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DE102013000977A1 - Anlage und Verfahren zur Trocknung von Gärresten, insbesondere aus Biogasanlagen - Google Patents

Anlage und Verfahren zur Trocknung von Gärresten, insbesondere aus Biogasanlagen Download PDF

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DE102013000977A1
DE102013000977A1 DE201310000977 DE102013000977A DE102013000977A1 DE 102013000977 A1 DE102013000977 A1 DE 102013000977A1 DE 201310000977 DE201310000977 DE 201310000977 DE 102013000977 A DE102013000977 A DE 102013000977A DE 102013000977 A1 DE102013000977 A1 DE 102013000977A1
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temperature evaporator
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heat exchanger
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Lothar Dörre
Gregor Maier
Clemens Maier
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agriKomp Sued GmbH
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agriKomp Sued GmbH
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Abstract

Die Anlage zur Trocknung von Gärresten umfasst einen Heißwasserkreislauf, einen Wärmetauscher (WT) mit mindestens einem Rohrsystem (RG1) einen Niedertemperaturverdampfer (NV) mit einer ersten Heißwasserheizvorrichtung (RH1), einen Hochtemperaturverdampfer (HV) mit einer zweiten Heißwasserheizvorrichtung (RH2), sowie mindestens eine Vorrichtung (PV) zur Erzeugung eines Vakuums in der gesamten Anlage. Die Anlage ist hermetisch dicht, so dass die Gärreste mit dem vorgeschlagenen Verfahren in einem geschlossenen System mit sehr gutem Wirkungsgrad getrocknet werden. Außerdem unterbleibt eine Geruchsbelästigung der Umgebung.

Description

  • Für die wachsende Anzahl von Biogasanlagen und durch die Konzentration in einigen Regionen wird die Entsorgung des Gärrestes zu einer zentralen Frage. Dafür müssen praxistaugliche und wirtschaftliche Konzepte gefunden werden. Abhängig vom Ausgangsgärrest und den gewünschten Produkten kommen mechanische Separation, Trocknung, Eindampfung und Verfahren der Abwasserwirtschaft zum Einsatz. Diese einzeln oder in Kombination betriebenen Verfahren erfordern zum Teil erhebliche Investitionen und den Einsatz von thermischer und elektrischer Energie. Andererseits können Lager- und Ausbringkosten eingespart und mitunter Erlöse für die Gärrestprodukte erzielt werden. Bei Großanlagen ist eine Gärrestaufbereitung kaum zu umgehen und die Frage nach ihrer Wirtschaftlichkeit stellt sich im Zusammenhang mit der gesamten Anlage. (vgl. LOOTSMA, A., T. RAUSSEN (2008): Aktuelle Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von Gärresten. In: Bio- und Sekundärrohstoffverwertung. Stofflich – energetisch III. Witzenhausen-Institut – Neues aus Forschung und Praxis. Kassel: K. Wiemer, M. Kern (Hrsg.). S. 559–576.).
  • Die zitierte Fundstelle gibt einen guten Überblick über den Stand der Technik der Trocknungsverfahren. Dabei werden häufig Kombinationen von Trocknungsmethoden aus mechanischer Separation und thermischen Verfahren unter Einsatz von Band-, Trommel-, Schubwende-, Wirbelschicht-, oder Heißdampftrockner angewendet. Zur Eindampfung beziehungsweise zur Eindickung flüssiger Gärreste werden Fallstrom- und Zwangsumlaufverdampfer oder mehrstufige Verdampfer mit mechanischer Brüdenverdichtung verwendet. Auch Verdampfungsanlagen mit Brüdenkompression kommen zur Anwendung.
