DE102009032122A1 - Generating energy from a biomass, preferably producing biogas from the biomass, comprises feeding reactants, converting reactants into products, and discharging products, where method is carried out according to memory batch process - Google Patents
Generating energy from a biomass, preferably producing biogas from the biomass, comprises feeding reactants, converting reactants into products, and discharging products, where method is carried out according to memory batch process Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009032122A1 DE102009032122A1 DE102009032122A DE102009032122A DE102009032122A1 DE 102009032122 A1 DE102009032122 A1 DE 102009032122A1 DE 102009032122 A DE102009032122 A DE 102009032122A DE 102009032122 A DE102009032122 A DE 102009032122A DE 102009032122 A1 DE102009032122 A1 DE 102009032122A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- biomass
- fermenter
- products
- biogas
- chambers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000010923 batch production Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000007599 discharging Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000376 reactant Substances 0.000 title abstract description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 22
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 15
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 43
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 206010073261 Ovarian theca cell tumour Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010053615 Thermal burn Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/34—Internal compartments or partitions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/44—Multiple separable units; Modules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse,
insbesondere zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse, nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.The
The invention relates to a method for obtaining energy from biomass,
in particular for the production of biogas from biomass, according to the preamble
of
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Energiegewinnung aus Biomasse, insbesondere einen Bioreaktor oder Fermenter zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.Further the invention relates to a device for energy production Biomass, in particular a bioreactor or fermenter for production of biogas from biomass, according to the generic term of claim 4.
Zudem betrifft die Erfindung eine Biogasanlage zur Energiegewinnung und/oder Energieversorgung aus Biomasse, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.moreover the invention relates to a biogas plant for energy and / or Energy supply from biomass, according to the preamble of the claim 9th
Bekannt sind Biogasanlagen zur Umwandlung von Rückständen aus Kläranlagen, zur Jaucheumwandlung oder zur Umwandlung von angebauten Energiepflanzen. Diese Anlagen sind großtechnischer Natur und erfordern entsprechend ihrer Auslegung einen Mindesteinsatz umzuwandelnder Biomasse von 200 Tonnen/Jahr und mehr. Das mit den Biogasanlagen gemäß dem Stand der Technik erzeugte Biogas dient dazu, Motoren anzutreiben, die wiederum die von ihnen erzeugte Energie in elektrische und thermische Netze speisen.Known are biogas plants for the conversion of residues from sewage treatment plants, for liquid manure conversion or for the conversion of cultivated energy plants. These plants are large-scale Nature and require a minimum use according to their interpretation Biomass of 200 tons / year and more to be converted. That with the Biogas plants according to the state Biogas produced by technology serves to drive engines that turn the energy they generate into electrical and thermal Feed nets.
Aus dem Stand der Technik ist für die Gewinnung von Energie aus Biomasse ein sogenanntes Fed-Batch-Verfahren oder ein Fed-Batch-Prozess bekannt.Out The prior art is for the extraction of energy from biomass, a so-called fed-batch process or a fed-batch process known.
Der Fed-Batch-Prozess kommt hauptsächlich in der Biotechnologie und Verfahrenstechnik zum Einsatz. Hierbei wird mit einer gezielten Steuerung einer Eduktzufuhr die Erzeugung der Produkte optimiert, um Nachteile, welche bei einer direkten Zugabe einer maximalen notwendigen Menge an Edukten auftreten können, zu vermeiden. Bei dem Fed-Batch-Prozess handelt es sich um ein chemisch-biologisches Verfahren.Of the Fed-batch process comes mainly used in biotechnology and process engineering. in this connection is the production with a targeted control of educt supply the products optimized to disadvantages, which in a direct Addition of a maximum necessary amount of reactants may occur too avoid. In the fed-batch process it is a chemical-biological process.
