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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Gewinnung von Methangas aus organischen
Abfällen, mit einem Gärraum, einem Gassammelraum und einem Nachgärraum, sowie mit mindestens einer Zuleitung in den Gärraum und einer Ableitung für die überschüssige ausgegärte Flüssigkeit aus dem Nachgärraum, wobei die Räume wärmeisoliert und vorzugsweise zumindest zum Teil im
Erdreich eingebettet sind und wobei der Gärraum und der vorzugsweise oberhalb desselben ange- ordnete Nachgärraum nach Art kommunizierender Gefässe verbunden und vorzugsweise in einem Bau- körper vereinigt sind.
Einrichtungen dieser Art gehören zum Stand der Technik. Beim Bau von Einrichtungen zur
Gewinnung von Methangas muss den mikrobiologischen Gegebenheiten Rechnung getragen werden, um eine möglichst hohe Gasausbeute zu erzielen. Dabei ist es wichtig, einmal dafür zu sorgen, dass nur soviel Frischschlamm der Einrichtung zugeleitet wird, dass der Gehalt der Gärmasse an flüchtigen Säuren unter einer bestimmten Rate bleibt, dass das Milieu alkalisch reagiert, dass für eine gleichmässige Temperatur unter Vermeidung von plötzlichen Temperaturstössen gesorgt wird und dass schliesslich das Entweichen des Gases nicht durch Schwimmdeckenbildung verhindert wird, mit andern Worten, eine günstige Methanproduktion ist vor allem ein technisches Problem der Be- schickung und Gestaltung der Gärräume sowie vor allem der Beseitigung der Schwimmdecke.
Es ist eine Anlage bekannt geworden, bei der durch zeitweilige Drosselung der Gasabfuhr und der stetigen Gasentwicklung ein Überdruck erzeugt worden ist, der dazu benutzt wurde, die Schwimm- decke aufzulockern. Der Gärbehälter wird dabei durch zwei aussenstehende Schächte mit Füllgut beschickt. Der Baukörper umfasst Gärraum, Gasbehälter und Faulschlammsilo. Der untere Teil des
Baukörpers ist der Gärbehälter, dessen oberer Teil als Gasbehälter dient. Darüber liegt der Faul- schlammbehälter, der als flacher Trichter mit seiner tiefsten Stelle durch einen senkrechten Kanal mit dem unteren Teil des Gärbehälters verbunden ist und der einen seitlichen Auslass für die über- schüssige Gärflüssigkeit hat. Im oberen Teil des Gärbehälters oder im unteren Teil des Gasbe- hälters, beide Teile sind baulich nicht voneinander getrennt, ist ein Rechen angebracht.
Das Füll- gut wird durch den Einfüllschacht eingebracht und gelangt so in den unteren Teil des Gärbehälters.
Das im Gärbehälter sich entwickelnde Gas steigt nach oben und sammelt sich im Gassammelraum an. Bei zunehmender Gasbildung entsteht ein Überdruck, der die Flüssigkeit aus dem Gärbehälter durch den senkrechten Schacht in den über dem Gasraum liegenden Schlammbehälter drückt. Sobald
Gas entnommen wird, verringert sich der Druck im Gasbehälter, und die Flüssigkeit aus dem oben liegenden Faulschlammbehälter sinkt in dem senkrechten Schacht nach unten in den Gärraum zurück.
Wird kein Gas entnommen, so steigt durch die stetige Gasentwicklung der Druck an und hebt die Flüssigkeit aus dem Gärbehälter wieder in den Faulschlammbehälter. Damit ist der Spiegel der Flüssigkeit im Gärbehälter im stetigen Steigen und Senken begriffen, und natürlich auch die Schwimmdecke, die auf dem Flüssigkeitsspiegel aufliegt. Dabei soll durch den Rechen zwischen Gear- un Gasraum die Schwimmdecke soweit aufgelockert werden, dass sie das Gas in den Gasraum entweichen lässt. Hier wird also durch die zeitweilige Drosselung der Gasabfuhr und die stetige Gasentwicklung ein Überdruck erzeugt, der dazu benutzt wird, die Schwimmdecke aufzulockern und die ausgegasten Stoffe aus dem Gärsystem abzuführen. Diese Einrichtung dürfte sich jedoch nicht bewährt haben, da ausschliesslich ein einziges Exemplar in dieser Bauart erstellt worden ist.
Die Gründe dafür sind wohl darin zu suchen, dass für die notwendige zeitweilige Drosselung der Gasabfuhr keine befriedigende technische Lösung bislang angeboten werden konnte, so dass die Schwimmdeckenbildung nicht verlässlich verhindert werden konnte, deren Entstehung und Ausbildung jedoch die Einrichtung innerhalb kurzer Zeit lahm legt und für den praktischen Gebrauch daher unbrauchbar werden lässt.
Für kommunale Zwecke wurden Einrichtungen zur Methangasgewinnung und Schlammaufbereitung entwickelt, die einen ausserordentlich grossen apparativen Aufwand besitzen, so dass diese Anlagen hohe Kosten für ihre Herstellung und auch hohe Kosten für ihren Betrieb und für ihre Wartung erfordern, aus welchem Grund Einrichtungen dieser Bauart für den Einsatz in landwirtschaftlichen Betrieben gänzlich ungeeignet sind (US-PS Nr. 4, 090, 940 ; US-PS Nr. 2, 605, 220 ; US-PS Nr. 2, 335, 562).
Die Erfindung stellt nun eine unmittelbare Weiterentwicklung und Verbesserung der eingangs beschriebenen Einrichtung dar, die darauf abzielt, diese Einrichtungen wirtschaftlich in grossem Umfang nutzen zu können, was vorschlagsgemäss dadurch gelingt, dass der obere die Gasphase
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aufnehmende Teil des Nachgärraumes einerseits über eine durch ein Ventil absperrbare Verbindungsleitung mit dem Gassammelraum und anderseits mit mindestens einer zu einem Druckausgleichsbehälter führenden Gasentnahmeleitung verbunden ist und die die ausgegorene Flüssigkeit aus dem Nachgärraum führende Ableitung über einen hydraulischen, syphonartigen Verschluss mit dem Nachgärraum in Verbindung steht.
