DE10117321A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung tierischer Nebenprodukte - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung tierischer Nebenprodukte

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von biogenen Restmassen wie Tierkadavern o. dgl. mit folgenden Schritten: DOLLAR A a) Zerkleinern der biogenen Restmassen, DOLLAR A b) Erhitzen der biogenen Restmassen für eine vorgegebene Haltezeit auf eine Temperatur im Bereich von 150 DEG C bis 250 DEG C und Aufbringen eines Drucks von 10 bis 15 bar, so daß eine Hydrolyselösung gebildet wird, DOLLAR A c) Auswahl eines von mehreren Entspannungsbehältern A, B oder C und Überführen der Hydrolyselösung in den ausgewählten Entspannungsbehälter A, B oder C, DOLLAR A d) Abkühlen und Entspannen der Hydrolyselösung und DOLLAR A e) Umsetzung der Hydrolyselösung mittels anaerober Bakterien.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von biogenen Restmassen, wie Tierkadavern und dgl..
Nach dem Stand der Technik ist aus der DE 689 05 362 T2 ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von totem, tieri­ schen Material bekannt. Dabei wird das Material kontinuier­ lich durch eine verhältnismäßig lange fortlaufende Röhre ge­ führt und unterschiedlichen Temperatur- und Druckbedingungen ausgesetzt. Das Vorsehen einer verhältnismäßig langen fort­ laufenden Röhre ist aufwendig. Außerdem kann bei dem bekann­ ten Verfahren nicht immer sichergestellt werden, daß das Ma­ terial vollständig zersetzt wird.
Ein weiteres Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung orga­ nischer Restmassen ist aus der WO 99/04897 bekannt. Dabei wird die organische Restmasse in einem Schlaufenreaktor er­ höhter Temperatur und erhöhtem Druck ausgesetzt. Auch bei diesen kontinuierlichen Verfahren kann nicht immer sicherge­ stellt werden, daß die organische Restmasse durch die im Schlaufenreaktor stattfindende Temperatur-Druck-Hydrolyse vollständig zersetzt wird. Es kommt hier mitunter vor, daß teilweise unzersetztes Material den Schlaufenreaktor verläßt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung angegeben werden, mit denen biogene Restmassen zuverlässig vollständig abgebaut werden können. Weiteres Ziel ist es, das Verfahren und die Vorrichtung mög­ lichst effizient, kostengünstig und einfach auszuführen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8 und 10 bis 16.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der Vorrichtung wird sichergestellt, daß die biogene Restmasse stets ausrei­ chend lange der Temperatur-Druck-Hydrolyse ausgesetzt wird. Das Verfahren wird nicht kontinuierlich, sondern quasi­ kontinuierlich geführt. Durch das Vorsehen mehrerer erster Entspannungsbehälter ist es möglich, die Hydrolyselösung im Reaktor für eine ausreichend lange vorgegebene Zeit zu halten und dann erst in einen der ausgewählten Entspannungsbehälter zu entlassen. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist relativ ein­ fach aufgebaut. Sie erfordert nicht das kostenaufwendige und einen hohen Platzbedarf benötigende Vorsehen einer langen fortlaufenden Röhre. Außerdem können gesetzlich vorgegebene Haltezeiten in den Entspannungsbehältern sicher eingehalten werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung an­ hand der einzigen Figur näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Mit 1 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung bezeichnet, in der die aufgegebene biologische Restmasse zerkleinert wird. Die zerkleinerte biologische Restmasse kann nötigenfalls mit ei­ ner Flüssigkeit, z. B. Wasser, biologischen flüssigen Abfällen und dgl., verflüssigt werden. Die verflüssigte biogene Rest­ masse kann dann mittels Pumpen transportiert werden. Sie ge­ langt über einen ersten 2 und einen zweiten Wärmetauscher 3 in einen Reaktor bzw. Hochtemperatursterilisator 4. Dem Hochtemperatursterilisator 4 sind parallel drei erste Ent­ spannungsbehälter A, B und C stromabwärts nachgeschaltet. Die drei ersten Entspannungsbehälter A, B und C sind wahlweise mit dem Hochtemperatursterilisator 4 verbindbar.
Der Hochtemperatursterilisator 4 ist über eine verzweigte Leitung 12 mit den drei ersten Entspannungsbehältern A, B und C verbunden. In jeden Leitungsast der verzweigten Leitung 12 ist ein Ventil 13a, 13b und 13c eingeschaltet. Durch eine ge­ eignete automatische Steuerung der Ventile kann die aus dem Hochtemperatursterilisator 4 austretende Hydrolyselösung in einen der ersten Entspannungsbehälter A, B oder C überführt werden.
Die ersten Entspannungsbehälter A, B und C sind über eine er­ ste Ringleitung 5 mit dem ersten Wärmetauscher 2 verbunden. Ferner sind die drei ersten Entspannungsbehälter A, B und C über eine erste Leitung 6 mit einem stromabwärts nachgeschal­ teten zweiten Entspannungsbehälter D verbunden. Der zweite Entspannungsbehälter D ist über eine zweite Ringleitung 7 mit dem zweiten Wärmetauscher 3 verbunden. Vom zweiten Entspan­ nungsbehälter D führt eine zweite Leitung 8 zu einem Fermen­ ter 9 und einer stromabwärts nachgeschalteten Biogasverwer­ tungseinrichtung 10. Aus der Biogasverwertungseinrichtung 10 ausgekoppelte Wärme wird über eine dritte Leitung 11 dem Hochtemperatursterilisator 4 zugeführt.
Die Funktion der Vorrichtung ist folgende:
Zunächst wird biogene Restmasse, wie Tierkadaver und dgl., in der Zerkleinerungsvorrichtung 1 zerkleinert und nötigenfalls verflüssigt. Die fließfähig biogene Restmasse wird über eine Zuführleitung 14 zum Hochtemperatursterilisator 4 gepumpt. Sie wird durch den in die Zuführleitung 14 eingeschalteten ersten 2 sowie zweiten Wärmetauscher 3 vorgewärmt. Im Hochtemperatursterilisator 4 wird die biogene Restmasse auf eine Temperatur von 150 bis 250°C erhitzt. Gleichzeitig wird ein Druck von 10 bis 15 bar aufgebracht. Die biogene Restmas­ se wird im Hochtemperatursterilisator 4 für eine vorgegebene Haltezeit, z. B. mindestens 20 Minuten, gehalten. Anschließend wird über eine automatische Steuerung z. B. das erste Ventil 13a geöffnet. Die im Hochtemperatursterilisator 4 gebildete Hydrolyselösung wird in den ersten Entspannungsbehälter A überführt. Sie wird dort in einem Halteschritt für eine vor­ gegebene Haltezeit, z. B. mindestens 20 Minuten, auf einer Temperatur von mehr als 133°C und einem Druck von mehr als 3 bar gehalten. Anschließend wird die teilweise entspannte Hy­ drolyselösung über die erste Ringleitung 5 und den ersten Wärmetauscher 2 in einen anderen der ersten Entspannungsbe­ hälter, z. B. den ersten Entspannungsbehälter C, gepumpt. Die Hydrolyselösung wird dort für eine vorgegebene Haltezeit, z. B. mindestens 20 Minuten, in einem Entspannungschritt ent­ spannt. Sie gelangt dann über die erste Leitung 6 in den zweiten Entspannungsbehälter D. Dort wird die Hydrolyselösung auf Umgebungsdruck weiter entspannt. Ihre Temperatur beträgt dort etwa 100°C. Die entspannte Hydrolyselösung wird dann über die zweite Leitung 8 dem Fermenter zugeführt und mittels anaerober Bakterien umgesetzt. Bei der Umsetzung anfallendes Biogas wird in der Biogasverwertungseinrichtung 10 zur Aus­ kopplung von Wärme genutzt, welche über die dritte Leitung 11 dem Hochtemperatursterilisator 4 zur Verfügung gestellt wird.
Das Verfahren wird quasi - kontinuierlich geführt. Jeder der drei ersten Entspannungsbehälter A, B und C kann wechselweise zur Durchführung des Halte- oder Entspannungsschritts benutzt werden. Wenn einer der ersten Entspannungsbehälter A, B oder C entleert wird, kann gleichzeitig ein anderer der ersten Entspannungsbehälter A, B oder C mit vom Hochtemperatursteri­ lisator 4 kommender Hydrolyselösung gefüllt werden. Wiederum ein anderer der drei ersten Entspannungsbehälter A, B oder C kann gleichzeitig in den zweiten Entspannungsbehälter D ent­ leert werden. Auf diese Weise kann die biogene Restmasse z. B. mit einer Taktzeit von 20 Minuten abgebaut werden. Das Vorse­ hen einer solchen Taktzeit gewährleistet jeder Zeit, daß die Temperatur, der Druck und die Zeitvorgaben zur vollständigen Zersetzung der biogenen Restmasse erfüllt werden.
Bezugszeichenliste
1
Zerkleinerungsvorrichtung
2
erster Wärmetauscher
3
zweiter Wärmetauscher
4
Hochtemperatursterilisator
5
erste Ringleitung
6
erste Leitung
7
zweite Ringleitung
8
zweite Leitung
9
Fermenter
10
Biogasverwertungseinrichtung
11
dritte Leitung
12
verzweigte Leitung
13
a, b, c Ventile
14
Zuführungsleitung
A, B, C erste Entspannungsbehälter
D zweiter Entspannungsbehälter

Claims (16)

1. Verfahren zur Behandlung von biogenen Restmassen, wie Tierkadavern und dgl., mit folgenden Schritten:
  • a) Zerkleinern der biogenen Restmassen,
  • b) Erhitzen der biogenen Restmassen für eine vorgegebene Haltezeit auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 250°C und Aufbringen eines Drucks von 10 bis 15 bar, so daß eine Hydrolyselösung gebildet wird,
  • c) Auswahl eines von mehreren ersten Entspannungsbehältern (A, B, C) und Überführen der Hydrolyselösung in den ausge­ wählten Entspannungsbehälter (A, B, C),
  • d) Abkühlen und Entspannen der Hydrolyselösung und
  • e) Umsetzung der Hydrolyselösung mittels anaerober Bakteri­ en.
2. Verfahren nach Anspruch 1, die Hydrolyselösung beim Schritt lit. c in einem der ersten Entspannungsbehälter (A, B, C) für mindestens 20 Minuten auf einer Temperatur von mehr als 133°C und einem Druck von mehr als 3 bar gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Hydrolyselösung vom ersten (A, B, C) in einen weiteren ersten Entspannungsbehäl­ ter (A, B, C) überführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Hydrolyselö­ sung zum Vorwärmen der biogenen Restmasse über einen ersten Wärmetauscher (2) geführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei drei erste Entspannungsbehälter A, B, C vorgesehen sind und wobei während des Haltens der Temperatur im einen der ersten Entspannungsbehälter (A, B, C) einer der anderen ersten Ent­ spannungsbehälter geleert und ein weiterer der anderen ersten Entspannungsbehälter (A, B, C) befüllt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hydrolyselösung in einen zweiten Entspannungsbehälter (D) überführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Hydrolyselösung vom zweiten Entspannungsbehälter (D) abgezogen und zum Vorwärmen der biogenen Restmasse über einen zweiten Wärmetauscher (3) geführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die biogene Restmasse beim Schritt lit. b durch einen Schlau­ fenreaktor geführt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
ein Mittel (1) zum Zerkleinern von biogener Restmasse,
ein Mittel (4) zum Erhitzen der biogenen Restmassen auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 250°C und zum Auf­ bringen eines Drucks von 10 bis 15 bar, so daß eine Hydroly­ selösung gebildet wird,
  • a) ein Mittel zur Auswahl eines von, mehreren ersten Ent­ spannungsbehältern (A, B, C) und ein Mittel (12, 13a, 13b, 13c) zum Überführen der der Hydrolyselösung in den ausgewähl­ ten Entspannungsbehälter (A, B, C),
  • b) ein Mittel (D) zum Abkühlen und Entspannen der Hydroly­ selösung und
  • c) ein Mittel (10) zur Umsetzung der Hydrolyselösung mit­ tels anaerober Bakterien.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Mittel zum Erhit­ zen der biogenen Restmassen auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 250°C und zum Aufbringen eines Drucks von 10 bis 15 bar einen Schlaufenreaktor umfaßt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Mittel (5) zum Überführen der Hydrolyselösung vom ersten (A, B, C) in einen weiteren ersten Entspannungsbehälter (A, B, C) vor­ gesehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein mit den ersten Entspannungsbehälteren (A, B, C) verbundener erster Wärmetauscher (2) zum Vorwärmen der biogenen Restmasse vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei drei erste Entspannungsbehälter (A, B, C) vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei ein mit den ersten Entspannungsbehältern (A, B, C) verbundener zweiter Entspannungsbehälter (D) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der zweite Entspannungsbehälter (D) mit einem zweiten Wärmetau­ scher (3) zum Vorwärmen der biogenen Restmasse verbunden ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die biogene Restmasse beim Schritt lit. b durch einen Schlaufen­ reaktor geführt wird.
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