Hierbei laufen alle Prozesse in einem Behälter ab. Dabei steht eine Steuerung und Kontrolle der Abbauprozesse durch die Mikroorganismen im Vordergrund. Ein erster Schritt des Fed-Batch-Prozesses dient dazu, eine Grundsubstanz (Nährboden) für die späteren Prozesse zu erzeugen. Der Fed-Batch-Prozess dient dabei vorwiegend der Prozesskontrolle. In einem weiteren Schritt des Fed-Batch-Prozesses wird kein weiteres Substrat zugeführt. Die Verweilzeit in diesem Schritt ist nicht vorgegeben; der Schritt dient dem Abbau der Edukte. Hierbei können Schwankungen in der Gasentwicklung auftreten.in this connection all processes in a container expire. There is a controller and control of the degradation processes by the microorganisms in the foreground. A first step in the fed-batch process is to create a basic substance (Fertile soil) for the later To generate processes. The fed-batch process is predominantly used the process control. In another step of the fed-batch process no further substrate is supplied. The residence time in this Step is not predetermined; The step serves to reduce the educts. Here you can Fluctuations in gas evolution occur.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse, insbesondere zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse, zu schaffen, welche die Nachteile überwinden und die insbesondere eine kontinuierliche Betriebsweise mit einer einfachen, möglichst schwankungsfreien Prozessführung realisieren.Of the Invention is based on the object, an apparatus and a method for energy production from biomass, in particular for the production of Biogas from biomass, which overcome the disadvantages and in particular a continuous mode of operation with a simple, as possible fluctuation-free process control realize.
Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Biogasanlage zur Energiegewinnung und/oder Energieversorgung aus Biomasse zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und eine kontinuierliche Gasentwicklung bei einfacher Prozessführung realisiert.Further the invention has for its object to provide a biogas plant for Generating energy and / or energy from biomass which is simple and continuous gas evolution with simple process control realized.
Erfindungsgemäß wird dies
durch die Gegenstände
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, des Patentanspruchs 4
und des Patentanspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this is
through the objects
with the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse, insbesondere zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse, umfassend die Schritte: Zuführen von Edukten, insbesondere Biomasse, Umwandeln der Edukte in Produkte und Abführen der Produkte, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einem Speicher-Batch-Verfahren durchgeführt wird, bei dem die Schritte Zuführen, Umwandeln und Abführen der festen und flüssigen Produkte zumindest räumlich getrennt durchgeführt werden, und bei dem die gasförmigen Produkte im Sinne eines quasikontinuierlichen Verfahrens während mindestens zwei der vorgenannten Schritte abgeführt werden.The inventive method for energy production from biomass, in particular for the production of Biogas from biomass, comprising the steps of: supplying reactants, in particular Biomass, converting the starting materials into products and discharging the Products, characterized in that the method according to a Memory batch process is performed, in which the steps Respectively, Transform and remove the solid and liquid Products at least spatially carried out separately and in which the gaseous Products in the sense of a quasi-continuous process during at least two of the aforementioned steps are discharged.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Zuführen zeitlich parallel zu einem Abführen und/oder einem Umwandeln durchgeführt wird.In an embodiment the method according to the invention is provided that feeding temporally parallel to a discharge and / or a conversion is performed.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schritt Zuführen von Edukten ds Zuführen von unfermentierter Biomasse und das Zuführen eines fermentierten Biomasserestes (Gärrestes) aus einem nachgeordneten Schritt umfasst, um einen Fermentationsprozess zu starten.In a further embodiment of the invention, it is provided that the step of supplying educts for supplying unfermented biomass and supplying a fermented biomass residue (fermentation restes) from a downstream step to start a fermentation process.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energiegewinnung aus Biomasse, insbesondere ein Bioreaktor oder Fermenter zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse, umfassend mindestens eine Zuführeinrichtung, mindestens eine Abführeinrichtung und einen mit der Zuführeinrichtung und der Abführeinrichtung gekoppelten Fermenterraum zum Aufnehmen und Umwandeln von Biomasse, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenterraum, die Zuführeinrichtung und/oder die Abführeinrichtung zumindest paarweise relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind.The inventive device for energy production from biomass, in particular a bioreactor or Fermenter for the production of biogas from biomass, comprising at least a feeder, at least a discharge device and one with the feeder and the discharge device coupled fermenter room for receiving and converting biomass, is characterized in that the fermenter space, the feeder and / or the discharge device at least in pairs are designed to be movable relative to each other.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Fermenterraum mindestens drei Kammern umfasst, welche jeweils wahlweise durch eine Relativbewegung von Fermenterraum, Zuführeinrichtung und/oder Abführeinrichtung zueinander mit der Zuführeinrichtung und/oder der Abführeinrichtung koppelbar sind.at a further embodiment The present invention provides that the fermenter room comprises at least three chambers, each optionally by a relative movement of fermenter room, feeder and / or discharge device to each other with the feeder and / or the discharge device can be coupled.
