WO2018064993A1 - Multi-chamber system for generating biogas - Google Patents
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- WO2018064993A1 WO2018064993A1 PCT/DE2016/000367 DE2016000367W WO2018064993A1 WO 2018064993 A1 WO2018064993 A1 WO 2018064993A1 DE 2016000367 W DE2016000367 W DE 2016000367W WO 2018064993 A1 WO2018064993 A1 WO 2018064993A1
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- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Definitions
- the ratio of container volume to the gas production amount is relatively unfavorable.
- this type of biogas plants must always be filled with a specific biomass structure, for example shrubbery, which requires special attention in the selection of the biomass.
- the distribution of bacteria is not necessarily evenly distributed, which has at least a negative impact on the time to usable gas production.
- the safety aspect is not entirely unproblematic with regard to a possible gas explosion, since in gas production a so-called explosion zone of the gas is traversed, in which the gas-oxygen mixture reacts explosively with accidental sparking.
- the process for the anaerobic production of biogas from a fermentable substrate with at least two separate fermentation containers, preferably three fermentation containers, with lines interconnected characterized by the following method steps:
- thermophil digested biomass in at least one other fermentation to the residual outgassing of the substrate at adjustable temperatures between 35 ° C and 60 ° C, which are dependent on the respective substrate.
- Main fermenter of the supplied biomass is used.
- At least one desulfurization device is arranged between the at least two fermentation containers and the gas storage.
- the fill level of the individual fermentation containers, in particular of the buffer fermentation container can be varied.
- Feeders is performed, of which at least one Feeding device in the first fermentation and at least one feeding device is guided in the buffer tank.
- Fermentier and the gas storage a water-filled siphon is arranged.
- Fermentier practiceern and the gas storage space are dimensioned so that it is supplied at overflow of at least one Fermentier organizations, the amount of substrate of the overflow to the space enclosed by the container ring of the spacer.
- each fermentation tank is connected at least to a feed line and at least one suction line, it being advantageous that the feed line is arranged at the beginning and the suction line at the end of the fermentation tank.
- the at least three fermentation containers are arranged in a frame construction whose plan view is preferably approximately square and is preferably made of concrete or equivalent material (eg masonry).
- a frame construction whose plan view is preferably approximately square and is preferably made of concrete or equivalent material (eg masonry).
- Another advantage is that above the masonry at least one gas container is arranged.
- Construction is constructed.
- the multi-chamber system is preferably created in the modular system in such a way that the individual parts and pre-assembled modules fit into a transport system, such as in one or more shipping containers. At the construction site this is then set up and mounted with little tools and little technical effort. The proportion of auxiliary materials and materials such as concrete anchors and foundations or ground anchors is also minimized. Optionally, all necessary tools and assembly tools can complete the delivery.
- FIG. 6 shows a schematic side view of one of the three fermentation containers (2, 3, 4) with a sand discharge device (16);
- Fig. 1 shows a simplified schematic representation of a
- Distance element 11 is substantially circular and the overlying gas storage space 5 may be spherical in shape, creating an optimal
- Fermentier developmenter 2 is preferably in the mesophilic region at about 38 ° C.
- the partially fermented biomass (substrate) is then passed through the line 8 via the pump 20 'and the line 7 in the third main fermentation vessel 4 for thermophilic digestion at about 55 ° C after a mesophilic fermentation.
- the filling of the thermophilic Fermentier relieers 4 is then carried out continuously at short intervals, approximately every hour, with the same biomass.
- the gas range of the fermentation tank 2 can be separated by means of a slide (not shown here), so that maintenance of the fermentation tank 2 without
- the substrate fermented in the fermentation tank 3 is fed directly into the solid-liquid separation apparatus (separation) with the aid of one of the pumps 20, 20 'and further processed.
- Metal ring container 11 is located in the concrete ceiling of the fermentation 2 and 4 each have a siphon 17 is arranged, which is always filled with water to exercise a gas-tight function
- the fermentation tank 3 is filled via the supply line 6 'from the source 21 with fresh biomass.
- the second pump 20 'pumps the biomass from the fermentation vessel 4 into the fermentation vessel 2 via the second pressure line 7', so that subsequently the fermentation vessel 4 can be easily maintained. Due to the diametrically opposite pumps 20,20 'between the suction and discharge lines 7,7' and 8,8 'it is possible by switching or sealing corresponding lines, in case of failure of one of the two
- the agitators 12 of the individual fermentation containers 2, 3, 4 extend over the entire length of the fermentation containers 2, 3, 4, whereby the entire biomass located in the respective fermentation containers 2, 3, 4 is detected by the circulation.
- the individual agitators 12 can be moved at different speeds and, depending on requirements, individual ones can be switched on and off.
- FIG. 2 shows a schematic side view of the multi-chamber system 1, in which the gas storage space 5 is arranged above the three fermentation containers 2, 3, 4. Between the fermentation containers 2,3,4 and the gas storage space 5, a spacer 11 is arranged, which is the basis for the construction of the
- Gas storage room 5 represents.
- This spacer 11 is usually formed as a circular ring made of metal or equivalent material.
- the spacer element 1 1 serves the operational safety of the entire system, because at overflow by foaming the biomass (substrate) or overfilling the fermentation tank 2,3,4 with biomass, the space enclosed by the spacer element 1 1 forms a catch basin for by the generously sized gas passages 22 through the covers 33 of the fermentation tank 2,3,4 flowing biomass, which then spreads to the not yet completely filled fermentation.
- the bearings 24 of the agitators 12 are arranged approximately in the middle of the respective fermentation container 2,3,4, in order to ensure that when completely filled
- the spacer 11 offers the possibility of flanging gas connection lines by means of Brassflanschplatten to the container ring 1 1.
- a so-called inliner a plastic film, for the galvanic separation possible different
- a desulfurization device 15 which as Anlagungs Stimulation for desulfurization of the generated biogas or methane is used.
- 3a shows a schematic side view of the upper portion of the multi-chamber system 1 with a detail "A", the enlarged
- Scale represents the connection of the spacer element 1 1 to the multilayer film 42,42 'to form the gas space 5 of the multi-chamber system 1, wherein the gas storage space is formed spherical shell and the spacer element 11 annular.
- the spacer 11 is gas-tight and waterproof.
- Spacer 11 is the multilayer film 42, 42 'with a special
- Fermentier theoryers has an opening 26 through which the
- FIG. 5 shows a section of the region of the shaft passage 26 through the end wall 25 of a fermentation container.
- the shaft 27 is supported by a bearing 24 on this side.
- the shaft 27 Shortly after passing through the end wall 25, the shaft 27 has a flange 34, to which a tubular shaft 27 'is flanged, wherein the tubular shaft 27' carries the blades 29 of the agitator 12.
- a device 35 for sealing the shaft passage of the agitator shaft 27 is arranged within the opening 26 of the end wall 25. This shaft seal is extremely important for the smooth operation of the agitator
- Agitator shaft 27 is a hardened sleeve 37 made of steel non-slip. On the surface of the sleeve 37 slide at least two sealing elements 51, which already cause a seal of the stirring shaft. Between these sealing elements 51 and further sealing elements 51 'an annular space 39 is arranged, from which a control line 52 leads away, can be removed via the possible accumulations of permeated sand and water residues.
- the sealing device 35 is fastened with a flange plate 53 on the outer wall of the end wall 25, so that thus the opening 26 of the end wall is closed to the outside. To the sealing elements 51, 51 'around is a
- Housing 54 arranged that in the immediate vicinity of the stirring shaft 27 a
- Agitator shaft 27 is generated more or less firmly.
- this lip seal 56 By means of this lip seal 56, a large part of the resulting sand and sludge is prevented from reaching the sealing elements 51.
- two purge lines 58,58 ' In the event that anyway sand and / or mud should get into the interior of the housing 54, are at these Cavity 49 two purge lines 58,58 ', wherein a flushing liquid is introduced through the conduit 58 into the cavity and is discharged via the line 58' together with possible sand and sludge entry again.
- the inlet and outlet 58,58 ' is provided at the output with a shut-off valve 59,59', which are actuated if necessary.
- the shaft 27 is supported at one end by the bearing 24.
- a transmission 31 is arranged with a perpendicular thereto motor 32.
- the transmission 31 together with the motor 32 is relieved by a support 38, wherein the support 38 is fixed with its one end to the masonry of the wall 25 of the fermentation container and with its other end to the transmission 31. With the support 38, the torque acting on the agitator shaft 27 is intercepted.
- FIG. 6 shows a schematic cross-sectional representation of a
- Sandaustragvorieri 16 is particularly important for the long-term operation of the entire system, because usually a not inconsiderable proportion of sand and soil is introduced with the fresh biomass in the Fermentier employer, which leads to considerable disruption in the circulation of biomass in Fermentier employer after a long time.
- the agitator 12 is arranged with the blades 29 on the agitator shaft 27 which rotates counterclockwise.
- the bottom 60 of the fermentation container has a certain predetermined slope, which extends to a trough 61.
- a suction pipe 62 leads, which can be applied via a valve 63 with vacuum if necessary, so that the possible sand input is sucked and is first stored in a buffer 64.
- the buffer 64 is connected via a line 66 to the main memory 65, in which the sand is stored up to a predetermined amount. After the main memory 65 has reached a predetermined level, this is at the bottom by means of a flap 67th opened so that the main memory 65 can be completely emptied. The accumulated sand 68 may then be removed by a wheel loader or otherwise.
- the vacuum pump 70 which is connected to a vacuum pump 70.
- FIG. 7 shows a schematic plan view of the fermenting containers 2, 3, 4, above which a sprinkler system 72 having a multiplicity of nozzles 73 is arranged.
- the sprinkler system serves to prevent or at least reduce the possibility of foaming on the surface of the outgrowing biomass.
- the respective container is 2,3,4 the
- FIG. 8 shows a schematic sectional view of a pipe feedthrough 74 through the masonry of an end wall 25 of one of the fermentation containers 2, 3, 4.
- a pipe penetration through the masonry of a fermentation tank 2,3,4 is fundamentally problematic, because on the one hand the tightness to the outside and on the other hand, the ease of installation of the pipe feedthrough must be guaranteed.
- the manhole lining 75 usually a plastic raw r, is cast in the migratory position in the masonry.
- the steel pressure pipe 76 to be installed has a flange 77 on both sides, the diameter of which corresponds approximately to the inside diameter of the shaft lining 75.
- On the outside of the pressure tube 76 is at least one guide tube 78 with a thereto
- the gap 81 serves to accommodate
- Silicone adhesive which is introduced after formation of a gap between two circularly applied elastic adhesive tapes 82, preferably made of foam.
- the diameter of the flange plate 80 is to be chosen so that sufficient space for the necessary sealing material is formed.