Dank dieses Vorschlages ist das Heben und Senken der Schwimmdecke, das für deren wirkungsvolle Zerstörung notwendig ist, nicht mehr von der mehr oder weniger willkürlichen Gasabnahme abhängig, vielmehr sinkt und hebt sich die Schwimmdecke in einem Rhythmus, der ausschliesslich vom Ausmass der Gasentwicklung abhängig gemacht werden kann bzw. von diesem abhängig ist. Da bei gleichmässiger Beschickung mit einer gleichmässigen Gasentwicklung über die Zeiteinheit gerechnet werden kann, ist es ferner zweckmässig, dass das Ventil zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit des Füllstandes im Gärraum und/oder des im Gassammelraum herrschenden Gasdruckes die Verbindungsleitung öffnet oder schliesst.
Da der Baukörper für die Gewinnung von Methangas vornehmlich in landwirtschaftlich genutzten Gebieten zu errichten ist, ist es wichtig, dass dieser Baukörper einen relativ einfachen Aufbau hat, aus welchem Grunde nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen wird, dass der Nachgärraum seitlich des Gassammelraumes angeordnet ist und Nachgärraum und Gassammelraum niveaugleiche Decken aufweisen und die Verbindungsöffnung zum Gärraum und die Öffnung für die Ableitung an einander entgegengesetzten Enden des Nachgärraumes angeordnet sind.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung, das zur Zerstörung der Schwimmdecke dient, wobei durch dieses Merkmal erreicht wird, dass die Schwimmdecke regelmässig von oben her benetzt wird, liegt darin, dass der Gassammelraum und der Nachgärraum durch eine Heberleitung miteinander verbunden sind und die Eintrittsmündung der Heberleitung im Bodenbereich des Nachgärraumes und die Austrittsmündung im oberen Bereich des Gassammelraumes angeordnet sind.
An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele näher beschrieben und die daraus resultierenden Vorteile erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Einrichtung zur Gewinnung von Methangas in ihrem prinzipiellen Aufbau ; Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch
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eine Ausgestaltungsvariante im Horizontalschnitt eines oberen Kreisringraumes nach Fig. 2 ; die Fig. 6 bis 11 eine weitere Anlage, u. zw. veranschaulichen Fig. 6 einen ersten Vertikalschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 11 ; Fig. 7 einen zweiten Vertikalschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 11 ; Fig. 8 einen Horizontalschnitt nach der Linie IIX-IIX in Fig. 7 ; Fig. 9 einen Horizontalschnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 7 ; Fig. 10 einen Vertikalschnitt nach der Linie X-X in Fig. 11 und Fig. 11 eine Draufsicht ;
Fig. 12 den prinzipiellen Aufbau der Einrichtung.
Fig. 1 stellt eine Einrichtung zur Gewinnung von Methangas im Vertikalschnitt dar, u. zw. in ihrem prinzipiellen Aufbau. Ein zylindrischer Baukörper-l-mit einer vertikalen Achse, der wärmeisoliert ausgebildet ist und zusätzlich zumindest zum Teil beheizte Wandabschnitte aufweist, ist zur Gänze oder zumindest teilweise im Erdboden eingelassen, je nach den örtlichen Gegebenheiten, wo dieser Baukörper errichtet oder aufgestellt wird. Durch eine innere Zwischendecke --2-ist der Baukörper in zwei Räume unterteilt, nämlich einerseits den Gärraum --3-- und Gassammel- raum --7-- und anderseits in den Nachgärraum --4--. Gärraum --3-- und Gassammelraum --7-- sind voneinander baulich nicht getrennt.
Ein hier zentral angeordneter vertikaler Schacht --5-verbindet diese bei den Räume --3 und 4-nach Art kommunizierender Gefässe. Der Begriff kommunizierende Gefässe soll hier und im folgenden nur in der Weise verstanden werden, dass die in diesen beiden Räumen befindlichen Flüssigkeitsmengen die Möglichkeit haben, hin und her zu strömen. Als Gärraum --3-- wird hier und im folgenden jener Raum verstanden, der jeweils mit der auszugasenden Flüssigkeit gefüllt ist. Unmittelbar darüber liegt der Gassammelraum. Diese Räume ändern ihr Volumen während des Betriebes der Einrichtung und es wird hier nochmals darauf verwiesen, dass diese beiden Räume baulich voneinander nicht getrennt sind.
Nahe des Bodens --8-mündet der seitlich liegende Einfüllschacht --9--, durch welchen die Abfälle eingebracht werden.
Der Gassammelraum --7-- und der obere Teil des Nachgärraumes --4-- sind über eine Verbindungsleitung --10-- miteinander verbunden. Diese Leitung ist durch ein Ventil --11-- zu öffnen und zu schliessen. Eine weitere Leitung --12-- führt aus dem oberen Teil des Nachgärraumes --4-- zu
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einem Druckausgleichbehälter, beispielsweise zu einem Gasometer, so dass die Einrichtung stets gegen einen konstanten Betriebsdruck arbeitet. Eine Ableitung --13-- führt die ausgegorene Flüssigkeit aus dem Nachgärraum --4--, wobei zwischen Nachgärraum --4-- und Ableitung --13-- ein syphonartiger, hydraulischer Verschluss vorgesehen ist. Das Ventil --11-- der Verbindungsleitung - sei hier zeitabhängig gesteuert.
Es ist jedoch auch möglich, dieses Ventil --11-- in Abhängigkeit des Gasdruckes im Gassammelraum --7-- oder in Abhängigkeit von der jeweiligen Füllstandshöhe zu steuern. Die Einlauföffnung --15-- der Ableitung --13-- bzw. des hydraulischen Verschlusses --14-- liegt im oberen Bereich des Nachgärraumes --4--, u.zw. in oder oberhalb der durch die Überlaufkante -16-- des hydraulischen Verschlusses --14-- vorgegebenen Horizontalebene.
Die Einrichtung arbeitet im Prinzip nun wie folgt, wobei davon ausgegangen wird, dass im Gärraum -3-- und im Nachgärraum --4-- Flüssigkeit vorhanden ist, dass das Ventil --11-- geschlossen ist und dass im Gassammelraum --7-- sich bereits ein solcher Druck aufgebaut hat, der die Wassersäule mit der Höhe h zu halten vermag. Auch der Einfüllschacht --9-- ist zum Teil gefüllt auf Grund seiner kommunizierenden Verbindung mit dem Gasraum --3--. Auf das Niveau im Einfüllschacht --9-- wirkt der äussere Luftdruck ein, so dass in diesem Einfüllschacht der
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zeitig der Gasdruck, der bewirkt, dass ein weiterer Teil der im Gärraum --3-- noch vorhandenen Flüssigkeitsmenge nach oben durch den Verbindungsschacht --5-- in den Nachgärraum --4-- gedrückt wird.
Dadurch sinkt der untere Flüssigkeitsspiegel --6-- ab und der obere Flüssigkeitsspiegel --17-- steigt etwas an, wobei ein Teil der nach oben verdrängten und bereits ausgegorenen Flüssigkeit über die Ableitung -13-- in einen hier nicht dargestellten Sammelraum rinnt. Der im Gassammelraum --7-- entstehende Druck steuert das Ventil Ist der Druck hinreichend hoch, wird das Ventil --11-- geöffnet und der Druck im Gassammelraum --7-- fällt plötzlich ab, wobei die Abfallgeschwindigkeit vom Querschnitt der Verbindungsleitung --10-- abhängt. Es findet also zwischen dem Naohgärraum --4-- und dem Gassammelraum --7-- ein Druckausgleich statt.
Dieser plötzliche Druckabfall im Gassammelraum --7-- bewirkt nun, dass ein Teil der im oberen Nachgärraum --4-- befindlichen Flüssigkeit durch den Vertikalschacht --5-- nach unten stürzt, so dass im Gärraum --3-- der Flüssigkeitsspiegel --6-- wieder ansteigt, wobei dies unter heftiger Turbulenz erfolgt, und im oberen Nachgärraum --4-- der Flüssigkeitsspiegel jedoch zurückgeht. Durch dieses Heben und Senken des Flüssigkeitsstandes im Gärraum --3-- wird die Bildung einer Schwimmdecke weitgehend verhindert, wobei natürlich zusätzlich im unteren Raum 3 bis 7 Brechkanten vorgesehen werden können, die auf die Schwimmdecke beim Steigen oder Senken derselben einwirken und diese mechanisch zerstören.
Der beschriebene Vorgang wiederholt sich, sobald das Ventill --11-- geschlossen wird und sich im Gassammelraum --7-- erneut ein Druck aufzubauen beginnt.
Eine erste bauliche Ausführungsvariante des in Fig. 1 gezeigten Prinzips veranschaulichen nun die Fig. 2,3 und 4, wobei hier wie auch bei den folgenden Ausführungsbeispielen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern ausgestattet werden, welchen zur Unterscheidung jeweils ein oder mehrere Indexstriche hinzugefügt werden.
Der Baukörper-l'-, auch hier wärmeisoliert mit beheizten Wandabschnitten und zumindest zum Teil im Erdboden eingelassen, ist durch einen vertikal stehenden Zylinder gebildet. Der Nachgärraum --4'-- ist hier durch eine kreisringförmige Kammer gestaltet, die den Gassammelraum --7'--
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-2'- trennt- führt, was aus der Fig. 4 erkennbar ist. In Durchflussrichtung (Pfeil --21--, Fig. 3) gesehen sind im kreisförmigen Nachgärraum --4'-- voneinander distanzierte vertikale Wandscheiben --22 bis 23-- angeordnet, welche in wechselnder Folge mit dem Boden --2'-- verbunden bzw. von diesem
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unten geführt und steigt dann wieder an, um in den Gassammelraum --7'-- zu münden (Fig. 2).
Zweckmässigerweise wird die Heberleitung so angeordnet, dass ihre Einlassöffnung --26-- in der in Durchströmrichtung (Pfeil --21--) gesehen letzten Kammer --28-- des Nachgärraumes --4'-- liegt, doch aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hier beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine andere Anordnung gewählt worden. Der Gassammelraum --7'-- und der Nachgärraum --4'-- sind hier über die Verbindungsleitung --10'-- miteinander verbunden. In dieser Verbindungsleitung --10'-- ist das zeit-, volumens- oder druckabhängig gesteuerte Ventil --11'-- angeordnet. Die Leitung --12'-führt aus dem Nachgärraum zum Druckausgleichbehälter (Gasometer).
Wird davon ausgegangen, dass die Einrichtung gefüllt ist, sich jedoch noch kein Gas entwickelt habe, so ist der Füllstand mit der Niveaumarke --29-- bezeichnet. Entwickelt sich in der Folge Methangas im Gärraum --3'--, so steigt dieses hoch, lagert sich im Gassammelraum --7'-- ab
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--3'-- nachraum --4'--, u.zw. so lange, bis die hier in Fig. 2 durch die Marken-30 bzw. 31-gegebenen Niveaustände erreicht worden sind.
Das obere Niveau (Marke --30--) liegt dabei oberhalb der Heberleitung --25--, das untere Niveau (Marke --31--) knapp über dem Krümmer --27--. Ein Teil der
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lung und Durchmischung der Flüssigkeitsmenge im Gärraum --3'-- sorgt. Ein Teil der Flüssigkeit aus dem Nachgärraum --4'-- wird nunmehr über die aktiv gewordene Heberleitung-25-- in den Gassammelraum --7'-- geleitet, von wo es von oben her auf die Schwimmdecke fällt, diese durchfeuchtet und gleichzeitig diese mit Bakterienstämmen aus dem Nachgärraum speist, so dass eine Art Impfvorgang stattfindet. Hat sich der Druckausgleich vollzogen, so wird das Ventil-11'- wieder geschlossen, die Gasentwicklung beginnt von neuem und der beschriebene Vorgang wiederholt sich.
Die Anordnung, die hier an Hand eines im Querschnitt runden Baukörpers gezeigt worden ist, lässt sich auch an einem quaderförmigen Baukörper realisieren. Aus den Fig. 3 und 4 ist ferner erkennbar, dass die Wandscheibe --34-- den kreisringförmigen Nachgärraum --4'-- unterteilt, so dass dieser Kreisringraum eine eindeutige und endliche Begrenzung aufweist. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die unmittelbar der bodenseitigen Eintrittsöffnung --19-- benachbarte Zwischenwand --22-- durch ihre Höhe das Ausmass derjenigen Flüssigkeitsmenge mitbestimmt, die beim Druck-
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bildet (s. Fig. 3), über seine ganze Breite in jeweils einer Richtung durchströmt.
Fig. 5 zeigt nun einen Horizontalschnitt, der jenem nach Fig. 3 entspricht, wobei jedoch dieser Kreisringraum durch eine Scheidewand --32-- in zwei, in jeweils entgegengesetzte Richtungen durchströmte Durchflusszonen unterteilt werden kann. Die hier eingezeichneten Wandscheiden --22''-- sind mit ihrer Unterkante vom Boden --2 "-- und mit ihrer Oberkante von der Decke des Nachgärraumes --4''-- distanziert und darüber hinaus noch wechselweise schrägstehend angeordnet, so dass die im Falle des momentanen Druckausgleiches beim Öffnen des Ventils entstehende intensive Strömung die Flüssigkeit kräftig durchmischt.
Die Fig. 6 bis 11 zeigen nun eine weitere Ausführungsform, bei der der Baukörper --1'''-im wesentlichen quaderförmig gestaltet ist. In diesem Baukörper --1"'-- bilden der Gärraum --3'''-- und der Gassammelraum --7'''--, der hier noch in einen Gasdom --33-- übergeht, ein
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¯-2"'¯- vom- zum eigentlichen vertikalen Schacht -511'--. Zwischen den beiden vertikalen Schächten --5'''- ist ein sackartiger Schacht --37-- vorgesehen, der Teil des Nachgärraumes --4'''-- bildet und dessen Boden --38-- unterhalb der Zwischendecke --2'''-- liegt.
Die Oberkanten --42-- der diesen sackartigen Schacht --37-- begrenzenden Seitenwände --43-- ist aus den Fig. 6 und 9
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ist eine Bordwand --39-- vorgesehen, deren Oberkante --44-- oberhalb des oberen Krümmers der Heberleitung --35-, jedoch unterhalb der Oberkante --42-- der Wände --43-- liegt. Der Einfüll-
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Bodens des Garraumes zist etwas schräg geneigt.
Die Funktionsweise der hier gezeigten Einrichtung ergibt sich im wesentlichen aus dem bereits Gesagten und soll hier nur der Vollständigkeit halber kurz erläutert bzw. ergänzt werden, wobei
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ab und drückt gleichzeitig einen Teil der flüssigen Masse durch die beiden parallelen Vertikalschächte --5'''-- in den oben liegenden Gärraum bzw. nach Erreichung eines bestimmten Niveaus in den Schacht --37-- mit der Heberleitung --25'11¯¯, wobei letzteres eintritt, wenn das obere Flüssigkeitsniveau die Differenz zwischen den Oberkanten --42 und 44-- überfahren hat.
Gleichzeitig wird auch ein Teil der überschüssigen, bereits abgearbeiteten Flüssigkeit nach aussen über die Ableitung --13'''-- abgeführt. Ist das Füllniveau des Gärraumes --3"'-- auf das vorgesehene Mass abgesunken und hat damit der Gasdruck im Gassammelraum --7'''-- bzw. im Gasdom --33-- das vorgesehene Mass erreicht, so wird das Ventil geöffnet, wodurch der unter hohem Druck stehende Raum --33-- mit dem Nachgärraum --4'''-- verbunden wird, wobei, bei entsprechender Messung und Dimensionierung der Verbindungsleitung --10'''-- schlagartig im Gärraum
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des Bodenteiles -40-- und in Verbindung mit der Schürze --36- die hier lagernde Flüssigkeitsmasse intensiv durchmischt wird.
Gleichzeitig wird dabei durch den abfallenden Flüssigkeitsspiegel und durch den abfallenden Druck im Gasdom --33-- die Heberleitung --25'''-- aktiviert, so dass diese nun anspricht und die Flüssigkeit aus dem Schacht --37-- in den Gassammelraum zurückführt,
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in Verbindung mit ihrer von oben her erfolgenden Durchnässung über die Heberleitung und ihr Anstossen an die schräg verlaufende Zwischendecke --2'''-- wird die Schwimmdecke aufgelockert und aufgebrochen bzw. aufgelöst oder aber überhaupt am Entstehen behindert. Nach dem erfolgten Druckausgleich und dem neuerlichen Schliessen des Ventiles steigt der Druck im Gärraum --3'''-- wieder an, und der geschilderte Vorgang beginnt von neuem.
Da die Gasab- leitung --12111¯- auch hier mit einem Druckausgleichbehälter (Gasometer) verbunden ist, arbeitet die Einrichtung stets gegen einen konstanten Arbeitsdruck, der vom Gasometer her bestimmt ist.
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Die Fig. 12 zeigt nun abschliessend den prinzipiellen Aufbau der in den Fig. 2 bis 11 gezeigten konstruktiven Lösungen, wobei hier zum Zwecke der Veranschaulichung Gärraum --300-- und Nach- gärraum --400-- als räumlich getrennte Baukörper dargestellt sind. Der Gärraum --300-- geht in seinem oberen Teil in den turm- oder schachtartigen Gassammelraum --70-- über. Der hier räumlich getrennte Nachgärraum --400-- ist durch Wandscheiden --220 und 220'-in einzelne Kammern unterteilt. Gärraum --300-- und Nachgärraum --400-- sind über das Rohrstück --200-- nach Art
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--200-- im--160-- des hydraulischen Verschlusses --140-- vorgegebenen Horizontalebene.
Die Heberleitung --250-führt aus dem Nachgärraum --400-- in den Gassammelraum --70--, u.zw. mit einem nach unten geführten Bogen zur Bildung eines hydraulischen Verschlusses. Über den Einfüllschacht --90-- wird die Anlage beschickt. Hier in Fig. 12 ist noch gezeigt, dass im oberen Bereich des Einfüllschachtes - aus einer waagrechten Lage nach unten schwenkbare Arme --44-- gelagert sind, die in ihrer waagrechten Lage bis zirka in die Mitte des Einfüllschachtes ragen. Die Leitung --100--, in der das periodisch zu öffnende Ventil --110-- angeordnet ist, verbindet den Gassammelraum --70-- mit dem oberen Bereich des Nachgärraumes --400--, von welchem aus auch die Leitung --120-- zu einem Druckausgleichbehälter führt. Das Ausgleichsniveau --310-- ist in den einzelnen Räumen eingetragen.
Es wird erreicht, wenn die Anlage in Betrieb ist und wenn ein Druckausgleich stattgefunden hat.
