DD237301A1 - Vorrichtung zur erzeugung von biogas aus zellulosehaltigen abfaellen, insbesondere rinderguelle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas aus cellulosehaltigen Abfaellen, insbesondere Rinderguelle. Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, die auch bei steigendem Gehalt an suspendiertem Feststoff, insbesondere bei thermophiler Fahrweise, Inhomogenitaeten im Fermentor und Stoerungen in der Entgasung, die den Prozessverlauf unguenstig beeinflussen, mit moeglichst geringem Energieaufwand weitgehend vermeidet. Aufgabe ist es, auch bei grossem Fermentorvolumen und thermophiler Fahrweise die Ausbildung einer Schwimmdecke zu verhindern bzw. vorhandene Schwimmdecken zu zerstoeren. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe so geloest, dass im Oberteil des Fermentors, das aus einem kegelstumpffoermigen Teil mit dem Fermentorkopf besteht, ein diesem kegelstumpffoermigen Teil angepasster unterseits offener glockenfoermiger Einbau angeordnet ist.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas aus zellulosehaltigen Abfällen, insbesondere Rindergüile. Sie ist in landwirtschaftlichen und artverwandten Bereichen einsetzbar und kann in die IPK CO₂F eingeordnet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im Gegensatz zu landwirtschaftlichen Abfallprodukten wie Schweine- und Hühnergülle, bei denen der suspendierte Feststoff vorzugsweise sedimentiert, tritt bei Rindergülle ein Aufschwimmen der Grobstoffpartikel auf, was an der Oberfläche zu einer Feststoffanreicherung führt, die wiederum auf Grund der damit verbundenen Theologischen Veränderung im Oberflächenbereich Störungen in der kontinuierlichen Gasabführung bis hin zu Verstopfungen von Gas- und Produktabzug verursachen kann. Es werden deshalb zur Zerstörung der sich im Fermentor kontinuierlich nachbildenden Schwimmdecke in der Literatur und in Patentschriften verschiedenste Methoden und Vorrichtungen beschrieben.

So wird in der DE-OS 2830990 die Berieselung der Flüssigkeitsoberfläche mit Umlaufmedium bzw. Frischgülle vorgeschlagen.

Bekannt ist auch die Zerstörung der Schwimmdecke durch Rührwerke oder Rechen, die ggf. zusätzlich mit Austragsvorrichtungen gekoppelt sein können (DE-OS 3138452, DD-AP 157904).

Bei einem gasometerartig aufgebauten Biögasfermentor— DE-OS 2944584-—ist das bewegliche Oberteil des Fermentors mit Einbauten für die Zerstörung der Schwimmdecke versehen und in einem waagerecht angeordneten Gärbehälter einer Biogasanlage sollen die aufsteigenden Gasblasen die Bildung einer Schwimmdecke verhindern (DE-OS 3151187).

Nachteil aller dieser Methoden und Vorrichtungen ist, daß mitzunehmender Feststoffkonzentration der eingespeisten Gülle, insbesondere bei thermophiler Fahrweise, die Feststoffmasse im Oberflächenbereich rasch zunimmt und damit zu einer wesentlichen Erhöhung des erforderlichen Energieeintrages für die Schwimmdeckenzerstörung führt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, die auch bei steigendem Gehalt an suspendiertem Feststoff, insbesondere bei thermophiler Fahrweise, Inhomogenitäten im Fermentor und Störungen in der Entgasung, die den Prozeßverlauf ungünstig beeinflussen, mit möglichst geringem Energieaufwand weitgehend vermeidet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei großem Fermentorvolumen und thermophiler Fahrweise die Ausbildung einer Schwimmdecke zu verhindern bzw. vorhandene Schwimmdecken zu zerstören.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so gelöst, daß im Oberteil des Fermentors, das aus einem kegelstumpfförmigen Teil mit dem Fermentorkopf besteht, ein diesem kegelstumpfförmigen Teil angepaßter unterseits offener glockenförmiger Einbau mit einem gewissen Abstand zur Fermentorwand angeordnet ist.

Das Oberteil des Einbaues endet im Fermentorkopf in einem Rohransatz mit Rohraustritt, wobei sich über letzterem der-Faulschlammabzug befindet. Unmittelbar unterhalb des Einbaues verläuft rings um die Fermentorinnenwand eine Wulst, deren Ausdehnung in Richtung der Fermentorachse mindestens der lichten Weite zwischen Fermentorwand und Einbau entspricht.

Der Durchmesser des Rohransatzes im Fermentorkopf beträgt das 0,02 bis 0,2fache des Fermentordurchmessers.

Das im Fermentorentstehende und aufsteigende Biogas wird unter den glockenförmigen Einbau im Oberteil des Fermentors geleitet, wobei die an der Innenwand befindliche Wulst ein Aufsteigen des Gases im Raum zwischen Fermentorwand und Einbau weitgehend verhindert. Die Verjüngung des oberen Glockenteils und der anschließende Rohransatz bewirken nach dem Air-Iift-Prinzip auf Grund des Dichteunterschiedes in Folge des unterschiedlichen Gasgehaltes zwischen Innen- und Außenraum einen raschen Aufstieg des Gas.-Flüssigkeit-Feststoffgemisches und damit eine Umwälzung des Mediums im Bereich des Einbaus.

Um eine ausreichende Sinkgeschwindigkeit des Feststoffes im Raum zwischen Fermentorwand und Einbau zu erhalten, die ein Aufschwimmen von suspendiertem Feststoff verhindert, beträgt der Durchmesser des Rohransatzes das 0,05 bis 0,2fache des Fermentordurchmessers.

Um eine stete Überflutung des Rohraustrittes zu gewährleisten, ist das Niveau des Faulschlammabzuges über dem Rohraustritt anzuordnen,

Ausführungsbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispieis wird die Erfindung näher erläutert

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Biogasfermentor.

Ein Fermentor4von 5 m Durchmesser und 20 m Höhe, der für die Biogasgewinnung aus Rindergülle vorgesehen ist und dazu mit Güllezulauf 1, Biogasaustritt 2 und Faulschlammabzug 3 versehen ist, wird im oberen Teil mit einem fest mit dem Fermentormantel verbundenen Einbau 5 ausgestattet. Der Zwischenraum zwischen Fermentormantel und Einbau 5 beträgt ca. 100 mm.

Der Gülleeintritt 1 ist unmittelbar unter dem Einbau 5 angeordnet. Zur Vermeidung von Gaseintritt in den Zwischenraum zwischen Einbau 5 und Fermentormantel befindet sich unterhalb des Einbaues 5 ein Wulst 9, die die an der Wandung aufsteigenden Blasen zur Mitte hin abweist. Die in den Einbau 5 aufsteigenden Gasblasen werden gemeinsam mit dem aufschwimmenden suspendierten Feststoff entlang des oberen kegligen Einbauteils zu dem mittig angeordneten Rohransatz 6 geführt. Im Rohransätze, dereinen Durchmesser von 200 mm und eine Länge von 1 m besitzt, erfolgt auf Grund des Dichteunterschiedes bzw. des Gasgehaltes zwischen Innen- und Außenraum ein rascher Anstieg des Gas-Flüssigkeit-Feststoffgemisches und damit eine Umwälzung des Mediums im Bereich des Einbaues 5. Um einerseits eine ausreichende Entgasungsfläche zu erhalten, andererseits durch eine entsprechende Sinkgeschwindigkeit ein Aufschwimmen von Feststoff mit Sicherheit zu vermeiden, beträgt der Innendurchmesser des Fermentorkopfes 101,3 m. Zur Erzielung einer sicheren Überflutung des Rohraustritts 8 liegt das Niveau des als Ablaufrinne ausgebildeten Faulschlammabzuges 7 ca. 100 mm höher als der Rohraustritt 8.

Eine 400 mm unterhalb des unteren Einbaurandes an der Wandung des Fermentors 4 angebrachte dreieckförmige Wulst 9 mit einer Höhe von 120 mm vermeidet das Eindringen von aufsteigenden Gasblasen in den Zwischenraum zwischen Fermentorwand und Einbau 5. .

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas auszellulosehaltigen Abfällen, die zur Schwimmdeckenbildung neigen, bestehend aus einem aufrecht stehenden Fermentor mit Umlaufsystem, gekennzeichnet dadurch, daß im Oberteil des Fermentors (1), das aus einem kegelstumpfförmigen Teil mit dem Fermentorkopf (10) besteht, ein diesem kegelstumpfförmigen Teil angepaßter unterseits offener glockenförmiger Einbau (5), mit einem Mindestabstand von 80 mm zur Fermentorwand, angeordnet ist, dessen Oberteil im Fermentorkopf (10) in einem Rohransatz (6) mit Rohraustritt (8), über dem sich der Faulschlammabzug (7) befindet, endet, und daß unmittelbar unterhalb des Einbaus (5) rings um die Innenwand des Fermentors (1) eine Wulst (9) verläuft, deren Ausdehnung in Richtung der Längsachse des Fermentors (1) mindestens der lichten Weite zwischen Fermentorwand und Einbau (5) entspricht.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser des Rohransatzes (6) im Fermentorkopf (10), das 0,05 bis 0,2fache des Fermentordurchmessers beträgt.