CZ27092U1 - Horizontální vakový anaerobní bioreaktor - Google Patents

Description

Technické řešení se týká horizontálně situovaného vakového anaerobního bioreaktoru pro biodegradaci organických materiálů anaerobní digescí za účelem výroby bioplynu a hnojivá.

Dosavadní stav techniky

V současné době se pro výrobu bioplynu anaerobní digescí používají horizontální anaerobní bioreaktory, které mají podobu pevné jednokomorové, nebo dvoukomorové nádrže se dvěma komorami situovanými za sebou, provedené z oceli nebo betonu. Jsou hermeticky uzavřené a vybavené míchadlem, odvodem bioplynu, vyhřívacími prvky, čerpadlem a příslušenstvím. Jejich konstrukce je poměrně složitá, jedná se o prostorově náročné a nákladné zařízení, které neumožňuje umístění v terénu, ani přemisťování jako mobilní jednotka. Další nevýhodou uvedených zařízení je nutnost stavební úpravy terénu před umístěním a trvalé zničení přírodního terénu v místě instalace. Zařízení mají značnou hmotnost, takže nemohou být instalována na nedostatečně pevném podloží.

V dokumentech CZ PV 2010-969 a CZ U 21728 je popsán vakový bioreaktor zahrnující jako reakční vak horizontální fermentační vak z ohebného pro vodu nepropustného materiálu, jehož konec je upevněn pomocí popruhů na pevném čele. Celo tvoří například klenuté dno, upevněné na podložce. Na čele jsou upevněny konce hadic zařízení. Opačný konec fermentačního vaku má do sebe zaústěn vzduchový přívod a kolem něj je stažen sponou. Uvnitř fermentačního vaku procházejí téměř po celé délce fermentačního vaku hadice, z nichž jednaje horní, jedna dolní a jedna zavlažovači, připojená na přívod perkolátu, tj. upravené kompostové šťávy. Horní a dolní hadice jsou perforované, horní je připojena na bioplynový odvod a slouží ke shromažďování a odvodu vyvíjeného bioplynu. Dolní hadice je dočasně připojena na ventilátor v první fázi zpracování hmoty, a v tomto stavu slouží k za vzdušnění fermentované hmoty. V následných fázích je dolní hadice přepojena pomocí spojovacího kanálu na horní hadici a slouží k cirkulaci vyvíjeného bioplynu. Zavlažovači hadice prochází rovněž horní částí fermentačního vaku a slouží pro přivádění předehřátého perkolátu do zpracovávané hmoty. Fermentační vak je uložen ve vnějším vaku, jenž je upevněn na témže čele, jako fermentační vak. Mezi fermentačním vakem a vnějším vakem je vytvořen alespoň na bocích a nahoře meziprostor, který slouží pro vyplnění vhodným ohřátým médiem a tím vytvoření tepelného štítu kolem fermentačního vaku. Fermentační vak je naplněn zpracovávaným materiálem a není vybaven žádným míchadlem nebo jiným prostředkem pro promíchávání obsahu, veškerou cirkulaci médií vněm zajišťují pouze zmíněné tři hadice. Vnější vak je z ohebného materiálu, nepropustného pro vzduch a vodu. Spojovací kanál je opatřen pohonnou jednotkou typu jak pro přívod vzduchu, tak i pro pohon bioplynu a perkolátu. Tato pohonná jednotka je upevněna na pevném čele, a zde jsou také upevněny i hadice a termostat. Vaky jsou s výhodou z polyetylénu. Všechny hadice jsou s výhodou pružné.

Výše uvedené zařízení má nevýhodu v tom, že neumožňuje promíchávání zpracovávaného materiálu v reakčním fermentačním vaku a neumožňuje přemístění. Jeho aplikace v terénu je omezená. Další nevýhody jsou v tom, že vnější vak z polyetylénu nebo jiného měkkého materiálu je relativně málo odolný vůči mechanickému poškození ve vnějším prostředí, například zvěří a hlodavci, a že může praskat při mrazech. Také je problém s dlouhodobým udržením dostatečně velkého meziprostoru, protože vnější vak má tendenci se časem slehnout, zejména v zimě pod tíhou sněhové pokrývky. Další nevýhoda je vtom, že zařízení má pouze jednorázové využití. Fermentační vak je po naplnění uzavřen sponou, nemá žádný přívod pro dodatečné nebo vsázkové plném materiálu, a po jedné šarži zpracování materiálu jsou oba vaky rozříznuty a tím zničeny.

-1 CZ 27092 Ul

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje ve značné míře navržené technické řešení. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor zahrnuje horizontálně situovaný reakční vak z ohebného materiálu nepropustného pro vzduch a vodu, upevněný plynotěsně k pevnému čelu, a dále zahrnující alespoň jeden bioplynový vývod pro odvádění vyvíjeného bioplynu z vnitřního prostoru reakčního vaku, přičemž reakční vak je uložen ve vnějším tělese, mezi nímž a reakčním vakem je vytvořen alespoň lokálně meziprostor pro cirkulaci teplonosného média k ohřevu reakčního vaku, a tento meziprostor je opatřen alespoň jedním médiovým přívodem, pro přivádění teplonosného média, opatřeným alespoň jedním pohonem. Podstatou nového řešení je, že vnější těleso, v němž je uložen reakční vak, je ve formě kontejneru s tvarově pevným tepelně izolovaným pláštěm a meziprostor mezi kontejnerem a reakčním vakem je opatřen alespoň jedním médiovým odvodem, pro odvádění teplonosného média. Reakční vak je uvnitř kontejneru uložen tak, že meziprostor se nachází alespoň lokálně i pod reakčním vakem. Reakční vak je opatřen alespoň jedním materiálovým přívodem, pro přivádění zpracovávaného materiálu, a také alespoň jedním materiálovým odvodem, pro odběr zbytkové hmoty zpracovaného materiálu. Materiálový přívod a/nebo materiálový odvod je opatřen alespoň jedním dopravním členem pro zajištění potřebného směru a rychlosti pohybu materiálu, například materiálovým čerpadlem nebo šnekovým dopravníkem.

Médiový přívod a médiový odvod jsou s výhodou vně reakčního vaku ve vnitřním prostoru kontejneru propojeny tak, že je vytvořen cirkulační médiový okruh pro cirkulaci teplonosného média z a do meziprostoru. Tento médiový cirkulační okruh je s výhodou opatřen ohřívacím elementem pro ohřev teplonosného média.

Materiálový přívod a materiálový odvod jsou s výhodou vně reakčního vaku ve vnitřním prostoru kontejneru propojeny tak, že je vytvořen cirkulační materiálový okruh pro cirkulaci zpracovávaného materiálu z a do reakčního vaku.

Reakční vak je s výhodou uvnitř opatřen alespoň jedním míchadlem pro promíchávání zpracovávaného materiálu, například lopatkového typu nebo šnekového typu.

S výhodou je čelo opatřeno alespoň jedním přepadem pro udržení konstantní hladiny zpracovávaného materiálu, a alespoň jedním odkálo vacím vývodem.

Bioplynový vývod s výhodou vybíhá z reakčního vaku přes homí část čela a je opatřen bioplynovým jímačem, uspořádaným pro jímání odváděného bioplynu.

Bioplynový jímač podle předchozí věty má s výhodou objem nejméně 5 % objemu reakčního vaku.

Bioplynový vývod má s výhodou světlost nejméně 250 mm².

Alespoň pod reakčním vakem se alespoň lokálně na ploše kontejneru nachází soustava distančních prvků pro vytvoření meziprostoru, uspořádaná průchodně pro teplonosné médium v délkovém směru zařízení. Soustava může například sestávat z kovových profilů majících tvar písmene I a/nebo obloukem nahoru obráceného písmene U a/nebo z trubic.

S výhodou je uvnitř kontejneru uspořádána alespoň jedna přepážka, oddělující plynotěsně meziprostor, nebo alespoň jeho část určenou pro cirkulaci kolem reakčního vaku a jeho ohřev, od technologického prostoru, a v tomto technologickém prostoru jsou shromážděny strojní části zařízení a alespoň některé uzávěry a regulační prvky.

Materiálový přívod se s výhodou nachází v blízkosti jednoho konce reakčního vaku a materiálový odvod se nachází s další výhodou v blízkosti opačného konce reakčního vaku.