Das durch das Anwachsen des Gasdruckes im Gassammelraum --70-- ansteigende bzw. absinkende Niveau ist durch die Hinweisziffer --290-- angedeutet.
Ist die Anlage in Betrieb und wird vorausgesetzt, dass eben ein Gasaustausch bzw. Druckausgleich über das Ventil --110-- und die Leitung --100-- erfolgt sei, so ist das sich einstellende Niveau durch die Hinweisziffer --310-- vorgegeben. Entwickelt sich nach Schliessung des Ventils --110-- im Gärraum --300-- Gas, so sammelt sich dieses im Gassammelraum --70-- an und drückt den Wasserspiegel im Gärraum --300-- nach unten, wobei gleichzeitig das Niveau im Nachgärraum - ansteigt, ebenso im Einfüllschacht --90--, bis das Niveau --290-- erreicht ist.
Öffnet nun das Ventil --110--, so gleicht sich die Druckdifferenz zwischen dem Gassammelraum --70-- und dem Nachgärraum --400-- aus mit der Folge, dass im Gärraum --300-- der Flüssigkeitsspiegel wieder ansteigt, im Nachgärraum --400-- jedoch absinkt, wobei in der ersten Kammer des Nachgärraumes --400--, die unmittelbar über der Öffnung --190-- des Rohrstückes --200-- liegt, der Spiegel weiter absinkt als in den nachfolgenden Kammern, bedingt durch die Höhe der ersten Trennwand-220'-.
Während dieses Druckausgleiches führt auch die Heberleitung --250-- einen Teil der Flüssigkeitsmenge aus der letzten Kammer des Nachgärraumes --400-- in den Gassammelraum --70-- zurück,
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der letzten Trennwand --220-- absinkt. Nun schliesst wieder das Ventil --110-- und der beschriebene Vorgang beginnt von neuem.
Im Einfüllschacht --90-- sind übereinander vorzugsweise mehrere Arme schwenkbar angelenkt, welche in der Regel nach unten hängen, durch aufschwemmendes Gut jedoch in eine horizontale Lage gedrückt werden, welche sie nicht überschreiten können. Diese Arme ragen bis zirka in die Mitte des Einfüllschachtes und haben die Aufgabe, Festkörper, die in den Einfüllschacht gelangen, daran zu hindern, in diesem Einfüllschacht mit wechselweise steigendem und sinkendem Flüssigkeitsspiegel immer wieder anzusteigen und abzusinken. Werden nämlich solche Festkörper eingefüllt, so sinken sie mit fallendem Wasserspiegel im Einfüllschacht ab.
Steigt nun mit dem anwachsenden Gasdruck im Gassammelraum --70-- der Gasdruck an und drückt er dabei die Flüssigkeit wieder im Einfüllschacht hoch, so kann die Flüssigkeit zwar hochsteigen, der bereits abgesunkene Festkörper wird jedoch an diesem Hochsteigen gehindert, da er beim Hochsteigen den schwenkbar gelagerten Arm in die Horizontale auslenkt und von diesem zurückgehalten wird, so dass er allmählich immer tiefer im Einfüllschacht absinkt und schlussendlich in den Gärraum --300-- gelangt. Solche Rückhalteeinrichtungen können natürlich auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 bis 11 angeordnet werden, dort sind sie nicht dargestellt, um nicht die Übersichtlichkeit der Zeichnungen zu beeinflussen.
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Grundsätzlich wäre es ja auch möglich, die Einrichtung in der Weise zu bauen, wie dies die Zeichnung nach Fig. 12 veranschaulichen, also mit räumlich getrennten Gärräumen, doch ist eine solche Bauweise platzraubend, aus welchen Gründen in der Regel eine gedrängte Bauweise bevorzugt wird, wie dies die Fig. 2 bis 11 veranschaulichen. Die Erfindung soll unbeschadet dessen aber auch eine solche Einrichtung erfassen, die räumlich getrennte Gärräume und Nachgärräume besitzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Gewinnung von Methangas aus organischen Abfällen, mit einem Gärraum, einem Gassammelraum und einem Nachgärraum, sowie mit mindestens einer Zuleitung in den Gärraum und einer Ableitung für die überschüssige ausgegärte Flüssigkeit aus dem Nachgärraum, wobei die Räume wärmeisoliert und vorzugsweise zum Teil im Erdreich eingebettet sind und wobei der Gärraum und der vorzugsweise oberhalb desselben angeordnete Nachgärraum nach Art kommunizierender Gefässe verbunden und vorzugsweise in einem Baukörper vereinigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der obere die Gasphase aufnehmende Teil des Nachgärraumes (4, 4', 4", 4 I, I) einer-
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mit dem Gassammelraum (7, 71, 7'1, 7'1 I)
und anderseits mit mindestens einer zu einem Druckaus- gleichbehälter führenden Gasentnahmeleitung (12, 12', 12'I') verbunden ist und die die ausgegorene Flüssigkeit aus dem Nachgärraum (4, 4', 4", 4'") führende Ableitung (13, 13', 13111) über einen hydraulischen, syphonartigen Verschluss (14, 14', 14'1') mit dem Nachgärraum (4, 4', 4'1, 4'1') in Verbindung steht.
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The invention relates to a device for the production of methane gas from organic
Waste, with a fermentation chamber, a gas collection chamber and a post-fermentation chamber, as well as with at least one feed line into the fermentation chamber and a discharge for the excess fermented liquid from the post-fermentation chamber, the rooms being thermally insulated and preferably at least partially in the
Soil are embedded and the fermentation chamber and the post-fermentation chamber preferably arranged above it are connected in the manner of communicating vessels and are preferably combined in one building.
Devices of this type belong to the prior art. When building facilities for
The production of methane gas must take the microbiological conditions into account in order to achieve the highest possible gas yield. It is important to make sure that only so much fresh sludge is fed to the facility that the volatile acid content of the digestate remains below a certain rate, that the environment reacts alkaline, that a uniform temperature is avoided and sudden temperature surges are avoided and that in the end the escape of the gas is not prevented by the formation of a floating blanket, in other words, cheap methane production is above all a technical problem of loading and designing the fermentation rooms and, above all, of removing the floating blanket.
A system has become known in which an overpressure has been generated by temporarily throttling the gas discharge and the constant gas development, which was used to loosen up the floating ceiling. The fermentation tank is filled with filling material through two external shafts. The structure includes the fermentation room, gas tank and digested sludge silo. The lower part of the
The building structure is the fermentation tank, the upper part of which serves as a gas tank. Above it is the digested sludge tank, which is connected as a flat funnel with its lowest point through a vertical channel to the lower part of the fermentation tank and which has a side outlet for the excess fermentation liquid. In the upper part of the fermentation tank or in the lower part of the gas tank, both parts are not structurally separate from each other, a rake is attached.
The filling material is introduced through the filling shaft and thus reaches the lower part of the fermentation tank.
The gas evolving in the fermentation tank rises and collects in the gas collection space. With increasing gas formation, an overpressure arises, which presses the liquid from the fermentation tank through the vertical shaft into the sludge tank above the gas space. As soon as
When gas is removed, the pressure in the gas tank decreases and the liquid from the digested sludge tank at the top sinks back down into the fermentation chamber in the vertical shaft.
If no gas is withdrawn, the pressure rises due to the constant gas development and lifts the liquid from the fermentation tank back into the digested sludge tank. This means that the level of the liquid in the fermentation tank is steadily rising and falling, and of course the floating blanket that rests on the liquid level. The rake between gear and gas space should loosen up the floating blanket to such an extent that the gas can escape into the gas space. Here, the temporary throttling of the gas removal and the steady gas development creates an overpressure that is used to loosen up the floating cover and to remove the outgassed substances from the fermentation system. However, this facility should not have proven itself, since only a single copy of this type was created.
The reasons for this are probably to be found in the fact that no satisfactory technical solution has so far been offered for the necessary temporary throttling of gas removal, so that the formation of floating covers could not be reliably prevented, but the establishment and training of which quickly paralyzed the facility and for the practical use therefore becomes unusable.
For municipal purposes, facilities for methane gas extraction and sludge processing have been developed, which have an extraordinarily large expenditure on equipment, so that these systems require high costs for their production and also high costs for their operation and maintenance, for which reason facilities of this type for use are totally unsuitable in agricultural operations (U.S. Patent No. 4,090,940; U.S. Patent No. 2,605,220; U.S. Patent No. 2,335,562).
The invention now represents a direct further development and improvement of the device described in the introduction, which aims to be able to use these devices economically on a large scale, which according to the proposal succeeds in that the upper gas phase
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receiving part of the post-fermentation chamber is connected on the one hand via a connecting line that can be shut off by a valve to the gas collection chamber and on the other hand is connected to at least one gas extraction line leading to a pressure expansion tank and the discharge line leading the fermented liquid from the post-fermentation chamber is connected to the post-fermentation chamber via a hydraulic, siphon-like seal.
Thanks to this proposal, the raising and lowering of the floating blanket, which is necessary for its effective destruction, is no longer dependent on the more or less arbitrary gas removal, rather the floating blanket sinks and rises in a rhythm that is made exclusively dependent on the extent of the gas evolution can or is dependent on it. Since a uniform gas development can be expected over the unit of time with uniform loading, it is also expedient that the valve opens or closes the connecting line depending on the time and / or depending on the level in the fermentation chamber and / or the gas pressure prevailing in the gas collection chamber.
Since the structure for the production of methane gas is primarily to be erected in agricultural areas, it is important that this structure has a relatively simple structure, for which reason, according to a further feature of the invention, it is proposed that the post-fermentation space be arranged to the side of the gas collection space and post-proofing chamber and gas collection chamber have level ceilings and the connection opening to the proofing chamber and the opening for the discharge are arranged at opposite ends of the post-proofing chamber.
Another feature of the invention, which serves to destroy the floating blanket, whereby this feature ensures that the floating blanket is regularly wetted from above, is that the gas collecting space and the secondary fermentation space are connected to one another by a siphon line and the mouth of the siphon line are arranged in the bottom region of the secondary fermentation chamber and the outlet mouth in the upper region of the gas collection chamber.
Exemplary embodiments are described in more detail with reference to the drawings and the advantages resulting therefrom are explained. 1 shows a vertical section through a device for extracting methane gas in its basic structure; Fig. 2 is a vertical section through
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an embodiment variant in horizontal section of an upper annulus according to FIG. 2; 6 to 11 another system, u. 6 illustrates a first vertical section along the line VI-VI in FIG. 11; Fig. 7 shows a second vertical section along the line VII-VII in Fig. 11; 8 shows a horizontal section along the line IIX-IIX in FIG. 7; Fig. 9 is a horizontal section along the line IX-IX in Fig. 7; 10 shows a vertical section along the line X-X in FIG. 11 and FIG. 11 shows a plan view;
Fig. 12 shows the basic structure of the device.
Fig. 1 shows a device for the production of methane gas in vertical section, u. in their basic structure. A cylindrical structure-l-with a vertical axis, which is heat-insulated and additionally has at least partially heated wall sections, is wholly or at least partially embedded in the ground, depending on the local conditions where this structure is erected or erected. An inner false ceiling --2 - divides the building into two rooms, namely the fermentation chamber --3-- and the gas collection chamber --7-- on the one hand and the post-fermentation chamber --4-- on the other. Proofing room --3-- and gas collecting room --7-- are not structurally separate from each other.
A centrally arranged vertical shaft --5 - connects these in rooms --3 and 4 - in the manner of communicating vessels. The term communicating vessels should be understood here and in the following only in such a way that the amounts of liquid in these two rooms have the possibility of flowing back and forth. The fermentation room --3-- is understood here and in the following to mean the room that is filled with the liquid to be degassed. The gas collection chamber is located directly above. These rooms change their volume during the operation of the facility and it is again pointed out that these two rooms are not structurally separate from one another.
Near the bottom --8-the side filling chute --9-- opens, through which the waste is brought in.
The gas collection chamber --7-- and the upper part of the post-fermentation chamber --4-- are connected to each other via a connecting line --10--. This line can be opened and closed by a valve --11--. Another line --12-- leads from the upper part of the post-proofing room --4--
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a surge tank, for example a gasometer, so that the device always works against a constant operating pressure. A drain --13-- leads the fermented liquid from the post-proofing chamber --4--, whereby a siphon-like, hydraulic closure is provided between the post-proofing chamber --4-- and the drain --13--. The valve --11-- of the connecting line - is controlled here depending on the time.
However, it is also possible to control this valve --11-- depending on the gas pressure in the gas collection space --7-- or depending on the respective fill level. The inlet opening --15-- of the discharge line --13-- or the hydraulic closure --14-- is in the upper area of the post-proofing chamber --4--, etc. in or above the horizontal plane specified by the overflow edge -16-- of the hydraulic closure --14--.
In principle, the device now works as follows, assuming that there is liquid in the fermentation chamber -3-- and in the post-fermentation chamber --4--, that the valve --11-- is closed and that in the gas collection chamber --7 - Such a pressure has already built up that is able to hold the water column at height h. The feed chute --9-- is partly filled due to its communicating connection with the gas space --3--. The external air pressure acts on the level in the filling shaft --9--, so that in this filling shaft the
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in time the gas pressure, which causes another part of the amount of liquid still in the fermentation chamber --3-- to be pushed up through the connecting shaft --5-- into the post-fermentation chamber --4--.
As a result, the lower liquid level --6-- drops and the upper liquid level --17-- rises slightly, with some of the liquid that has been displaced upwards and already fermented running down via drainage line -13-- into a collecting space, not shown here. The pressure in the gas collection chamber --7-- controls the valve. If the pressure is sufficiently high, the valve --11-- is opened and the pressure in the gas collection chamber --7-- drops suddenly, the rate of decrease falling from the cross-section of the connecting line - -10-- depends. So there is a pressure equalization between the Naohärärraum --4-- and the gas collecting room --7--.
This sudden drop in pressure in the gas collection chamber --7-- now causes part of the liquid in the upper post-fermentation chamber --4-- to plunge down through the vertical shaft --5--, so that the liquid level in the fermentation chamber --3-- --6-- rises again, this taking place under violent turbulence, and in the upper post-proofing chamber --4-- the liquid level, however, decreases. This raising and lowering of the liquid level in the fermentation chamber --3-- largely prevents the formation of a floating blanket, whereby of course 3 to 7 breaking edges can also be provided in the lower space, which act on the floating blanket when it rises or falls and mechanically destroy it .
The process described is repeated as soon as the valve --11-- is closed and pressure begins to build up again in the gas collecting space --7--.
FIGS. 2, 3 and 4 illustrate a first structural embodiment variant of the principle shown in FIG. 1, the same parts being provided with the same reference numbers here as in the following exemplary embodiments, to which one or more index lines are added to differentiate them.
The structure-l'-, here also thermally insulated with heated wall sections and at least partially embedded in the ground, is formed by a vertical cylinder. The post-proofing chamber --4 '- is designed here by an annular chamber which defines the gas collecting chamber --7' -
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-2'- separates- leads, which can be seen from FIG. 4. Viewed in the direction of flow (arrow --21--, Fig. 3), vertical wall disks --22 to 23-- are arranged in the circular post-proofing chamber --4 '- which are spaced from one another and which alternate with the bottom --2'- - connected or from this
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led below and then rises again to open into the gas collecting space --7 '- (Fig. 2).
The lifting line is expediently arranged in such a way that its inlet opening --26-- lies in the last chamber --28-- of the secondary fermentation chamber --4 '- seen in the direction of flow (arrow --21--), but for reasons of clarity a different arrangement has been chosen here in the embodiment shown. The gas collection chamber --7 '- and the post-fermentation chamber --4' - are connected here via the connecting line --10 '-. In this connecting line --10 '- the time, volume or pressure controlled valve --11' - is arranged. The line --12 'leads from the secondary fermentation chamber to the pressure compensation tank (gasometer).
If it is assumed that the facility is full, but no gas has yet developed, the level is marked with the level mark --29--. If methane gas subsequently develops in the fermentation chamber --3 '- it rises, deposits in the gas collecting chamber --7' -
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--3 '- next room --4' -, etc. until the level levels given here in FIG. 2 by marks 30 and 31 have been reached.
The upper level (mark --30--) lies above the jack line --25--, the lower level (mark --31--) just above the manifold --27--. A part of
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and the mixing of the amount of liquid in the fermentation chamber --3 '- ensures. Part of the liquid from the post-proofing chamber --4 '- is now directed via the activated siphon line -25-- into the gas collecting chamber --7' - from where it falls on the floating blanket, moistens it and simultaneously this feeds with bacterial strains from the post-proofing room, so that a kind of vaccination process takes place. If the pressure equalization has taken place, the valve 11'- is closed again, the gas development starts again and the process described is repeated.
The arrangement, which has been shown here with the aid of a structure that is round in cross section, can also be implemented on a cuboid structure. It can also be seen from FIGS. 3 and 4 that the wall pane --34-- divides the annular post-fermentation space --4 '-, so that this annular space has a clear and finite limitation. It should also be pointed out that the partition wall --22-- directly adjacent to the inlet opening on the bottom --22-- also determines the amount of the amount of liquid that
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forms (see FIG. 3), flows in one direction over its entire width.
Fig. 5 now shows a horizontal section, which corresponds to that of FIG. 3, but this circular annulus can be divided by a partition wall --32 - into two flow zones through which flow in opposite directions. The wall sheaths shown here --22 '' - are distanced with their lower edge from the bottom --2 "- and with their upper edge from the ceiling of the secondary fermentation chamber --4" - and also alternately arranged at an angle, so that in the event of instantaneous pressure compensation when the valve is opened, the intensive flow vigorously mixes the liquid.
6 to 11 now show a further embodiment in which the structure - 1 '' '- is essentially cuboid. In this structure --1 "'- the fermentation chamber --3' '' - and the gas collecting chamber --7 '' '-, which here also merges into a gas dome --33--, form
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¯-2 "'¯- from- to the actual vertical shaft -511' -. Between the two vertical shafts --5 '' '- a sack-like shaft --37-- is provided, the part of the secondary fermentation chamber --4' '' - forms and its floor is --38-- below the false ceiling --2 '' '-.
The upper edges --42-- of the side walls --43-- delimiting this sack-like shaft --37-- are from FIGS. 6 and 9
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a side wall --39-- is provided, the upper edge of which --44-- lies above the upper elbow of the jack line --35-, but below the upper edge --42-- of the walls --43--. The filling
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The bottom of the cooking space is inclined somewhat obliquely.
