DE102006015496A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen Download PDF

Info

Publication number
DE102006015496A1
DE102006015496A1 DE200610015496 DE102006015496A DE102006015496A1 DE 102006015496 A1 DE102006015496 A1 DE 102006015496A1 DE 200610015496 DE200610015496 DE 200610015496 DE 102006015496 A DE102006015496 A DE 102006015496A DE 102006015496 A1 DE102006015496 A1 DE 102006015496A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
suspension
substances
degassing
biogenic
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200610015496
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006015496B4 (de
Inventor
Bernhard Dipl.-Ing. Krieg
Jörg Dipl.-Ing. Wartenberg
Horst Prof. Dr. Hennig
Thomas Dr.-Ing. Weidele
Jörg Dr. Hofmann
Mike Dr. Wecks
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KWK GBR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTE, DE
Original Assignee
BAL BIOGAS ANLAGEN LEIPZIG GMB
BAL BIOGAS-ANLAGEN-LEIPZIG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAL BIOGAS ANLAGEN LEIPZIG GMB, BAL BIOGAS-ANLAGEN-LEIPZIG GmbH filed Critical BAL BIOGAS ANLAGEN LEIPZIG GMB
Priority to DE200610015496 priority Critical patent/DE102006015496B4/de
Priority to PCT/EP2007/002532 priority patent/WO2007115660A2/de
Publication of DE102006015496A1 publication Critical patent/DE102006015496A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006015496B4 publication Critical patent/DE102006015496B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/10Addition or removal of substances other than water or air to or from the material during the treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/50Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
    • C02F1/36Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02Temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/145Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung stickstoffhaltiger Düngemittel durch die Behandlung biogener Stoffe. Es ist die Aufgabe gestellt, die beiden beim Biogasprozess entstehenden und in der Flüssigkeit gelösten Gase Ammoniak und Kohlendioxid aus der Flüssigkeit technisch elegant zu entfernen und einer Nutzung zuzuführen. Die Aufgabe wird gelöst durch die Beaufschlagung von Entgasungsbehältern und Absorptionsgefäßen mit Ultraschall und nachfolgender Gewinnung von Düngemitteln.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen, insbesondere aus Rückständen von Biogasanlagen
  • Es ist bereits bekannt, aus land- und forstwirtschaftlichen Abfällen Stickstoffdünger herzustellen. Häufig ist diese Verfahrensweise mit der Herstellung von Biogas verbunden, das zur Energiegewinnung vorgesehen ist mit der Maßgabe, die Rückstände des Verfahrens einer weiteren Nutzung zuzuführen. Diese besteht unter anderem darin, die im Vergärungsprozeß entstehenden Rückstände in landwirtschaftlich nutzbare Verbindungen, zum Beispiel in Mineraldünger, umzuarbeiten.
  • So beschreibt die WO 2005/049495 den Ablauf des Prozesses der Verarbeitung von Tierkot und Gülle zu Stickstoffdünger. Nach dieser Lehre wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoffdünger aus organischen Abfallprodukten in flüssiger Phase (Suspension, Emulsion, Lösung) sowie zur Hygienisierung der Abfälle bzw. zur Emissionsminderung durch thermische Behandlung unter Verwendung von mineralischen oder organischen Zusätzen vorgeschlagen. Nach der Lehre der WO 2005/049495 gelingt dies durch ein Verfahren, bei dem das zu verwertende Abfallprodukt bei Unterdruck auf Temperaturen zwischen 40°C und 90°C erhitzt,
    das dabei entweichende und Kohlendioxid und Ammoniak enthaltende Gas gekühlt und in ein wässriges Absorptionsmittel eingeleitet,
    der hierbei gebildete Stickstoffdünger ausgetragen und das nicht absorbierte und Kohlendioxid enthaltende Überschussgas in den Ablaufbehälter zurückgepumpt wird,
    wobei der zu Beginn des Prozesses durch eine Vakuumpumpe erzeugte Unterdruck durch den Verlauf des Prozesses autogen aufrecht erhalten wird.
