CS253003B1

CS253003B1 - Complex biogas unit for fermentation of organic substrates

Info

Publication number: CS253003B1
Application number: CS854458A
Authority: CS
Inventors: Milos Fiala; Karel Losenicky; Vaclav Telecky
Original assignee: Milos Fiala; Karel Losenicky; Vaclav Telecky
Priority date: 1985-06-19
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS445885A1

Abstract

Komplexní bioplynová jednotka sestávající z jednoho nebo více velkoobjemových fermentorů s flexibilním pláštěm a navazujícího dopravního systému substrátu, který umožňuje postupné plnění substrátu do fermentoru v průběhu fermentaěního procesu. Velkoobjemové fermentory jsou navrženy tak, že umožňují skladování vyvíjeného bioplynu a odběr plynu dle požadevků spotřebitele a nahrazují tak plně funkci zásobníků plynu. Zdvojený plašt bioplynové jednotky, kde je prostor mezipláStě plněn vzduchem, zlepšuje tepelné vlastnosti fermentorů a vnější plášt lépe odolává povětrnostním vlivům.A complex biogas unit consisting of one or more large-volume fermenters with a flexible jacket and a connected substrate transport system that allows the gradual filling of the substrate into the fermenter during the fermentation process. Large-volume fermenters are designed to allow the storage of the generated biogas and the withdrawal of gas according to the consumer's requirements, thus fully replacing the function of gas tanks. The double jacket of the biogas unit, where the space between the jackets is filled with air, improves the thermal properties of the fermenters and the outer jacket is better resistant to weather conditions.

Description

Vynález řeší komplexní bioplynové zařízení na fermentaci e skladování organických substrátů, zejména slemnatého hnoje bez potřeby náročných manipulačních zařízení, např. portálových jeřábů.The invention solves a complex biogas plant for fermentation and storage of organic substrates, in particular of slurry, without the need for demanding handling equipment, eg gantry cranes.

Dosavadní typy zařízení na fermentaci organických substrátů zejména chlávské mrvy suchým způsobem, jsou navrhovány z oceli, betonu nebo umšlých hmot, ale vždy tak, Se se organický substrát nebo mrva nejprve neskladní do určitých rozměrů daných ocelovým košem na plochu úložiště a na takto připravený tvar se položí fermentační zvon, zabraňující přístupu vzduchu. Proces trvá cca 1 měsíc a pak se zvon i koš přemístí na jiné stanoviště. Těchto zařízení musí být několik, zpravidla 8 až 10 a manipulace s nimi a naskladňování mrvy zajiěluje zpravidla portálový jeřáb nebo jiné zvedací zařízení. Zařízení na fermentaci organických substrátů je drahé a vyžaduje obsluhu k manipulaci a plnění. Mrva po dobu plnění je volně přístupná hmyzu a obtěžuje okolí svým zápachem. Po skončení procesu dochází k vyplavování živin z hnoje deětěm. Na vyrovnání výkyvů v odběru plynu je nutno instalovat plynojemy.The prior art types of apparatus for fermentation of organic substrates, in particular dry manure, are designed from steel, concrete or plastics, but always so that the organic substrate or manure is not initially stored to certain dimensions given by the steel basket over the storage area. puts a fermentation bell to prevent air. The process takes about 1 month and then the bell and basket are moved to another location. There must be several, usually 8 to 10, and the handling and storage of manure is usually provided by a gantry crane or other lifting device. The apparatus for fermenting organic substrates is expensive and requires the operator to handle and fill. The manure during the filling is freely accessible to insects and annoys the surroundings with its odor. After the process, the nutrients are leached from the manure to the children. Gas tanks must be installed to compensate for fluctuations in gas consumption.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny provedením fermentační bioplynové jednotky podle vynálezu, který řeší komplexní bioplynovou jednotku na fermentaci organických substrátů, sestávající z jednoho nebo více velkoobjemových fermentorů s pláštěm z flexibilního materiálu, který může být jedno nebo vícevrstvý.The above drawbacks are overcome by an embodiment of a fermentation biogas unit according to the invention which solves a complex biogas unit for fermentation of organic substrates, consisting of one or more large-volume fermenters with a sheath of flexible material, which may be single or multilayer.

Bioplynová jednotka je navržena včetně dopravního systému substrátu a řeší současně i skladování bioplynu. Jedná se o velkokapacitní jednotku, kde probíhá proces fermentace a plnění cca 1 až 3 měsíce. Doprava substrátů je zakreslena potrubní, může věak být řešena i jinak, např. pomocí šnekových dopravníků. Flexibilní pláši fermentorů se položí na substrát naskladněný na úložné ploše, který je zahřát na vhodnou teplotu anaerobním procesem. Po zakrytí substrátu se změní aerobní proces v anaerobní a začne se vyvíjet bioplyn. Doplňování substrátu do velkoobjemového fermentorů se provádí v průběhu procesu fermentace jednou až dvakrát denně.The biogas unit is designed including the conveyor system of the substrate and at the same time solves biogas storage. It is a large capacity unit, where the fermentation and filling process takes about 1 to 3 months. The transport of substrates is drawn by pipeline, but can be solved in other ways, for example by means of screw conveyors. The flexible shell of the fermenters is placed on a substrate stored on a storage surface which is heated to a suitable temperature by an anaerobic process. After covering the substrate, the aerobic process becomes anaerobic and biogas begins to develop. The feeding of the substrate to the large-volume fermenters is carried out during the fermentation process once or twice a day.

Výhod komplexní bioplynové jednotky je několik. Zařízení lze instalovat na jakékoliv rovné ploše opatřené plynotěsným povrchem a úpravou pro upevnění flexibilního pláště fermentorů. Zařízení pro dopravu hnoje neb organických substrátů instalované pod zemí, v zimních měsících nezamrzá. Organický substrát nebo hnůj se do jednotky naskladňuje přímo z místa výskytu a neobtěžuje okolí svým zápachem. Organický substrát je po celou dobu skladování a fermentace chráněn proti působení povětrnostních vlivů, a tím se sníží ztráty živin a lépe se využije vyvíjeného bioplynu.The advantages of a complex biogas unit are several. The device can be installed on any flat surface provided with a gas-tight surface and finish to attach the flexible shell of the fermenters. Equipment for the transport of manure or organic substrates installed underground does not freeze in the winter months. The organic substrate or manure is stored in the unit directly from the site and does not disturb the environment with its odor. The organic substrate is protected from the effects of weathering throughout the storage and fermentation process, thereby reducing nutrient loss and making better use of the biogas produced.

Zařízení je lehké a levné a manipulace s ním je velmi jednoduchá a bezpečná. Bioplynová jednotka plní i funkci plynojemu. Dvojitý pláši fermentorů zabraňuje úniku tepla z prostoru jednotky a zvýšením tlaku v prostoru mezipláětě lze vytěsnit bioplyn z prostoru bioplynové jednotky. Tlek vzduchu v meziplášti zajiěluje stabilitu vnější membrány proti vnějším silám. Flexibilní pláši fermentorů provedený např. z polyesterových tkanin nebo polyamidu je lehce opravitelný a má životnost 8 až 15 let podle druhu použitého materiálu. Několik jednotek lze plnit postupně jedním dopravním zařízením. Jednotky lze řadit vedle sebe i za sebou a tak zvýšit kapacitu celého zařízení.The device is light and inexpensive and easy to handle and safe to handle. The biogas unit also functions as a gas tank. The double shell of the fermenters prevents heat leakage from the unit space, and by increasing the pressure in the intercoat space, biogas can be displaced from the biogas unit space. The air pressure in the interlayer ensures the stability of the outer membrane against external forces. The flexible shell of the fermenters, made of polyester fabrics or polyamide, for example, is easily repairable and has a service life of 8 to 15 years depending on the type of material used. Several units can be filled in succession with one conveyor. Units can be stacked side-by-side and consecutively to increase the capacity of the entire device.

Na připojených výkresech je zakresleno zařízení komplexní bioplynové jednotky s fle xibilním pláštěm 11 fermentorů včetně zařízení na dopravu organického substrátu. Na obr.The accompanying drawings show a device of a complex biogas unit with a flexible jacket 11 of fermenters, including a device for conveying an organic substrate. In FIG.

je zakreslen nárys a řez bioplynovou jednotkou, a na obr. 2 je zakreslen v odpovídající velikosti půdorys jednotky včetně dvou sousedních úložných ploch 2. Ye stáji i je instalován vyhrnoveč 2 hnoje. Potrubní doprava substrátu nebo hnoje, na kterou vyhrnovač 2 hnoje funkčně navazuje, sestává z násypky 2 hydromotoru 1 klapky 2 zpětného tlaku, výměnného dopravního potrubí 2 ⁸ pevného dopravního potrubí Z. Pevné dopravní potrubí Z je vyústěno nad úložnou plochou 2. We se hromadí substrát g. Úložná plocha 2 je zakryta flexibilním pláštěm H fermentorů, který je spodním okrajem utěsněn uzávěrem 12.· Na obr. 2 je zakreslen prostor 12 pro výměnné dopravní potrubí 6 a ve stáji je prostor propadliště 13 hnoje. Souběžně s potrubím 6 a I je vedeno plynové potrubí 14 a potrubí studené močůvky 16 a potrubí teplé močůvky 15.2 is a plan view of the unit, including two adjacent storage areas 2, of the biogas unit, and FIG. The pipeline conveying of the substrate or manure to which the manure digger 2 is operatively connected consists of a hopper 2 of the hydraulic motor 1 of the back pressure flap 2, a replaceable conveyor pipe 2 ^{8 of a} fixed conveyor pipe Z. g. The storage area 2 is covered by a flexible fermenter shell 11, which is sealed by the bottom edge with a closure 12. In FIG. 2, the space 12 for the interchangeable conveying line 6 is drawn and the dung pit 13 is in the stable. A gas line 14 and a cold slurry line 16 and a hot slurry line 15 are run parallel to the lines 6 and 1.

Naskladňování substrátu se provádí přímo ze stáje 1 vyhrnovačem 2 hnoje a dále dopravním systémem 2 1- Substrát se však může dopravovat i jiným vhodným zařízením, např. šnekovým dopravníkem. Naskladňování substrátu se provádí před uvedením bioplynové jednotky do provozu, i v průběhu fermentačního procesu. Kotvení flexibilního pláště JJ. fermentoru je nutné, aby nedošlo k jeho nadzvednutí vlivem přetlaku vyvíjeného bioplynu. Výměnné dopravní potrubí 6 umožňuje dopravovat substrát na různé úložné plochy 2 podle potřeby naskladňování. Výměnu dílu výměnného dopravního potrubí 6 lze provádět ručně, nebo pomocí jednoduchých zvedacích zařízení. Tato manipulace se provádí jedenkrát za 2 až 3 měsíce. Ihned po ukotvení a utěsnění flexibilního pláště 11 fermentoru se začne vyvíjet bioplyn. Úložná plocha 2 j® vodorovné a plynotěsná.The substrate is deposited directly from the stable 1 by the manure digger 2 and further by the conveyor system 21. However, the substrate can also be conveyed by other suitable equipment, eg a screw conveyor. The substrate is stored prior to commissioning of the biogas unit, even during the fermentation process. Anchoring of flexible jacket JJ. It is necessary to prevent the fermenter from being lifted due to the overpressure of the biogas generated. The replaceable conveying line 6 allows the substrate to be conveyed to different receiving surfaces 2 as needed for storage. The replacement of the interchangeable conveying pipe part 6 can be carried out manually or by means of simple lifting devices. This is done once every 2 to 3 months. Immediately after anchoring and sealing of the flexible fermenter shell 11, biogas starts to develop. Storage surface 2 j® horizontal and gas-tight.

Využití vynálezu je především v zemědělství a to všude tam, kde je nutno zvýšit obsah organických látek v půdě. Výskyt organických látek vhodných k anaerobní fermentaci, je však i v lesním průmyslu a také v průmyslu celulózy a papíru, masoprůmyslu, zpracování zeleniny atd. Výhodou je jeho jednoduchost a nízké pořizovací náklady a minimální obsluha.The use of the invention is mainly in agriculture, where it is necessary to increase the organic matter content in the soil. The occurrence of organic substances suitable for anaerobic fermentation, however, is also in the forestry industry as well as in the pulp and paper industry, the meat industry, vegetable processing, etc. The advantage is its simplicity and low purchase costs and minimal attendance.

Claims

Complex biogas unit for fermentation of organic substrates, in particular straw manure, characterized in that it consists of one or more large-volume fermenters with a flexible jacket (11) and a conveying system (3 to 7) of substrate introduced into the fermenter base plates and provided with a flap 5 / back pressure.

Complex biogas unit according to claim 1, characterized in that the large-volume fermenter is also a biogas reservoir.

3. A complex Z biogas unit according to claim 1 or 2, characterized in that the flexible jacket of the large-scale fermenter is double.