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Abstract
Description
MEHRKAMMERSYSTEM ZUR ERZEUGUNG VON BIOGAS MULTILAMENT SYSTEM FOR GENERATING BIOGAS
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Mehrkammersystem zur Erzeugung von Biogas, insbesondere mit einem Verfahren zum kontinuierlichen Betrieb eines Biogasreaktors, bei dem mindestens ein Behältnis vorgesehen ist, dass zur Pufferung der ausfaulenden Biomasse dient. The present invention is concerned with a multi-chamber system for the production of biogas, in particular with a method for the continuous operation of a biogas reactor, in which at least one container is provided which serves for buffering the fouling biomass.
Derartige Biogasanlagen sind aus der DE 10 2012 212 505 A1 im Stand der Technik bekannt geworden. Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Biogasanlage mit einer Mehrzahl von Biogasfermentern, die mit Leitungen untereinander verbunden sind. Dabei werden die einzelnen voneinander getrennten Fermenter im sogenannten Batch-Betrieb gefahren, was bedeutet, dass während des Gärprozesses kein weiteres Material dem Fermentierbehälter zugeführt oder entnommen wird. Um die Gasproduktion kontinuierlich zu gestalten, werden zeitversetzt die einzelnen Fermentierbehälter mit Biomasse befüllt und vergoren. Um zusätzlich die Effizienz einer derartigen Biogasanlage zu verbessern, wird einem mit Biomasse frisch beladenen Fermentierbehälter ein methanheiliges Gas aus einem bereits Gas produzierenden Fermentierbehälter zugeführt, um damit ein für die Verwendung in einem Blockheizkraftwerk nutzbares Biogas zu erhalten. Als nachteilig an einer derartigen Biogasproduktion wird es empfunden, dass bei Ausfall einer der Fermentierbehälter das Gasgemisch nicht mehr die vorgesehene Konzentration der einzelnen Bestandteile aufweist, die für den frischbeladenen Fermentierbehälter vorgesehen ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Biomasse im trockenen Zustand dem Fermentierbehälter zugeführt wird und sie damit pumpunfähig ist was sich nachteilig auf die Effizienz der Biogasproduktion auswirkt. Weiterhin ist es nachteilig, dass Biomasse von Anfang bis Ende des Gärprozesses in ein und demselben Fermentierbehälter verbleibt und anschließend vollständig ausgetragen werden muss, was die Betriebs Standzeit der gesamten Biogasanlage arbeitsaufwendiger erscheinen lässt, da ein automatischer Befüllungs- und Entleerungsprozess nicht vorgesehen ist. Ferner ist es nachteilig an dieser Art einer Biogasanlage, dass die Gasdichtungen an den Toren der einzelnen Behälter sehr sorgfältig behandelt werden müssen, um auch wirklich Gas dicht zu sein. Als nachteilig wird es ferner empfunden, dass das Verhältnis von Behältervolumen zur Gasproduktionsmenge relativ ungünstig ist. Außerdem ist diese Art der Biogasanlagen stets mit einer spezifischen Biomassestruktur, zum Beispiel Strauchgut, zu befüllen, was eine besondere Aufmerksamkeit bei der Auswahl der Biomasse erforderlich macht. Hinzu kommt noch, dass in derartigen Fällen die Verteilung der Bakterien nicht unbedingt gleichmäßig verteilt ist, was sich zumindest negativ auf die Zeit zur brauchbaren Gasproduktion auswirkt. Weiterhin ist der Sicherheitsaspekt im Hinblick auf eine mögliche Gasexplosion nicht ganz unproblematisch, da bei der Gasproduktion eine sogenannte Explosionszone des Gases durchfahren wird, bei der das Gas- Sauerstoffgemisch bei zufälliger Funkenbildung explosionsartig reagiert. Such biogas plants have become known from DE 10 2012 212 505 A1 in the prior art. This document discloses a method for operating a biogas plant with a plurality of biogas digesters, which are connected to each other with lines. The individual fermenters separated from each other are run in the so-called batch mode, which means that during the fermentation process, no further material is fed or removed from the fermentation tank. In order to continuously design the gas production, the individual fermentation tanks are filled with biomass and fermented with a time delay. In order to additionally improve the efficiency of such a biogas plant, a fermentation vessel freshly loaded with biomass is fed with a methane-sacred gas from an already gas-producing fermentation vessel in order to obtain a biogas usable for use in a combined heat and power plant. A disadvantage of such a biogas production, it is felt that in case of failure of one of the Fermentierbehälter the gas mixture no longer has the intended concentration of the individual components, for the freshly loaded Fermentierbehälter is provided. Another disadvantage is that the biomass is supplied to the fermentation tank in the dry state and it is thus unable to pump which adversely affects the efficiency of biogas production. Furthermore, it is disadvantageous that biomass from the beginning to the end of the fermentation process remains in one and the same Fermentierbehälter and must then be completely discharged, which makes the operating life of the entire biogas plant laborious, since an automatic filling and emptying process is not provided. Furthermore, it is disadvantageous in this type of biogas plant that the gas seals must be treated very carefully at the gates of each container to be really gas tight. As a disadvantage, it is further felt that the ratio of container volume to the gas production amount is relatively unfavorable. In addition, this type of biogas plants must always be filled with a specific biomass structure, for example shrubbery, which requires special attention in the selection of the biomass. In addition, in such cases, the distribution of bacteria is not necessarily evenly distributed, which has at least a negative impact on the time to usable gas production. Furthermore, the safety aspect is not entirely unproblematic with regard to a possible gas explosion, since in gas production a so-called explosion zone of the gas is traversed, in which the gas-oxygen mixture reacts explosively with accidental sparking.
Ferner ist aus der Druckschrift DE 10 2009 021 015 A1 ein Fermenter zur kontinuierlichen Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach dem Prinzip der Feststoff methanisierung bekannt. Dieser Fermenter umfasst mindestens einen Fermentierbehälter, der eine Beladezone und eine Entladezone am Anfang bzw. Ende des Fermentierbehälters aufweist. Zwischen den beiden Zonen ist ein Transportkanal angeordnet, in dem keine aktive Förderung der Biomasse stattfindet. Der Transport der anfangs eingefüllten Biomasse geschieht aufgrund von Perkolationsströmungen in der Transportzone des Fermentierbehälters. Als nachteilig an dieser Art einer kontinuierlichen Gaserzeugung der Biogasanlage wird es angesehen, dass der gleichmäßige Transport der gesamten Biomasse zwischen der Beladezone und der Entladezone nicht bei allen Arten von Biomasse gewährleistet ist. Insbesondere ist die Verweilzeit der Biomasse im Reaktor vergleichsweise groß, was die Effizienz der Anlage mindert. Furthermore, from the document DE 10 2009 021 015 A1 a fermenter for the continuous production of biogas from biomass according to the principle of solid methanization known. This fermenter comprises at least one fermentation container which has a loading zone and a discharge zone at the beginning or end of the fermentation container. Between the two zones, a transport channel is arranged in which no active promotion of biomass takes place. The transport of the initially charged biomass occurs due to percolation flows in the transport zone of the fermentation tank. A disadvantage of this type of continuous gas production of the biogas plant, it is considered that the uniform transport of the entire biomass between the loading zone and the unloading zone is not guaranteed for all types of biomass. In particular, the residence time of the biomass in the reactor is comparatively large, which reduces the efficiency of the system.
Des Weiteren offenbart die WO 2009/000309 A1 eine Biogasanlage mit anaerober Feststoffvergärung, bei der ein Perkolat in mehreren Fermentierbehältern aus der Biomasse erzeugt wird, das in einem verhältnismäßig großen Perkolatbehälter aufgefangen wird, in dem ein Biogaserzeugungsprozess abläuft und somit zur besseren Effizienz der gesamten Biogasausbeute beiträgt. Dabei wird zur Beschleunigung der Perkolaterzeugung und der Biogaserzeugung das über ein Kanalsystem in einem Perkolattank gesammelte Perkolat wieder auf die frisch eingeführte Biomasse gesprüht. Furthermore, WO 2009/000309 A1 discloses a biogas plant with anaerobic solids fermentation, in which a percolate is produced in several fermentation containers from the biomass, which is collected in a relatively large percolate container in which a biogas production process takes place and thus for better efficiency of the total biogas yield contributes. To accelerate percolate production and biogas production, the percolate collected in a percolate tank via a sewer system is sprayed again onto the freshly introduced biomass.
Als allgemeinen Nachteil an den oben genannten Biogasanlagen wird es empfunden, dass eine kontinuierliche längere Betriebszeit aufgrund der verschiedenen Befüllungsmethoden der einzelnen Fermentierbehälter nicht gewährleistet ist und somit die Gesamteffizienz der Anlage nachteilig beeinflusst. As a general disadvantage of the biogas plants mentioned above, it is felt that a continuous longer operating time is not guaranteed due to the different filling methods of the individual Fermentierbehälter and thus adversely affects the overall efficiency of the system.
Weiterhin als nachteilig am Stand der Technik auf diesem Gebiet wird es empfunden, dass der funktionsgerechte Aufbau der Fermentierbehälter zusammen mit dem Biogasspeicherraum technisch zu aufwendig ist und nur von Fachleuten erstellt werden kann. Weiterhin ist die Wartung der bekannten Anlagen nicht immer problemlos, was ebenfalls dazu führt, dass häufig Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen, die den kontinuierlichen Betrieb der Anlage empfindlich stören können. Furthermore, as a disadvantage of the prior art in this field, it is felt that the functional design of the Fermentierbehälter together with the Biogas storage space is technically too complicated and can be created only by professionals. Furthermore, the maintenance of the known systems is not always easy, which also means that often maintenance must be performed, which can interfere with the continuous operation of the system sensitive.
Ferner ist es im Stand der Technik nachteilig, dass die unterschiedlichen Arten der zugeführten Biomasse nicht die erforderliche Berücksichtigung finden, zum Beispiel bei Biomasse mit hohem Anteil an Sand und nutzlosem Schlamm, was häufig zum Stillstand der gesamten Anlage führt und der Sand mit aufwendigen Maßnahmen entfernt werden muss, was nicht ohne Betriebsunterbrechung durchgeführt werden kann. Im Hinblick auf die ständig steigenden Anforderungen zur Vermeidung und Furthermore, it is disadvantageous in the prior art that the different types of biomass supplied do not find the necessary consideration, for example in biomass with a high proportion of sand and useless sludge, which often leads to a standstill of the entire system and removes the sand with costly measures what can not be done without interruption. With regard to the ever-increasing requirements for avoidance and
Minderung von Abfall- und Schadstoffen, ist es unerlässlich, sich Gedanken zum weitergehenden Abbau energiehaltiger Stoffe zu machen. Aus weltpolitischen und ökonomischen Gründen, sollten neue Anlagenkonzepte und Technologien zu einer Verbesserung der Gesamtbilanz erstellt werden. Bei steigenden Reduction of waste and pollutants, it is essential to worry about the further degradation of energy-containing substances. For global political and economic reasons, new plant concepts and technologies should be developed to improve the overall balance. At rising
Substratkosten für Biomasseanlagen ist es wichtig, dass die eingesetzten Substrate costs for biomass plants, it is important that the used
Substrate optimal auf die einzelnen Prozessstufen abgestimmten Bedingungen aufbereitet werden, um mit einem deutlich höheren Abbaugrad abgebaut werden zu können. Dieser Aspekt der besseren Gesamtnutzung der eingesetzten Substrates optimally prepared for the individual process stages conditions are processed in order to be able to be degraded with a significantly higher degree of degradation can. This aspect of better overall use of the used
Substrate ist von großer Bedeutung für die Umwelt und die Wirtschaftlichkeit der Anlagen. Substrates are of great importance for the environment and the economic efficiency of the plants.
Um die o.g. Schwierigkeiten im Stand der Technik auszuräumen, liegt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, den gesamten Aufbau einer Biogasanlage kompakt und technisch wenig aufwendig zu gestalten. Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, die Anlage für den kontinuierlichen Langzeitbetrieb sicher zu gestalten. To the o.g. To overcome difficulties in the prior art, one aspect of the present invention is to make the entire structure of a biogas plant compact and technically less expensive. An important aspect of the present invention is to make the system safe for continuous long-term operation.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mehrkammersystem zur Aufnahme und Fermentierung von Biomasse bereitzustellen, das einfach und unkompliziert im Aufbau ist und einen langzeitlich kontinuierlichen Betrieb der gesamten Anlage zu gewährleistet. It is therefore an object of the present invention to provide a multi-chamber system for receiving and fermenting biomass, which is simple and straightforward in construction and ensures long-term continuous operation of the entire system.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Hauptansprüche gelöst. Weitere erfindungswesentlichen Merkmale sind den Unteransprüchen und der Beschreibung der Erfindung entnehmen. This object is solved by the characterizing features of the main claims. Other features essential to the invention will be apparent from the subclaims and the description of the invention.
Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur anaeroben Erzeugung von Biogas aus einem fermentierbaren Substrat mit mindestens zwei voneinander getrennten Fermentierbehältern, vorzugsweise drei Fermentierbehälter, die mit Leitungen untereinander verbunden sind, gekennzeichnet durch nachfolgende Verfahrensschritte: According to the invention, the process for the anaerobic production of biogas from a fermentable substrate with at least two separate fermentation containers, preferably three fermentation containers, with lines interconnected, characterized by the following method steps:
- kontinuierliches Einleiten einer aufbereiteten Biomasse (Substrat) in mindestens einen ersten Behälter, in dem die Biomasse in einer mesophilen Stufe vergärt; - Continuously introducing a treated biomass (substrate) in at least a first container in which the biomass fermented in a mesophilic stage;
- kontinuierliches Umfüllen der Biomasse (Substrat) des ersten Fermentierbehälters in mindestens einen zweiten Fermentierbehälter, in dem die Biomasse (Substrat) unter thermophilen Prozessbedingungen ausgärt; und - Continuous transfer of the biomass (substrate) of the first Fermentierbehälters in at least one second Fermentierbehälter in which the biomass (substrate) ausärt under thermophilic process conditions; and
- kontinuierliches Umfüllen der thermophil ausgefaulten Biomasse (Substrats) in mindestens einen weiteren Fermentierbehälter zur Restausgasung des Substrats bei einstellbaren Temperaturen zwischen 35 °C und 60 °C, die abhängig sind vom jeweiligen Substrat. - Continuous transfer of the thermophil digested biomass (substrate) in at least one other fermentation to the residual outgassing of the substrate at adjustable temperatures between 35 ° C and 60 ° C, which are dependent on the respective substrate.
Dabei ist es vorteilhaft, dass mindestens ein Fermentierbehälter als It is advantageous that at least one Fermentierbehälter than
Pufferbehälter verwendet wird. Buffer tank is used.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass mindestens ein Behälter als Another advantage is the fact that at least one container as
Hauptfermenter der zugeführten Biomasse verwendet wird. Main fermenter of the supplied biomass is used.
Vorteilhaft ist es ferner, dass die erzeugte Gasmenge in einem Gasspeicherraum oberhalb der mindestens zwei Fermentierbehälter gespeichert wird. It is also advantageous that the amount of gas generated is stored in a gas storage space above the at least two fermentation tanks.
Vorteilhaft ist es auch, dass zwischen den mindestens zwei Fermentierbehältern und dem Gasspeicher mindestens eine Entschwefelungseinrichtung angeordnet wird. It is also advantageous that at least one desulfurization device is arranged between the at least two fermentation containers and the gas storage.
Vorteilhaft ist es weiterhin, dass der Füllstand der einzelnen Fermentierbehälter, insbesondere des Puffer- Fermentierbehälters variabel gefahren werden kann. It is furthermore advantageous that the fill level of the individual fermentation containers, in particular of the buffer fermentation container, can be varied.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Befüllung von mindestens zwei Another advantage is that the filling of at least two
Fermentierbehältern mittels mindestens zwei voneinander unabhängigen Fermentierbehältern means of at least two independent
Zuführungseinrichtungen durchgeführt wird, von denen mindestens eine Zuführungseinrichtung in den ersten Fermentierbehälter und mindestens eine Zuführungseinrichtung in den Pufferbehälter geführt wird. Feeders is performed, of which at least one Feeding device in the first fermentation and at least one feeding device is guided in the buffer tank.
Vorteilhaft ist es auch, dass nach Ausgärung des größten Teils der Biomasse, diese in mindestens einen Pufferbehälter umgefüllt wird. It is also advantageous that after fermentation of most of the biomass, this is transferred to at least one buffer tank.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in der Abdeckung zwischen Another advantage is that in the cover between
Fermentierbehälter und dem Gasspeicher ein mit Wasser gefüllter Siphon angeordnet wird. Fermentier and the gas storage a water-filled siphon is arranged.
Vorteilhaft ist es ferner, dass das vollständig ausgegorene Substrat in dem thermophilen Hauptfermenter einer Fest-Flüssigkeitstrennvorrichtung mit Hilfe von Pumpen zugeführt wird, in der die Trockensubstanz von der Flüssigmasse getrennt wird. It is also advantageous that the fully ausgegorene substrate is fed in the main thermophilic fermenter a solid-liquid separation device by means of pumps, in which the dry matter is separated from the liquid mass.
Weiterhin vorteilhaft ist es, dass bei Ausfall eines Fermentierbehälters die Zu- und Abführleitungen mit geeigneten Schiebern geschlossen und geöffnet werden können, um die Substratströme im Leitungssystem zu steuern und in andere Fermentierbehälter umzuleiten, um den Bedürfnissen zum Erzielen einer kontinuierlich effizienten Langzeitproduktion von Biogas zu genügen. It is also advantageous that, in the event of failure of a fermentation container, the supply and discharge lines can be closed and opened with suitable sliders in order to control the substrate flows in the piping system and divert them to other fermentation tanks in order to meet the requirements for achieving a continuously efficient long-term production of biogas ,
Als vorteilhaft wird es auch empfunden, dass bei Ausfall des thermophilen As it is also advantageous that in case of failure of the thermophilic
Hauptfermenters die mesophile Vorstufe auf eine Temperatur im thermophilen Bereiche aufgeheizt werden kann. Hauptfermenters the mesophilic precursor can be heated to a temperature in the thermophilic areas.
Vorteilhaft ist es ferner, dass die Gaszuleitungen zwischen den It is also advantageous that the gas supply lines between the
Fermentierbehältern und dem Gasspeicherraum so dimensioniert sind, dass sie bei Überlauf mindestens eines Fermentierbehälters, die Substratmenge des Überlaufs dem vom Behälterring des Abstandselements umschlossenen Raums zugeführt wird. Fermentierbehältern and the gas storage space are dimensioned so that it is supplied at overflow of at least one Fermentierbehälters, the amount of substrate of the overflow to the space enclosed by the container ring of the spacer.
Das erfindungsgemäße Mehrkammersystem zur anaeroben Erzeugung von Biogas mit mindestens zwei voneinander getrennten Behältern, vorzugsweise drei Behältern, die mit Leitungen untereinander verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Kammern in einer kompakten Rahmenkonstruktion angeordnet sind, von denen mindestens eine Kammer als Pufferraum für das auszufaulende Substrat dient und zwischen den Fermentern und dem Gasspeicherraum mindestens ein ringförmiges Abstandselement angeordnet ist, dass zur Sicherungsaufnahme des Substrats bei Überfüllung mindestens eines Fermenters dient. The multi-chamber system according to the invention for the anaerobic production of biogas with at least two separate containers, preferably three containers, which are connected to each other lines, is characterized characterized in that at least three chambers are arranged in a compact frame construction, of which at least one chamber serves as a buffer space for the auszufaulende substrate and between the fermenters and the gas storage space at least one annular spacer is arranged that serves for securing the substrate when overfilling at least one fermenter ,
Dabei ist es vorteilhaft, dass jeder Fermentierbehälter mindestens ein sich über die gesamte Länge des Fermentierbehälters erstreckendes Rührwerk aufweist. It is advantageous that each fermentation tank has at least one over the entire length of the fermentation tank extending agitator.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass jeder Fermentierbehälter mindestens mit einer Zulaufleitung und mindestens einer Absaugleitung verbunden ist, wobei es vorteilhaft ist, dass die Zuleitung am Anfang und die Absaugleitung am Ende des Fermentierbehälters angeordnet ist. Another advantage is seen in the fact that each fermentation tank is connected at least to a feed line and at least one suction line, it being advantageous that the feed line is arranged at the beginning and the suction line at the end of the fermentation tank.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die mindestens drei Fermentierbehälter in einer Rahmenkonstruktion angeordnet sind, deren Draufsicht vorzugsweise etwa quadratisch ausgebildet ist und vorzugsweise aus Beton oder gleichwirkendem Material (z. B. Mauerwerk) aufgebaut ist. Für eine Vielzahl von Furthermore, it is advantageous that the at least three fermentation containers are arranged in a frame construction whose plan view is preferably approximately square and is preferably made of concrete or equivalent material (eg masonry). For a variety of
Fermentierbehältern, zum Beispiel zwölf Fermentierbehälters, ist es nicht zwingend, diese Fermentierbehälter nebeneinander anzuordnen, vielmehr ist es sinnvoll, diese zwölf Fermentierbehälter, in zwei Gruppen zu jeweils sechs nebeneinander liegende Fermentierbehälter hintereinander anzuordnen und darüber einen schalenförmigen Gasraum anzuordnen. Fermentierbehältern, for example, twelve fermentation, it is not mandatory to arrange these fermentation next to each other, but it makes sense to arrange these twelve fermentation, in two groups of six juxtaposed Fermentierbehälter behind the other and to arrange a cup-shaped gas space.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass oberhalb des Mauerwerks mindestens ein Gasbehälter angeordnet ist. Another advantage is that above the masonry at least one gas container is arranged.
Vorteilhaft ist es auch, dass oberhalb des Mauerwerks mindestens eine It is also advantageous that above the masonry at least one
Vorrichtung zur Aufnahme von schwefelhaltigen Stoffen im Biogasraum Device for holding substances containing sulfur in the biogas space
angeordnet ist. is arranged.
Ferner ist es vorteilhaft, dass innerhalb jedes einzelnen Fermentierbehälters mindestens eine Sand-Austragvorrichtung angeordnet ist, wobei es sich vorteilhaft auswirkt, dass der Boden jedes Fermentierbehälters mindestens eine Mulde aufweist und die Oberfläche des Bodens eines jeden Fermentierbehälters schräg ausgebildet ist und die mindestens eine Schräge in mindestens einer Mulde mündet. Furthermore, it is advantageous that within each individual fermentation container at least one sand discharge device is arranged, and it is advantageous has the effect that the bottom of each fermentation container has at least one trough and the surface of the bottom of each fermentation container is inclined and the at least one slope opens into at least one trough.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass im oberen Bereich jedes einzelnen Fermentierbehälters mindestens eine Düse zum Besprühen der Oberfläche der Biomasse bei Schaumbildung angeordnet ist. Another advantage is seen in the fact that at least one nozzle for spraying the surface of the biomass is arranged at foaming in the upper region of each fermentation container.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Anbindung der mehrschichtigen Folie zur Bildung des Gasraumes oberhalb der Fermentierbehälter mittels einer im Querschnitt C-förmigen Rinne gebildet wird, die einen dehnbaren Druckschlauch aufnimmt. Another advantage is that the connection of the multilayer film to form the gas space above the Fermentierbehälter is formed by means of a cross-sectionally C-shaped groove, which receives a stretchable pressure hose.
Ferner ist es vorteilhaft, dass der Durchgang der Welle des Rührwerks durch die Stirnwand der Fermentierbehälter von einer Dichtvorrichtung umgeben ist, die mindestens eine Lippendichtung und mindestens ein Gehäuse zur Bildung mindestens eines Hohlraums aufweist. Further, it is advantageous that the passage of the shaft of the agitator is surrounded by the end wall of the Fermentierbehälter of a sealing device having at least one lip seal and at least one housing for forming at least one cavity.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die gesamte Anlage in modularer Another advantage is that the entire system is modular
Bauweise aufgebaut ist. Construction is constructed.
Das Mehrkammersystem wird vorzugsweise im Baukastensystem in der Weise erstellt, dass die Einzelteile und vormontierten Baugruppen in ein Transportsystem passen, wie beispielsweise in einem oder mehreren Seecontainern. An der Baustelle wird dieser dann mit wenig Hilfsmitteln und geringem technischen Aufwand aufgestellt und montiert. Auch wird der Anteil an Hilfsstoffen und Materialien wie Betonverankerungen und Fundamente bzw. Bodenverankerungen minimiert. Wahlweise können sämtliche notwendigen Werkzeuge und Montagehilfsmittel die Lieferung vervollständigen. The multi-chamber system is preferably created in the modular system in such a way that the individual parts and pre-assembled modules fit into a transport system, such as in one or more shipping containers. At the construction site this is then set up and mounted with little tools and little technical effort. The proportion of auxiliary materials and materials such as concrete anchors and foundations or ground anchors is also minimized. Optionally, all necessary tools and assembly tools can complete the delivery.
Mit dem erfindungsgemäßen Mehrkammersystem wird das Herzstück einer Biogasanlage bereitgestellt, das mit geringen Erstellungskosten auskommt, dennoch eine hohe Betriebssicherheit gegen Unterbrechungen, Leckagen und Havarien bietet. Es kann hiermit der Aufbau nicht nur einfach und schnell erfolgen, sondern auch der Betrieb und die Wartung können schnell, sicher und ohne wesentliche Betriebsunterbrechungen von Fachpersonal erledigt werden. Infolge der einfachen Modulbauweise der Anlage sind alle beweglichen Bauteile mühelos zugänglich und leicht handhabbar und können zwanglos erweitert werden. With the multi-chamber system according to the invention, the heart of a biogas plant is provided, which manages with low production costs, nevertheless offers a high level of operational reliability against interruptions, leaks and accidents. Not only can it be easy and quick to set up, but also the operation and maintenance can be done quickly, safely and without significant interruptions to operations by qualified personnel. Due to the simple modular design of the system, all moving parts are easily accessible and easy to handle and can be easily expanded.
Weitere für die Erfindung vorteilhafte und wesentliche Merkmale sind den Further advantageous and essential features of the invention are the
Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen. Subclaims and the description can be found.
Im nun Folgenden wird das erfindungsgemäße Baukastensystem zur Erstellung eines Biogasbehälters zur Fermentierung von Biomasse anhand von Zeichnungen im Detail näher erläutert. Es zeigt In the following, the modular system according to the invention for the construction of a biogas container for the fermentation of biomass is explained in more detail with reference to drawings. It shows
Fig. 1 : eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fig. 1: a schematic plan view of an inventive
Mehrkammersystems (1); Multi-chamber system (1);
Fig. 2: eine schematische Seitenansicht des Mehrkammersystems (1 ), bei dem über drei Fermentierbehältern (2,3,4) der Gasspeicherraum (5) 2 shows a schematic side view of the multi-chamber system (1), in which over three fermentation containers (2,3,4) the gas storage space (5)
angeordnet ist; is arranged;
Fig. 3a: eine schematischen Seitenansicht des Gasspeicherraumes (5) mit einem Ausschnitt„A'\ der die Anbindung der mehrschichtigen Folie (42,42') an das Abstands-und Zwischenelement (1 1 ) darstellt; 3a shows a schematic side view of the gas storage space (5) with a detail "A 'representing the connection of the multilayer film (42, 42') to the spacer and intermediate element (11);
Fig. 3b: eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts" A" aus Figur 3a; 3b: an enlarged view of the detail "A" of Figure 3a;
Fig. 4: eine vereinfachte technische Darstellung eines Teils des Rührwerks (12) im eingebauten Zustand in einem der Fermentierbehälter (2,3,4); Fig. 5: eine vereinfachte technische Darstellung des Durchgangs der 4 shows a simplified technical representation of a part of the agitator (12) in the installed state in one of the fermentation container (2, 3, 4); 5 shows a simplified technical representation of the passage of
Antriebswelle (27) des Rührwerks (12) in der Stirnwand (25) des Drive shaft (27) of the agitator (12) in the end wall (25) of the
Mauerwerks eines der Fermentierbehälter (2,3,4) mit einer kontrollierbaren Wellenabdichtungseinrichtung (35); Masonry of one of the fermentation tanks (2,3,4) with a controllable shaft sealing device (35);
Fig. 6: eine schematische Seitenansicht eines der drei Fermentierbehälter (2, 3,4) mit einer Sandaustragsvorrichtung (16); 6 shows a schematic side view of one of the three fermentation containers (2, 3, 4) with a sand discharge device (16);
Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die drei Fermentierbehälter (2, 3,4) mit einer Schaumsprinkleranlage (44) über jedem der drei Firmentierbehälter mit einer Vielzahl von Düsen (73); Fig. 7 is a schematic plan view of the three fermenting tanks (2, 3, 4) with a foam sprinkler system (44) over each of the three firing tanks with a plurality of nozzles (73);
Fig. 8 eine schematische Schnittdarstellung einer Rohrdurchführung (74) durch das Mauerwerk (.25) eines der Fermentierbehälter (2,3,4). Fig. 8 is a schematic sectional view of a pipe passage (74) through the masonry (.25) of the fermentation container (2,3,4).
Die Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Fig. 1 shows a simplified schematic representation of a
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Mehrkammersystems 1. Das Mehrkammersystem 1 ist auf einer rechteckigen ausbetonierten Embodiment of the multi-chamber system according to the invention 1. The multi-chamber system 1 is on a rectangular ausbetonierten
Rahmenkonstruktion 13 eines Mauerwerks 14 aufgebaut, deren Grundriss im Wesentlichen quadratisch ausgebildet ist. In der Rahmenkonstruktion 13 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei längliche Fermentierbehälter (2,3,4) angeordnet, deren Außenwände aus einem Mauerwerk 14 bestehen das typischerweise entweder aus Beton gegossen ist oder auf herkömmliche Weise in Ziegelbauweise errichtet wird. Die nahezu quadratische Ausformung der Frame construction 13 of a masonry 14 constructed whose floor plan is formed substantially square. In the frame construction 13 in the present embodiment, three elongated Fermentierbehälter (2,3,4) are arranged, the outer walls consist of a masonry 14 which is typically either cast from concrete or built in a conventional manner in brick construction. The almost square shape of the
Rahmenkonstruktion 13 ist deshalb sinnvoll, weil dadurch das aufgesetzte Frame construction 13 is therefore useful, because thereby the patch
Abstandselement 11 im Wesentlichen kreisrund und der darüber aufgesetzte Gas- Speicherraum 5 kugelförmig ausgebildet sein kann, wodurch ein optimales Distance element 11 is substantially circular and the overlying gas storage space 5 may be spherical in shape, creating an optimal
Volumen-Durchmesser-Verhältnis gegeben ist. Das ringförmige Abstandselement 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Metall gefertigt, was einerseits die Lebensdauer der Anlage verlängert und andererseits praktisch ist für die Anschlüsse der verschiedenen Rohrleitungen, insbesondere der Gasentnahmeleitungen 10, 10' die mit einem Flansch problemlos an das Volume-diameter ratio is given. The annular spacer 11 is made in the present embodiment of a metal, which on the one hand extends the life of the system and on the other hand is practical for the connections of the various pipes, in particular the Gas extraction lines 10, 10 'with a flange easily to the
Abstandselement 11 aus Metall angeflanscht wird. Allgemein ist das Distance element 11 is flanged from metal. Generally that is
Abstandselement 11 so zu konzipieren, dass zumindest die Innenseite zum Gas hin korrosionsfest ist oder mit einem Korrosionsschutz beschichtet ist. Die drei Fermentierbehälter 2,3,4 werden durch zwei lang gestreckte Trennwände 18, 18' gebildet. Oberhalb der drei Fermentierbehälter 2,3,4 sind Rohrleitungen 19, 19' angeordnet, die die Fermentierbehälter 2,3,4 untereinander verbinden, wobei das eine Ende der Rohrleitung 19 in den ersten Fermentierbehälter 2 und das andere Ende in den Fermentierbehälter 3 und das eine Ende der Rohrleitung 19' in den in den Fermentierbehälter 4 führt, sodass allein hierdurch die einzelnen Spacer element 11 to be designed so that at least the inside to the gas is corrosion resistant or coated with a corrosion protection. The three fermentation containers 2, 3, 4 are formed by two elongate dividing walls 18, 18 '. Above the three Fermentierbehälter 2,3,4 pipes 19, 19 'are arranged, which connect the Fermentierbehälter 2,3,4 with each other, wherein the one end of the pipe 19 in the first Fermentierbehälter 2 and the other end in the fermentation 3 and the an end of the pipe 19 'into which leads into the fermentation tank 4, so that alone thereby the individual
Fermentierbehälter 2,3,4 untereinander zumindest gastechnisch in Verbindung stehen. Darüber hinaus sind die einzelnen Fermentierbehälter 2,3,4 über die Druckleitungen 7,7' sowie die Saugleitungen 8, 8', 9 miteinander verbunden, wodurch bestimmte Verfahrensschritte zur Umleitung der Substratströme und der Biogaserzeugung ermöglicht werden. An geeigneter Stelle seitlich der Fermentierbehälter 2,3,4 are at least gas technology with each other. In addition, the individual fermentation containers 2, 3, 4 are connected to one another via the pressure lines 7, 7 'and the suction lines 8, 8', 9, whereby certain method steps for the diversion of the substrate streams and biogas production are made possible. At a suitable location on the side of the
Rahmenkonstruktion 13 sind zwischen der Druckleitung 7,7' und der Saugleistung 8,8' jeweils eine Pumpe 20,20' angeordnet, die je nach Vorschrift des jeweiligen Verfahrens die teilweise oder vollständig vergorene pumpfähige hydrierte Frame construction 13 are arranged between the pressure line 7,7 'and the suction 8.8' in each case a pump 20,20 ', depending on the rule of the respective method, the partially or completely fermented pumpable hydrogenated
Biomasse (Substrat) in die dafür vorgesehenen Fermentierbehälter 2,3,4 transportieren. Transport biomass (substrate) into the fermenting container 2, 3, 4 provided for this purpose.
In einem ersten Verfahrensschritt wird der erste Fermentierbehälter 2 über eine sogenannte Stopfschnecken-Leitung 6 bis zu etwa zwei Drittel des In a first method step, the first fermentation container 2 via a so-called Stopfschnecken line 6 to about two-thirds of the
Fassungsvolumens aufgefüllt, damit die Stopfschnecke stets unter Flüssigkeit steht und kein Gas entweichen kann. Die Temperatur in diesem ersten Volume filled so that the plug screw is always under liquid and no gas can escape. The temperature in this first
Fermentierbehälter 2 liegt vorzugsweise im mesophilen Bereich bei etwa 38 °C. Fermentierbehälter 2 is preferably in the mesophilic region at about 38 ° C.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann nach einer mesophilen Vergärung die teilweise vergorene Biomasse (Substrat) durch die Leitung 8 über die Pumpe 20' und die Leitung 7 in den dritten Haupt-Fermentierbehälter 4 zur thermophilen Ausfaulung bei etwa 55 °C geführt. Die Befüllung des thermophilen Fermentierbehälters 4 wird dann kontinuierlich in kurzen Zeitabständen, etwa stündlich, bei gleichbleibender Biomasse durchgeführt. In a second process step, the partially fermented biomass (substrate) is then passed through the line 8 via the pump 20 'and the line 7 in the third main fermentation vessel 4 for thermophilic digestion at about 55 ° C after a mesophilic fermentation. The filling of the thermophilic Fermentierbehälters 4 is then carried out continuously at short intervals, approximately every hour, with the same biomass.
In einem weiteren dritten Verfahrensschritt wird nach Bedarf der In a further third process step, the
Fermentierbehälter 3 über die Pumpe 20 aus dem vorher befüllten Fermentierbehälter 3 via the pump 20 from the previously filled
Fermentierbehälter 4 aufgefüllt, sodass in diesem Fermentierbehälter 3 eine Restausgasung des Substrats erfolgt. Das vollständig ausgegorene Substrat (Biomasse) wird dann in diesem Fermentierbehälter 3 so lange gespeichert, bis sie von einem Fördermittel 20,20' der Fest-Flüssigkeitstrenn-Vorrichtung (hier nicht gezeigt) zugeführt wird, die die Trockensubstanz des Substrats von der Flüssigkeitsmasse abtrennt. Die Fest-Flüssigkeitstrenn-Vorrichtung liegt außerhalb des Mehrkammersystems. Die Zuführleitungen 6,6' können aus ein und derselben Quelle oder aus unterschiedlichen Quellen die aufbereitete hydrierte Biomasse entnehmen. Zwischen den beiden Pumpeneingängen der Pumpen 20,20' besteht eine direkte Verbindung über die Leitung 9, wodurch bei Ausfall der einen Pumpe die andere Pumpe die Arbeit übernehmen kann, was wesentlich zur Fermentierbehälter 4 filled, so that in this fermentation 3 is a residual outgassing of the substrate. The fully fermented substrate (biomass) is then stored in this fermentation tank 3 until it is supplied by a conveyor 20, 20 'of the solid-liquid separation apparatus (not shown) which separates the dry matter of the substrate from the liquid mass. The solid-liquid separation device is outside the multi-chamber system. The feed lines 6, 6 'can remove the treated hydrogenated biomass from one and the same source or from different sources. Between the two pump inputs of the pumps 20,20 'there is a direct connection via the line 9, whereby in case of failure of a pump, the other pump can do the job, which is essential to
Betriebssicherheit der Anlage beiträgt. Operational safety of the system contributes.
Um das Mehrkammersystem 1 kontinuierlich fahren zu können, ist es notwendig, dass die Fermentierbehälter 2 und 4 ständig und kontinuierlich mit einer Biomasse (Substrat) versorgt werden. Daher kann der Fermentierbehälter 3 auch auf einem Drittel des Behältervolumens variabel gefahren werden, sodass die beiden In order to drive the multi-chamber system 1 continuously, it is necessary that the fermentation tanks 2 and 4 are continuously and continuously supplied with a biomass (substrate). Therefore, the fermentation tank 3 can be driven variably on one third of the container volume, so that the two
Fermentierbehälter 2 und 3 soweit leer gefahren werden, dass jeweils mindestens ein Drittel des Behältervolumens aufgefüllt werden kann. Dadurch übernimmt der Fermentierbehälter 3 eine Pufferfunktion für die auszufaulenden Biomasse, was besonders zu Zeiten diskontinuierlicher Lieferungen der Biomasse, zum Beispiel an Wochenenden, von Bedeutung sein kann. Fermentierbehälter 2 and 3 are driven so far empty that in each case at least one third of the container volume can be filled. As a result, the fermentation tank 3 takes over a buffer function for the biomass to be refilled, which may be of importance particularly at times of discontinuous deliveries of the biomass, for example on weekends.
Da die frisch aufbereitete Biomasse über die Leitungen 6,6' in die Since the freshly prepared biomass via the lines 6,6 'in the
Fermentierbehälter 2 und 3 eingebracht wird, liegt diese bis zu ungefähr ein Drittel der Behälterlänge angehäuft an dieser Seite des Fermentierbehältereingangs. Mit der Pumpe 20 kann dann die fast ausgegorene Biomasse durch Umschalten eines Schieber (hier nicht gezeigt) in den hinteren Teil des Fermentierbehälter 3 über die Druckleitung 7 verbracht werden. Somit ist es möglich, allein mit der Pumpe 20 vom vorderen Teil des Fermentierbehälters 3 zu pumpen, in dem auch die frisch eingeführte Biomasse abgelegt ist, um somit eine kontinuierliche Versorgung des Fermentierbehälter 2 mit frischer Biomasse zu gewährleisten. Ist nun der überwiegende Teil der Biomasse vollständig verbraucht, kann mittels eines Schiebers umgeschaltet werden, sodass die ausgegorene Biomasse des Fermentierbehälter 2 and 3 is introduced, this is amassed up to about one-third of the container length on this side of the Fermentierbehältiereingangs. With the pump 20 can then almost ausgegorene biomass by switching a Slider (not shown here) are spent in the rear part of the fermentation tank 3 via the pressure line 7. Thus, it is possible to pump alone with the pump 20 from the front part of the fermentation tank 3, in which also the freshly introduced biomass is stored, thus ensuring a continuous supply of the fermentation tank 2 with fresh biomass. Now, if the majority of the biomass is completely consumed, can be switched by means of a slider, so that the ausgegorene biomass of the
Fermentierbehälter 4 wieder in die Vorderseite des Fermentierbehälters 3 hineingepumpt wird. Durch diese Verfahrensweise wird darüber hinaus eine ausreichende Pufferfunktion erreicht, die bei Abfallverwertungsanlagen durch unregelmäßige Substratieferungen von Bedeutung ist, um das Verfahren kontinuierlich über einen längeren Zeitraum, ca. einem Jahr, ohne Fermentierbehälter 4 is pumped back into the front of the fermentation tank 3. By this procedure, moreover, a sufficient buffer function is achieved, which is important in waste recycling plants by irregular substrate deliveries to the process continuously over a longer period, about one year, without
Unterbrechungen durchfahren zu können. To be able to drive through interruptions.
Bei Ausfall der ersten mesophilen Stufe im Fermentierbehälter 2 kann das System ersatzweise über den Fermentierbehälter 3 über die Zuleitung 6' aus der In case of failure of the first mesophilic stage in Fermentierbehälter 2, the system can replace the fermenter 3 via the supply line 6 'from the
Quellenpumpe 21 versorgt werden. In diesem Falle übernimmt der Source pump 21 are supplied. In this case, the
Fermentierbehälter 3 die erste mesophile Prozessstufe und der Fermentierbehälter 3 the first mesophilic process stage and the
Fermentierbehälter 4 bleibt in seiner thermophilen Funktionsweise erhalten. Fermentierbehälter 4 remains in its thermophilic mode of operation.