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Fermenterraum, die Zuführeinrichtung und/oder die Abführeinrichtung rotatorisch und/oder translatorisch zueinander bewegbar ausgebildet sind.In yet another embodiment The present invention provides that the fermenter room, the feeder and / or the discharge device formed rotatably and / or translationally to each other movable are.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei der Kammern des Fermenterraums in ihren oberen Bereichen gasführend miteinander in Verbindung stehen. Das kann beispielsweise durch einen die oberen Kammerbereiche überwölbenden gemeinsamen Raum oder aber auch durch eine leitungsgebundene Verbindung realisiert sein. Dadurch ist gewährleistet, dass das in den verschiedenen Kammern anfallende Biogas zusammen abgeführt werden kann.In a further embodiment the invention provides that at least two of the chambers of the Fermenterraums in their upper regions gas-conducting in conjunction stand. This can, for example, by a vaulting the upper chamber areas common room or else by a wired connection be realized. This ensures that that the biogas produced in the various chambers is combined dissipated can be.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung sieht auch vor, dass die Kammern derart angeordnet sind, dass, wenn eine der Kammern mit der Zuführeinrichtung gekoppelt ist, eine andere der Kammern mit der Abführeinrichtung gekoppelt ist.One embodiment The device also provides that the chambers are arranged in such a way are that when one of the chambers is coupled to the feeder, another of the chambers is coupled to the discharge device.
Die erfindungsgemäße Biogasanlage zur Energiegewinnung und/oder Energieversorgung aus Biomasse, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen ist.The Biogas plant according to the invention for energy production and / or energy supply from biomass characterized in that a device according to the invention is provided.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein gasdichtes System vorgesehen ist.One embodiment The present invention provides that a gas-tight system is provided.
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Überwachungs- und Sicherheitssystem für zumindest einen Druck im Fermenter, insbesondere im Fermenterraum, und/oder in einem Gasspeicher vorgesehen ist.Yet another embodiment The present invention provides that a monitoring and security system for at least a pressure in the fermenter, in particular in the fermenter room, and / or is provided in a gas storage.
Weiter sieht ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vor, dass ein Wärmesystem zur Beheizung des Fermenters, insbesondere der Fermenterräume, vorgesehen ist.Further sees another embodiment the present invention that a heating system for heating the Fermenter, especially the fermenter rooms, is provided.
Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Schnittstelle zur Anbindung an ein Energienetz und/oder ein Wassernetz vorgesehen ist.Yet another embodiment The present invention provides that at least one interface intended for connection to a power grid and / or a water network is.
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren,
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und der erfindungsgemäßen Biogasanlage
werden insbesondere die folgenden Vorteile realisiert:
Durch
die vereinfachte Prozessführung
wird der benötigte
Eigenenergiebedarf der Anlage reduziert. Der Biogasentstehungsprozess
findet ohne Stofftransportvorgänge
jeweils in einer Fermenterkammer statt, wodurch die Anzahl der notwendigen
Aggregate, wie beispielsweise Transporteinrichtungen zwischen den
Kammern, Steuerungseinrichtungen und dergleichen, reduziert wird.
So wird auch der Strombedarf durch die Reduktion der Anzahl der
Aggregate verringert. Durch den Betrieb der Anlage auf einem relativ
niedrigen Temperaturniveau wird weniger Wärme für die Fermenterbeheizung benötigt. Die
erfindungsgemäße Anlage
verfügt
vorzugsweise über
eine integrierte Abreinigungseinrichtung, welche sich biologische
Abbauprozesse zu Nutzen macht, sodass keine externe, technische
Einrichtung zur Schwefelwasserstoffabtrennung erforderlich ist.
Dadurch ist der apparative Aufwand reduziert und es wird Energie
eingespart. Biologische Schwefelwasserstoffabtrennungseinrichtungen
werden beispielsweise erfolgreich in großen Biogasanlagen eingesetzt.