  • Zweckmäßig erfolgt nach dieser technischen Lehre die Rückführung des Überschussgases in den Kreislauf,
    indem es entweder direkt oberhalb des zu behandelnden Abfallprodukts oder
    über ein Gaskühlsystem oberhalb des zu behandelnden Abfallprodukts oder
    geteilt und ein Teilstrom durch das Abfallprodukt und ein weiterer Teilstrom oberhalb des Abfallprodukts eingeleitet wird.
  • Vorzugsweise wird als wässriges Absorptionsmittel eine Gips-Aufschlämmung verwendet.
  • In der DE 10 2005 047 719.4 wird vorgeschlagen, aus biogenen Produkten bestehende Biomasse in einen pumpfähigen Zustand zu bringen, in Fermentern den Biogas-Bildungsprozeß unter ständigem Rühren zu befördern, indem mesophile Vergärung bei 38 bis 42°C oder thermophile Vergärung bei 50 bis 60°C stattfindet. Das entstandene Biogas wird gespeichert und nachfolgend verwertet. Ein Teil des Gärrestes wird auf 70 bis 90°C aufgeheizt, in einem Strippprozeß wird ihm Ammoniak/Ammoniumstickstoff entzogen, der hygienisierte stickstoffarme Gärrest wird in Fest- und Flüssigphase getrennt. Der Strippprozeß läuft bei Unterdruck im Batchverfahren ab. Das Austragen des Gases Ammoniak ist nicht näher ausgeführt.
  • Ein Nachteil der bekannten technischen Lösung der WO 2005/049495 besteht darin, dass die frische oder vergorene Gülle auf 90°C aufgeheizt werden muß.
  • Ein weiterer Nachteil der vorgeschlagenen Verfahrensweise besteht darin, dass ausschließlich das Batch-Verfahren angewendet wird. Im Text der Erfindungsbeschreibung wird die Möglichkeit kontinuierlichen Arbeitens erwähnt, aber weder in den Beispielen noch in den Ansprüchen findet sich eine Konkretisierung dazu.
  • Nachteilig ist die Notwendigkeit eines ausgeklügelten Temperatur/Druckregimes, das gewährleisten muß, dass im Strippbehälter über Stunden ständig 80°C und 300 bis 500 mbar eingehalten werden müssen.
  • Weiterhin nachteilig ist das aufwendige Rühren einer Aufnahmesuspension für die ausgetriebenen Gase Kohlendioxid und Ammoniak. Dazu wird allgemein eine Aufschlämmung von Mineralmehl wie Gips oder dergleichen verwendet, in welche das Kohlendioxid/Ammoniak-Gasgemisch eingeleitet wird. Dabei entstehen Kalk und Ammoniumsulfat, die aus der flüssigen Phase abzutrennen sind.
  • Die Ursache des Nachteils der notwendigen Aufheizung ist dem Verfahrensprinzip geschuldet. Die Wärmezufuhr bewirkt das Austreiben der Gase Ammoniak und Kohlendioxid aus der Suspension von Gülle, Tierkot oder dergleichen Verfahren und Vorrichtung sind auf das Batch-Verfahren ausgerichtet. Zu einem kontinuierlichen Verfahrensablauf gibt es keine Untersuchungen.
  • Das Temperatur/Druckregime ist einzuhalten, weil die Hitze das Entgasen bewirkt und das entstandene Gas mit Unterdruck abgesaugt werden muß, um das Gleichgewicht zwischen gelöstem und freiem Gas zu beeinflussen. Trotz allem werden merkliche Mengen Wasserdampf mit abgesaugt, eine weitere Ursache von Energieverlusten.
  • Mineralmehl wie Gips oder dergleichen muß durch Rühren in Suspension gehalten werden, damit eine Reaktion der Feststoffe mit den Gasen erfolgen kann.
  • Die Erfindung hat das Ziel, einen kostengünstigen, energetisch deutlich weniger aufwendigen Verfahrensschritt der Entgasung von biogenen Stoffen, wie z. B. Gülle oder einer Tierkotsuspension oder Gärreste einer Biogasanlage zu bewirken.
  • Das Verfahren soll kontinuierlich gestaltet werden.
  • Die entweichenden Gase sollen ohne Energieverluste abtransportiert werden.