Unmittelbar vor den einzelnen Fermentierbehältern 2,3,4 ist jeweils eine Immediately before each Fermentierbehältern 2,3,4 is one each
Schiebervorrichtung (hier nicht gezeigt) angeordnet, sodass jeder Slider device (not shown here) arranged so that everyone
Fermentierbehälter 2,3,4 für sich allein separat abgeschaltet werden kann, d.h. aus dem Mehrkammersystem 1 heraus genommen werden kann, um Fermentierbehälter 2,3,4 alone can be switched off separately, i. can be taken out of the multi-chamber system 1 to
beispielsweise Wartungsarbeiten vornehmen zu können. Der Gasbereich des Fermentierbehälter 2 kann dabei mittels eines Schiebers (hier nicht gezeigt) abgetrennt werden, sodass eine Wartung des Fermentierbehälters 2 ohne For example, to carry out maintenance. The gas range of the fermentation tank 2 can be separated by means of a slide (not shown here), so that maintenance of the fermentation tank 2 without
Betriebsunterbrechung möglich ist. Das im Fermentierbehälter 3 ausgegorene Substrat wird in diesem Falle direkt in die Fest-Flüssigtrennungsvorrichtung (Separation) mit Hilfe einer der Pumpen 20,20' geführt und weiter verarbeitet. Business interruption is possible. In this case, the substrate fermented in the fermentation tank 3 is fed directly into the solid-liquid separation apparatus (separation) with the aid of one of the pumps 20, 20 'and further processed.
Da sich über den Fermentierbehältern 2,3,4 jeweils eine Betondecke 33 befindet und sich flüssiges Kondensat im darüber liegenden Gasspeicherbehälter 5 bzw. Metallringbehälter 11 befindet, ist in der Betondecke der Fermentierbehälter 2 und 4 jeweils ein Siphon17 angeordnet, der stets mit Wasser gefüllt ist, um auch eine Gasdichtfunktion auszuüben Since a concrete ceiling 33 is located above the fermentation tanks 2, 3, 4, and liquid condensate is in the gas storage tank 5 above it. Metal ring container 11 is located in the concrete ceiling of the fermentation 2 and 4 each have a siphon 17 is arranged, which is always filled with water to exercise a gas-tight function
Für den Fall, dass der Haupt-Fermentierbehälter 4 ausfallen sollte, hat dieser Ausfall naturgemäß erhebliche Folgen für die Gasproduktion. Um eine derartige Situation nach Möglichkeit zu vermeiden, wird der Fermentierbehälter 2 vom mesophilen in den thermophilen Zustand gebracht, sodass dieser In the event that the main Fermentierbehälter 4 should fail, this failure naturally has significant consequences for gas production. In order to avoid such a situation as far as possible, the fermentation tank 2 is brought from the mesophilic to the thermophilic state, so that this
Fermentierbehälter 2 die Funktion des Haupt- Fermentierbehälters 4 übernimmt. Bei einer derartigen Verfahrensweise darf nicht außer Acht gelassen werden, dass der notwendige Hygenisierungsprozess der Biomasse durchgeführt wird, d.h., dass die Biomasse mindestens 24 Stunden bei etwa 55 °C verweilen muss, um eine mögliche Keimbildung innerhalb der Biomasse zu vermeiden. Dieses Fermentierbehälter 2 assumes the function of the main Fermentierbehälters 4. In such a procedure, it must not be forgotten that the necessary biomass hydrogenation process is carried out, i.e. that the biomass must remain at about 55 ° C for at least 24 hours in order to avoid possible nucleation within the biomass. This
Erfordernis ist in der oben beschriebenen Verfahrensweise gewährleistet. Dabei wird der Fermentierbehälter 3 über die Zuführleitung 6' aus der Quelle 21 mit frischer Biomasse befüllt. Im Anschluss daran pumpt die zweite Pumpe 20' über die zweite Druckleitung 7' die Biomasse aus dem Fermentierbehälter 4 in den Fermentierbehälter 2, sodass anschließend der Fermentierbehälter 4 problemlos gewartet werden kann. Infolge der diametral gegenüber liegenden Pumpen 20,20' zwischen den Sau-und Druckleitungen 7,7' und 8,8' ist es durch Umschalten bzw. Abdichten entsprechender Leitungen möglich, bei Ausfall einer der beiden Requirement is ensured in the procedure described above. In this case, the fermentation tank 3 is filled via the supply line 6 'from the source 21 with fresh biomass. Following this, the second pump 20 'pumps the biomass from the fermentation vessel 4 into the fermentation vessel 2 via the second pressure line 7', so that subsequently the fermentation vessel 4 can be easily maintained. Due to the diametrically opposite pumps 20,20 'between the suction and discharge lines 7,7' and 8,8 'it is possible by switching or sealing corresponding lines, in case of failure of one of the two
Pumpen 20,20' den Betrieb der Anlage aufrecht zu erhalten, ohne die Pumps 20,20 'to maintain the operation of the plant, without the
kontinuierliche Befüllung der Fermentierbehälter 2, 3,4 und der damit continuous filling of the fermentation tank 2, 3.4 and the so
zusammenhängenden Gasproduktion zu unterbrechen. related gas production.
Infolge eines möglichen hohen Sandeintrags in die Fermentierbehälter 2,3,4 ist es notwendig, den eingetragenen Sand kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit aus den Fermentierbehältern 2,3,4 herauszuführen, um damit sowohl den mechanischen Betrieb der Rührwerke 12 als auch den biologischen Gärprozess nicht zu gefährden. Diesem Zwecke dient die Sandaustrageinrichtung 16, die weiter unten näher beschrieben wird. Die Rührwerke 12 der einzelnen Fermentierbehälter 2,3,4 erstrecken sich über die gesamte Länge der Fermentierbehälter 2,3,4, womit die ganze in den jeweiligen Fermentierbehälter 2,3,4 befindliche Biomasse vom Umwälzen erfasst wird. Die einzelnen Rührwerke 12 können mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt werden und je nach Bedarf auch einzelnen ein- und ausgeschaltet werden. As a result of a possible high sand input into the fermentation tank 2,3,4, it is necessary to lead the registered sand continuously or from time to time from the fermentation tanks 2,3,4, so as to both the mechanical operation of the agitators 12 and the biological fermentation process not to endanger. This purpose is served by the sand discharge device 16, which will be described in more detail below. The agitators 12 of the individual fermentation containers 2, 3, 4 extend over the entire length of the fermentation containers 2, 3, 4, whereby the entire biomass located in the respective fermentation containers 2, 3, 4 is detected by the circulation. The individual agitators 12 can be moved at different speeds and, depending on requirements, individual ones can be switched on and off.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Mehrkammersystems 1 , bei dem über den drei Fermentierbehältern 2,3,4 der Gasspeicherraum 5 angeordnet ist. Zwischen den Fermentierbehältern 2,3,4 und dem Gasspeicherraum 5 ist ein Abstandselement 11 angeordnet, das die Basis für den Aufbau des 2 shows a schematic side view of the multi-chamber system 1, in which the gas storage space 5 is arranged above the three fermentation containers 2, 3, 4. Between the fermentation containers 2,3,4 and the gas storage space 5, a spacer 11 is arranged, which is the basis for the construction of the
Gasspeicherraumes 5 darstellt. Dieses Abstandselement 11 ist in der Regel als Kreisring aus Metall oder einem gleichwirkenden Material ausgebildet. Das Abstandselement 1 1 dient unter anderem der Betriebssicherheit der gesamten Anlage, denn bei Überlauf durch Aufschäumen der Biomasse (Substrat) oder Überfüllung der Fermentierbehälter 2,3,4 mit Biomasse, bildet der durch das Abstandselement 1 1 umschlossene Raum ein Auffangbecken für die durch die großzügig bemessenen Gasdurchführungen 22 durch die Abdeckungen 33 der Fermentierbehälter 2,3,4 strömende Biomasse, die sich dann auf die noch nicht vollständig gefüllten Fermentierbehälter weiter verteilt. Durch diese Gas storage room 5 represents. This spacer 11 is usually formed as a circular ring made of metal or equivalent material. Among other things, the spacer element 1 1 serves the operational safety of the entire system, because at overflow by foaming the biomass (substrate) or overfilling the fermentation tank 2,3,4 with biomass, the space enclosed by the spacer element 1 1 forms a catch basin for by the generously sized gas passages 22 through the covers 33 of the fermentation tank 2,3,4 flowing biomass, which then spreads to the not yet completely filled fermentation. Through this
Sicherheitsmaßnahmen wird gewährleistet, dass eine Havarie abgepuffert ist und somit den Betrieb der Anlage nicht vollständig unterbricht. Die Lagerungen 24 der Rührwerke 12 sind in etwa der Mitte des jeweiligen Fermentierbehälters 2,3,4 angeordnet, um damit zu gewährleisten, dass bei vollständig gefülltem Safety measures ensure that an accident is buffered and thus does not completely interrupt the operation of the system. The bearings 24 of the agitators 12 are arranged approximately in the middle of the respective fermentation container 2,3,4, in order to ensure that when completely filled
Fermentierbehälter die gesamte Biomasse homogen durchmischt wird. Fermentierbehälter the entire biomass is mixed homogeneously.
Ferner bietet das Abstandselement 11 die Möglichkeit, Gasanschlussleitungen mittels Edelstahlflanschplatten an den Behälterring 1 1 anzuflanschen. Zwischen dem Behälterring 11 und den Flanschplatten ist ein so genannter Inliner, eine Kunststofffolie, zur galvanischen Trennung möglicher unterschiedlicher Furthermore, the spacer 11 offers the possibility of flanging gas connection lines by means of Edelstahlflanschplatten to the container ring 1 1. Between the container ring 11 and the flange plates is a so-called inliner, a plastic film, for the galvanic separation possible different
elektrochemischer Potenziale und als Korrosionsschutz angeordnet. Oberhalb des Abstandselements 11 ist eine Entschwefelungseinrichtung 15 angeordnet, die als Anlagerungsfläche zur Entschwefelung des erzeugten Biogases bzw. Methans dient. electrochemical potentials and arranged as corrosion protection. Above the spacer element 11, a desulfurization device 15 is arranged, which as Anlagungsfläche for desulfurization of the generated biogas or methane is used.
Die Fig. 3a zeigt eine schematische Seitenansicht des oberen Bereichs des Mehrkammersystem 1 mit einem Detailausschnitt„A", der im vergrößerten 3a shows a schematic side view of the upper portion of the multi-chamber system 1 with a detail "A", the enlarged
Maßstab die Anbindung des Abstandselements 1 1 an die mehrschichtige Folie 42,42' zur Bildung des Gasraumes 5 des Mehrkammersystems 1 darstellt, wobei der Gasspeicherraum kugelschalenförmig ausgebildet ist und das Abstandelement 11 ringförmig. Auf den Abdeckplatten 33 der Fermentierbehälter 2, 3,4 ist das Abstandselement 11 gas- und wasserdicht befestigt. Am oberen Rand des Scale represents the connection of the spacer element 1 1 to the multilayer film 42,42 'to form the gas space 5 of the multi-chamber system 1, wherein the gas storage space is formed spherical shell and the spacer element 11 annular. On the cover plates 33 of the fermentation 2, 3.4, the spacer 11 is gas-tight and waterproof. At the top of the
Abstandselements 11 ist die mehrlagige Folie 42, 42' mit einer speziellen Spacer 11 is the multilayer film 42, 42 'with a special
Befestigungsvorrichtung 43 angeordnet, die im vergrößerten Maßstab in der Figur 3a dargestellt ist. Die Befestigungsvorrichtung 43 besteht im Wesentlichen aus einem im Querschnitt C-förmig geformten Rinne 45, die mit Versch raubungen 46 an einer 47 des Abstandselements 1 1 befestigt ist. In der Rinne 45 ist ein flexibler Druckluftschlauch 48 eingelegt. Die Endbereiche der mehrlagigen Abdeckfolie 42,42' des Gasraumes 5 ist ebenfalls zwischen den Wandungen der C-förmigen Rinne 45 und dem Druckluftschlauch 48 eingelegt, sodass bei einer Fastening device 43 arranged, which is shown in an enlarged scale in the figure 3a. The fastening device 43 consists essentially of a cross-sectionally C-shaped groove 45, which is fastened with Versch raubungen 46 to a 47 of the spacer 11 1. In the groove 45, a flexible compressed air hose 48 is inserted. The end portions of the multi-layer cover 42,42 'of the gas space 5 is also inserted between the walls of the C-shaped groove 45 and the compressed air hose 48, so that at a
Druckbeauftragung des Druckluft Schlauchs 48 dieser sich ausdehnt und die mehrlagige Folie 42,42' an die Wandlungen der C-förmigen Rinne 45 drückt, sodass der Gasraum 5 gas- und wasserdicht zur Umgebung hin abgedichtet ist. Pressurization of the compressed air hose 48 expands this and the multilayer film 42,42 'presses on the transformations of the C-shaped groove 45, so that the gas space 5 is sealed gas and waterproof to the environment.
Die Figur 4 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt des Eingangsbereichs eines der Fermentierbehälter 2,3,4, wobei die Stirnwand 25 eines FIG. 4 shows, on an enlarged scale, a section of the entrance area of one of the fermentation tanks 2, 3, 4, wherein the end wall 25 of a
Fermentierbehälters einen Durchbruch 26 aufweist, durch den sich die Fermentierbehälters has an opening 26 through which the
Antriebswelle 27 des Rührwerks 12 hindurchragt. Die Antriebswelle 27' wird durch Stützen 28 oder sogenannte Notlager, innerhalb der Fermentierbehälter 2,3,4 abgestützt, wobei sich das Rührwerk 12 über die gesamte Länge des Drive shaft 27 of the agitator 12 protrudes. The drive shaft 27 'is supported by supports 28 or so-called emergency storage, within the fermentation tank 2,3,4, wherein the agitator 12 over the entire length of the
Fermentierbehälters 2,3,4 erstreckt. An der Antriebswelle 27' sind in Abständen und winklig versetzt Schaufeln 29 angeordnet, die das eingetragene Substrat durchmischen. Zum Nachladen von Trockensubstanz, bzw. nicht fließfähiger Biomasse, in mindestens einen der Fermentierbehälter ist in einem vorgegebenen Winkel (a) zur Stirnfläche des Fermentierbehälters ein Führungsrohr 30 einer Stopfschnecke mit ihrem einen Ende ins Innere des Fermentierbehälters angeordnet und an ihrem anderen Ende ist ein Getriebe 31 mit einem Fermentierbehälters 2,3,4 extends. On the drive shaft 27 'blades 29 are arranged at intervals and angularly offset, which mix the registered substrate. For reloading dry substance or non-free-flowing biomass, in at least one of the fermentation containers, a guide tube 30 is at a predetermined angle (a) to the end face of the fermentation container Stopfschnecke arranged with its one end into the interior of the fermentation tank and at its other end is a gear 31 with a
abgewinkelten Motor 32. Ferner ragen mit ihrem einen Ende im oberen Bereich des Fermentierbehälters zusätzliche Füllrohre 40,41 in den Fermentierbehälter hinein, wovon ein Füllrohr 40 zur Einleitung von frischer Biomasse und das andere Füllrohr 41 zur Zuführung von Flüssigkeiten, zum Beispiel flüssiges Perkolat, vorgesehen ist. Angled motor 32. Furthermore, with one end in the upper region of the fermentation container, additional filling tubes 40, 41 protrude into the fermentation container, of which one filling tube 40 is for introducing fresh biomass and the other filling tube 41 is for supplying liquids, for example liquid percolate is.
Die Figur 5 zeigt ausschnittsweise den Bereich des Wellendurchgangs 26 durch die Stirnwand 25 eines Fermentierbehälters. Die Welle 27 wird diesseits durch eine Lagerung 24 getragen. Kurz nach dem Durchtritt durch die Stirnwand 25 weist die Welle 27 einen Flansch 34 auf, an den eine Rohrwelle 27' angeflanscht ist, wobei die Rohrwelle 27' die Schaufeln 29 des Rührwerks 12 trägt. Innerhalb des Durchbruchs 26 der Stirnwand 25 ist eine Vorrichtung 35 zur Abdichtung des Wellendurchtritts der Rührwelle 27 angeordnet. Diese Wellenabdichtung ist äußerst wichtig für den reibungslosen Betrieb des Rührwerks 12. Auf der FIG. 5 shows a section of the region of the shaft passage 26 through the end wall 25 of a fermentation container. The shaft 27 is supported by a bearing 24 on this side. Shortly after passing through the end wall 25, the shaft 27 has a flange 34, to which a tubular shaft 27 'is flanged, wherein the tubular shaft 27' carries the blades 29 of the agitator 12. Within the opening 26 of the end wall 25, a device 35 for sealing the shaft passage of the agitator shaft 27 is arranged. This shaft seal is extremely important for the smooth operation of the agitator
Rührwelle 27 ist eine gehärtete Hülse 37 aus Stahl rutschfest angeordnet. Auf der Oberfläche der Hülse 37 gleiten mindestens zwei Dichtelemente 51 , die bereits eine Abdichtung der Rührwelle bewirken. Zwischen diesen Dichtelementen 51 und weiteren Dichtelementen 51 ' ist ein ringförmiger Zwischenraum 39 angeordnet, von dem eine Kontrollleitung 52 wegführt, über die mögliche Ansammlungen von durchgedrungenen Sand- und Wasserresten abgeführt werden können. Die Abdichtvorrichtung 35 ist mit einer Flanschplatte 53 an der Außenwand der Stirnwand 25 befestigt, sodass damit der Durchbruch 26 der Stirnwand nach außen hin abgeschlossen ist. Um die Dichtelemente 51 , 51 ' herum ist ein Agitator shaft 27 is a hardened sleeve 37 made of steel non-slip. On the surface of the sleeve 37 slide at least two sealing elements 51, which already cause a seal of the stirring shaft. Between these sealing elements 51 and further sealing elements 51 'an annular space 39 is arranged, from which a control line 52 leads away, can be removed via the possible accumulations of permeated sand and water residues. The sealing device 35 is fastened with a flange plate 53 on the outer wall of the end wall 25, so that thus the opening 26 of the end wall is closed to the outside. To the sealing elements 51, 51 'around is a
Gehäuse 54 angeordnet, dass in unmittelbarer Nähe der Rührwelle 27 ein Housing 54 arranged that in the immediate vicinity of the stirring shaft 27 a
Schleifblech 55 aufweist, an dem eine flexible Lippendichtung 56 mit leichtem Druck anliegt, der durch Verschiebung des Befestigungsrings 57 auf der Abrasive sheet 55, to which a flexible lip seal 56 bears with slight pressure, by displacement of the mounting ring 57 on the
Rührwelle 27 mehr oder weniger fest erzeugt wird. Mithilfe dieser Lippendichtung 56 wird ein Großteil des anfallenden Sandes und Schlamm davon abgehalten, an die Dichtelemente 51 zu gelangen. Für den Fall, dass trotzdem Sand und/oder Schlamm in das Innere des Gehäuses 54 gelangen sollte, sind an diesen Hohlraum 49 zwei Spülleitungen 58,58' angeordnet, wobei durch die Leitung 58 eine Spülflüssigkeit in den Hohlraum eingeführt wird und über die Leitung 58' zusammen mit möglichem Sand und Schlammeintrag wieder abgeführt wird. Die Zu- und Ableitung 58,58' ist jeweils am Ausgang mit einem Absperrventil 59,59' versehen, die bei Bedarf betätigt werden. Agitator shaft 27 is generated more or less firmly. By means of this lip seal 56, a large part of the resulting sand and sludge is prevented from reaching the sealing elements 51. In the event that anyway sand and / or mud should get into the interior of the housing 54, are at these Cavity 49 two purge lines 58,58 ', wherein a flushing liquid is introduced through the conduit 58 into the cavity and is discharged via the line 58' together with possible sand and sludge entry again. The inlet and outlet 58,58 'is provided at the output with a shut-off valve 59,59', which are actuated if necessary.
Die Welle 27 wird an ihrem einen Ende durch die Lagerung 24 getragen. Am Ende der Welle 27 ist ein Getriebe 31 mit einem dazu rechtwinklig stehenden Motor 32 angeordnet. Das Getriebe 31 zusammen mit dem Motor 32 wird durch eine Stütze 38 entlastet, wobei die Stütze 38 mit ihrem einen Ende am Mauerwerk der Wand 25 des Fermentierbehälters und mit ihrem anderen Ende am Getriebe 31 befestigt ist. Mit der Stütze 38 wird das Drehmoment, das auf die Rührwelle 27 einwirkt, abgefangen. The shaft 27 is supported at one end by the bearing 24. At the end of the shaft 27, a transmission 31 is arranged with a perpendicular thereto motor 32. The transmission 31 together with the motor 32 is relieved by a support 38, wherein the support 38 is fixed with its one end to the masonry of the wall 25 of the fermentation container and with its other end to the transmission 31. With the support 38, the torque acting on the agitator shaft 27 is intercepted.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines FIG. 6 shows a schematic cross-sectional representation of a
Fermentierbehälters 2,3,4 mit einer Sandaustragvorrichtung 16. Die Fermentierbehälters 2,3,4 with a Sandaustragvorrichtung 16. Die
Sandaustragvorrichtung 16 ist besonders wichtig für den Langzeitbetrieb der gesamten Anlage, denn in der Regel wird mit der frischen Biomasse ein nicht unerheblicher Anteil an Sand und Erde mit in den Fermentierbehälter eingeführt, was nach längerer Zeit zu erheblichen Störungen beim Umwälzen der Biomasse im Fermentierbehälter führt. Etwa in der Mitte des Firmentierbehälters ist das Rührwerk 12 mit den Schaufeln 29 auf der Rührwelle 27 angeordnet, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Der Boden 60 des Fermentierbehälters weist eine gewisse vorbestimmte Schräge auf, die sich bis zu einer Mulde 61 erstreckt. Infolge der Drehung des Rührwerks 12 und der Schwerkraft wird der mögliche Sand bzw. Schlamm in die Mulde 61 geführt, in die mindestens ein Saugrohr 62 führt, das bei Bedarf über ein Ventil 63 mit Vakuum beaufschlagt werden kann, sodass der mögliche Sandeintrag abgesogen wird und in einem Zwischenspeicher 64 zunächst gelagert wird. Der Zwischenspeicher 64 ist über eine Leitung 66 mit dem Hauptspeicher 65 verbunden, in dem der Sand bis zu einer vorbestimmten Menge gelagert wird. Nachdem der Hauptspeicher 65 einen vorbestimmten Füllstand erreicht hat, wird dieser am unteren Ende mittels einer Klappe 67 geöffnet, sodass der Hauptspeicher 65 vollständig entleert werden kann. Der angesammelte Sand 68 kann dann mit einem Radlader oder auf andere Weise abgeführt werden. Am oberen Ende des Hauptspeichers 65 ist eine SaugleitungSandaustragvorrichtung 16 is particularly important for the long-term operation of the entire system, because usually a not inconsiderable proportion of sand and soil is introduced with the fresh biomass in the Fermentierbehälter, which leads to considerable disruption in the circulation of biomass in Fermentierbehälter after a long time. Approximately in the middle of the Firmentierbehälters the agitator 12 is arranged with the blades 29 on the agitator shaft 27 which rotates counterclockwise. The bottom 60 of the fermentation container has a certain predetermined slope, which extends to a trough 61. As a result of the rotation of the agitator 12 and gravity of the possible sand or mud is guided into the trough 61, in which at least one suction pipe 62 leads, which can be applied via a valve 63 with vacuum if necessary, so that the possible sand input is sucked and is first stored in a buffer 64. The buffer 64 is connected via a line 66 to the main memory 65, in which the sand is stored up to a predetermined amount. After the main memory 65 has reached a predetermined level, this is at the bottom by means of a flap 67th opened so that the main memory 65 can be completely emptied. The accumulated sand 68 may then be removed by a wheel loader or otherwise. At the upper end of the main memory 65 is a suction line
69 angeordnet die mit einer Vakuumpumpe 70 verbunden ist. Die Vakuumpumpe69 which is connected to a vacuum pump 70. The vacuum pump
70 erzeugt das notwendige Vakuum zum Absaugen der mit Sand gefüllten Mulde 61. Über den gesamten Boden 60 eines Fermentierbehälters erstrecken sich eine Mehrzahl von Mulden 61 , was durch die rechteckigen Fächer 61 ' symbolisiert ist. Im schrägen Boden 60 ist eine Heizung 71 angeordnet, die zur Regelung der Temperatur der ausfaulbaren Biomasse notwendig ist. 70 generates the necessary vacuum for sucking off the trough 61 filled with sand. Over the entire bottom 60 of a fermentation container, a plurality of troughs 61 extend, which is symbolized by the rectangular compartments 61 '. In the inclined bottom 60, a heater 71 is arranged, which is necessary for controlling the temperature of ausfaulbaren biomass.
Die Figur 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Fermentierbehälter 2, 3,4, über denen eine Sprinkleranlage 72 mit einer Vielzahl von Düsen 73 angeordnet ist. Die Sprinkleranlage dient zur Verhinderung oder zumindest zur Minderung einer möglichen Schaumbildung an der Oberfläche der ausgärenden Biomasse. Für den Fall, dass sich an der Oberfläche der ausgärenden Biomasse ein großes Schaumaufkommen zeigt, wird an dem jeweiligen Behälter 2,3,4 die FIG. 7 shows a schematic plan view of the fermenting containers 2, 3, 4, above which a sprinkler system 72 having a multiplicity of nozzles 73 is arranged. The sprinkler system serves to prevent or at least reduce the possibility of foaming on the surface of the outgrowing biomass. In the event that shows a large amount of foam on the surface of the outgrowing biomass, the respective container is 2,3,4 the
Sprinkleranlage eingeschaltet, sodass aus den Düsen 73 eine Flüssigkeit, in der Regel Wasser, austritt und sich über dem gebildeten Schaum ausbreitet, wodurch die Schaumbildung zumindest gemindert wird. Sprinkleranlage turned on, so that from the nozzles 73, a liquid, usually water, exits and spreads over the foam formed, whereby the foaming is at least reduced.
Die Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Rohrdurchführung 74 durch das Mauerwerk einer Stirnwand 25 eines der Fermentierbehälter 2,3,4. Eine Rohrdurchführung durch das Mauerwerk eines Fermentierbehälters 2,3,4 ist grundsätzlich problematisch, weil einerseits die Dichtigkeit nach außen hin und andererseits die Montagefreundlichkeit der Rohrdurchführung gewährleistet sein muss. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Rohrdurchführung durch eine Betonwand 25 wird das Schachtfutter 75, in der Regel ein Kunststoff roh r, bei der Wanderstellung in das Mauerwerk einbetoniert. Das einzubauende Druckrohr 76 aus Stahl weist auf beiden Seiten einen Flansch 77 auf, dessen Durchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Schachtfutters 75 entspricht. Auf der Außenseite des Druckrohrs 76 ist mindestens ein Führungsrohr 78 mit einer daran FIG. 8 shows a schematic sectional view of a pipe feedthrough 74 through the masonry of an end wall 25 of one of the fermentation containers 2, 3, 4. A pipe penetration through the masonry of a fermentation tank 2,3,4 is fundamentally problematic, because on the one hand the tightness to the outside and on the other hand, the ease of installation of the pipe feedthrough must be guaranteed. In the present embodiment of a pipe feedthrough through a concrete wall 25, the manhole lining 75, usually a plastic raw r, is cast in the migratory position in the masonry. The steel pressure pipe 76 to be installed has a flange 77 on both sides, the diameter of which corresponds approximately to the inside diameter of the shaft lining 75. On the outside of the pressure tube 76 is at least one guide tube 78 with a thereto
angeschweißten Gewindestange 79 so angeordnet, dass zwischen dem Mauerwerk 25 und einer Flanschplatte 80 aus Stahl ein Zwischenraum mit dem Abstand a gebildet wird. Der Zwischenraum 81 dient zur Aufnahme von welded threaded rod 79 arranged so that between the Masonry 25 and a flange plate 80 made of steel, a gap with the distance a is formed. The gap 81 serves to accommodate
Dichtungsmaterial 82,82'. Das Dichtmaterial 82' ist beispielsweise ein Sealing material 82, 82 '. The sealing material 82 'is for example a
Silikonkleber, der nach Bildung eines Zwischenraums zwischen zwei kreisförmig aufgebrachten elastischen Klebebändern 82, vorzugsweise aus Schaumstoff, eingebracht wird. Der Durchmesser der Flanschplatte 80 ist so zu wählen, dass genügend Platz für das notwendige Dichtmaterial gebildet wird. Infolge der fest an das Druckrohr 76 und an der Flanschplatte 80 angeschweißten Gewindestangen 79, kann mit einer nicht am Druckrohr 76 befestigten Gegenplatte 84, durch die die Gewindestange 79 hindurchragt, die Flanschplatte 80 mithilfe einer Silicone adhesive, which is introduced after formation of a gap between two circularly applied elastic adhesive tapes 82, preferably made of foam. The diameter of the flange plate 80 is to be chosen so that sufficient space for the necessary sealing material is formed. As a result of firmly welded to the pressure tube 76 and the flange plate 80 threaded rods 79, can with a non-pressure tube 76 mounted counter-plate 84, through which the threaded rod 79 protrudes, the flange plate 80 by means of a
Gewindemutter 83 oder ähnlichem Befestigungsmittel gegen das Mauerwerk 25 gezogen werden, wodurch eine zuverlässige Dichtung zwischen dem Mauerwerk 25 und der Flanschplatte 80 aufgrund der eingelegten Dichtmaterialien 82, 82' gebildet wird. Mit den Flanschen 77 können dann weitere Rohrverbindungen hergestellt werden. Threaded nut 83 or similar fastening means against the masonry 25 are pulled, whereby a reliable seal between the masonry 25 and the flange plate 80 due to the inserted sealing materials 82, 82 'is formed. With the flanges 77 then further pipe connections can be made.
Zusammenfassend darf festgestellt werden, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Mehrkammersystem 1 zur Erzeugung von Biogas aus einem fermentierbaren Substrat vorgestellt wird. Durch seinen besonderen Aufbau mit mindestens zwei Kammern, vorzugsweise drei Kammern 2,3,4 wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas ermöglicht, dass eine kontinuierliche Gaserzeugung bei diskontinuierlicher Zulieferung der ausfaulbaren Biomasse gewährleistet. Das Verfahren zur Erzeugung von Biogas in dem Mehrkammersystem 1 sieht insbesondere einen Fermentierbehälter 3 vor, der mehrere Aspekte bei effizienter Biogaserzeugung berücksichtigt, insbesondere den Aspekt der Pufferung des ausfaulbaren Substrats bei unregelmäßiger Belieferung der benötigten Biomasse. Ferner ist der Aufbau des gesamten Mehrkammersystems 1 so konzipiert, dass es in modularer Bauweise kompakt erstellt werden kann, wodurch sowohl die Kapazität der zu vergärenden Biomasse als auch die Produktion des brauchbaren Biogases im Prinzip beliebig erweitert werden kann. Insgesamt wird mit dem vorliegenden MehrKammersystem 1 eine Biogasanlage vorgestellt, die auf geringer Baufläche einen hohen Effizienzgrad bei kleinem Bauvolumen aufweist, d.h., dass das Verhältnis von Biogasausbeute zum Bauvolumen der Anlage zur vergleichbar groß Ist. In summary, it may be stated that the present invention introduces a multi-chamber system 1 for producing biogas from a fermentable substrate. Due to its special design with at least two chambers, preferably three chambers 2, 3, 4, a process for producing biogas is made possible, which ensures continuous gas production in the case of discontinuous supply of the digested biomass. The method for producing biogas in the multi-chamber system 1 provides, in particular, a fermenting tank 3 which takes into account several aspects of efficient biogas production, in particular the aspect of buffering the digested substrate in the case of irregular supply of the required biomass. Furthermore, the structure of the entire multi-chamber system 1 is designed so that it can be made compact in a modular design, whereby both the capacity of the biomass to be fermented and the production of usable biogas can in principle be arbitrarily extended. Overall, a biogas plant is presented with the present multi-chamber system 1, which has a high degree of efficiency with a small construction volume on a small construction area, ie that the ratio of biogas yield to the construction volume of the plant is comparably large.
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| PCT/DE2016/000367 WO2018064993A1 (en) | 2016-10-09 | 2016-10-09 | Multi-chamber system for generating biogas |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16856470 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2016856470 Country of ref document: EP Effective date: 20190509 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16856470 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |