CH648348A5 - Vorrichtung und verfahren zur anaeroben vergaerung organischer feststoffe zum zwecke der gewinnung eines brennbaren gases. - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur anaeroben vergaerung organischer feststoffe zum zwecke der gewinnung eines brennbaren gases. Download PDF

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CH648348A5
CH648348A5 CH5316/80A CH531680A CH648348A5 CH 648348 A5 CH648348 A5 CH 648348A5 CH 5316/80 A CH5316/80 A CH 5316/80A CH 531680 A CH531680 A CH 531680A CH 648348 A5 CH648348 A5 CH 648348A5
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur anaeroben Vergärung organischer Feststoffe zum Zwecke der Gewinnung eines brennbaren Gases.
Die zunehmende Verknappung des Rohöls auf dem Weltmarkt und die damit in der jüngsten Vergangenheit verbundenen massiven Preissteigerungen für leichtes Heizöl, sowie die Ankündung der Mineralölgesellschaften, dass ein Ende des Preisauftriebes in absehbarer Zeit nicht zu erwarten sei und in Zukunft Engpässe in der Versorgung nicht ausgeschlossen werden könnten, erfordern neben einschneidenden Sparmassnahmen dringend die Erschliessung alternativer Energiequellen.
Einen wesentlichen Beitrag zur Energieeinsparung können Anlagen leisten, die mittels anaerober Vergärung organischer Feststoffe ein brennbares Gas, das sich in der Hauptsache aus ca. 65% CH4 und 35% C02 zusammensetzt, freisetzen.
Anlagen zur Gaserzeugung durch anaerobe Vergärung von organischen Feststoffen sind allgemein weltweit unter der Bezeichnung BIOGAS-Anlagen seit 1920 bekannt und werden seither in zahlreichen Veröffentlichungen eingehend abgehandelt und beschrieben.
In Anbetracht der weltweiten Verknappung und der damit einhergehenden unaufhaltsamen Verteuerung flüssiger fossiler Brennstoffe wird der Erzeugung brennbaren Gases durch anaerobe Vergärung hauptsächlich tierischer Exkremente zur Substitution von vorwiegend Heizöl wieder grösste Aufmerksamkeit geschenkt.
Der Grund, dass BIOGAS-Anlagen fast ausnahmslos im Landwirtschafts- resp. Tierhaltungsbereich eingesetzt werden, liegt darin, dass die an abbaubaren organischen Feststoffen reichen tierischen Exkremente ein kostenloses Abfallprodukt darstellen, dessen Beseitigung heute oft mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist.
Die betriebswirtschaftliche Notwendigkeit zur Rationalisierung der Nutztierproduktion in den vergangenen 20 Jahren und die damit verbundenen neuen Stallbaumethoden mit ihren Voll- oder Teilspaltböden sowie anderen vollmechanisierten Kot-Räumanlagen bringen es mit sich, dass die Exkremente aus Nutztier-Intensivhaltung in von Fremdstoffen, wie langhalmiges Stroh oder Heu, freier, meist dickflüssiger Form in grossen Mengen anfallen. Dadurch werden für die Tierhaltungsbetriebe erhebliche Kotlagerkapazitäten notwendig, da die Exkremente zu Düngezwecken nur während der Vorkultivationsperiode auf die Nutzflächen ausgebracht werden können. Die zum Betreiben einer BIOGAS-Anlage notwendigen anaerob vergärbaren organischen Feststoffe sind also in Landwirtschaftsbetrieben mit Nutztierhaltung ganzjährig in ausreichender Menge verfügbar.
Je nach Tierbesatz, bzw. der verfügbaren Menge an organischen Feststoffen können Nutztierhaltungsbetriebe durch den Einbau einer BIOGAS-Anlage mühelos heizenergie- und durch Einfügen eines mit Gas-Otto-Motor betriebenen Stromerzeugers auch elektroenergieautark werden.