  • Bei auf dem Markt eingesetzten Bandtrockner – Anlagen erfolgt die Trocknung der Gärreste durch aufgeheizte Luft, die über ein großflächiges, mit Gärresten beschicktes Band geblasen wird. Das Wirkprinzip dieser Anlagen beruht im Wesentlichen auf Verdunstung. Um eine hohe Trockenleistung zu erzielen, werden hohe Luftströmungsgeschwindigkeiten erforderlich. Die Trocknung wird zusätzlich durch Erwärmung der Trockenluft unterstützt. Allerdings sind bei diesen Trocknungsverfahren große Luftleistungen notwendig die elektrisch erzeugt werden müssen. Dadurch wird der elektrische Wirkungsgrad der gesamten Biogasanlage reduziert. Außerdem ist der Trockenwirkungsgrad nicht ausreichend um 100% der Gärreste, die in der Biogasanlage entstehen, zu verarbeiten. Darüber hinaus ist die Anlagentechnik nicht hermetisch dicht und führt daher zu Geruchsbelastungen, wobei die Abluft zusätzlich mit Ammoniak und Feinstaub belastet ist.
  • Bei den meisten Verfahren zur Gärrestetrocknung müssen die Gärreste vorbehandelt werden indem sie z. Bsp. mithilfe eines Separators auf einen Trockensubstanzgehalt von 25 Prozent getrocknet werden; oder es wird ein kleiner Teil des getrockneten Gutes zugemischt. Diese Verfahrensschritte stellen zusätzlichen Aufwand dar, der den Wirkungsgrad der Trocknung verschlechtert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen oder mindestens zu reduzieren.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Anlage zur Trocknung von insbesondere aus Biogasanlagen anfallenden Gärresten vorgeschlagen, die einen Heißwasserkreislauf, einen Wärmetauscher mit mindestens einem Rohrsystem, einen Niedertemperaturverdampfer mit einer ersten Heißwasserheizvorrichtung, einen Hochtemperaturverdampfer mit einer zweiten Heißwasserheizvorrichtung sowie mindestens eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums in der gesamten Anlage umfasst. Der Wärmetauscher ist dabei vorzugsweise als Rohrspiralenwärmetauscher ausgeführt.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass der Hochtemperaturverdampfer schräg aufgestellt ist. Der Elevationswinkel wird dabei so gewählt, dass sich die aufschwimmenden trockenen Gärreste über einer Ausschleusvorrichtung befinden und so die trockenen Gärreste aus der Anlage abgeführt werden können.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass die gesamte Anlage hermetisch geschlossen ist. Der Gärrestetransport zwischen den Anlagenkomponenten erfolgt dabei immer in Rohren, so dass die Gärreste während der Trocknung nicht mit der Außenluft in Berührung kommen. Der hermetisch dichte Abschluss erlaubt außerdem eine optimale Druck-, Temperatur- und Vakuumsregelung in der gesamten Anlage so dass sich die Anlagenparameter optimal regeln lassen und somit ein optimaler Wirkungsgrad der Anlage erzielt werden kann.
  • In vorteilhafter Weise wird der in der Anlage entstehende Dampf mittels eines Kondensators kondensiert und das entstehende Rohkondensat zusammen mit dem weiteren in der Anlage anfallenden Kondensat in einem Auffangbehälter gesammelt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Lösung der Aufgabe werden die Gärreste durch ein erstes Rohrsystem eines Wärmetauscher gepumpt und erwärmt (vor-erhitzt) und dann einem Niedertemperaturverdampfer zugeführt, wo sie weiter erwärmt werden. Sodann werden die Gärreste aus dem Niedertemperaturverdampfer in einen Hochtemperaturverdampfer geleitet und dort weiter erwärmt und getrocknet. Schließlich werden die getrockneten Gärreste aus dem Hochtemperaturverdampfer hermetisch ausgeschleust.
  • Die hermetische Ausschleusung ist wesentlich für das optimale Funktionieren des Verfahrens. Sie kann vorteilhaft durch einen kontinuierlich mittels einer Förderschnecke erzeugten Gärrest-Pfropfen erfolgen. Es kann aber auch zum Beispiel ein hydraulisch angetriebener Schieber verwendet werden, der die Gärreste durch das Ausschleusrohr von innen nach außen drückt.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens besteht darin, dass die Gärreste aus dem Niedertemperaturverdampfer durch mindestens ein weiteres Rohrsystem des Wärmetauschers und wieder zurück gepumpt werden. Dadurch wird die im Wärmetauscher zur Verfügung stehende Wärmeenergie optimal ausgenutzt und die Betriebsbedingungen im Niedertemperaturverdampfer werden durch die höhere Wärmeenergie der Gärreste optimiert.