Durch die kompakte Bauweise der Anlage und die Reduktion der peripheren
Fermenteraggregate wird der Platzbedarf der Anlage reduziert. Dies
ist von besonderer Bedeutung, da ein bevorzugter Aufstellungsort
der häusliche Keller
ist. Durch eine erfindungsgemäße Neukonzeptionierung
der Biogasanlage wird eine deutliche Senkung der Investitions-,
Betriebs- und Wartungskosten erreicht, was einen wirtschaftlichen
Betrieb der Anlage gewährleistet.With the method according to the invention, the device according to the invention and the biogas plant according to the invention, in particular the following advantages are realized:
The simplified process management reduces the required own energy consumption of the system. The biogas production process takes place without mass transfer operations in each case in a fermenter chamber, whereby the number of necessary aggregates, such as transport devices between the chambers, control devices and the like, is reduced. Thus, the power requirement is reduced by reducing the number of units. Operating the system at a relatively low temperature level requires less heat for the fermenter heater. The plant according to the invention preferably has an integrated purification device, which makes use of biodegradation processes, so that no external, technical device for removing hydrogen sulfide is required. As a result, the expenditure on equipment is reduced and energy is saved. Biological hydrogen sulphide separation devices are used successfully, for example, in large biogas plants. Due to the compact design of the plant and the reduction of the peripheral fermenter aggregates, the space requirement of the plant is reduced. This is of particular importance since a preferred site is the home cellar. By an inventive redesign of the biogas plant a significant reduction in investment, operating and maintenance costs is achieved, which ge an economic operation of the plant guaranteed.
Durch eine gezielte Steuerung der Eduktzufuhr lässt sich die Erzeugung der Produkte optimieren, da Nachteile, welche bei einer direkten Zugabe der maximalen notwendigen Menge an Edukten auftreten können, vermieden werden. Mit dem Speicher-Batch-Verfahren sind ein einfacher Aufbau und eine kontinuierliche Gasentwicklung realisierbar. Die Behälter des Speicher-Batch-Verfahrens erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Der zu befüllende Behälter dient der Pufferung, Speicherung und Vergärung des Substrates. Eine konstante Gasausbeute aus diesem Behälter kann durch eine quasikontinuierliche Substratzufuhr erreicht werden. Hierbei steht aber nicht die Steuerung und Kontrolle der Abbauprozesse durch die Mikroorganismen im Vordergrund sondern die Homogenisierung der Biogaserzeugung. Im Idealfall kann der Biogasanlage täglich Substrat zugeführt werden. Aber es können auch größere Zeiträume ohne Substratzufuhr überbrückt werden, ohne den gesamten Prozess zu gefährden. Ebenfalls ist es möglich die Anlage mit mehr Substrat zu beaufschlagen, als die Mikroorganismen momentan umsetzen können. Auch hier bleibt der Prozess der Biogaserzeugung kontrollierbar.By a targeted control of educt supply can be the generation of Optimize products, as disadvantages, which in a direct addition the maximum necessary amount of educts can occur avoided become. With the memory batch process are a simple structure and a continuous evolution of gas realizable. The containers The memory batch process perform different tasks. The to be filled container serves for buffering, storage and fermentation of the substrate. A constant Gas yield from this container can be achieved by a quasi-continuous substrate feed. But this is not the control and control of the degradation processes by the microorganisms in the foreground but the homogenization biogas production. Ideally, the biogas plant can daily substrate supplied become. But it can even larger periods without Substrate feed to be bridged, without jeopardizing the whole process. It is also possible to load the plant with more substrate than the microorganisms currently implement. Again, the process of biogas production remains controllable.
Im Speicher-Batch-Verfahren ist es nicht erforderlich, eine Grundsubstanz – zum Beispiel einen Nährboden – für die späteren Prozesse zu erzeugen. Der Fermentationsprozess wird bei der Befüllung durch die Rückführung von Gärresten aus einer anderen Kammer gestartet. Beim Speicher-Batch-Verfahren wird Substrat mit rückgeführten Gärresten durchmischt und einer anderen Kammer zugegeben. Durch die regelmäßige Substratzugabe wird ein gleichmäßiger Gasoutput gewährleistet.in the Memory batch process does not require a ground substance - for example a breeding ground - for the later processes to create. The fermentation process is carried out during filling the repatriation of digestate started from another chamber. In the memory batch process becomes substrate with recycled digestate mixed and added to another chamber. By the regular substrate addition becomes a uniform gas output guaranteed.
Beim Speicher-Batch-Verfahren hat das Substrat in den von der Befüllungsphase verschiedenen Phasen mindestens dieselbe Verweilzeit wie in der Befüllungsphase. Dadurch verlängern beim Speicher-Batch-Verfahren diese anderen Phasen die Verweilzeit und garantieren die Ausgärung des Substrats. Somit werden beim Speicher-Batch-Verfahren Schwankungen der Gasentwicklung möglichst gering gehalten, was durch häufige, möglichst tägliche Substratzufuhr erreicht wird. Des Weiteren verweilt das gesamte Substrat möglichst lange im Fermenter. Daher werden mehrere Behälter versetzt betrieben, um eine längere Verweilzeit garantieren zu können. Außerdem wird die Animpfung des frischen Substrats durch eine Gärrestrückführung realisiert, sofern der Fermenter nicht gerührt werden soll. Das wird im Speicher-Batch-Verfahren durch die Gärrestrückführung aus einem hinteren Behälter ermöglicht. Das Speicher-Batch-Verfahren benötigt gegenüber einem kleintechnisch genutzten Durchflussverfahren weniger Strom und Platz. Zudem ist das Speicher-Batch-Verfahren speziell für die kleintechnische Anwendung konzipiert.At the Storage batch process has the substrate in the from the filling phase different phases at least the same residence time as in the Filling phase. Extend it in the memory batch process these other phases are the dwell time and guarantee the fermentation of the substrate. Thus, in the storage batch process, variations in gas evolution preferably kept low, resulting in frequent, preferably daily Substrate feed is achieved. Furthermore, the whole lingering Substrate as possible long in the fermenter. Therefore, several containers are operated offset to a longer one To guarantee residence time. Furthermore the inoculation of the fresh substrate is realized by a fermentation residue recycling, unless the fermenter is stirred shall be. This is done in the storage batch process by the digestate recirculation a rear container allows. The memory batch process needed across from less electricity used in a small-scale flow-through process and space. In addition, the storage batch process is especially for the small-scale Application designed.
Die Zeichnungen stellen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen in den Figuren:The Drawings represent several embodiments of the invention and show in the figures:
Eine
Abführeinheit
Ein
Austrag des nicht zurückgeführten Gärrests G
erfolgt ebenfalls am Fermenterboden. Zunächst gelangt der nicht zurückgeführte Gärrest G
in eine von der Abführeinrichtung
Für eine Durchmischung
des Inhalts der einzelnen Fermenterkammern
Bei
dem Biogasanlagentyp gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach
- • eine Einheit
zur Füllstandsmessung
in allen
Behältern oder Kammern 4a –4c , die insbesondere analog ausgeführt ist und eine Ableseeinheit aufweist, - • eine
Einheit zur Volumenmessung und/oder Gewichtsmessung des
dem Fermenter 1 zugeführten Substrats S und/oder des ausgetragenen und rückgeführten Gärrests G, - • eine Einheit zur Messung der gebildeten Gasmenge,
- • eine Einheit zur Messung des Sauerstoffgehalts des Biogases,
- • eine
Einheit zur
Temperaturmessung im Fermenter 1 , - • eine Einheit zur Messung des Füllstands im Gasspeicher und
- • eine
Einheit zur pH-Wert-
Messung im Fermenter 1 .
- • one unit for level measurement in all containers or
chambers 4a -4c , which is designed in particular analogously and has a reading unit, - • a unit for volume measurement and / or weight measurement of the
fermenter 1 supplied substrate S and / or the discharged and recycled digestate G, - A unit for measuring the amount of gas formed,
- A unit for measuring the oxygen content of the biogas,
- • one unit for temperature measurement in the
fermenter 1 . - • a unit for measuring the level in the gas storage tank and
- • One unit for pH measurement in the
fermenter 1 ,
In
Beziehung mit der oben genannten Messtechnik erfolgt eine Steuerung
der Biogasanlage
- • eine Einheit zur durchflussabhängigen Zudosierung von Mineralstoffen zum zugeführten Substrat S,
- • eine Einheit zum Einblasen von Luft für die Entschwefelung in Abhängigkeit der entstehenden Biogasmenge und des Sauerstoffgehalts,
- • eine Einheit zur Verbrennung des Biogases, wenn sich Füllstand des Gasspeichers dem maximal zulässigen Wert nähert und
- • eine Einheit zum Halten der Fermentertemperatur über ein Thermostat.
- A unit for the flow-dependent addition of minerals to the supplied substrate S,
- A unit for blowing in air for desulphurisation depending on the amount of biogas produced and the oxygen content,
- • a biogas combustion unit when the gas storage tank level approaches the maximum permissible value and
- • a unit for holding the fermenter temperature via a thermostat.
Die
Substratzugabe zum Fermenter
Die
Biogasanlage
Weiter
umfasst die Biogasanlage
Da
in der Biogasanlage
Es
werden Gasleitungen vom Fermenter
Zudem ist eine Gasaufbereitung vorgesehen. Vor der Verbrennung des Biogases in herkömmlichen Brennern muss es aufbereitet werden. Die erforderlichen Schritte Entschwefelung und Trocknung werden nachfolgend beschrieben.moreover is a gas treatment provided. Before the burning of biogas in conventional burners it has to be processed. The required steps desulfurization and drying are described below.
Die
Entschwefelung erfolgt über
eine Entschwefelungseinrichtung
Weiter ist eine Gastrocknungseinheit vorgesehen. Die Gastrocknung ist notwendig und erfolgt nach der Entschwefelung. Das Gas wird durch eine Kondensationsfalle geleitet, in der Wasser ausfällt. Das Kondensat wird in die Kanalisation abgeleitet. Es kann leicht schwefelsauer sein.Further a gas drying unit is provided. The gas drying is necessary and takes place after desulfurization. The gas is passed through a condensation trap passed, in the water fails. The condensate is discharged into the sewage system. It can be easy be sulfuric.
Zudem
ist ein Gasspeicher
Der
Gasspeicher
Entsprechend sind Sicherheitseinrichtungen vorgesehen.Corresponding Safety devices are provided.
Die
Sicherheitseinrichtungen können über eine
Verbrennung des Gases über
die Therme
Zudem
sind Gassensoren vorgesehen. Im die Biogasanlage
Der
Fermenterraum
Anhand
der nachfolgenden
Die
Biogasanlage
Wird
beispielsweise ein Wechselrhythmus von 14 Tagen gewählt, beginnt
in jedem Behälter
oder jeder Kammer
In
der nachfolgenden Tabelle 2 ist der Ablauf der Phasen dargestellt.
Zunächst wird
eine Kammer
Mit
dem erfindungsgemäßen, in
den Figuren dargstellten, Verfahren zur Energiegewinnung aus Biomasse,
insbesondere zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse, werden die Schritte
Zuführen
von Edukten, insbesondere Biomasse, Umwandeln der Edukte in Produkte
und Abführen
der Produkte duchgeführt.