  • Das mühselige energetisch nachteilige Rühren von Mineralmehrsuspensionen soll durch eine effiziente Methode des Durchmischens ersetzt werden.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe die beiden wesentlichen entstandenen Gase Ammoniak und Kohlendioxid in technisch einfacher Weise aus der Flüssigkeit zu entfernen und zu Düngemitteln umzusetzen.
  • Das Verfahren soll auf nahezu alle vergärungsfähigen biogene Stoffe anwendbar sein und Gülle und Tierkot als einen speziellen Fall definieren.
  • Die technische Anlage soll durch eine besondere Gestaltung und Anordnung der Entgasungsbehälter kontinuierlich betrieben werden können.
  • Es ist zu vermeiden, dass die abzuführenden Gase Wärmeenergie abtransportieren, wodurch Wasserdampf in merklichen Mengen mit entweicht.
  • Der für die Reaktion zwischen Feststoffen und Gasen erforderliche Oberflächenkontakt soll zuverlässig gesichert werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass biogene Stoffe, insbesondere Gülle oder Tierkotsuspension während des Prozesses der Biogasgewinnung mit nachfolgender Herstellung von Stickstoffdünger in zwei wesentlichen Verfahrenschritten mit Ultraschall beaufschlagt werden. Der Einsatz von Ultraschall beruht auf der wissenschaftlichen Erkenntnis, dass es unter besonderen Bedingungen gelingt, in einer Flüssigkeit, aber auch in einer Suspension eine Kavitationszone zu schaffen, innerhalb derer die Flüssigkeit entgast.
  • Voraussetzungen dazu sind erfindungsgemäß, dass die zu entgasenden Suspensionen durch eine Kavitationszone geführt werden, der Kavitationsraum nicht höher als 200 cm ist, dass leistungsfähige Sonotroden eingesetzt und Interferenzen der Ultraschallwellen durch den Einsatz mehrerer Ultraschallgeber vermieden werden.
  • Die erfindungsgemäß eingesetzten Ultraschallgeber werden seitlich im Zulauf oder an der Unterseite der Entgasungsbehälter angeflanscht. Es ist möglich, Sonotroden als Zylinder auszugestalten und zentral in den Entgasungsbehältern anzuordnen. Ebenso ist es möglich, die Sonotroden als Scheiben auszugestalten und an der Unterseite der Entgasungsbehälter anzuflanschen. Sie können stabförmig ausgebildet sein und seitlich angebracht werden. Letztlich kann auf beliebige Sonotrodenformen zurückgegriffen werden, die erhältlich sind.
  • Die Frequenz liegt bevorzugt zwischen 20 kHz und 1,7 MHz und kann geregelt werden.
  • Erfindungsgemäß werden mehrere, vorzugsweise drei bis zehn Entgasungsbehälter mit einer Höhe von 200 cm parallel oder in Reihe geschaltet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Entgasungsbehälter einen Durchmesser von 10 bis 20 cm. Besonders günstig ist ein Durchmesser von 15 cm.
  • Die zu entgasende Flüssigkeit wird über Raumtemperatur gehalten, wobei ein Bereich bis 40°C bevorzugt ist, so dass Energieverluste weitgehend ausscheiden.
  • Das entweichende Gas, ein Gemisch aus Kohlendioxid und Ammoniak, wird aus dem Entgasungsbehälter durch ein Schleppgas ausgespült oder durch leichten Unterdruck abgesaugt und über einen Verdichter in ein Adsorptionsgefäß geleitet.
  • Der zweite Verfahrensschritt, in welchem die Ultraschallbeaufschlagung eingesetzt wird, ist der Prozeß der Umsetzung von Ammoniakgas mit CaSO4 in wässriger Lösung bzw. Suspension. Ultraschall bewirkt eine ausnehmend effiziente Durchmischung der Reaktionspartner sowie eine Oberflächenaktivierung der Feststoffe und damit eine ausreichende Kontaktfläche zwischen Feststoff und Gas und damit einen schnelleren und vorteilhaften Reaktionsablauf.