Als erwünschter Nebeneffekt kann die fast völlige Geruchslosigkeit des nach der anaeroben Vergärung aus der BIOGAS-Anlage ablaufenden Substrates gelten, dessen Düngerwert durch die anaerobe Behandlung leicht erhöht wird.
Als BIOGAS-Anlagen werden im Sprachgebrauch grundsätzlich nur Installationen bezeichnet, die den anaeroben Gärprozess zum Zweck der Gewinnung eines brennbaren Gases durchführen. Im Gegensatz zu Anlagen zur anaeroben
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Vergärung von Abwasserschlämmen aus kommunalen oder industriellen Kläranlagen, in welchen die Vergärung als Reinigungsstufe der Kläranlage dient, wird in BIOGAS-Anlagen der anaerobe Abbauprozess, resp. die Vergärung der organischen Feststoffe auf den Zeitraum verkürzt, der zu einer optimalen Ausbeute an brennbarem Gas notwendig ist.
Die Verfahrens- und Bautechnik der in kommunalen oder industriellen Kläranlagen verwendeten Gärtürme zur anaeroben Vergärung des Abwasserschlammes, der in der Regel ca. 2-3% abbaubare Trockensubstanz enthält, ist hinlänglich bekannt und braucht hier nicht näher erörtert zu werden.
Diese konventionellen anaeroben Gärsysteme weisen bei Aufenthaltszeiten des Abwasserschlammes zwischen 30-60 Tagen im Gärraum eine relativ niedrige Umsatzrate - die auch als Schlammarbeit in kg abgebauten BSB oder organische Feststoffe = kg/oTS/d = Tag bezeichnet werden können - auf. Die für den Betrieb dieser konventionellen Gärsysteme notwendigen Grossbehälter mit ihren langen Aufenthaltszeiten sind allein schon als Bauwerke in Tierhaltungsbetrieben undenkbar.
Die Gärräume kommunaler oder industrieller Abwasserreinigungsanlagen werden in der Regel mit Feststofffrachten von ca. 3%, bezogen auf das gesamte Gärraumvolumen, beschickt. Die Gärsysteme in diesen Anlagen gelten bereits bei einem Feststoffgehalt von über 4%, auf das Gesamtvolumen des Gärraumes bezogen, als hydraulisch und mechanisch überbelastet.
Tierische Exkremente aus Intensivtierhaltungen enthalten, je nach Tierart und Aufstallungsmethode, zwischen 6% und 14% Festsubstanz pro Liter.
Ein Verdünnen mit Wasser kann nicht in Frage kommen, weil damit zwar die Feststofffracht pro Liter Flüssigkeit verringert wird, gleichzeitig aber das Gesamtvolumen je nach Verdünnungsgrad ansteigt, was wiederum eine volumetrische Vergrösserung des Gärraumes nach sich ziehen würde.
Der Gärraum einer BIOGAS-Anlage muss also in seiner Verfahrens- und Maschinentechnik in einer Weise angelegt werden, dass Feststofffrachten von max. 14%, bezogen auf das gesamte Gärraumvolumen, durchgesetzt und in Bewegung gehalten werden können.
In den vergangenen zwei Jahren wurden in Europa und in USA eine Reihe von BIOGAS-Anlagen zur anaeroben Vergärung tierischer Exkremente gebaut und in Betrieb genommen, die sich in ihrer Bauart und mechanischen Ausrüstung eng an die in der kommunalen Klärwerkstechnik verwendeten Gärsysteme anlehnen. Mit wenigen Ausnahmen erweisen sich diese BIOGAS-Anlagen als verfahrenstechnische Fehlschläge, da die eingesetzten Pumpen oder Rührwerke nicht in der Lage sind, den Gärrauminhalt bei einem Feststoffgehalt von auch nur 7-9% in Bewegung zu halten, resp. umzuwälzen.
Zur Veranschaulichung der Problematik soll an dieser Stelle kurz die heute übliche Bauweise und angewendete Verfahrenstechnik für BIOGAS-Anlagen beschrieben werden.
Als Gärraum werden fast ausnahmslos Hochbehälter aus Beton, Stahl oder Kunststoff mit in der Regel flachen Böden eingesetzt, die zur Vermeidung von Prozesswärmeverlusten mit einer Aussenisolation versehen sind. Die Prozesstemperatur von in der Regel +36°C wird durch in die Gärräume eingebaute Wärmetauscher aufrechterhalten. Als Wärmeträger dient Warmwasser. Die Anlagen sind nach dem Verdrängungsprinzip mit Flüssigkeitsverschluss (Siphon) konstruiert. D.h., die Menge an Biomasse, die dem Gärraum täglich zugeführt wird, verdrängt über den Flüssigkeitsverschluss die gleiche Menge vergorene Biomasse aus dem Gärraum.
Die Aufenthaltszeit der Biomasse im Gärraum beträgt je nach Anlagekonzept und gewünschtem Abbaugrad durch anaerobe Vergärung zwischen 12 und 20 Tage. Die Gärräume werden durch Pumpen mit frischer Biomasse beschickt, mit denen durch Umschiebern auch der Gärrauminhalt periodisch umgewälzt wird. Zur Vermeidung von Schwimm-s decken, die sich durch spezifisch leichte Stoffe wie unverdaute Futterreste oder Getreidespelzen auf dem Flüssigkeitsspiegel im Gärraum bilden, wird zumeist ein mechanischer Schwimmdeckenzerstörer in Form einer halbeingetauchten Glockenschraube zentrisch in die Behälterdecke eingebaut, io Auf diese Weise sollen die Schwimmstoffe in die Biomasse eingemischt werden. Das sich zwischen Behälterdecke und Flüssigkeitsspiegel ansammelnde brennbare Gas wird durch eine Rohrleitung in einen Nass- oder Trockengasspeicher geleitet.
ls Vielfach scheitern die in der jüngsten Vergangenheit erbauten BIOGAS-Anlagen an der Formgebung der Gärräume. Wie bereits erwähnt, werden die meisten Böden der Gärräume von BIOGAS-Anlagen flach ausgebildet und die Umwälzpumpe zieht die Sinkstoffe knapp über dem Boden 20 seitlich aus dem Behälter ab. Folglich werden nur die Sinkstoffe in unmittelbare Nähe des Saugstutzens der Pumpe mitgeführt und die übrige Sinkmasse baut sich mehr und mehr auf und verfestigt sich, so dass bereits nach kurzer Zeit das Gärraumvolumen erheblich vermindert wird und die Gas-25 Produktion stark absinkt. Einzelne Konstrukteure bemühen sich, diesem Problem dadurch zu begegnen, indem sie in die Gärräume knapp über den Boden laufende Rührwerke einbauen. Diese Rührwerkseinrichtungen schaffen zwar Abhilfe, setzen aber gleichzeitig den Gärraumabmessungen 30 enge Grenzen. Wie auch bei konventionellen Gärsystemen von Abwasserreinigungsanlagen, sollte aber auch der Boden des BIOGAS-Gärraumes als Konus mit min. 45° Anzug ausgebildet werden. Die Umwälzpumpe sollte nach Möglichkeit so angeordnet sein, dass die sich im Konus ansammelnden 35 Sinkstoffe zentrisch aus dem Konus abgezogen und auf der Höhe des Flüssigkeitsspiegels dem Behälter wieder zugeführt werden.
Die Gasbildung im Gärraum einer BIOGAS-Anlage ist, falls die Anlage ordnungsgemäss funktioniert und betrieben 40 wird, über 24 h täglich konstant. In der Regel wird das Gas während des Tages dem Verbraucher zugeführt und die Nachtproduktion muss bevorratet werden. Zur Gasspeiche-rung bieten sich Nass- und Trockengasspeicher mit einem Betriebsdruck von ca. 20 mm Wassersäule an. Diese Art Gas-45 Speicher bilden voluminöse Bauwerke und können, abgesehen von hohen Investitionskosten, meist aus Platzgründen kaum eingesetzt werden. Der sich zwischen der Oberfläche der Biomasse und der Gasraumdecke befindende Freiraum kann bei der heute angewendeten Turmbautechnik kaum 5% so der täglichen Gasproduktion aufnehmen.
BIOGAS-Anlagen können in der Zukunft zur Substitution von flüssigen fossilen Brennstoffen einen angemessenen volkswirtschaftlichen Nutzen erbringen, wenn es gelingt, diese Anlagen bei einfachster betriebssicherer Bauweise und 55 minimalen mechanischem Aufwand kostengünstig in Serie herzustellen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Landwirtschaftsbetriebe mit Nutztierhaltung oder andere Betriebe, denen anaerob vergärbare Biomasse zur Verfügung steht, 60 weitgehend energieautark und unabhängig von Energie-marktzwängen zu machen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer Vorrichtung zur anaeroben Vergärung von organischen Feststoffen zum Zwecke der Gewinnung eines brennbaren 65 Gases, unter besonderer Berücksichtigung ökonomischer Aspekte.
Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass der Gärraum und der Gasraum eine Einheit in der
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Form einer geometrischen Hohlkugel oder eines Hohlzylinders mit halbkugelförmigem Boden oder mit einem flachen Boden und einer halbkugelförmigen Decke bilden, welche Vorrichtung aus flexiblem und faltbarem Werkstoff besteht.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den, als Gärraum und Gasraum dienenden Behälter in Form einer geometrischen Hohlkugel mit allen prozesstechnischen Ein-und Aufbauten, dargestellt im Überdruck- und Betriebszustand des Gasraumes.
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch den, als Gärraum und Gasraum dienenden Behälter in Form einer geometrischen Hohlkugel mit allen prozesstechnischen Ein- und Aufbauten, dargestellt im drucklosen Betriebszustand des Gasraumes.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung, welche die Durchführung des anaeroben Gärprozesses ermöglicht, ist rein schematisch aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich.
Der Gärraum 1 und der Gasraum 2 bilden eine Einheit in der Form einer geometrischen Hohlkugel 3 aus flexiblem und faltbarem Werkstoff, wie ihn beispielsweise PVC-Folie oder gummiertes Textilgewebe darstellen.
Der Gärraum 1 wird in eine befestigte, druckfeste Erdgrube 4 in der Form einer Halbkugel eingebettet und mit einem formgebenden Ringwall 6, vorzugsweise aus Orts- und Fertigbetonteilen, bis zur Höhe des Kugeläquators 5 umgürtet.
Der Ringwall 6 dient gleichzeitig als Auflager 7 für das, vorzugsweise aus Stahlprofilen gefertigte Stützgerüst 8, an dem die flexible und faltbare Umhüllung 3' des, eine Halbkugel 3 bildenden Gasraumes 2 befestigt ist.
Das Stützgerüst 8 dient gleichzeitig als Trägerkonstruktion für eine Schutzhülle 9, die durch einen luftführenden Ringspalt 10 von der Gasraumumhüllung 3' getrennt ist.
Die Umhüllung des Gasraumes ist über ihrem höchsten Breitengrad perforiert und durch diese Perforation 11 wird ein Schachtrohr 12 ins Innere der Hohlkugel 3 durch den Gasraum 2 hindurch bis in den Gärraum 1 geführt.
Das Schachtrohr 12 wird durch die Stützkonstruktion 8 in einer fixen Position im Hohlkugelzentrum gehalten.
In das Schachtrohr 12 eingebaut sind das Befüllungsrohr 13, mit dem der Gärraum 1 mit zu vergärendem Material beschickt wird, und das Gasentnahmerohr 14, durch welches das sich im Gasraum 2 angesammelte Gas abgezogen wird.
Auf der Linie des Kugeläquators 5 weist das Schachtrohr 12 mehrere Durchbrüche 15 auf. Obberhalb der Durchbrüche 15 ist das Schachtrohr 12 gegen den Gasraum 2 durch ein gasdichtes Schott 16 verschlossen.
Durch das gasdichte Schott 16 wird die Antriebswelle 17 durch eine Stopfbüchsendichtung 18 einer Schraubenpumpe 19 geführt, die unterhalb der Durchbrüche 15 angeordnet ist und die in die Materialschüttung 20 des Gärraumes 1 eintaucht.
Der Teil des Schachtrohres 12, der in die Materialschüttung 20 des Gärraumes 1 eintaucht, ist mit einem doppelten Mantel 21 umgeben und im dazwischenliegenden Ringspalt 22 zirkuliert heisses Wasser.
Unter dem untersten Breitengrad ist die Umhüllung 3 des Gärraumes 1 perforiert und die Perforation 23 mündet in ein ausserhalb der Hohlkugel geführtes Kanalrohr 24, dessen Ausflussöffnung 25 auf der Höhe des Kugeläquators liegt.
Die Umhüllung 3' des Gasraumes 2 ist von aussen mit Gewichten 26, wie beispielsweise Sandsäcken, mehrfach beschwert.
Die Vorrichtung in der Form einer Hohlkugel 3, die den
Gärraum 1 und den Gasraum 2 enthält, kann z.B. folgende Dimensionen aufweisen:
Durchmesser: 6,0 m (D)
Gesamtvolumen: 113,0 m3 (V)
Gärraumvolumen: 56,5 m3 (V)
Gasraumvolumen: 56,5 m3 (V)
Sie kann wie folgt betrieben werden:
Eine wesentliche Voraussetzung für das einwandfreie Funktionieren einer derartigen Vorrichtung zur Ausführung der anaeroben Vergärung zur Gewinnung eines brennbaren Gases ist die Aufbereitung und Zusammensetzung der anaerob zu vergärenden Biomasse. Diese soll einen möglichst hohen Gehalt an abbaubaren organischen Feststoffen enthalten und die gesamten Feststoffe sollten einen Wassergehalt von nicht unter 85% aufweisen, also noch pumpfähig sein.
Die Biomasse wird durch eine Pumpe solange dem Gärraumteil des Kugelbehälters zugeführt bis die Füllung die Höhe des Kugeläquators erreicht hat, wobei überschüssige Biomasse über den ausserhalb des Behälters geführten Überlaufkanal automatisch aus dem Behälter verdrängt wird. Der Ausfluss des Überlaufkanals liegt auf einer Ebene mit dem Kugeläquator und wirkt dadurch als Füllgrenze des Gärraumes.
Zur optimalen Durchführung der anaeroben Vergärung der Biomasse muss diese im Gärraum auf +36°C erwärmt werden. Diese Prozesstemperatur muss durchgehend aufrechterhalten werden.
Bei der vorliegenden erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Temperaturerhöhung der Biomasse auf +36°C sowie die Temperaturerhaltung dadurch erreicht, dass der Teil des Schachtrohres, der zentrisch im Gärraum geführt wird und in die Biomasse eintaucht als Wärmetauscher ausgebildet ist.
Durch die grossflächigen Durchbrüche in der Schachtrohrwandung, in Höhe des gleichzeitig den Kugeläquator bildenden Spiegels der Biomasse, wird mittels einer, im Wärmetauscherteil des Schachtrohres eingebauten Schraubenpumpe die Biomasse von oben nach unten durch den Wärmetauscher bewegt und so die Wärme des als Wärmeträger dienenden Heisswassers auf die Biomasse übertragen.
Durch die Rotation der Schraubenpumpe werden auch an die Oberfläche der Biomasse auftreibende Schwimmstoffe immer wieder durch das Schachtrohr in die Biomasse eingesogen.
Durch Reversieren der Drehrichtung der Schraubenpumpe kann die Biomasse auch von unten nach oben durch den Wärmetauscher bewegt werden, was das Absetzen von Sinkstoffen am Gärraumboden verhindert. Das durch die anaerobe Vergärung der Biomasse freigesetzte brennbare Gas mit einem spezifischen Gewicht von 0,823 im Verhältnis zu Luft sammelt sich unter der zusammengefalteten, durch Sandsäcke künstlich beschwerten Umhüllung des Gasraumes. Mit zunehmender Gasmenge steigt der, mittels der Gewichtung der Gasraumumhüllung genau zu definierende Gasdruck langsam an und beginnt die zusammengefaltete Gasraumhülle zu einer Halbkugel aufzublähen bis der, durch die Gewichtung vorausbestimmte, Betriebsdruck erreicht ist.
Der Betriebsdruck innerhalb des Gasraumes wird mittels einer sogenannten Wasservorlage oder Wassersäule aufrechterhalten, durch die nach erreichtem Betriebsdruck überschüssiges Gas in die Atmosphäre entweichen kann.
Wird durch einen Verbraucher Gas aus dem Gasraum entnommen, beginnt sich bei erreichtem atmosphärischem Gleichdruck im Inneren des Gasraumes die gewichtete Umhüllung zusammenzufalten und das Gas, bei gleichblei5
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bendem Fliessdruck, aus dem Gasraum auszupressen.
Ist der Gasbedarf des Verbrauchers gedeckt, beginnt sich die Umhüllung wieder mit Gas zu füllen.
Wird dem Gärraum in genau zu definierenden zeitlichen Abständen frische, unvergorene Biomasse zugeführt, so wird gleichzeitig durch das Überlaufrohr vergorene Biomasse aus dem Gärraum verdrängt.
Zur Verhinderung von Wärmeverlusten wird der gesamte Hohlkugelbehälter mit einer Wärmedämmschicht umgeben und der Gasraum zusätzlich mit einer Wetterschutzhülle überspannt.
Die hier beschriebene Vorrichtung zur Durchführung der anaeroben Vergärung unterscheidet sich in ihrer Materialwahl und Bauform wesentlich von anderen heute bekannten Vorrichtungen zur Durchführung dieses bekannten Prozesses.
Die grundsätzlichen Neuerungen betreffen sowohl die Wahl eines flexiblen und faltbaren Werkstoffes als auch die Wahl der geometrischen Form einer Hohlkugel oder eines Hohlzylinders mit halbkugelförmigem Boden oder mit einem flachen Boden und einer halbkugelförmigen Decke, die gleichzeitig als Gärbehälter und Gasspeicher dient.
Obwohl flexibles und faltbares Material zur an sich bekannten Auskleidung von Becken oder zur Erstellung von Behältern verwendet wird und auch Gasspeicherbehälter aus diesem Material in Hohlkugel- und Zylinderform an sich bekannt sind, ist deren Kombination zu der erfindungsge-mässen Vorrichtung so wie der mit ihr zu erreichende Zweck grundsätzlich neu.
Die wesentlichsten Ziele, die angestrebt werden sind:
1. Gärraum und Gasraum der Vorrichtung sollen eine Einheit bilden.
s 2. Gärraum und Gasraum sollen innerhalb der Einheit in ihrem Raumvolumen gleich sein.
3. Der Gärraum soll in einer optimalen hydraulischen Form ausgebildet sein.
4. Der Gärraum soll eine hohe Masse an organischen Fest-lo Stoffen aufnehmen und anaerob abbauen können.
5. Die Biomasse im Gärraum muss sich bei höchster Feststoffdichte in Intervallen 100%ig durchmischen lassen.
6. Die Bildung von Schwimmdecken auf dem Flüssigkeitsspiegel des Gärraumes muss verhindert werden.
15 7. Die Prozesstemperatur der Biomasse im Gärraum muss zwischen -I-10 und 36°C auf jeder gewünschten Temperaturstufe gehalten werden können.
8. Die Vorrichtung soll sowohl im Durchlauf als auch im Chargenbetrieb arbeiten können.
20 9. Die Betriebskosten, resp. der Verbrauch an elektrischer Energie soll niedrig sein.
10. Die Vorrichtung soll aus einem Material gefertigt sein, das flexibel und faltbar, säure- und gasfest sowie von hoher Reissfestigkeit ist.
25 11. Die Montage der Vorrichtung soll auch durch Nicht-fachleute erfolgen können.
12. Die Vorrichtung soll bei einfachster Bauweise betriebssicher und wartungsarm sein sowie eine hohe Lebensdauer aufweisen.
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2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

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1. Vorrichtung zur anaeroben Vergärung organischer Feststoffe zum Zwecke der Gewinnung eines brennbaren Gases, dadurch gekennzeichnet, dass der Gärraum (1) und der Gasraum (2) eine Einheit in der Form einer geometrischen Hohlkugel (3) oder eines Hohlzylinders mit halbkugelförmigem Boden oder mit einem flachen Boden und einer halbkugelförmigen Decke bilden, welche Vorrichtung aus flexiblem und faltbarem Werkstoff besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gärraum bis zur vorgesehenen Höhe der Materialaufschüttung in einem, der Bauform des Gärraumes angepas-sten druckfesten Auflager eingebettet ist.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum an seinem höchsten Breitengrad an einem Gerüst befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Gasraum, durch einen luftführenden Ringspalt von diesem getrennt, eine Schutzhülle gespannt ist, welche vorzugsweise aus einem wärmedämmenden flexiblen und faltbaren Werkstoff besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung des Gasraumes von aussen künstlich beschwert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum über seinem höchsten Breitengrad perforiert ist und dass durch die Perforation ein vertikales Schachtrohr in das Innere der Hohlkugel geführt ist, welches in die Materialschüttung eintaucht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das in dem Teil des Schachtrohres, der den Gasraum durchquert, eine Rohrleitung zur Materialbeschickung des Gärraumes und/oder eine Rohrleitung zur Gasentnahme aus dem Gasraum geführt ist, wobei vorzugsweise das Schachtrohr an seinem Umfang auf der Ebene des Kugeläquators mehrfach perforiert ist und sich über der Perforation des Schachtrohres in diesem ein gasdichtes Schott befindet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das gasdichte Schott über eine Abdichtung die Antriebswelle einer Schraubenpumpe geführt ist, wobei sich vorzugsweise die Schraubenpumpe in dem Teil des Schachtrohres, der in die Materialschüttung eintaucht, befindet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Schachtrohres, der in die Materialschüttung eintaucht, eine doppelte Wandung besitzt, in dessen Ringspalt heisses Wasser zum Zirkulieren vorgesehen ist, um seinen Wärmeinhalt an die Materialschüttung abzugeben.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gärraum unter seinem untersten Breitengrad eine Perforation aufweist, die in einen, ausserhalb des Gärraumes geführten materialführenden Kanal mündet, dessen Ausflussöffnung auf der Ebene des Hohlkugeläquators liegt.
11. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zu vergärende Material so lange in die Hohlkugel eingebracht wird, bis die Höhe der Materialschüttung der Höhe des Kugeläquators entspricht, wobei im nicht mit Material bedeckten Raum der Hohlkugel das, durch den anaeroben Abbau der organischen Feststoffe frei werdende, brennbare Gas aufgefangen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, daduich gekennzeichnet, dass durch das sich sammelnde Gas im Gasraum ein genau zu definierender Überdruck hergestellt wird,
dessen Höhe durch eine Wassersäule bestimmt wird, wobei das Gas durch Öffnen eines Verschlusses durch das Zusammenfalten der künstlich beschwerten Gasraumhüllung aus dem Gasraum evakuiert wird.
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