Dabei wird das Verfahren nach dem Speicher-Batch-Verfahren derart
durchgeführt,
dass die Schritte Zuführen,
Umwandeln und Abführen
zumindest räumlich
getrennt durchgeführt
werden, um ein quasikontinuierliches Verfahren zu realisieren. Entsprechend
sind für
jeden Verfahrensschrit separate Kammern
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009032122A DE102009032122A1 (en) | 2009-07-08 | 2009-07-08 | Generating energy from a biomass, preferably producing biogas from the biomass, comprises feeding reactants, converting reactants into products, and discharging products, where method is carried out according to memory batch process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009032122A DE102009032122A1 (en) | 2009-07-08 | 2009-07-08 | Generating energy from a biomass, preferably producing biogas from the biomass, comprises feeding reactants, converting reactants into products, and discharging products, where method is carried out according to memory batch process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102009032122A1 true DE102009032122A1 (en) | 2011-01-13 |
Family
ID=43307749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102009032122A Withdrawn DE102009032122A1 (en) | 2009-07-08 | 2009-07-08 | Generating energy from a biomass, preferably producing biogas from the biomass, comprises feeding reactants, converting reactants into products, and discharging products, where method is carried out according to memory batch process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102009032122A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013144817A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Sita France | Method for treating waste, in particular household refuse, and unit for implementing same |
| WO2015079047A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | Peter Gallersdörfer | Energy harvesting system for harvesting renewable energy, biomass collecting system, and components of said systems |
| EP3034603A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | AIVOTEC s.r.o. | Enhanced biogas plant |
| EP3560394A1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-30 | BSH Hausgeräte GmbH | Fermentation device |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE884176C (en) * | 1951-08-21 | 1953-07-23 | Karl Ludwig Lanninger | Digester gas developer and method for its operation |
| DE1010020B (en) * | 1952-01-02 | 1957-06-06 | Karl Ludwig Lanninger | Plant for the extraction of digester gas from waste materials, in particular from farmyard manure |
| FR2519652A1 (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-18 | Milois Jean | Industrial scale fermenter for methane prodn. - has horizontal cylindrical digester and is entirely prefabricated before installation |
| FR2569718A1 (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-07 | Ciden | Installation for gas production by fermentation of organic materials |
| DE3604415A1 (en) * | 1986-02-12 | 1987-08-13 | Caro Thomas | Multiple-stage process and equipment for the conversion of organic and inorganic materials by catalysts |
| EP0501376A2 (en) * | 1991-02-25 | 1992-09-02 | Heinrich Bauer | Plant for the production of biogas from manure |
| EP0799812A1 (en) * | 1996-04-03 | 1997-10-08 | CT Umwelttechnik AG | Loading device for a fermentation plant |
| DE19800224C1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-05-06 | Emschergenossenschaft Lippever | Anaerobic treatment of waste material with bacteria |
| DE10113207A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-11 | Porr Umwelttechnik Gmbh Wien | Aerobic fermentation of biological waste uses air feeds into the base of a container of an assembly with gas take-off at a level over them to give a rapid degrading action with low energy use to produce a product for soil cultivation |
| DE60009434T2 (en) * | 1999-12-28 | 2005-03-03 | Tsukuba Food Science, Inc., Ushiku | Method and device for producing a processed product from organic material |
-
2009
- 2009-07-08 DE DE102009032122A patent/DE102009032122A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE884176C (en) * | 1951-08-21 | 1953-07-23 | Karl Ludwig Lanninger | Digester gas developer and method for its operation |
| DE1010020B (en) * | 1952-01-02 | 1957-06-06 | Karl Ludwig Lanninger | Plant for the extraction of digester gas from waste materials, in particular from farmyard manure |
| FR2519652A1 (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-18 | Milois Jean | Industrial scale fermenter for methane prodn. - has horizontal cylindrical digester and is entirely prefabricated before installation |
| FR2569718A1 (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-07 | Ciden | Installation for gas production by fermentation of organic materials |
| DE3604415A1 (en) * | 1986-02-12 | 1987-08-13 | Caro Thomas | Multiple-stage process and equipment for the conversion of organic and inorganic materials by catalysts |
| EP0501376A2 (en) * | 1991-02-25 | 1992-09-02 | Heinrich Bauer | Plant for the production of biogas from manure |
| EP0799812A1 (en) * | 1996-04-03 | 1997-10-08 | CT Umwelttechnik AG | Loading device for a fermentation plant |
| DE19800224C1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-05-06 | Emschergenossenschaft Lippever | Anaerobic treatment of waste material with bacteria |
| DE60009434T2 (en) * | 1999-12-28 | 2005-03-03 | Tsukuba Food Science, Inc., Ushiku | Method and device for producing a processed product from organic material |
| DE10113207A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-11 | Porr Umwelttechnik Gmbh Wien | Aerobic fermentation of biological waste uses air feeds into the base of a container of an assembly with gas take-off at a level over them to give a rapid degrading action with low energy use to produce a product for soil cultivation |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013144817A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Sita France | Method for treating waste, in particular household refuse, and unit for implementing same |
| FR2988624A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-04 | Sita France | PROCESS FOR TREATING WASTE, ESPECIALLY HOUSEHOLD GARBAGE, AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
| CN104302404A (en) * | 2012-03-27 | 2015-01-21 | 苏伊士环境集团 | Method for treating waste materials, especially domestic waste, and equipment for carrying out the method |
| CN104302404B (en) * | 2012-03-27 | 2017-05-10 | 苏伊士环境集团 | Method for treating waste materials, especially domestic waste, and equipment for carrying out the method |
| AU2013239188B2 (en) * | 2012-03-27 | 2017-10-12 | Suez International | Method for treating waste, in particular household refuse, and unit for implementing same |
| AU2013239188B8 (en) * | 2012-03-27 | 2017-11-23 | Suez International | Method for treating waste, in particular household refuse, and unit for implementing same |
| AU2013239188A8 (en) * | 2012-03-27 | 2017-11-23 | Suez International | Method for treating waste, in particular household refuse, and unit for implementing same |
| WO2015079047A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | Peter Gallersdörfer | Energy harvesting system for harvesting renewable energy, biomass collecting system, and components of said systems |
| EP3034603A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | AIVOTEC s.r.o. | Enhanced biogas plant |
| EP3560394A1 (en) * | 2018-04-23 | 2019-10-30 | BSH Hausgeräte GmbH | Fermentation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2103681B1 (en) | Combined assembly for creating biogas and compost and method for adjusting a fermenter in such an assembly between biogas creation and composting | |
| DE102007012861B3 (en) | Biogas production by dry fermentation of renewable resources | |
| DE19805045A1 (en) | Method and device for methanizing biomass | |
| EP2566946B1 (en) | Method and system for the gas tight process control of percolators in a biogas method having two or more stages | |
| DE102008032409A1 (en) | Process for the production of methane from process waters and biogenic material | |
| DE10142906A1 (en) | Process for processing residual waste and residual waste treatment plant | |
| DE19833624A1 (en) | Processing of organic waste material uses an assembly of modules with a mobile processing container as a bio select percolator to reduce it to a substrate for further processing or deposit at a dump | |
| DE102012109821A1 (en) | Producing biogas, by providing a solid fermenter for fermenting organic solids and a liquid fermenter, adding percolate to percolation of organic solids in solid and liquid fermenters, applying percolate on organic solids in solid fermeter | |
| DE102009032122A1 (en) | Generating energy from a biomass, preferably producing biogas from the biomass, comprises feeding reactants, converting reactants into products, and discharging products, where method is carried out according to memory batch process | |
| EP2163318A2 (en) | Method for reducing the volume and mass of household waste | |
| DE102011055695A1 (en) | Device for the fermentation of organic solids | |
| WO2011076444A1 (en) | Device and method for fermenting, post-rotting and intensive-rotting processing products | |
| DE102011012446A1 (en) | Chronological treatment of biomass to biogas with final compost production, comprises loading a closed container with plant mass for dry fermentation, and taking off methane-containing biogas from the container | |
| EP0803568A1 (en) | Fermentation plant and multistage process with use of this plant | |
| DE3228895C2 (en) | Process for producing biogas | |
| DE102012113119A1 (en) | Method and device for generating regenerative energy from biomass | |
| DE102007025903A1 (en) | Device for producing biogas by continuous dry fermentation of stackable biomass, has fermentation chamber, inserting unit for inserting biomass in fermentation chamber, and movement device for moving biomass in stacked form | |
| CN109502946A (en) | Electro-osmosis high level cadre dehydration and the united sludge treating system of aerobic fermentation and method | |
| EP1727888A2 (en) | Transport device for biomass, for use in a fermenter for generating biogas and large-scale fermenter for generating biogas from biomass | |
| EP1769064B1 (en) | Biogas installation for producing methane-containing gases | |
| DE102014011479A1 (en) | New process for the fermentation of biogenic energy sources | |
| DE102008038040A1 (en) | Biogas plant for supplying power to small-scale system such as household system, comprises converting device having multi-chamber device for controlled small-scale conversion of biomass into biogas, sucking device and quantity monitor | |
| DE2930418A1 (en) | Recovering energy produced by bacterial decomposition in rubbish dump - at a rate controlled by regulating moisture and heat input-output | |
| EP1676819B1 (en) | An environmentally compatible process for the treatment of organic sludge and a waste water treatment plant | |
| DE3246711C1 (en) | Process for the biological degradation of the waste matter of a landfill |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |