所述生物废气管路中。

5、如前述权利要求中任一项所述的组合设备，其特征在于，所述废气管路(26)供给来自内燃机的废气。

6、如前述权利要求中任一项所述的组合设备，其特征在于，所述生物气管路(12)与产生含有二氧化碳的废气的生物气使用装置连接。

7、如权利要求6所述的组合设备，其特征在于，所述生物气使用装置包括单元机组热电厂(18)。

8、如权利要求6所述的组合设备，其特征在于，所述生物气使用装置包括燃料电池。

9、如权利要求6所述的组合设备，其特征在于，所述生物气使用装置包括气体处理装置(44)。

10、如前述权利要求中任一项所述的组合设备，其特征在于，在所述发酵罐(2)中的生物质(6)上方的区域内连通有一第一吹扫气体入口(24)。

11、如前述权利要求中任一项所述的组合设备，其特征在于，所述发酵罐包括底板；并且在所述发酵罐(2)的底板中设置有与一第二吹扫气体入口(25)连接的多个吹扫气体通道(52)。

12、如权利要求11所述的组合设备，其特征在于，所述吹扫气体通道(52)用于从生物质中排出在生产生物气期间所出现的渗液。

13、一种在生物气生产和堆肥处理之间切换根据前述权利要求中任一项所述的组合设备中的发酵罐的方法，包括如下方法步骤：

a)保持所述生物气出口(8)和所述生物气管路(12)之间的连接；

b)连接所述废气管路(26)与待切换的发酵罐(2)的至少一个吹扫气体入口(24、25)；

c)利用来自所述废气管路(26)的废气吹扫所述待切换的发酵罐(2)，直至由所述第一测量传感器(32)检测的甲烷浓度下降至上限值；

d)断开所述生物气管路(12)与所述待切换的发酵罐(2)的生物气出口(8)的连接；

e)连接所述待切换的发酵罐(2)的生物气出口(8)与所述第一生物废气管路(14)，并将废气/生物气混合物输送至所述废气烟囱(20)，直至由所述第一测量传感器(32)检测的甲烷浓度下降至下限值；

f)断开所述废气管路(26)与所述待切换的发酵罐(2)的吹扫气体入口(24、25)的连接；

g)连接所述新鲜空气管路(28)与所述待切换的发酵罐(2)的吹扫气体入口(24、25)，并将新鲜空气输送到所述待切换的发酵罐(2)中，直至由所述第二测量传感器(34)检测的二氧化碳浓度下降至第一极限值；以及

h)在所述发酵罐(2)中对用过的生物质进行堆肥处理。

14、如权利要求13所述的方法，其特征在于，在方法步骤d)和方法步骤e)之间进行如下方法步骤：

d1)连接所述待切换的发酵罐(2)的生物气出口(8)与所述第二生物废气管路(16)，并将废气/生物气混合物输送至所述废气火炬(22)，直至由所述第一测量传感器(32)检测的甲烷浓度下降至处于该上限值与该下限值之间的中间极限值；以及

d2)断开所述待切换的发酵罐(2)的生物气出口(8)与所述第二生物废气管路(16)的连接。

15、如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，对经由所述新鲜空气管路(28)输送的新鲜空气进行预热。

16、如权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，通过控制所输送的新鲜空气量来控制堆肥处理过程。

17、如权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征在于，对从所述发酵罐(2)排出的气体混合物进行过滤。

18、一种用于起动重新装有生物质的、根据前述权利要求1至13中任一项所述的发酵罐(2)的方法，具有如下方法步骤：

a)关闭装载和卸载口(4)；

b)连接所述生物气出口(8)与所述第一生物废气管路(14)；

c)连接所述废气管路(26)与待起动的发酵罐(2)的吹扫气体入口(24、25)，并将废气输送至所述待起动的发酵罐(2)，直至由所述第二测量传感器(34)检测的二氧化碳浓度达到第二极限值；

d)断开所述废气管路(26)与所述吹扫气体入口(24、25)的连接；

e)断开所述第一生物废气管路(14)与所述生物气出口(8)的连接；

f)连接所述生物气管路(12)与所述生物气出口(8)。

19、如权利要求18所述的方法，其特征在于，在由所述第一测量传感器(32)或第四测量传感器(50)检测的甲烷浓度高于第四极限值时执行方法步骤f)。

20、如权利要求19所述的方法，其特征在于，甲烷浓度的所述第四极限值等于甲烷浓度的所述上限值。

21、如前述权利要求13至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述废气管路(26)与内燃机的排气装置连接。

22、如前述权利要求13至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述废气管路(26)与产生含有二氧化碳的废气的生物气处理装置(44)的排气装置(48)连接。

23、如前述权利要求13至20中任一项所述的方法，其特征在于，所述废气管路(26)与燃料电池的排气装置连接。

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