The mode of operation of the device shown here essentially results from what has already been said and should only be briefly explained or supplemented here for the sake of completeness
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and at the same time pushes a portion of the liquid mass through the two parallel vertical shafts --5 '' '- into the fermentation room at the top or, after reaching a certain level, into the shaft --37-- with the siphon line --25'11 ¯¯, the latter occurring when the upper fluid level has passed the difference between the upper edges --42 and 44--.
At the same time, part of the excess, already processed liquid is also discharged to the outside via the discharge line --13 '' '-. If the filling level of the fermentation chamber --3 "'- has dropped to the intended dimension and the gas pressure in the gas collecting chamber --7' '' - or in the gas dome --33-- has reached the intended dimension, the valve will be activated opened, whereby the room under high pressure --33-- is connected to the post-proofing chamber --4 '' '- whereby, with appropriate measurement and dimensioning of the connecting line --10' '' - suddenly in the proofing chamber
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of the bottom part -40-- and in connection with the apron --36- the liquid mass stored here is thoroughly mixed.
At the same time, the falling liquid level and the falling pressure in the gas dome --33-- activate the lift line --25 '' '- so that it now responds and the liquid from the shaft --37-- into the gas collection space returns,
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in connection with their drenching from above via the lifting line and their bumping into the sloping false ceiling --2 '' '- the floating blanket is loosened up and broken up or dissolved or even prevented from arising. After the pressure has been equalized and the valve closed again, the pressure in the fermentation chamber --3 '' '- rises again, and the process described begins again.
Since the gas discharge line --12111¯- is also connected to a pressure compensation tank (gasometer), the device always works against a constant working pressure, which is determined by the gasometer.
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Finally, FIG. 12 shows the basic structure of the constructive solutions shown in FIGS. 2 to 11, with proofing chamber --300-- and secondary proofing chamber --400-- being shown as spatially separate structures for the purpose of illustration. The upper part of the fermentation chamber --300-- merges into the tower or shaft-like gas collection chamber --70--. The post-proofing room --400--, which is spatially separated here, is divided into individual chambers by wall dividers --220 and 220 '. Proofing chamber --300-- and post-proofing chamber --400-- are via the pipe section --200-- according to Art
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--200-- im - 160-- of the hydraulic lock --140-- specified horizontal plane.
The siphon line --250-leads from the post-proofing room --400-- into the gas collecting chamber --70--, etc. with a downward curve to form a hydraulic lock. The system is fed via the feed chute --90--. Here in FIG. 12 it is also shown that in the upper area of the filling shaft - arms - 44 - are pivoted downwards from a horizontal position, which in their horizontal position protrude approximately into the middle of the filling shaft. The line --100--, in which the periodically openable valve --110-- is arranged, connects the gas collection space --70-- to the upper area of the post-proofing space --400--, from which the line - -120-- leads to a surge tank. The compensation level --310-- is entered in the individual rooms.
It is achieved when the system is in operation and when pressure equalization has taken place.
The increase or decrease in the level of the gas pressure in the gas collection space --70-- is indicated by the reference number --290--.
If the system is in operation and it is assumed that a gas exchange or pressure equalization has taken place via valve --110-- and line --100--, the level that is set is specified by reference number --310-- . If --110-- develops gas in the proofing chamber --300-- after closing the valve, this accumulates in the gas collecting chamber --70-- and presses the water level in the proofing chamber --300-- downwards, while at the same time the level in the post-proofing room - increases, also in the feed chute --90-- until the level --290-- is reached.
If the valve --110-- opens now, the pressure difference between the gas collection chamber --70-- and the post-proofing chamber --400-- is equalized, with the result that in the fermentation chamber --300-- the liquid level rises again in the Post-proofing chamber --400--, however, drops, whereby in the first chamber of the post-proofing chamber --400--, which lies directly above the opening --190-- of the pipe section --200--, the level drops further than in the following chambers , due to the height of the first partition-220'-.
During this pressure equalization, the siphon line --250-- also returns part of the liquid quantity from the last chamber of the post-proofing area --400-- to the gas collection area --70--,
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the last partition --220-- drops. Now the valve --110-- closes again and the process described begins again.
In the feed chute --90--, several arms are preferably articulated one above the other, which usually hang down, but are pressed into a horizontal position by floating material, which they cannot exceed. These arms protrude approximately in the middle of the filling shaft and have the task of preventing solids that get into the filling shaft from rising and falling again and again in this filling shaft with alternately rising and falling liquid levels. If such solids are poured in, they will sink in the filling shaft as the water level falls.
If the gas pressure in the gas collection chamber rises with the increasing gas pressure --70-- and thereby pushes the liquid back up in the filler shaft, the liquid can rise, but the solid that has already sunk is prevented from rising as it rises as it rises swivel-mounted arm is deflected into the horizontal and is held back by it, so that it gradually sinks deeper and deeper into the hopper and finally reaches the proofing chamber --300--. Such restraint devices can of course also be arranged in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 11, where they are not shown so as not to influence the clarity of the drawings.
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In principle, it would also be possible to build the device in the manner illustrated in the drawing according to FIG. 12, that is to say with spatially separated proofing rooms, but such a construction is space-consuming, for which reasons a compact construction is generally preferred, as illustrated in FIGS. 2 to 11. Without prejudice to this, the invention is also intended to cover such a device which has spatially separated proofing rooms and post-proofing rooms.
PATENT CLAIMS:
1.Device for the production of methane gas from organic waste, with a fermentation chamber, a gas collecting chamber and a post-fermentation chamber, as well as with at least one feed line into the fermentation chamber and a discharge line for the excess fermented liquid from the post-fermentation chamber, the rooms being thermally insulated and preferably partly in the Soil are embedded and the fermentation chamber and the post-fermentation chamber preferably arranged above it are connected in the manner of communicating vessels and are preferably combined in one structure, characterized in that the upper part of the post-fermentation chamber (4, 4 ', 4 ", 4 I , I) one
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with the gas collecting space (7, 71, 7'1, 7'1 I)
and on the other hand is connected to at least one gas extraction line (12, 12 ', 12'I') leading to a pressure equalization container and which leads the fermented liquid from the post-fermentation chamber (4, 4 ', 4 ", 4'") to the discharge line (13 , 13 ', 13111) is connected to the secondary fermentation chamber (4, 4', 4'1, 4'1 ') via a hydraulic, siphon-like closure (14, 14', 14'1 ').