Materiálový přívod a materiálový odvod mohou být s výhodou uspořádány jako hadice, vybíhající dovnitř reakčního vaku přes jeho čelo, každá z těchto hadic celým svým úsekem od čela dovnitř reakčního vaku probíhajícím uvnitř reakčního vaku, přičemž dopravní člen je vtom případě tvořen čerpadlem typu vhodného pro používaný materiál, materiálovým čerpadlem.

-2CZ 27092 U1

S výhodou jsou obsaženy alespoň dva materiálové dopravní členy, alespoň dva materiálové přívody a alespoň dva materiálové odvody, a tyto jsou propojeny v samostatné na sobě nezávislé cirkulační materiálové okruhy, přičemž tyto materiálové okruhy jsou opatřeny uzávěiy a vhodnými regulačními prvky pro volbu a regulaci průtoku materiálu přes zvolený materiálový okruh, včetně možnosti volby směru tohoto průtoku.

Alespoň dva materiálové okruhy jsou s výhodou připojeny na společný směšovací zásobník, uzpůsobený pro směšování zpracovávaného materiálu na stanovenou konzistenci.

S výhodou může být zařízení v provedení se šnekovými dopravníky. V tom případě má reakční vak alespoň jeden materiálový přívod a alespoň dva materiálové odvody, z čehož alespoň jeden materiálový přívod a alespoň jeden materiálový odvod jsou opatřeny dopravním členem v podobě šnekového dopravníku.

V případě varianty zařízení podle předchozího odstavce je ten z obsažených materiálových odvodů, kteiýje opatřen dopravním členem v podobě šnekového dopravníku, vyústěn ven z kontejneru, zatímco jiný z obsažených materiálových odvodů je opatřen dopravním členem v podobě materiálového čerpadla a je zaústěn zpět před materiálový přívod tak, že je vytvořen cirkulační okruh.

S výhodou je obsažen alespoň jeden směšovací zásobník pro směšování zpracovávaného materiálu na stanovenou konzistenci a alespoň jeden uzávěr pro regulaci cirkulace materiálu přes cirkulační okruh.

Navržený horizontální vakový bioreaktor je novým typem bioreaktoru, umožňujícím maximalizovat hmotnost vsázky bez nutnosti výstavby vnitřního pláště bioreaktoru. Je určen pro zpracování tekuté biomasy o obsahu celkové sušiny ve vsázce maximálně 18 % hmotn., jako jsou komunální odpady z jímek, kaly z čističek vod, kanalizační kaly, kaly z potravinářských a průmyslových výrob, rostlinná biomasa apod. Je dle velikosti vhodný pro laboratorní, poloprovozní i provozní anaerobní zpracování organické hmoty na bioplyn a digestát. Může najít využití i pro biotechnologie, jako například pro kultivaci mikroorganizmů, pro bioremediace, aj. Umožňuje umístění v terénu jako kontejner na podvozku, nebo kontejner dovezený a složený na místě. Ve srovnání se stejně výkonnými stávajícími betonovými nebo tankovými ocelovými bioreaktoiy má nižší výrobní náklady, podstatně kratší výrobní dobu a menší prostorovou náročnost. Další výhodou navrženého bioreaktoru je, že na rozdíl od stávajících betonových a tankových bioreaktorů není nutná před jeho umístěním téměř žádná úprava podloží, ani nejsou kladeny zvláštní požadavky na místo instalace. Možnosti využití navrženého bioreaktoru jsou jak pro výzkumné účely, tak i pro komerční účely. Může být využit pro spalovací zařízení na bioplyn apod. i pro kogenerační jednotky. Pro ohřev teplonosného média je možno využít tepelné výměníky, například s využitím části tepelné energie z kogenerace.

Přehled obrázků na výkresech

Navržené řešení je objasněno pomocí výkresů, kde znázorňují Obr. 1 pohled z boku na bioreaktor, při podélně vedeném řezu, Obr. 2 pohled na příčný řez přes bioreaktor vedený v linii A-A naznačené na prvním a třetím obrázku, uvažováno vůči uvedeným obrázkům pohled zprava, Obr. 3, pohled shora na detail jednoho konce bioreaktoru, uvažováno vůči prvnímu obrázku levého konce, v řezu, Obr. 4 schéma zapojení prvků bioreaktoru s jedním cirkulačním materiálovým okruhem, Obr. 5 schéma zapojení prvků bioreaktoru v případě obsažení dvou cirkulačních materiálových okruhů, Obr. 6 pohled z boku na bioreaktor se šnekovými dopravníky, při podélně vedeném řezu a Obr. 7, schéma zapojení prvků bioreaktoru se šnekovými dopravníky a jedním cirkulačním materiálovým okruhem.

Příklady provedení technického řešení

Příkladem provedení navrženého technického řešení je horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle obrázků Obr. 1 až 5.

-3CZ 27092 Ul

Horizontální vakový anaerobní bioreaktor zahrnuje horizontálně situovaný reakční vak 1 zhotovený z ohebného materiálu nepropustného pro vzduch a vodu, například z polyesterové tkaniny (PES) oboustranně potažené polyvinylchloridem (PVC). Reakční vak I je plynotěsně upevněn na pevném ocelovém čele 2, což je provedeno pomocí stahovacích popruhů 3. Čelo 2 může mít například tvar kruhu opatřeného krátkým válcovým nástavcem. Z nitra reakčního vaku I je přes čelo 2 vyveden bioplynový vývod 4 pro odvádění vyvíjeného bioplynu. Reakční vak I je uložen ve vnějším tělese tvořeném kontejnerem 5 s tvarově pevným, tepelně izolovaným pláštěm. Tepelně izolovaný plášť kontejneru 5 je na obrázcích znázorněn schematicky jako kryt 6 s vnitřní izolační vrstvou 7. Mezi pláštěm kontejneru 5 a reakčním vakem I je vytvořen alespoň lokálně meziprostor 8, umožňující cirkulaci teplonosného média sloužícího k ohřevu reakčního vaku i. Jako teplonosné médium může být použita kapalina, například teplá voda z vnějšího teplovodního vodovodního systému, nebo plynné médium, například ohřátý vzduch. Meziprostor 8 je opatřen médiovým přívodem 9, pro přivádění teplonosného média a médiovým odvodem 10, pro odvádění teplonosného média. Médiový přívod 9 je opatřený vhodným pohonem 11, v případě ohřevu kapalinou kapalinovým čerpadlem nebo v případě ohřevu plynným médiem ventilátorem. Reakční vak 1 je uvnitř kontejneru 5 uložen tak, že meziprostor 8 se nachází nad i pod reakčním vakem i. Je-li případně meziprostor 8 vytvořen i na bocích reakčního vaku 1, je možnost ohřevu reakčního vaku 1 ještě lepší. Reakční vak I je opatřen materiálovým přívodem 12, pro přivádění zpracovávaného materiálu, a také materiálovým odvodem 13, pro odběr zbytkové hmoty zpracovaného materiálu. Materiálový přívod 12 a/nebo materiálový odvod 13 je vybaven alespoň jedním dopravním členem 14 pro zajištění potřebného pohybu materiálu, který bude podrobněji popsán dále.

Médiový přívod 9 a médiový odvod 10 jsou vně reakčního vaku I uvnitř kontejneru 5 propojeny tak, že je vytvořen cirkulační médiový okruh pro cirkulaci teplonosného média z a do meziprostoru 8. Také materiálový přívod 12 a materiálový odvod 13 jsou vně reakčního vaku 1 uvnitř prostoru kontejneru 5 propojeny, a tak je vytvořen cirkulační materiálový okruh pro cirkulaci zpracovávaného materiálu z a do reakčního vaku 1. Dopravní člen 14 pro materiál, tedy v tomto případě čerpadlo, může mít volitelný směr chodu, a v tom případě lze volit směr průtoku materiálu, přičemž se materiálový přívod 12 změní v odvod a současně materiálový odvod 13 změní v přívod.

Obrázek Obr. 4 ukazuje schéma zapojení prvků v zařízení v případě obsažení jednoho materiálového přívodu 12 a jednoho materiálového odvodu 13.

Obrázek obr. 5 pak ukazuje schéma ještě výhodnějšího provedení, při němž jsou obsaženy dva materiálové přívody 12 a dva materiálové odvody 13, které jsou propojeny ve dva samostatné na sobě nezávislé cirkulační materiálové okruhy. Tyto materiálové okruhy jsou opatřeny každý vlastním materiálovým dopravním členem 14, a také jsou vybaveny vhodně zvolenými a vhodně umístěnými uzávěry 15 a regulačními prvky pro volbu a regulaci průtoku materiálu přes zvolený materiálový okruh, s výhodou včetně možnosti volby směru tohoto průtoku. Oba materiálové okruhy jsou připojeny na společný směšovací zásobník 16. Ten je uzpůsoben pro směšování zpracovávaného materiálu na stanovenou konzistenci, například pomocí měřidel, miskovitého tvaru, vhodného umístění ústí materiálových okruhů a vybavení míchacím a případně mlecím zařízením, apod.

V obou výše uvedených případech je reakční vak 1 s výhodou uvnitř opatřen míchadlem T7 pro promíchávání zpracovávaného materiálu. U zde demonstrovaného příkladu je to lopatkové míchadlo 17 vybavené asynchronním motorem a axiální převodovkou, upevněné na čele 2. Celo 2 je opatřeno v jeho homí polovině přepadem 18, umožňujícím udržení konstantní hladiny h zpracovávaného materiálu, a v dolní části odkálovacím vývodem 19, umožňujícím odstraňování nežádoucích sedimentů, jež by mohly zapříčinit ucpávání průchodů v zařízení. Bioplynový vývod 4 vybíhá z reakčního vaku 1 přes homí část čela 2 a je opatřen bioplynovým jímačem 20, pro jímání odváděného bioplynu. Bioplynový jímač 20 má objem nejméně 5 % objemu reakčního vaku

1. Bioplynový vývod 4 má pokud možno co největší průměr. Výhodná je světlost nejméně 250 mm².

-4CZ 27092 Ul

Jelikož reakční vak I je z ohebného materiálu, má tendenci přilnout dole a na bocích k plášti kontejneru 5. Takovémuto přilnutí brání soustava distančních prvků 21 pod reakčním vakem 1. Distanční prvky 21 v předvedeném příkladném provedení tvoří na dně kontejneru 5 vedle sebe uložené profily ve tvaru písmene I. Jejich horní plochy tvoří podložku pro reakční vak 1 a mezery mezi jejich svislými stěnami tvoří průchody pro teplonosné médium v délkovém směru zařízení. Jako vhodné distanční prvky 21 mohou sloužit také jiné vhodné podložky, například kovové profily ve tvaru obráceného U, nebo řada trubic, případně kombinace uvedených tvarů. Výskyt distančních prvků 21 nemusí být nutně omezen pouze na dno kontejneru 5, mohou být s výhodou i na bocích a případně nahoře.

Navržené řešení předpokládá, že v případě výhodného provedení může být uvnitř kontejneru 5 vytvořen účelný technologický prostor 22. Toho je dosaženo tak, že uvnitř kontejneru 5, vně reakěního vaku 1, je uspořádána tepelně izolovaná přepážka 23, oddělující plynotěsně meziprostor 8, nebo alespoň jeho část určenou pro cirkulaci kolem reakčního vaku 1 a jeho ohřev od části kontejneru 5, kde ohřev není nutný nebo je méně účinný, a tudíž je vhodný k soustředění strojních částí a využití pro potřeby k přístupu, měření a ovládání, údržby, oprav apod. V tomto odděleném technologickém prostoru 22 jsou shromážděny strojní části zařízení a alespoň některé regulační prvky, uzávěiy 15, případná řídící a ovládací jednotka, ukazatele měřidel apod., a také ohřívací element 24 v podobě například topné spirály, umožňující ohřev teplonosného média. Uvedené prvky jsou v technologickém prostoru 22 přístupné i během provozu zařízení, v případě montáže vhodných dvířek, vrat, nebo víka.

Co se týká cirkulace materiálu, je výhodné provedení předvedené na obrázcích, při němž se materiálový přívod 12 nachází na opačné straně reakčního vaku 1 než materiálový odvod 13, tedy nahoře a dole a/nebo na opačných koncích. Optimálně se materiálový přívod 12 nachází v blízkosti jednoho konce reakčního vaku 1 a materiálový odvod 13 se nachází v blízkosti opačného konce reakčního vaku i. Umístění na opačných koncích reakčního vaku 1 je zvlášť výhodné v případě hadicového provedení. S výhodou jsou materiálový přívod 12 a materiálový odvod 13 uspořádány jako hadice, vybíhající dovnitř reakčního vaku 1 přes jeho čelo 2, každá z těchto hadic celým svým úsekem od čela 2 dovnitř reakčního vaku 1 probíhajícím uvnitř reakčního vaku 1. U tohoto hadicového provedení je dopravní člen 14 pro dodávku materiálu tvořen vhodným materiálovým čerpadlem, například samonasávacím čerpadlem s flexibilním oběžným kolem, nebo jiným typem vhodným pro daný materiál a kapacitu provozu, umístěným na vhodném místě v cirkulačním okruhu.

Zařízení pracuje následovně. Při provozu zařízení je vsázka dodávána do přední části reakčního vaku i a zde je smíchávána a homogenizována pomocí míchadla 17. Dopravní člen 14 recirkuluje částečně zpracovanou vsázku, jež opustila reakční vak i přes materiálový odvod 13, prostřednictvím materiálového cirkulačního obvodu zpět do reakčního vaku i přes materiálový přívod 12, jedním nebo druhým směrem. Tento dopravní člen 14 dávkuje do reakčního vaku 1 biomasu v podobě tekoucí suspenze. Netekutá biomasa je dávkována pomocí dalšího, například šnekového, dopravního členu 14, pod hladinu. Přebytečná vsázka, kterou tvoří digestát, přepadá přepadem 18 z boku čela 2, a tím se udržuje konstantní výše hladiny h materiálu v reakčním vaku

1. Ohřev teplonosného média, v tomto příkladu vzduchu, zajišťuje ohřívací element 24 tvořený elektrickou topnou spirálou, umístěnou v hliníkovém potrubí médiového přívodu 9 za ventilátorem představujícím médiový pohon 11. Ohřáté teplonosné médium, například na teplotu 75 C ofukuje klenuté zakončení čela 2 a odtud, například o teplotě 70 °C, proudí do meziprostoru 8 a přes něj a přitom temperuje obsah reakčního vaku I na zvolenou pracovní teplotu, která je podle druhu materiálu například 37 až 42 °C, nebo 50 až 55 C. Působením tepla dochází k fermentaci biomasy a ze zpracovávaného materiálu se vyvíjí a odchází bioplyn. Bioplyn uvolněný z biomasy proudí přes bioplynový vývod 4 z reakčního vaku I pryč a shromažďuje a homogenizuje se v bioplynovém jímači 20 jako hlavní produkt procesu, jenž může být pak dále odveden k využití nebo k uskladnění a prodeji. Jako kapalný fermentovaný zbytek v reakčním vaku I vzniká digestát. Teplonosné médium tvořené ohřátým vzduchem při průchodu přes meziprostor 8 předá část svého tepla a poté odchází v ochlazeném stavu přes médiový odvod 10, odkud proudí zpět k médiovému pohonu H a topné spirále, a tato cirkulace probíhá po stanovenou dobu během

-5CZ 27092 Ul provozu zařízení. Cirkuluje i zpracovávaná biomasa, k níž jsou dávkovány nové vsázky například v odstupu čtyř hodin. Každá další vsázka biomasy je ve směšovacím zásobníku 16 zředěna teplým digestátem na čerpatelnou konzistenci o optimální sušině 12 až 18 % hmota. Míchám obsahu reakčního vaku míchadlem 17 může být přerušované, nebo kontinuální. Míchám je zajišťováno také pomocí cirkulace materiálu přes cirkulační okruh. Výkon kontejnerové jednotky s jedním reakčním vakem I o celkovém objemu například 30 m³ dosáhne při kogeneračním zpracování bioplynu cca 15 až 20 kW elektrické energie.

Příkladem jiného provedení navrženého technického řešení je horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle obrázků Obr. 6 a 7.

Liší se od předchozího příkladu tím, že materiálový přívod 12 a materiálový odvod 13 jsou opatřeny dopravním členem 14 ve formě šnekového dopravníku. Ten je umístěn po jednom jak v oblasti ústí materiálového přívodu 12, tak i v oblasti ústí jednoho materiálového odvodu 13. Také míchadlo 17 uvnitř reakčního vaku I je jiného typu, je použito šneku. Reakční vak 1 má v tomto případě jeden materiálový přívod 12 a dva materiálové odvody 13, z čehož jeden materiálový odvod 13, opatřený dopravním členem 14 v podobě šnekového dopravníku a umístěný výše, může sloužit k odvodu a případně na začátku procesu při plnění reakčního vaku 1 i k dodávce tuhého až kašovitého materiálu a druhý materiálový odvod 13, umístěný s výhodou u dna tak jak ukazují obrázky, může sloužit pro odvod perkolátu.

Ten z obsažených materiálových odvodů 13, který je opatřen dopravním členem 14 v podobě šnekového dopravníku, je vyústěn vně kontejneru 5, zatímco druhý z obsažených materiálových odvodů 13 je opatřen dopravním členem 14 v podobě materiálového čerpadla a je zaústěn zpět před materiálový přívod 12 tak, že je vytvořen cirkulační okruh. Podobně jako u předchozího příkladu je obsažen alespoň směšovací zásobník 16 uspořádaný pro úpravu velikosti částic a směšování zpracovávaného materiálu na stanovenou konzistenci, a dále je obsažen alespoň jeden uzávěr 15 pro regulaci cirkulace materiálu přes cirkulační okruh.

Claims (5)

1. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor zahrnující horizontálně situovaný reakční vak (1) z ohebného materiálu nepropustného pro vzduch a vodu, upevněný plynotěsně k pevnému čelu (2), a dále zahrnující alespoň jeden bioplynový vývod (4) pro odvádění vyvíjeného bioplynu z vnitřního prostoru reakčního vaku (1), přičemž reakční vak (1) je uložen ve vnějším tělese, mezi nímž a reakčním vakem je vytvořen alespoň lokálně meziprostor (8) pro cirkulaci teplonosného média určeného k ohřevu reakčního vaku (1), a tento meziprostor (8) je opatřen alespoň jedním médiovým přívodem (9), pro přivádění teplonosného média, opatřeným alespoň jedním médiovým pohonem (11) pro zajištění pohybu teplonosného média, vyznačující se tím, že vnější těleso je v podobě kontejneru (5) s tvarově pevným tepelně izolovaným pláštěm a meziprostor (8) je opatřen alespoň jedním médiovým odvodem (10) pro odvádění teplonosného média, přičemž reakční vak (1) je uvnitř kontejneru (5) uložen tak, že meziprostor (8) se nachází alespoň lokálně i pod reakčním vakem (1), a tento reakční vak (1) je opatřen alespoň jedním materiálovým přívodem (12), pro přivádění zpracovávaného materiálu, a také alespoň jedním materiálovým odvodem (13), pro odběr zbytkové hmoty zpracovaného materiálu, kde materiálový přívod (12) a/nebo materiálový odvod (13) je opatřen alespoň jedním dopravním členem (14) pro zajištění potřebného pohybu materiálu, například čerpadlem nebo šnekovým dopravníkem.

2. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že médiový přívod (9) a médiový odvod (10) jsou vně reakčního vaku (1) ve vnitřním prostoru kontejneru (5) propojeny tak, zeje vytvořen cirkulační médiový okruh pro cirkulaci teplonosného média z a do meziprostoru (8), přičemž tento médiový cirkulační okruh je opatřen ohřívacím elementem (24) pro ohřev teplonosného média.

-6CZ 27092 Ul

3. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že materiálový přívod (12) a materiálový odvod (13) jsou vně reakčního vaku (1) ve vnitřním prostoru kontejneru (5) propojeny tak, že je vytvořen cirkulační materiálový okruh pro cirkulaci zpracovávaného materiálu z a do reakčního vaku (1).

4. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků laž3, vyznačující se tím, že reakční vak (1) je uvnitř opatřen alespoň jedním míchadlem (17) pro promíchávání zpracovávaného materiálu.

5. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků laž4, vyznačující se tím, že čelo (2) je opatřeno alespoň jedním přepadem (18) pro udržení konstantní hladiny zpracovávaného materiálu, a alespoň jedním odkalovacím vývodem (19).

6. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků laž5, vyznačující se tím, že bioplynový vývod (4) vybíhá z reakčního vaku (1) přes horní část čela (2) a je opatřen bioplynovým jímačem (20) pro jímání odváděného bioplynu.

7. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároku 6, vyznačující se tím, že bioplynový jímač (20) má objem nejméně 5 % objemu reakčního vaku (1).

8. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků 6 a 7, vyznačující se tím, že bioplynový vývod (4) má světlost nejméně 250 mm².

9. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků laž8, vyznačující se tím, že alespoň pod reakčním vakem (1) se alespoň lokálně v kontejneru (5) nachází soustava distančních prvků (21) pro vytvoření meziprostoru (8), uspořádaná průchodně pro teplonosné médium v délkovém směru zařízení, například z kovových profilů ve tvaru I a/nebo obráceného U a/nebo z trubic.

10. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků laž9, vyznačující se tím, že uvnitř kontejneru (5) je uspořádána alespoň jedna přepážka (23), oddělující plynotěsně meziprostor (8), nebo alespoň jeho část, od technologického prostoru (22), a v tomto technologickém prostoru (22) jsou shromážděny strojní části zařízení a alespoň některé uzávěry (15) a regulační prvky.

11. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků lažlO, vyznačující se tím, že alespoň jeden materiálový přívod (12) se nachází v blízkosti jednoho konce reakčního vaku (1) a alespoň jeden materiálový odvod (13) se nachází v blízkosti opačného konce reakčního vaku (1).

12. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že materiálový přívod (12) a materiálový odvod (13) jsou uspořádány jako hadice, vybíhající dovnitř reakčního vaku (1) přes jeho čelo (2), každá z těchto hadic celým svým úsekem od čela (2) dovnitř reakčního vaku (1) probíhajícím uvnitř reakčního vaku (1), přičemž alespoň jeden dopravní člen (14) je tvořen materiálovým čerpadlem.

13. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároku 12, vyznačující se tím, že jsou obsaženy alespoň dva materiálové dopravní členy (14), oba tvořené materiálovým čerpadlem, přičemž reakční vak (1) má alespoň dva materiálové přívody (12) a alespoň dva materiálové odvody (13), a tyto jsou propojeny v samostatné na sobě nezávislé cirkulační materiálové okruhy, přičemž tyto materiálové okruhy jsou opatřeny uzávěry (15) a regulačními prvky pro volbu a regulaci průtoku materiálu přes zvolený materiálový okruh, včetně možnosti volby směru tohoto průtoku.

14. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároku 13, vyznačující se tím, že alespoň dva materiálové okruhy jsou připojeny na společný směšovací zásobník (16) pro úpravu velikosti částic a směšování zpracovávaného materiálu na stanovenou konzistenci.

-7CZ 27092 Ul

15. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároků lažlO, vyznačující se tím, že reakční vak (1) má alespoň jeden materiálový přívod (12) a alespoň dva materiálové odvody (13), z čehož alespoň jeden materiálový přívod (12) a alespoň jeden materiálový odvod (13) jsou opatřeny dopravním členem (14) v podobě šnekového dopravníku.

5 16. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároku 15, vyznačující se tím, že ten z obsažených materiálových odvodů (13), který je opatřen dopravním členem (14) v podobě šnekového dopravníku, je vyústěn vně kontejneru (5), zatímco jiný z obsažených materiálových odvodů (13) je opatřen dopravním členem (14) v podobě materiálového čerpadla a je zaústěn zpět před materiálový přívod (12) tak, že je vytvořen cirkulační okruh.

ío 17. Horizontální vakový anaerobní bioreaktor podle nároku 16, vyznačující se tím, že je obsažen alespoň jeden směšovací zásobník (16) pro úpravu velikosti částic a směšování zpracovávaného materiálu na stanovenou konzistenci a alespoň jeden uzávěr (15) pro regulaci cirkulace materiálu přes cirkulační okruh.