  • Der Oberflächenkontakt zwischen den Gasen Kohlendioxid und Ammoniak sowie Reaktionspartnern wie Mineralmehl, zum Beispiel Gips oder dergleichen, wird dergestalt erreicht, dass ein Absorptionsgefäß mit Ultraschall beaufschlagt wird, der die Verteilung des anfänglichen Feststoffes Mineralmehl in einer Flüssigkeit wie Wasser oder dergleichen sichert und damit eine ausreichende Kontaktfläche zwischen Feststoff und Gas gewährleistet.
  • Die zur Durchmischung der Reaktionsflüssigkeit einzusetzenden Ultraschallgeber sind beliebig ausgebildet. Pro Reaktor wird mindestens eine Sonotrode eingesetzt, jedoch ist das Anbringen mehrerer Sonotroden möglich, deren Frequenzen aufeinander abgestimmt sind zur Vermeidung von Interferenzen. Wie im ersten Schritt der Beaufschlagung der Lösung bzw. Suspension mit Ultraschall ist auch hier die Ausbildung der Sonotroden beliebig. Bevorzugt ist der Einsatz kreisrunder Scheiben mit einem Durchmesser von 10 bis 20 cm, wobei 15 cm favorisiert sind. Darauf ist die Form der Sonotroden aber keinesfalls beschränkt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab.
  • Die durch Mikroorganismen vergorenen biogenen Stoffe wie Gülle, Tierkotsuspension oder dergleichen gelangen mit einer Temperatur von ca. 40°C in Entgasungsbehälter, die parallel oder in Reihe geschaltet sind. Die Behälter werden kontinuierlich mit Ultraschall beaufschlagt. In der Flüssigkeit bilden sich Kavitationsbläschen, welche die Gase austreiben. Zuerst entweicht Kohlendioxid, dann Ammoniak. Die entweichenden Gase werden durch Ausspülen oder Absaugen entfernt, bevor sie sich entsprechend dem chemischen Gleichgewicht wieder lösen können. Der entgaste Rückstand wird aus dem Behälter entfernt und weiter behandelt.
  • Die Gase werden über einen Verdichter in eine Suspension von Mineralmehl in Wasser geleitet, wobei die Suspension erfindungsgemäß durch Ultraschallbeaufschlagung stabil gehalten wird. Nach Ablauf der chemischen Reaktion zwischen dem Gips und den Gasen Kohlendioxid und Ammoniak, bei der Ammonsulfat und Kalk entstehen, werden die Feststoffe von der Flüssigkeit getrennt und in an sich bekannter Weise weiter verarbeitet.
  • Der Ammoniakanteil des eintretenden Gasgemischs wird vollständig chemisch umgesetzt, es entstehen Kalk und Ammoniumsulfat. Ein eventuell überschüssiger Kohlendioxidanteil wird in den Reaktionsablauf zurückgeführt.
  • Um einen Durchsatz von 10 m3 Gülle pro Stunde zu gewährleisten, sind drei mit Ultraschall beaufschlagte Entgasungsbehälter erforderlich.
  • Die Entgasungsbehälter sind bevorzugt aus VA-Stahl gefertigt, haben eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung für die Flüssigkeit sowie am oberen Deckel eine Austrittsöffnung für das entweichende Gas.
  • Die Fließgeschwindigkeit der Restgülle bzw. der Tierkotsuspension beträgt 0,05 bis 0,5 m/s, bevorzugt 0,1 m/s.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist die folgenden wesentlichen Parameter auf.
  • Die im an sich bekannten Prozeß zur Gewinnung von Biogas verwendeten Entgasungsbehälter zum Austreiben der Gase Ammoniak und Kohlendioxid werden derart ausgestaltet, dass sie bei einer Höhe von bis zu 200 cm jeweils einen Flüssigkeitseintritts- und -austrittsstutzen tragen, ferner eine Gasaustrittsöffnung und mindestens einen Ultraschallgeber, während ein Rührwerk entfällt. Es werden mehrere – bevorzugt drei bis zehn – Reaktoren parallel oder in Reihe geschaltet und der Entgasungsprozess kontinuierlich gesteuert.
  • Absorptionsgefäße zum Absorbieren von Kohlendioxid und Ammoniak sind derart ausgestaltet, dass sie einen Zulaufstutzen für ein Gemisch aus neutraler oder schwefelsaurer Gipsaufschlämmung aufweisen, einen Gaseinleitungsstutzen und mindestens einen Ultraschallgeber sowie eine Austragung für Feststoffe.
  • Die Ultraschallgeber können sowohl für die Generierung von niederfrequentem als auch von hochfrequentem Ultraschall ausgelegt sein.
  • Das Entgasen der Flüssigkeit und das Durchmischen der Absorptionssuspension mit Ultraschall bringt überraschenderweise wesentlichen technischen und ökonomischen Fortschritt. Es ist erstaunlich, dass die Forscher und Techniker diese Möglichkeit bisher nicht beachtet haben und die Literatur zum Stand der Technik diese mögliche Doppelfunktion des Ultraschalls in einem Prozeß nicht kommentiert.
  • Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen näher erläutert werden. Beispiel 1 wird in 1 dargestellt.
  • Beispiel 1
  • Gemäß 1 werden biogene Reststoffe 1 als pumpfähige Suspension nach der in an sich bekannter Weise erfolgenden Einwirkung von Mikroorganismen in einem Fermenter nunmehr in den Entgasungsbehälter 2 geleitet. Hier findet die Entgasung der Flüssigkeit statt, indem der Entgasungsbehälter mit Ultraschall beaufschlagt wird. Die Gase – bevorzugt CO2 und NH3 – entweichen unter der Wirkung des Ultraschalls schnell und nahezu vollständig. Sie werden über 4 abgeleitet, passieren den Verdichter 5 und werden in das Absorptionsgefäß 6 geleitet, das eine Absorbersuspension enthält. Diese ist hier eine Gipssuspension, die auch eine geringe Menge H2SO4 enthalten kann. Aus dem Absorptionsgefäß 6 wird kontinuierlich Flüssigkeit abgezogen, welche bis zu 40 % Ammoniumsulfat enthält. Das entweichende Gas wird im Verdichter 9 komprimiert und in den Kreislauf zurückgeführt bzw. energetisch verwertet. Das Absorptionsgefäß wird mit Ultraschall beaufschlagt, wodurch eine ständige Durchmischung und ein enger Kontakt der Gasphase mit den flüssigen und Festbestandteilen gewährleistet ist.
  • Beispiel 2
  • Nach erfolgter weitgehender Zersetzung biogener Reststoffe durch Mikroorganismen wird ein Flüssigkeitsstrom in Entgasungsbehälter geleitet. Davon sind in diesem Beispiel 6 Stück in Reihe geschaltet, sie weisen eine Höhe von 2 m bei einem Durchmesser von 20 cm auf. Sie werden mit der zu entgasenden Flüssigkeit soweit gefüllt, daß 0,375 m3 verfügbares Volumen verbleiben. Die Fließgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes beträgt 0,09 m/s. Die Entgasung erfolgt durch kontinuierliche Ultraschallbeaufschlagung. Als Ultraschallgeber werden in diesem Beispiel kreisförmige Membranschwinger verwendet, die an der Unterseite der Entgasungsbehälter angeflanscht sind und hochfrequenten Ultraschall aussenden, im Beispielfall der Frequenz 1700 kHz. Das ausgetriebene Gasgemisch, ganz überwiegend bestehend aus Ammoniak und Kohlendioxid, wird verdichtet und in das Absorptionsgefäß geleitet, der eine Gipssuspension enthält. Hier erfolgt unter Durchmischung mit Ultraschall die Umsetzung von Kohlendioxid, Ammoniak, Gips und Wasser zu Ammoniumsulfat, das als gewünschtes Endprodukt in Lösung abgezogen wird. Überschüssiges Gas, im wesentlichen Kohlendioxid enthaltend, wird abgeleitet und in an sich bekannter Weise weiter verwendet. Als Ultraschallgeber werden scheibenförmige Membranschwinger eingesetzt, welche Frequenzen von 1700 KHz aussenden.
  • Beispiel 3
  • Es wird im wesentlichen wie in Beispiel 1 verfahren, doch sind sechs Entgasungsbehälter bei sonst gleichen Abmaßen und aus VA-Stahl bestehend, parallel geschaltet. Es sind sechs niederfrequente Ultraschallgeber im Zulauf des Entgasungsbehälters platziert. Die Sonotroden arbeiten mit einer Frequenz von 20-40 kHz.