  • In vorteilhafter Weise erfolgt die Wärmeversorgung des Niedertemperaturverdampfers sowie des Hochtemperaturverdampfers – und gegebenenfalls der Rührwerke – über einen Heißwasserkreislauf, wobei das Heißwasser zur Erwärmung der Gärreste besonders vorteilhaft aus der Abwärme eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) gewonnen wird. Selbstverständlich könnte anstelle von Wasser auch ein anderes Medium für den Heizkreislauf verwendet werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass der bei der Trocknung der Gärreste im Hochtemperaturverdampfer entstehende Dampf dem Wärmetauscher zugeführt wird. Für den Wärmetauscher wird durch diese Maßnahme keine gesonderte Energiequelle benötigt.
  • Der durch die weitere Erhitzung der Gärreste im Niedertemperaturverdampfer erzeugte Dampf, der mit Ammonium und Ammoniak belastet ist, wird in vorteilhafter Weise kondensiert und das gewonnene Kondensat wird zusammen mit dem anderen in der Anlage anfallenden Kondensat, wie dem Kondensat aus dem Wärmetauscher, einem Auffangbehälter zugeführt.
  • Da die Gärreste im Niedertemperaturverdampfer mit Beginn des Verdampfungsprozesses zum schäumen neigen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die Schaumbildung mit entsprechenden Sensoren detektiert und der Druck sowie die Temperatur in Abhängigkeit von den detektierten Sensorsignalen so geregelt, dass eine Schaumbildung vermieden wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Anlage zur Gärrestetrocknung
  • 2 einen Ausschnitt aus 1
  • 3 Anlagekomponenten zur Kondensation der aus der Anlage zur Gärrestetrocknung gewonnenen Brüde
  • 4 ein Verfahrensschema zur Gärrestetrocknung
  • Die in 1 schematisch dargestellten Komponenten einer Anlage zur Gärrestetrocknung weisen ein Gärrestelager GL, einen Wärmetauscher WT, einen Niedertemperaturverdampfer NV, einen Hochtemperaturverdampfer HV und eine Vorrichtung zur Heißwassererzeugung HW auf. Die genannten Anlagenkomponenten sind miteinander über Rohrleitungen verbunden. Die Leitungen, durch die die Gärreste gepumpt werden, nämlich die Gärresteleitungen 10, 20, 30 sind als durchgezogene Linien und die Rohrleitungen für den Heißwasserkreislauf 31, 32, 33 als gestrichelte Linien dargestellt. Punktierte Linien symbolisieren die Dampfleitungen. Die Dampfleitung 34 führt vom Hochtemperaturverdampfer HV zum Wärmetauscher WT. Vom Niedertemperaturverdampfer NV führt eine Dampfleitung 23 zu einem Kondensator K, der zusammen mit weiteren Anlagenkomponenten in 3 dargestellt ist. Strichpunktierte Linien symbolisieren Wasserleitungen, beziehungsweise Leitungen für das im Prozess entstehende Rohkondensat, im Folgenden auch als Brüde oder einfach als Kondensat bezeichnet. Am unteren Ende des Wärmetauschers WT ist die strichpunktierte Leitung 35 gezeigt, über die die im Wärmetauscher WT kondensierte Brüde abgeführt wird.
  • Die Funktionsweise des Verfahrens ist wie folgt. Die beispielsweise in einer Biogasanlage erzeugten Gärreste werden im Gärrestelager GL zwischengelagert und mittels einer hier nicht dargestellten Pumpe über die Gärresteleitungen 10 durch das Rohrsystem RG1 des Wärmetauschers WT gepumpt und dabei erhitzt (auf die dargestellten weiteren Rohrsysteme des Wärmetauschers WT wird anhand von 2 eingegangen). Die Gärreste weisen dabei einen Trockensubstanz-Gehalt von typischerweise 7% auf Die zum Erhitzen notwendige Wärmeenergie wird dem Wärmetauscher WT über die Dampfleitung 34 zugeführt. Die erhitzten Gärreste werden nun über die Gärresteleitung 20 in den Niedertemperaturverdampfer NV gepumpt. Die geschwungene Linie im Niedertemperaturverdampfer NV stellt den Füllstand F der Gärreste dar. Der Niedertemperaturverdampfer NV wird über ein Heißwasserrohrsystem HR1 beheizt, in das das heiße Wasser über die Heißwasserleitung 32 eingespeist wird. Die im Wärmetauscher WT bereits vor-erhitzten Gärreste werden somit im Niedertemperaturverdampfer NV weiter aufgeheizt. Ein erstes, motorgetriebenes Rührwerk RW1, das im Ausführungsbeispiel als Paddelrührwerk ausgeführt ist, durchmischt mit seinen Paddeln die Gärreste und sorgt so für deren gleichmäßige Durchwärmung. Der dabei entstehende Dampf wird über die Dampfleitung 23 dem Kondensator K (3) zugeführt. Durch das Ausleiten von Gärresten in den Hochtemperaturverdampfer HV und Nachfüllen von neuen Gärresten über den Wärmetauscher WT und den Niedertemperaturverdampfer NV wird der TS-Gehalt konstant gehalten.
  • Aus dem Niedertemperaturverdampfer NV werden die Gärreste über die Gärresteleitung 30 in den Hochtemperaturverdampfer HV gepumpt. Der Hochtemperaturverdampfer HV ist in einem Winkel a so schräg aufgestellt, dass der Füllstand F der Gärreste – und damit die aufschwimmende Trockensubstanz – am rechten unteren Ende des kesselförmigen Hochtemperaturverdampfers HV über der Ausschleusschnecke AS liegt.
  • Im Hochtemperaturverdampfer HV werden die auf ca. 13% Trockensubstanz-Gehalt konzentrierten Gärreste weiter erhitzt und getrocknet. Die dazu benötigte Wärmeenergie wird dabei dem Hochtemperaturverdampfer HV direkt von der Vorrichtung zur Erzeugung von Heißwasser HW über die Heißwasserleitung 31 zugeführt. Analog zum Niedertemperaturverdampfer NV ist auch der Mantel des Hochtemperaturverdampfers HV über ein Heißwasserrohrsystem HR2 beheizt. Der Hochtemperaturverdampfer HV weist ein zweites, ebenfalls motorgetriebenes Rührwerk RW2 auf, das die gleiche Funktion wie das erste Rührwerk RW1 des Niedertemperaturverdampfers NV hat, nämlich eine optimierte Erhitzung der Gärreste. Um die Wärmeenergie noch besser in die Gärreste zu bringen, können das erste und/oder das zweite Rührwerk RW1, RW2 so ausgebildet sein, dass sie zusätzlich – gesondert oder auch über den Heißwasserkreislauf – beheizt werden können. Durch das Einleiten neuer Gärreste und die Paddelbewegungen der Rührwerkswelle, werden die Gärreste in Richtung Ausschleusschnecke AS gefördert. Die Ausschleusschnecke AS wird permanent betrieben und fördert den Gärresteüberschuss gegen eine pneumatisch angetriebene Zuhaltung – die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist – aus dem Verdampfer. In der Anfahrphase ist diese Zuhaltung vakuumdicht. Im eingeschwungenen Zustand verbleibt permanent ein Pfropfen aus Gärresten im Förderrohr und dient der kontinuierlichen Abdichtung. So können die Gärreste permanent aus dem System geschleust werden, wobei das System hermetisch geschlossen bleibt. Die Parameter des Systems können dabei so eingestellt werden, dass die Gärreste in diesem Verfahrensschritt zwischen 30% und 87% Trockensubstanz-Gehalt aufweisen.
  • Die Vorrichtung zur Erzeugung des Heißwassers HW nützt die Abwärme eines in 1 nicht gezeigten Blockheizkraftwerks einer Biogasanlage. Damit wird die vorhandene Wärmeenergie optimal genutzt.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 anhand dessen die Wirkungsweise der weiteren Wärmetauscher-Rohrsysteme RG2 und RG3 erläutert wird. Um die Wärmeenergie im Wärmetauscher WT optimal zu nutzen, wird ein Teil der Gärreste aus dem Niedertemperaturverdampfer NV mittels einer Pumpe-Ventilvorrichtung PV über die Leitungen 21 und 22 durch die Rohrsysteme RG3 und RG2 gepumpt und über die Leitungen 21' und 22' wieder in den Niedertemperaturverdampfer NV zurück geführt. Über die Pumpe-Ventilvorrichtung PV werden die Gärresteströme in Abhängigkeit vom Trockensubstanz-Gehalt in die entsprechenden Gärresteleitungen 21, 22 und 30 geschleust. Der Trockensubstanz-Gehalt wird auf einen typischen Wert von 13% geregelt. Durch das Ausleiten von Gärresten in den Hochtemperaturverdampfer HV und Nachfüllen von neuen Gärresten wird der Trockensubstanz-Gehalt konstant gehalten.
  • Anhand der 2 wird noch auf ein weiteres Detail der Anlagensteuerung eingegangen. Wie bereits erwähnt, ist die gesamte Anlage hermetisch dicht. Außerdem wird über eine Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum V (3), auf die später noch eingegangen wird, ein Vakuum in der gesamten Anlage geschaffen und geregelt. Im Niedertemperaturverdampfer NV verdampft das Wasser aufgrund des Vakuums bereits bei 45°C. Mit Beginn des Verdampfungsprozesses neigen die Gärreste zum Schäumen. Der Schaum wird dabei mittels speziell für die entsprechenden Anforderungen entwickelten Niveausensoren S1, S2, detektiert und das Gesamtsystem zum optimalen Betriebspunkt geregelt. Der Verdampfungsprozess wird mit den Parametern Druck und Temperatur geregelt. Wenn das Schaumniveau zu hoch ist, wird der Verdampfungsprozess automatisch in dieser Stufe reduziert.
  • Anhand der 3 wird die Aufbereitung des in der Anlage gemäß 1 erzeugten Kondensats und des Dampfs beschrieben. In 3 ist ein Kühlturm KT, ein Kondensator K, ein Ausschleusbehälter AB, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Vakuum, im Folgenden der Einfachheit halber mit Vakuumpumpe V bezeichnet, sowie eine Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A gezeigt. Die im Wärmetauscher WT (1, 2) kondensierte Brüde wird direkt in den Ausschleusbehälter AB über die Leitung 35 eingeleitet. Der im Niedertemperaturverdampfer NV (1, 2) erzeugte Dampf wird über die Leitung 23 dem Kondensator K zugeführt. Der Kondensator K wird vom Kühlturm KT über die Leitungen 80, 81 mit Kühlwasser beaufschlagt. Die im Kondensator K anfallende Brüde wird ebenfalls in den Ausschleusbehälter AB eingeleitet. Das Rohkondensat, d. h. die Brüde der gesamten Anlage wird somit im Ausschleusbehälter AB gesammelt und steht für die weitere Behandlung – z. Bsp. zur Separation des Ammoniaks und zur Gewinnung von Düngemittel zur Verfügung. Um zu vermeiden, dass Luft in den Ausschleusbehälter AB eindringen kann, wird die Brüde mit einer Pumpe herausgesaugt.
  • Die für die Steuerung der gesamten Anlage benötigten Druck- und Temperatur Sensoren, Pumpen, Ventile, Motoren und andere Komponenten zur Steuerung solcher Anlagen sind in den Figuren im einzelnen nicht dargestellt, da sie im Bereich des fachlichen Könnens des Fachmanns liegen. Die Drücke und Temperaturen der Stufen werden so geregelt, dass ein konstantes Verdampfen und Trocknen der Gärreste erfolgt. Der Antrieb erfolgt rein thermisch. Im Niedertemperaturverdampfer NV entsteht durch das Verdampfen und Ausdehnen der Flüssigkeit ein lokaler Überdruck. Im Kondensator K entsteht durch das Kondensieren und Zusammenziehen des Dampfes ein lokaler Unterdruck. Dieses Druckgefälle treibt den Gasstrom aus dem Verdampfer in den Kondensator K. Die Vakuumpumpe V ist über die Druckleitung 51 mit dem Kondensator K verbunden und erzeugt und regelt so den erforderlichen Druck in der gesamten Anlage. Das in der Vakuumpumpe entstehende Kondensat wird direkt über die Leitung 61 der Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A zugeführt.
  • Die Energie für das System aus Hochtemperatur, die im Hochtemperaturverdampfer HV erzeugt wird und Niedertemperatur, die im Niedertemperaturverdampfer NV erzeugt wird, ist kaskadiert. So kann die Wärmeenergie mehrfache genutzt werden und der Temperaturrücklauf ist niedriger. Durch die niedrige Temperatur im Rücklauf (Leitung 33, 1) kann das Kühlwasser in der Vorrichtung zur Heißwasserversorgung HW im Blockheizkraftwerk zusätzlich die im Abgas enthaltene Kondensationsenergie nutzen und den thermischen Wirkungsgrad weiter erhöhen. Das Zuführen und Austragen aller Medien erfolgt unterbrechungsfrei, so dass sich ein kontinuierlicher Prozess einstellt. Dabei wird im Wesentlichen die thermische Energie genutzt und der Verbrauch zusätzlicher elektrischer Energie minimiert.
  • Die im Ausschleusbehälter AB gesammelte Brüde enthält große Mengen an Ammonium und Ammoniak. Diese Dünge- und Wertstoffe werden mittels einer Aufbereitungsanlage A vom Wasseranteil der Brüde separiert.
  • 4 zeigt das Verfahrensschema zur Trocknung von Gärresten als Flussdiagramm. Die Anlagenkomponenten des Flussdiagramms sowie die Leitungen sind mit denselben Bezugszeichen wie die 13 versehen. Über die Leitung 00 werden die Gärreste aus einer Biogasanlage dem Gärrestelager GL zugeführt. Über die Leitung 10 werden die Gärreste dann in den Wärmetauscher WT gepumpt und nachdem sie dort vor-erhitzt wurden, werden sie über die Leitung 20 in den Niedertemperaturverdampfer NV eingespeist. Die Leitungen 21, 21' und 22, 22' stellen die Rückführung der Gärreste vom Niedertemperaturverdampfer NV in den Wärmetauscher WT dar. Die in 2 gezeigte Pumpe-Ventilvorrichtung PV ist im Flussdiagramm der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Wegen des weiteren Verfahrensablaufs wird auf die obige Beschreibung zu den 1 bis 3 verwiesen, deren Verständnis im Zusammenhang mit dem Flussdiagramm erleichtert wird.
  • 4 zeigt darüber hinaus ein weiteres Detail in Bezug auf die Verwendung der Gärreste. Das über die Ausschleusschnecke AS aus dem System gewonnene Trockensubstanz kann entweder direkt einer Weiterverwendung über die Leitung 41 zugeführt werden. Optional kann es über die Leitung 41' einer Kompostiervorrichtung KP zugeführt und von dort über die Leitungen 42 als Humus abgegriffen werden. Das in der Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A gewonnene Düngemittel wird über die Leitung 65 entnommen.
  • Das in der Vorrichtung zur Vakuumerzeugung V. anfallende Restgas wird über die Leitung 52 wieder dem Gärrestelager GL zugeführt, so dass dort ein Volumenausgleich für die entnommenen Gärreste stattfindet.
  • Das in der Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A gewonnene Wasser wird teilweise über die Leitung 72 dem Kühlturm KT zugeführt und das verbrauchte Wasser über die Leitung 73 in eine Kläranlage KA eingespeist. Der andere Teil des in der Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A gewonnenen Wassers wird über die Leitung 70 ebenfalls der Kläranlage KA zugeführt, von wo sie über die Leitung 71 in den Vorfluter (nicht dargestellt) gelangt. Die Reinigung des Abwassers in der Kläranlage KA ist optional. Je nach Qualität des aus der Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A. gewonnenen Abwassers kann dieses direkt der Kanalisation oder natürlichen Wasserläufen zugeführt werden. Alternativ zu den in 4 dargestellten Kühlwasserleitungen 72 und 73 kann das Kühlwasser auch der Kläranlage KA entnommen werden. Die Kühlwasserleitung 72 würde dann vom Ausgang der Kläranlage KA zum Kühlturm KT führen und das verbrauchte Wasser würde vom Kühlturm KT über die Leitung 73 direkt dem Vorfluter zugeführt werden. Diese Alternative ist dann ratsam, wenn das aus der Vorrichtung zur Separation von Ammoniak A gewonnene Wasser (noch) nicht rein genug ist um es als Kühlwasser zu verwenden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf eine Darstellung dieser Leitungsführung in 4 verzichtet.
  • Die beschriebene Vorrichtung und das Verfahren nutzen im Wesentlichen die thermische Energie und minimieren den Verbrauch von elektrischer Energie. Dabei wird die thermische Energie hocheffizient ausgenutzt. Verfahren und Vorrichtung sind nicht nur für die Trocknung von Gärresten aus Biogasanlagen, sondern auch für die Gärreste von Klärwerken und ähnlichem anwendbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • vgl. LOOTSMA, A., T. RAUSSEN (2008): Aktuelle Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von Gärresten. In: Bio- und Sekundärrohstoffverwertung. Stofflich – energetisch III. Witzenhausen-Institut – Neues aus Forschung und Praxis. Kassel: K. Wiemer, M. Kern (Hrsg.). S. 559–576 [0001]

Claims (14)

  1. Anlage zur Trocknung von Gärresten, insbesondere aus Biogasanlagen, umfassend 1.1. einen Heißwasserkreislauf, 1.2. einen Wärmetauscher (WT) mit mindestens einem Rohrsystem (RG1) 1.3. einen Niedertemperaturverdampfer (NV) mit einer ersten Heißwasserheizvorrichtung (RH1), 1.4. einen Hochtemperaturverdampfer (HV) mit einer zweiten Heißwasserheizvorrichtung (RH2), 1.5. mindestens eine Vorrichtung (PV) zur Erzeugung eines Vakuums in der gesamten Anlage.
  2. Anlage zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperaturverdampfer (HV) schräg aufgestellt ist.
  3. Anlage zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage hermetisch dicht ausgelegt ist.
  4. Anlage zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Kondensator (K) zur Kondensierung des in der Anlage entstehenden Dampfes vorgesehen ist.
  5. Anlage zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das in der Anlage entstehende Kondensat als Rohkondensat in einem Auffangbehälter gesammelt wird.
  6. Verfahren zur Trocknung von Gärresten, umfassend folgende Verfahrensschritte: 6.1. die Gärreste werden durch ein erstes Rohrsystem (RG1) eines Wärmetauscher (WT) gepumpt und erwärmt, 6.2. die Gärreste aus dem Wärmetauscher (WT) werden einem Niedertemperaturverdampfer (NV) zugeführt und dort weiter erwärmt, 6.3. die Gärreste aus dem Niedertemperaturverdampfer (NV) werden einem Hochtemperaturverdampfer (HV) zugeführt und dort weiter erwärmt, 6.4. die getrockneten Gärreste werden aus dem Hochtemperaturverdampfer (HV) hermetisch ausgeschleust.
  7. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hermetische Ausschleusung durch einen kontinuierlich erzeugten Gärrest-Pfropfen sichergestellt wird.
  8. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gärreste aus dem Niedertemperaturverdampfer (NV) durch mindestens ein weiteres Rohrsystem (RG2, RG3) des Wärmetauschers (WT) und wieder zurück gepumpt werden.
  9. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeversorgung des Niedertemperaturverdampfers (NV) und des Hochtemperaturverdampfers (HV) über einen Heißwasserkreislauf erfolgt.
  10. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heißwasser zur Erwärmung der Gärreste aus der Abwärme eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) gewonnen wird.
  11. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Hochtemperaturverdampfer (HV) entstehende Dampf dem Wärmetauscher (WT) zugeführt wird.
  12. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Niedertemperaturverdampfer (NV) entstehende Dampf kondensiert wird.
  13. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat aus dem Niedertemperaturverdampfers (NV) sowie aus dem Wärmetauscher einem Auffangbehälter zugeführt wird.
  14. Verfahren zur Trocknung von Gärresten nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Niedertemperaturverdampfer (NV) eine Schaumbildung durch Sensoren (S1, S2) detektiert wird und der Druck sowie die Temperatur in Abhängigkeit von den detektierten Signalen so geregelt wird, dass eine Schaumbildung vermieden wird.
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