  • Legende zur Abbildung
  • 1
    Reststoffe
    2
    Entgasungsbehälter
    3
    Reststoffe
    4
    CO2 und NH3
    5
    Verdichter
    6
    Absorptionsbehälter mit Gipssuspension
    7
    Kalk und Ammonsulfat
    8
    Abgas
    9
    Verdichter
    10
    BHKW
  • Die schraffierten Flächen zeigen die ultraschallbeaufschlagten Suspensionen.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen durch Einleiten einer fließfähigen Suspension biogener Stoffe in Vergärungsfermentoren, Behandlung der Suspension mit Mikroorganismen in der Wärme unter Durchmischen, Ableiten des entstandenen Gasgemischs und dessen energetische Verwertung, Erwärmen der verbleibenden Suspension und Austreiben der Gase CO2 und NH3, Einleiten des Gasgemischs in eine Mineralmehlsuspension mit nachfolgendem Abtrennen entstandener Stoffe aus dieser Suspension, dadurch gekennzeichnet dass die der aus den Vergärungsfermentoren abgezogene Flüssigkeitsstrom zum Austreiben entstandener Gase mit Ultraschall beaufschlagt wird und dass der die Mineralmehlsuspension enthaltende Reaktor mit Ultraschall zum Zwecke der Durchmischung und zur Oberflächenaktivierung der Feststoffe beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass biogene Reststoffe in den Vergärungsfermentatoren durch Mikroorganismen vergorene Gülle oder Tierkot sind.
  3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu entgasende Flüssigkeit mit enthaltenen biogenen Stoffen nur leicht erwärmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die biogene Stoffe enthaltende Flüssigkeit zum Austreiben der Gase auf 40 Grad erwärmt wird.
  5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Mineralmehlsuspension bei Einleiten des Gasgemischs gebildeten Stoffe von der Suspension separiert werden.
  6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließgeschwindigkeit der biogene Stoffe enthaltenden Flüssigkeit 0,05 bis 0,5 m/s beträgt, ihre Verweilzeit in den Entgasungsbehältern 100 bis 500 s.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließgeschwindigkeit der biogene Stoffe enthaltenden Flüssigkeit 0,1 m/s beträgt, die Verweilzeit 120 bis 300 s.
  8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gastransport mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,01 bis 1,0 m/s erfolgt.
  9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Entgasungsbehälter mit nieder- und hochfrequenten Ultraschallgebern ausgestattet sind, mit Zufluß- und Abflußstutzen für Flüssigkeiten sowie Gasableitungsmöglichkeiten versehen sind diese Entgasungsbehälter parallel oder in Reihe geschaltet sind, nachfolgend ein Absorptionsgefäß angeordnet ist, das ebenfalls mit einer oder mehreren Ultraschallgebern ausgestattet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasungsbehälter aus V-A-Stahl gefertigt sind, drei bis zehn Entgasungsbehälter parallel geschaltet sind, jeweils einen Durchmesser von 10 bis 30 cm aufweisen bis 200 cm hoch sind, Verbindungsleitungen aus V-A-Stahl gefertigt sind, die Absorptionsgefäße aus V-A-Stahl gefertigt sind, Entgasungsbehälter und Absorptionsgefäße mit Ultraschallgebern ausgestattet sind.
  11. Vorrichtung nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallgeber in den Entgasungsbehältern mit variablen Frequenzen zwischen 20 kHz und 1,7 MHz arbeiten, die Ultraschallgeber am Boden der Entgasungsbehälter oder im Zulauf angebracht sind.
  12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ultraschallgeber mit abgestimmten Frequenzen arbeiten, wobei die Abstimmung lediglich der Interferenzvermeidung dient.
  13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gastransport ein Lüfter oder Verdichter in der Gasleitung angeordnet ist.
DE200610015496 2006-04-03 2006-04-03 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen Expired - Fee Related DE102006015496B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610015496 DE102006015496B4 (de) 2006-04-03 2006-04-03 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen
PCT/EP2007/002532 WO2007115660A2 (de) 2006-04-03 2007-03-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von stickstoffdünger aus biogenen stoffen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610015496 DE102006015496B4 (de) 2006-04-03 2006-04-03 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006015496A1 true DE102006015496A1 (de) 2007-10-04
DE102006015496B4 DE102006015496B4 (de) 2012-02-16

Family

ID=38460308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610015496 Expired - Fee Related DE102006015496B4 (de) 2006-04-03 2006-04-03 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006015496B4 (de)
WO (1) WO2007115660A2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008035950A1 (de) * 2008-07-31 2010-02-04 Hansen, Petra Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat- und Ammoniumsulfatdünger aus organischem Abfall und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102008042461B3 (de) * 2008-09-29 2010-04-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas
WO2011018269A1 (de) 2009-08-10 2011-02-17 Verbio Vereinigte Bioenergie Ag Verfahren zur energetisch optimierten gewinnung von ammoniumsalzen
WO2011018505A2 (de) 2009-08-12 2011-02-17 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von biogas und biokohle sowie zur veredelung der biokohle

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047719A1 (de) 2005-09-30 2007-04-12 Biogas Anlagen Leipzig Gmbh Verfahren zur Nutzung von Biomasse in einem Biogasprozess
ITMI20122123A1 (it) 2012-12-13 2014-06-14 Asmundis Fulvio Antonio De Metodo ed apparecchiatura per il trattamento di liquami
ITMI20122125A1 (it) 2012-12-13 2014-06-14 Asmundis Fulvio Antonio De Metodo ed apparecchiatura per il trattamento di liquami
DE102021129443A1 (de) 2021-11-11 2023-05-11 Biogastechnik Süd GmbH Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von flüssigen organischen substraten in anaeroben anlagen und prozessen mittels verknüpfung von mechanischer, vacuum- sowie mehrstufiger ultraschall- und plasma behandlung
EP4368695A1 (de) 2022-11-10 2024-05-15 PRE Power Recycling Energyservice GmbH Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von flüssigen organischen substraten in anaeroben anlagen und prozessen mittels verknüpfung von mechanischer, vacuum- sowie mehrstufiger ultraschall- und plasma behandlung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994024071A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Beg Bioenergie Gesellschaft Mbh Verfahren und vorrichtung zur kompostierung und nassvergärung von biologischen abfällen
DE4407564A1 (de) * 1994-03-08 1995-09-14 Toni Dr Gradl Verfahren zur Oxidation von organischen Stoffen und/oder Mikroorganismen in einem Behandlungsgut, nämlich in Deponiesickerwasser oder in Suspensionen von Mikroorganismen, vorzugsweise in einem Schlamm aus biologischen Kläranlagen
WO2005049495A2 (de) * 2003-11-19 2005-06-02 Phoenix Beteiligungs Gmbh Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von stickstoffdünger aus organischen abfallprodukten

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3284991A (en) * 1963-12-19 1966-11-15 Dow Chemical Co Ultrasonic degassing of liquids
DE19652127A1 (de) * 1996-12-14 1998-06-18 Heinz Schmehle Vorrichtung zur Abtrennung von überschüssigen Gasen aus unter Druck stehendem Trinkwasser
MXPA05005568A (es) * 2002-11-25 2006-03-08 Richard G Sheets Sr Tratamiento del efluente de desechos animales.
FR2856609B1 (fr) * 2003-06-27 2006-12-15 Geolog Spa Systeme de degazage d'un milieu liquide et d'analyse des gaz contenus dans le milieu liquide

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994024071A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Beg Bioenergie Gesellschaft Mbh Verfahren und vorrichtung zur kompostierung und nassvergärung von biologischen abfällen
DE4407564A1 (de) * 1994-03-08 1995-09-14 Toni Dr Gradl Verfahren zur Oxidation von organischen Stoffen und/oder Mikroorganismen in einem Behandlungsgut, nämlich in Deponiesickerwasser oder in Suspensionen von Mikroorganismen, vorzugsweise in einem Schlamm aus biologischen Kläranlagen
WO2005049495A2 (de) * 2003-11-19 2005-06-02 Phoenix Beteiligungs Gmbh Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von stickstoffdünger aus organischen abfallprodukten

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Römpp Lexikon Chemie 10. Aufl. 1999, "Ultra- schall"
Römpp Lexikon Chemie 10. Aufl. 1999, "Ultraschall" *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008035950A1 (de) * 2008-07-31 2010-02-04 Hansen, Petra Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat- und Ammoniumsulfatdünger aus organischem Abfall und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102008035950B4 (de) * 2008-07-31 2012-02-09 Petra Hansen Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat- und Ammoniumsulfatdünger aus organischem Abfall und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
EP2149542A3 (de) * 2008-07-31 2012-08-08 Petra Hansen Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat- und Ammoniumsulfatdünger aus organischem Abfall und Anlage zur Durchführung des Verfahrens
DE102008042461B3 (de) * 2008-09-29 2010-04-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas
WO2011018269A1 (de) 2009-08-10 2011-02-17 Verbio Vereinigte Bioenergie Ag Verfahren zur energetisch optimierten gewinnung von ammoniumsalzen
DE102009036874A1 (de) 2009-08-10 2011-03-31 Verbio Vereinigte Bioenergie Ag Verfahren zur energetisch optimierten Gewinnung von Ammoniumsalzen
WO2011018505A2 (de) 2009-08-12 2011-02-17 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von biogas und biokohle sowie zur veredelung der biokohle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006015496B4 (de) 2012-02-16
WO2007115660A3 (de) 2008-07-31
WO2007115660A2 (de) 2007-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006015496B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen
AT506582B1 (de) Verfahren zur herstellung von biogas
DE102004053297B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoffdünger aus organischen Abfallprodukten
DE102005054323B4 (de) Fermenter zur Erzeugung von Biogas aus organischem Material
EP1986963B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen verflüssigung organischer feststoffe
DE2155631B2 (de) Fermentationsbehälter zur Durchführung aerober Fermentationsverfahren für die Züchtung von Einzelzellmikroorganismen
EP3087171A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur biogasgewinnung
DE3049302C2 (de) Verfahren zur Verwertung von Lebenstätigkeitsprodukten von Tieren und Anlage zur Ausführung desselben
EP3330231A1 (de) Verfahren zur behandlung von abwasser und behandlung von aus der abwasser erzeugtem schlamm
WO2013104359A2 (de) Reagensloses, energetisches verfahren und dazugehörige anlage zur herstellung von huminhaltigen suspensionen
DE4308920A1 (de) Vorrichtung zur Behandlung von Bioabfällen oder dergleichen
DE102010033442A1 (de) Verfahren zur Aufkonzentration von Mikroorganismen in wässrigen Substraten
DE102016003256A1 (de) Anlage und Verfahren zur Verwertung von Biomaterial
DE102014001907B4 (de) Verfahren zur stofflichen und energetischen Verwertung biogener Reststoffe von Braustätten und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE69612218T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erhaltung von feststoffen in einer flüssigkeitssuspension
DE3106422C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum anaeroben Abbau von in Abwasser vorhandenen organischen Stoffen
EP1923378A2 (de) Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten und Vorrichtung zur Gewinnung von Dünger
DE19547320A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von ammoniakfreiem und sterilem Vollwertdünger aus biologischen Reststoffen
WO2010034685A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung biogener stoffe zur erzeugung von biogas
EP0810191B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung humigener und biogener Stoffgemische aus partiell biokatalytisch abgebauten Reststoffen, sowie die damit hergestellten Erzeugnisse
JP3854269B2 (ja) 汚水処理設備
EP4058168A1 (de) Trennvorrichtungen und trennverfahren zur trennung biogener, halbsynthetischer und/oder synthetischer stoffgemische in ihre festen, flüssigen und gasförmigen anteile unter wärmerückgewinnung
CH619675A5 (de)
DE3042883A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von methangas aus biomasse
DE4001855A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur biologischen verarbeitung von organisch belasteten, stark stickstoffhaltigen, waessrigen fluessigkeiten

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ETL ENERGIETECHNIK LEIPZIG GMBH BERATENDE INGE, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120517

R082 Change of representative
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: KWK GBR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTE, DE

Free format text: FORMER OWNER: ETL ENERGIETECHNIK LEIPZIG GMBH BERATENDE INGENIEURE, 04103 LEIPZIG, DE

Effective date: 20130620

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee